MXPA98004813A - Un proceso de marco de tiempo corto para producirespumas de polimero de propileno de baja densidadextruidas de celulas cerradas - Google Patents

Abstract

Un proceso de espumación por extrusión de marco de tiempo corto para la producción de una espuma de polímero de propileno de células cerradas, el cual comprende los pasos de:(a) alimentar una resina de polímero de propileno hacia adentro de una extrusora;(b) agregar un agente de nucleación a la alimentación de resina;(c) plastificar la mezcla en una extrusora para formar una fusión polimérica;(d) incorporar cuando menos un miembro seleccionado del grupo que consiste cuando menos un agente de soplado orgánico, cuando menos un agente de soplado inorgánico, y mezclas delos mismos, en la fusión polimérica, para formar una composición espumable;(e) mezclar uniformemente y enfriar la composición espumable a una temperatura efectiva para la expansión de la espuma de polímero de propileno de baja densidad;y (f) extruir o expulsar la mezcla de composición espumable a través de un dado, a una velocidad suficientemente alta para formar una espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad, caracterizada por un Indice de Espumabilidad mayor de 1.9 y un Tiempo de Ebullición menor de 2.0 x 10 a la -4 segundos.

Description

UN PROCESO DE MARCO DE TIEMPO CORTO PARA PRODUCIR ESPUMAS DE POLÍMERO DE PROPILENO DE BAJA DENSIDAD EXTRUIDAS DE CÉLULAS CERRADAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante muchos años se han hecho espumas poliolefínicas de baja densidad, que tienen una densidad menor de aproximadamente 150 kilogramos/metro cúbico, particularmente aquéllas que tienen una base de resina termoplástica que contiene más del 50 por ciento de polietileno de baja densidad (PEBD) . La mayoría de estas espumas basadas en polietileno de baja densidad se han hecho con un agente de soplado físico, utilizando procesos de extrusión de espuma convencionales. Los agentes de soplado físicos son aquellos compuestos químicos que se pueden incorporar en la fusión termoplástica mientras están adentro de las extrusoras a altas presiones, típicamente de 10 a 20 MPa, y que pueden ser contenidos por la estructura del polímero cuando la mezcla de termoplástico/agente de soplado enfriada se reduce rápidamente a la presión atmosférica ambiental. Los procesos de espumación convencionales se consideran aquellos en donde: (1) la resina se mezcla primero en forma sólida con un agente de nucleación (agente de control del tamaño de las células) , el cual es un compuesto inorgánico o una sal metálica de un ácido orgánico, o es una mezcla de los mismos, típicamente en forma de polvo, (2) luego la mezcla sólida se funde y se presuriza, (3) se inyecta un agente de soplado físico en la mezcla fundida de polímero/agente de nucleación a una alta presión, siendo la proporción de la velocidad de flujo basada en el peso del agente de soplado a aquella del polímero, menor de aproximadamente el 40 por ciento, y (4) la mezcla de gas/fusión resultante, subsecuentemente, se mezcla y se enfría extensamente a una alta presión antes de liberarse a través de un dado. En un proceso de espumación convencional, la capacidad para producir una espuma de células cerradas dimensionalmente estable, se controla mediante la resistencia de la fusión poliraérica que se requiere para contener los vapores del agente de soplado físico en expansión a una alta temperatura. El alto grado de cristalinidad de los polipropilenos comunes contribuye a una mala resistencia a la fusión. Por consiguiente, los procesos de extrusión de espuma convencionales para producir espumas poliolefínicas que sean predominantemente de polipropileno, han estado limitados por la resistencia a la fusión de los polipropilenos comunes. En consecuencia, las espumas poliolefínicas del proceso convencional, para las cuales la resina termoplástica básica es primordialmente polipropileno, han estado comercialmente disponibles solamente desde el advenimiento del polipropileno de "alta resistencia a la fusión" a mediados de los 80s, y estas espumas todavía tienen un uso limitado.

La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,637,458 (Parrish) da a conocer un proceso para la fabricación de una hoja de espuma de células cerradas de forma polihédrica de baja densidad, que tiene un diámetro promedio de cuando menos 500 mieras, utilizando un polímero cristalino termoplástico de alta resistencia al rompimiento, tal como polipropileno isotáctico. El proceso de la descripción de Parrish involucra un proceso de extrusión al ras no convencional, y está limitado a la producción de hojas de espuma de menos de aproximadamente 0.2 centímetros de espesor. El rango operativo preferido para el proceso citado está publicado como menor de 15 kilogramos/metro cúbico. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,217,319 (Komori) da a conocer un proceso para la producción de espumas de poliolefina con diferentes compuestos orgánicos volátiles como el agente de soplado físico. Las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 5,290,822 (Rogers y colaboradores) y 5,225,451 (Rogers y colaboradores) dan a conocer procesos para la producción de espuma de ultra-baja densidad, utilizando mezclas poliméricas que son primordialmente de polietileno. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,323,528 (Collins) da a conocer un método y un aparato para la fabricación de una hoja de espuma poliolefínica de baja densidad, de tamaño grande, que tiene un espesor mayor de 25 milímetros, sin restringir el agente de soplado físico. El proceso intermitente dado a conocer en la patente de Collins, se modifica para aceptar polipropileno de alta resistencia a la fusión, y proporciona la modalidad primordial para la presente descripción. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,522,955 (Fukushima y colaboradores) describe un método para la producción de una espuma de polipropileno altamente expandida, mediante la utilización de una resina de polipropileno que tiene una tensión de fusión especifica. La patente de Fukushima y colaboradores enseña que la tensión de fusión de la resina base de polipropileno es el factor de control primordial en la producción de una espuma de polipropileno de células cerradas. El trabajo se enfoca primariamente en la producción de espumas que tienen una densidad menor de aproximadamente 40 kilogramos/metro cúbico, con un diámetro de células de aproximadamente 0.3 a 0.6 milímetros de diámetro. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,882,108 (Nakajima y colaboradores) describe un método para la producción de un artículo uniformemente espumado, reticulado, que se hace a partir de una resina copolimérica que es primordialmente de polipropileno, pero que contiene del 2 al 10 por ciento en peso de polietileno, y que utiliza un agente reticulante que se descompone en la etapa frontal de un dado de región larga específicamente diseñada, con un agente de espumación que se descompone en la etapa posterior del mismo dado de región larga. Las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 5,116,881 (Park y colaboradores), 5,149,579 (Park y colaboradores, y 5,180,751 (Park y colaboradores), dan a conocer un proceso y una composición para producir hojas de espuma de polipropileno a partir de polipropileno de alta resistencia a la fusión, pero las hojas que se producen están limitadas a tener densidades mayores de 2.5 libras/pie cúbico (42 kilogramos/metro cúbico) , con espesores de hoja menores de 0.200 pulgadas (5.0 milímetros). Estas espumas se utilizan primordialmente en la aplicación termofor able de partes pequeñas, tales como platos, tazas, y tazones desechables. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,348,795 (Park) da a conocer un proceso para la producción de una espuma de polipropileno de células abiertas, dimensionalmente estable, que tiene un contenido de células abiertas de más del 20 por ciento, utilizando agentes de soplado físico orgánicos. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573 (Park y colaboradores) da a conocer un proceso para la producción de una estructura de espuma de polipropileno de células cerradas, que tiene más del 80 por ciento de células cerradas, a partir de una resina de polipropileno que tiene un índice de espumabilidad definido de menos de aproximadamente 1.8, en unidades de libras/pie cubico-milímetro. La Patente Internacional Número WO 93/15132 (Park) da a conocer una espuma de polipropileno dimensionalmente estable con un agente de soplado inorgánico. Aunque es aplicable tanto a espumas de células abiertas como cerradas, el proceso con los agentes de soplado inorgánicos está limitado a combinaciones de tamaños y densidades de células, que dan como resultado espesores de la pared celular dentro de un rango especifico. En los 90s, se publicaron patentes para varios procesos, que involucraban el uso de gases atmosféricos para producir espumas tanto de polietileno como de polipropileno. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,416,129 (Chaudhary y colaboradores) da a conocer un proceso para la preparación de espuma de polímero etilénico no reticulado, utilizando un polímero de una tensión de fusión definida, bien sea con argón, dióxido de carbono, o mezclas de los mismos. La descripción de Chaudhary y colaboradores indica que las mezclas de argón y dióxido de carbono pueden funcionar como agentes de soplado físico con materiales etilénicos que tengan una tensión de fusión específica, pero los datos reportados asociados también sugieren dificultades en el mantenimiento de una calidad satisfactoria de la espuma a largo plazo. Los procesos patentados para la purificación de gases efluentes de hidrocarburo, han utilizado la mejor solubilidad de los gases ácidos en ciertos poliéteres, tales como éter dimetílico de tetraetilenglicol . La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,421,535 (Mehra) , y la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,695,672 (Bunting) describen procesos que utilizan solventes físicos, tales como éter dimetílico de tetraetilenglicol, para remover los gases ácidos, tales como dióxido de carbono, a partir de las corrientes del gas de hidrocarburo. Estas descripciones demuestran la alta afinidad del enlace químico de éter para ciertos gases. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la invención es proporcionar un medio mediante el cual se pueda utilizar una técnica simple, de bajo costo, y confiable, para producir una espuma de polímero de propileno de baja densidad, que se pueda utilizar para aplicaciones de más alta resistencia y más alta temperatura de servicio, que las espumas polietilénicas existentes. Un segundo objeto de la invención es proporcionar un medio mediante el cual se pueda utilizar una técnica confiable para producir un material de alta densidad, absorbente de energía, para la protección de impacto a alta velocidad. Un tercer objeto de la invención es proporcionar un medio mediante el cual se pueda utilizar una técnica simple, de bajo costo, y confiable, para producir una espuma de polímero de polipropileno de baja densidad, que no contenga compuestos químicos que hayan demostrado exhibir efectos adversos sobre concentración estratosférica de ozono. Un objeto adicional de la invención es proporcionar un medio para preparar materiales rígidos de peso ligero, para utilizarse como los suministros de núcleo en las estructuras compuestas, y en estructuras absorbentes de sonido y de energía. Un objeto adicional de la invención es la incorporación de agentes de soplado que eliminen la necesidad de dispositivos de protección de seguridad sofisticados, y/o una tecnología elaborada para el control de emisiones. Un objeto adicional de la invención es la producción de una estructura de espuma estable, cuyas propiedades físicas no se deterioren de una manera significativa durante el transcurso del tiempo. Un objeto adicional de la invención es la producción de un material de espuma que no afecte adversamente las características superficiales de otros materiales con los que se pueda poner en contacto íntimo la espuma. Otros objetos y ventajas de la invención se describen en la presente, y son obvios a partir de la presente para un experto en la materia. Los objetos y ventajas de la invención se logran mediante el proceso de la invención. La invención involucra, en general, un proceso para la fabricación de un material termoplástico de espuma que contiene más del 50 por ciento en peso de polímero de propileno. De una manera más específica, la invención involucra un proceso para la producción de espumas de polímero de propileno de sección transversal grande, que tienen combinaciones estructurales de tamaños y densidades de células, que hasta ahora se habían reportado como no factibles en la técnica. Esto se realiza mediante la extrusión a través de un dado, a altas velocidades, de homopolímero o copolímero de propileno fundido, o mezclas de los mismos, que posean suficiente endurecimiento de tracción, comportamiento viscoelástico, y ductilidad de fusión, mezclados con un agente de soplado físico. De conformidad con los objetos anteriormente mencionados, esta invención proporciona un método para la producción de una espuma de polímero de propileno a partir de una mezcla de resina polimérica termoplástica que es cuando menos el 50 por ciento polipropilénica, y que contiene una fracción mayor de polipropileno de alta resistencia a la fusión, mientras que utiliza un agente de soplado físico que puede ser un compuesto químico orgánico o inorgánico, o una mezcla de los mismos. También de conformidad con los objetos de la invención, el proceso descrito opcionalmente puede incluir el uso de un agente compatibilizante, para utilizarse con los agentes de soplado inorgánicos en la porción más baja del rango de densidad. El agente compatibilizante, si se incluye, es uno o más materiales seleccionados a partir de compuestos químicos que contengan múltiples enlaces de éter, y pueden contener múltiples grupos hidroxilo, de tal manera que plastifiquen suficientemente el extrudado termoplástico, y mantengan las temperaturas de fusión del dado suficientemente bajas para producir una estructura de espuma de células cerradas. Los agentes compatibilizantes se utilizan para materiales inorgánicos específicos con la resina polipropilénica, para bajar adicionalmente el límite de densidad más baja efectivo del proceso con el agente de soplado físico específico. En los procesos de extrusión de espuma poliolefínica tradicionales, se mezclan los granulos de la resina termoplástica con un agente de nucleación en fase sólida, y luego se funden en una extrusora caliente, en donde la combinación de plástico y agente de nucleación se mantiene bajo alta temperatura y presión. El agente de soplado físico, que en general se disuelve en la fusión polimérica adentro de la extrusora, y que tendrá transición de fases hasta un gas a las temperaturas de fusión del dado y a la presión atmosférica, se agrega al polímero fundido presurizado. Adentro del extrudado fundido, el agente de soplado tiende a actuar como un plastificante para reducir la viscosidad, y por consiguiente, baja el nivel de temperatura necesario para mantener la condición de fusión caliente de la mezcla de material termoplástico y agente de nucleación. El agente de soplado se mezcla con el plástico y el agente de nucleación fundidos, y subsecuentemente la combinación se enfría hasta una temperatura de extrusión adecuada para la espumación. Con frecuencia, también se agrega un agente modificador de permeación, que normalmente es un éster de un ácido graso que tiene una cadena de 16 a 22 átomos de carbono, o un compuesto tal como estearilesteara ida, para prevenir el colapso de la estructura de espuma resultante a través del tiempo. La combinación enfriada se empuja a través de un dado por el gradiente de presión, y cuando se libera a la presión atmosférica, el agente de soplado físico se expande para formar burbujas de gas en los sitios de nucleación establecidos por las partículas de agente de nucleación uniformemente dispersas. Un ejemplo particular utiliza polietileno de baja densidad como el plástico, isobutano como el agente de soplado, sílice cristalina como el agente de nucleación, y monoestearato de glicerilo como el modificador de permeación. En la invención del proceso dada a conocer, se cargan granulos de polímero de propileno, y opcionalmente de copolímeros de propileno, en su forma sólida, en una tolva de extrusión. El contenido total del polipropileno es más del 50 por ciento en peso de las unidades de monómero de propileno. Las resinas de polipropileno preferidas tienen índices de flujo de fusión de entre 0.1 y 10 gramos por 10 minutos a 230 °C (ASTM, condición L) . Los copolimeros de propileno tienen hasta el 20 por ciento en peso de comonómero polimerizado. No se requiere un modificador de permeación. Luego se alimentan los granulos a una extrusora, junto con de entre 0 y 2.0 por ciento en peso de agente de nucleación activo, y opcionalmente, con estabilizantes, pigmentos, y mejoradores del proceso adicionales. La mezcla de granulos se transporta a través de la sección de alimentación de la extrusora, se calienta y se funde hasta una fusión termoplástica. Los agentes de soplado físico o las mezclas de agente de soplado (ya sea orgánicos o inorgánicos, o bien una combinación de compuestos orgánicos e inorgánicos) se inyectan en la fusión plastificada, en entre 0.025 y 0.5 kilogramos-moles de gas por 100 kilogramos en peso de polímero. Opcionalmente, se agrega un agente compatibilizante, el cual es un poliglicoléter líquido o licuado, o un poliglicol líquido o licuado, o del 20 al 80 por ciento en peso de solución acuosa de poliglicerol, particularmente uno que sea predominantemente triglicerol, se agrega a la mezcla de polímero/agente de soplado, bien sea separado de, o directamente con, la adición del agente de soplado en la compuerta de inyección de la extrusora, en una proporción molar apropiada para la alimentación del agente de soplado físico, o un agente compatibilizante el cual es un óxido de polietileno de un peso molecular de entre 200,000 y 1,000,000, que se agrega con la alimentación de resina mientras se agrega agua como un agente de soplado físico, o se agregan mezclas de estos diferentes agentes compatibilizantes. La fusión polimérica se mezcla adentro de la extrusora, subsecuentemente se enfría hasta una temperatura de espumación apropiada, y se extruye a través de un dado dimensionado para producir la dimensión deseada del producto, a una velocidad instantánea mayor de 1,000 kilogramos/hora. Luego se forma el extrudado hasta la configuración deseada, y se enfría mediante transferencia de calor por convección, por conducción, y radiación con el medio ambiente. Los polímeros de propileno preferidos exhiben un endurecimiento de tracción en la fase de fusión, exhiben una buena extensibilidad de la fusión, y tienen una alta tensión de la fusión. Una condición necesaria pero no suficiente para la espumación dimensionalmente estable, es que el polímero de propileno o la mezcla de polímero exhiba una tangente de pérdida (tan L) (que se define como la proporción del módulo de pérdida viscoso de un polímero a su módulo de .almacenamiento elástico) de menos de 1.2 a 190 °C, y a una frecuencia de 1 radián por segundo. Esta información viscoelástica se mide en un espectrómetro mecánico dinámico, utilizando una muestra de 25 milímetros de diámetro, un espesor de la muestra de 1.75 a 2.5 milímetros, y una tensión máxima del 10 por ciento. Los agentes de soplado permisibles incluyen gases inorgánicos e inertes a la temperatura ambiente, tales como nitrógeno, argón, helio, y dióxido de carbono. En adición, el agua también es un agente de soplado aceptable, sola o en conjunto con otros agentes de soplado. Los agentes de soplado orgánicos permisibles incluyen hidrocarburos alifáticos, tales como metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano, y neopentano. Los agentes de soplado orgánicos permisibles también incluyen hidrocarburos halogenados, tales como hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, y clorofluorocarbonos. Los ejemplos de los agentes de soplado de hidrocarburo halogenado incluyen 1, 1, 2 , 2-pentafluoroetano (HFC-125) , 1,1,1,2, tetrafluoroetano (HFC-134a) , l-cloro-1,2 difluoroetano (HCFC-142b) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) , y 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) . Una diferenciación clave de la técnica, es el cambio en la velocidad de espumación, ocasionado por la alta velocidad de extrusión instantánea del proceso intermitente empleado para la espumación. Las velocidades mayores de 4000 kilogramos/hora, dan como resultado una velocidad de tracción de un orden de magnitud más alto, que da como resultado una tangente de pérdida más baja, y una tensión de fusión más alta, lo cual se traduce en la capacidad para producir espumas de propileno de baja densidad, de tamaños de células pequeñas y grandes, dimensionalmente estables, que se proclama que son imposibles en la técnica citada. Las características reológicas mejor citadas como predictores de la espumación aceptable son: (1) un índice de espumabilidad (IE) mayor de 1.9, definido de la misma manera que en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573 (Park y colaboradores) mediante la relación: IE = p * D * (tan L)0-75 en donde: IE es el índice de espumabilidad, p es la densidad de la espuma en libras/pie cúbico. D es el tamaño de células promedio en milímetros, y tan L es G"/G', en donde: G" es el módulo de pérdida de la mezcla de polímero de propileno, y G1 es el módulo de almacenamiento de la mezcla de polímero de propileno, midiéndose tanto G" como G' a una frecuencia oscilatoria de un radian/segundo, a 190°C, con un diámetro de la muestra de 25 milímetros, con una muestra de 1.75 milímetros de espesor, y una tensión máxima del 10 por ciento. (2) Un tiempo de ebullición menor de 2.0 por 10"4 segundos, definido por la siguiente ecuación: TE = 3.6 x 10"3*(p/C)*tan L/ (Q/A) en donde TE es el tiempo de ebullición en segundos, C es la densidad del conteo de células lineales de la espuma resultante en células/centímetro, Q es la velocidad instantánea de extrusión del dado en kilogramos/hora, A es el área de sección transversal abierta del dado en centímetros cuadrados, p es la densidad de la espuma resultante en kilogramos/metro cúbico, y tan L es como se define en la relación del índice de Espumabilidad anterior. Observe que C (la densidad del conteo de células lineales) está relacionado con D (el tamaño de células promedio) por la relación: C = 10 * (4/tr)2/D Ampliamente, la invención involucra un proceso para la fabricación de una espuma de resina polimérica predominantemente de propileno, de células cerradas, de baja densidad, de sección transversal gruesa, que tiene una densidad de 10 kilogramos/metro cúbico a 150 kilogramos/metro cúbico, el cual comprende: (a) mezclar un homopolímero o copolímero de propileno, o mezclas de los mismos, que tengan cuando menos el 50 por ciento de unidades monoméricas de propileno, y que posean suficiente endurecimiento de tracción, comportamiento viscoelástico, y características de ductilidad de la fusión con agentes de nucleación, y que tengan estabilizantes, pigmentos y me oradores de procesamiento opcionales; (b) plastificar la mezcla en una extrusora; (c) incorporar un cantidad efectiva de cuando menos un agente de soplado orgánico o inorgánico presurizado, o mezclas de los mismos, en la fusión polimérica de propileno, para formar una composición espumable; (d) opcionalmente incorporar una cantidad efectiva de un políglicol, un éter de poliglicol, un óxido de polietileno, o una solución acuosa del 20 al 80 por ciento en peso de un poliglicerol, que sea predominantemente triglicerol, en la composición espumable; (e) enfriar la composición espumable a una temperatura efectiva para la expansión de la espuma de polímero de propileno de baja densidad; y (f) extruír o expulsar la composición espumable a través de un dado, a una velocidad de tracción suficientemente alta para espumar la espuma de resina polimérica de propileno de baja densidad. El proceso incluye variaciones y modos, que en adición al polímero de propileno y al agente modulador, tienen los componentes adicionales y los agentes de soplado mencionados en la siguiente tabla: El proceso de la invención incluye los siguientes modos o variaciones, por ejemplo: A. se conduce el proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno. B. Se conduce al proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado de hidrocarburo alifático orgánico o parcialmente fluorado. C. Se conduce al proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y en donde el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno mezclado con un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado. D. Se conduce al proceso en donde la resina de polímero es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, y en donde se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol, un éter de poliglicol, un óxido de polietileno, o una solución acuosa del 20 al 80 por ciento en peso de un poliglicerol que es predominantemente triglicerol, en la composición espumable. E. Se conduce al proceso en donde la resina de polímero de propileno es un mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de una mezcla de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno y un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, y en donde se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol, un éter de poliglicol, un óxido de polietileno, o una solución acuosa del 20 al 80 por ciento en peso de un poliglicerol que es predominantemente triglicerol, en la composición espumable. F. Se conduce al proceso en donde la resina del polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, y en donde se agrega más del 1 por ciento y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico (basándose en el contenido en peso de la resina de polímero de propileno) a la alimentación de resina. G. Se conduce al proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso del polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado de hidrocarburo alifático orgánico o parcialmente fluorado, y en donde se agrega más de el 1 por ciento y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico (basándose en el contenido en peso de la resina de polímero de propileno) a la alimentación de resina. H. Se conduce el proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno, que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en dónde el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de una mezcla de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno y un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, y en donde se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico (basándose en el contenido en peso de la resina de polímero de propileno) a la alimentación de resina. I. Se conduce el proceso en donde la resina de polímero de propileno es una mezcla del polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, en donde se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico (basándose en el contenido en peso de la resina de polímero de propileno) a la alimentación de resina, y en donde se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol, un éter de poliglicol un óxido de polietileno, o un solución acuosa del 20 al 80 por ciento en peso de un poliglicerol que es predominantemente triglicerol, en la composición espumable. J. Se conduce al proceso en donde la resina del polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, en donde el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de una mezcla de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno y un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, en donde se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico (basándose en el contenido en peso de la resina de polímero de propileno) a la alimentación de resina, y en donde se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol, un éter de poliglicol, un óxido de polietileno, o una solución acuosa del 20 al 80 por ciento en peso de un poliglicerol que es predominantemente triglicerol, en la composición espumable. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica de la tangente de pérdida para un polipropileno. La Figura 2 es una gráfica que compara la información de la invención y la técnica anterior con respecto a la relación del índice de espumabilidad. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La resina polimérica de propileno del proceso de la invención puede ser cualquiera de las obtenidas mediante la polimerización de propileno, o de la polimerización de propileno con otras poliolefinas alifáticas, tales como etileno, 1-buteno, 1-penteno, 3-metil-l-buteno, 4-metil-l-penteno, 4-metil-l-hexeno, 5-metil-l-hexeno, y mezclas de los mismos, o con otros diferentes monómeros polimerizables. El término "resina (o material) polimérica de propileno", como se utiliza en la presente, se entiende que incluye no solamente homopolímeros de propileno, sino también copolimeros de propileno compuestos de tanto cuando menos el 50 por ciento molar (de preferencia cuando menos el 70 por ciento molar) de una unidad de propileno, como una proporción menor de un monómero copolimerizable con propileno, y mezclas de cuando menos el 50 por ciento en peso (de preferencia cuando menos el 60 por ciento en peso) del homopolímero de propileno con otro polímero. También son permisibles las mezclas de resina polimérica de propileno con uno o más "modificadores poliméricos", como se utilizan en la presente, para incluir polietileno de baja densidad (PEBD) , polietileno de densidad media (PEDM) , polietileno de alta densidad (PEAD) , polietileno lineal de baja densidad (PELBD) , elastómeros de poliolefina, plastómeros de poliolefina, hules de copolímero de bloque y aleatorios de estireno-butadieno saturados e insaturados, poliamidas, acrilato de etilen-etilo (AEE) , acrilato de etilen-metilo (AEM) , ácido etilen-acrílico (AEA) , ácido etilen-metacrílico (AEMA) , alcohol de vinil-etileno (OHVE) , acetato de vinil-etileno (AVE) , hules de copolímero de monómeros de etilen-propilen-dieno (MEPD) , y ionómeros olefínicos, de tal manera que las unidades monoméricas de propileno totales estén en más del 50 por ciento en peso. La mezcla de polímero de propileno preferida contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polipropileno de "alta resistencia a la fusión", que tiene una tangente de pérdida menor que, o igual, a 1.2 a una frecuencia de 1 radian/segundo y a 190°C, una densidad de 900 a 910 kilogramos/metro cúbico, y un índice de flujo de fusión en la escala de 2.2 a 3.8 gramos por 10 minutos. En general el polímero de propileno debe tener un índice (de flujo) de fusión menor de aproximadamente 10 gramos por 10 minutos. El índice (de flujo) de fusión (ASTM D1238) es la velocidad de flujo nominal a 230 °C y a 298.2 kPa, y se expresa como gramos por 10 minutos . El polipropileno de alta resistencia a la fusión utilizado en el proceso de la invención, tiene una estructura molecular modificada, que proporciona un mayor enredamiento molecular. Fundamentalmente, la producción de espumas de células cerradas dimensionalmente estables depende de varios factores físicos y reológicos. Se crea una espuma estable cuando las paredes celulares y los postes celulares de la espuma son tales que puede soportarse estructuralmente por sí misma, mientras que el polímero está todavía fundido en el proceso de expansión, mientras subsecuentemente se enfría, y mientras se presenta la difusión del agente de soplado con el medio ambiente circundante. Este soporte estructural es determinado en gran parte por la cantidad de polímero presente, su velocidad de enfriamiento, su distribución entre las paredes celulares y los postes celulares, la resistencia del polímero tanto mientras está fundido como después de que se solidifica, y las tensiones de orientación impartidas al polímero durante el proceso de expansión. En adición, también es importante la ductilidad de la fusión del polímero o el límite de tracción de elongación de la fusión del polímero para determinar si la estructura celular en desarrollo permanece cerrada o llega a abrirse. En general, la cantidad de material polimérico en las paredes y en los postes celulares, se determina por la expansión total de la espuma, es decir, su densidad y el tamaño de las células. De una manera más específica, el espesor de la pared celular se puede aproximar multiplicando el producto de la densidad y el tamaño celular por una constante. Por consiguiente, para una densidad dada, las células de tamaño más grande tienen paredes celulares más gruesas. La resistencia de las paredes celulares después de la solidificación es determinada en gran parte por la selección del polímero y su resistencia a la tracción y módulo flexural. Sin embargo la resistencia del polímero fundido en las paredes celulares durante la expansión es determinada en gran parte por su comportamiento viscoelástico. Este comportamiento viscoelástico con frecuencia se estima a través de mediciones de la tensión uniaxial de la fusión, que se determinan midiendo la fuerza requerida para enrollar una hebra de polímero a una velocidad de enrollamiento constante después de descargarse a una temperatura y velocidad de fraguado desde un dado capilar. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,522,955 (Fukushima y colaboradores) enseña un proceso para la producción de una espuma de polipropileno altamente expandida utilizando una resina de polipropileno que tiene una tensión de fusión mayor de un valor especificado. En la presente invención, una alta tensión de fusión es también una propiedad necesaria. Sin embargo, la alta tensión de fusión sola es insuficiente para garantizar una estructura celular cerrada dimensionalmente estable. En adición, la tensión de fusión como se midió anteriormente, está limitada a una porción muy estrecha del dominio de tiempo-temperatura y por consiguiente, es una caracterización inadecuada de la respuesta viscoelástica al tiempo-temperatura de un polímero. Otro método para medir el comportamiento viscoelástico de los polímeros fundidos, es mediante la cuantificación de la tangente de pérdida (tan L) del material, utilizando un espectrómetro mecánico dinámico. La espectroscopia mecánica dinámica involucra la medición del par de torsión que resulta de una tensión oscilatoria inducida sobre una muestra de polímero fundido. Específicamente, el procedimiento involucra colocar una muestra en forma de disco que mida 25 milímetros de diámetro, y entre 1.75 milímetros y 2.5 milímetros de espesor entre las superficies axialmente separadas, de tal manera que el espacio axial entre las superficies se rellene completamente con la muestra de polímero fundido. Una vez que se calienta la muestra hasta la temperatura deseada para la prueba, se hace entonces girar una de las superficies en relación con la otra en una forma oscilatoria, poniendo la muestra de prueba en esfuerzo cortante dinámico. La máxima tensión sobre la muestra normalmente se limita al 10 por ciento para prevenir efectos inducidos por la tensión, para que no tengan impacto sobre los resultados. Se mide el par de torsión dependiente del tiempo que resulta de la tensión inducida. Se utilizan tanto la magnitud del par de torsión como el grado en que su respuesta está fuera de fase con la tensión inducida, para determinar G" (el componente viscoso o de pérdida) y G' (el componente elástico o de almacenamiento) . El parámetro tan L para la presente invención se calcula como G" dividido entre G'. Utilizando el principio de superposición de tiempo-temperatura, se pueden crear curvas maestras de módulo de almacenamiento, módulo de pérdida, y tangentes de pérdida contra la frecuencia a una temperatura especificada, a partir de una compilación de los datos de la prueba dinámica individuales. El principio de la superposición de tiempo-temperatura sugiere que es posible interrelacionar la dependencia en el tiempo y la temperatura de las propiedades viscoelásticas de los polímeros. Por ejemplo, un polímero que exhiba características ahuladas bajo un grupo de condiciones dado, se puede inducir para mostrar un comportamiento vidriado, bien sea reduciendo la temperatura o incrementando la velocidad o la frecuencia de la prueba. Como resultado, se pueden cambiar las propiedades viscoelásticas de un polímero en el continuo de tiempo-temperatura para crear curvas maestras que ilustren la respuesta característica del polímero. Esta curva maestra para la tangente de pérdida, para el Polipropileno Montell PF814 (cambiado a 190 °C) se muestra en la Figura 1 más adelante. Con frecuencia, la respuesta de un material particular se caracterizará por un valor tan <5 citado en una frecuencia particular, tal como 1.0 radianes/segundo. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573 (Park y colaboradores) utiliza éste parámetro del material para definir el factor de espumabilidad. El factor de espumabilidad, también referido en la presente como el índice de espumabilidad, combina las propiedades de la resina de propileno con las propiedades de la espuma de polímero de propileno final, para definir la manera en que es posible una estructura de espuma de propileno de células cerradas. De conformidad con la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573, solamente cuando el factor de espumabilidad es menor que, o igual a, 1.8, es posible una espuma de polímero de propileno de células cerradas. Sin embargo, el planteamiento de la caracterización de la respuesta viscoelástica de un polímero mediante la especificación de un valor tan S tanto en una sola frecuencia como temperatura, ignora la respuesta que depende del tiempo del polímero. Además, fracasa para tomar en cuenta los dominios cambiantes de tiempo y temperatura inherentes en el proceso de espumación durante la expansión, el enfriamiento, y la estabilización de un polímero fundido que salga del dado. Haciendo referencia a la curva maestra para el polipropileno de la Figura 1, y aplicando el principio de la superposición de tiempo-temperatura, el polímero de propileno que se esté espumando se someterá a alguna frecuencia de tensión inicial, cambiada a 190°C. Con el tiempo, su respuesta viscoelástica progresará hacia la derecha de la curva, a medida que el polímero se expanda, se enfríe, y se estabilice. La presente invención detalla un proceso de marco de tiempo corto (es decir, frecuencia más alta) para producir espumas de polímero de propileno de célula cerrada. Las altas velocidades de extrusión instantánea en el dado, mayores de 1,000 kilogramos/hora cambian la frecuencia de tracción inicial experimentada por el polímero más hacia la derecha sobre la curva maestra. La evidencia para este cambio de frecuencia es la más alta velocidad de la expansión de la espuma observada cuando se incrementa la velocidad de la extrusión. Como resultado, el polímero de propileno pasa un tiempo promedio más largo durante el proceso de expansión de la espuma a una tan d más baja. Por consiguiente, la más alta elasticidad al componente de respuesta viscoso del polímero en esta frecuencia, permite la estabilización de las paredes celulares más gruesas. Dada la relación descrita anteriormente entre el espesor de la pared celular, la densidad, y el tamaño de las células, llega a ser posible producir espumas de polímero de propileno de células cerradas cuyo producto de densidad y tamaño celular promedio, al combinarse con la característica de la resina tan d , da como resultado sorprendentemente un índice de espumabilidad claramente mayor que el límite superior de 1.8 enseñado en la técnica anterior. La Figura 2 muestra una representación gráfica de los índices de espumabilidad resumidos en la Tabla 1 para diferentes muestras de espuma de polímero de propileno producidas a partir de mezclas de polímero de propileno con una tan d = 1.2. Claramente, los datos para todas las muestras producidas con una variedad de agentes de soplado, caen arriba del factor de espumabilidad máximo de Park de 1.8, una región operativa que se creía que era imposible para la producción de espumas de polímero de propileno de células cerradas, hasta la presente invención.

TABLA 1 - DATOS DE PRUEBA DEL PROCESO DE LA INVENCIÓN TABLA 1 - DATOS DE PRUEBA DEL PROCESO DE LA INVENCIÓN (Continuación) La Figura 2 proporciona una comparación de los datos del proceso de la invención reportados en la Tabla 1, con la relación del índice de Espumabilidad proclamada por la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573 (Park y colaboradores) . Los puntos de círculo hueco en la gráfica indican datos de muestra para pruebas de ensayo en donde el agente de soplado fue dióxido de carbono de grado comercial al 100 por ciento. Los puntos de rombo sólido indican datos para las muestras que se hicieron con isobutano de grado comercial al 100 por ciento. Los puntos de triángulo sombreado indican datos para las muestras que se hicieron con un agente de soplado diferente de dióxido de carbono de grado comercial al 100 por ciento o de isobutano de grado comercial al 100 por ciento, tal como con una mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno. La línea sólida ilustra el límite superior de la región de las células cerradas definida por la relación del índice de Espumabilidad de Park para una mezcla de polímero de propileno con una tangente de pérdida (tan L) igual a 1.2 a una frecuencia de 1.0 radianes/segundo, y a 190 °C. La Tabla 1 resumen los datos para una variedad de pruebas de ensayo del proceso de la invención. La tabla reporta los parámetros de ensayo de la densidad de espuma medida (D) en kilogramos/metro cúbico, la densidad celular del conteo lineal medido (C) en células/centímetro, la tangente de pérdida (tan L) para la resina, el área de salida del dado (A) medida en centímetros cuadrados, y la velocidad de extrusión del dado (Q) medida en kilogramos/hora. La Tabla 1 también proporciona el índice de Espumabilidad calculado de acuerdo con la relación definida por la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,527,573 (Park y colaboradores) en las unidades de pcf-mm, utilizando la conversión generada en el método de prueba de ASTM D3576 para la medición del tamaño de las células. Adicionalmente, la Tabla 1 reporta el Tiempo de Ebullición calculado para cada prueba de muestra de ensayo.

La invención de un proceso de marco de tiempo corto para producir espumas de polímero de propileno de baja densidad, de células cerradas, extruidas, por consiguiente, tiene dos predictores para una espumación deseable. Las propiedades reológicas del polímero y las características estructurales de la espuma final forman el primer predictor, un índice de Espumabilidad (IE) mayor de 1.9, como se definió anteriormente. Como se notó en lo anterior, la respuesta que depende del tiempo del proceso también es importante en la presente invención. Un tiempo de espumación fundamental, denominado el Tiempo de Ebullición, es el segundo predictor. Se presenta una espumación deseable cuando el Tiempo de Ebullición (TE) es menor de 2.0 x 10"4 segundos, como se definió anteriormente. De preferencia, el índice de espumabilidad excede a 3.0, y el tiempo de ebullición es menor de 1.5 x 10"A segundos. El agente de nucleación (o el agente de control del tamaño de las células) puede ser cualquier agente de nucleación convencional o útil. El agente del tamaño celular de preferencia se utiliza en cantidades del 0.1 al 2.0 por ciento en peso, dependiendo del tamaño deseado de las células, y basándose en el peso de la resina de polímero de propileno. Los ejemplos de los agentes de control del tamaño de las células son materiales inorgánicos (en una forma de partículas pequeñas) , tales como arcilla, talco, sílice, y tierra diatomácea. Los ejemplos adicionales incluyen agentes orgánicos de control del tamaño de las células que se descomponen o reaccionan a la temperatura de calentamiento adentro del extrudado para desprender gas, tal como una combinación de una sal de metal alcalino y un ácido policarboxílico, tal como tartrato ácido de sodio, succinato ácido de potasio, citrato de sodio, citrato de potasio, y oxalato de sodio (o un ácido policarboxílico tal como ácido cítrico) , con un carbonato o bicarbonato, tal como carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de potasio, y carbonato de calcio. Un ejemplo es una combinación de una sal de metal monoalcalino de un ácido policarboxílico, tal como citrato monosódico y tartrato monosódico, con un carbonato o bicarbonato. Los agentes de control del tamaño de las células preferido son talco o una mezcla estequiométrica de ácido cítrico y bicarbonato de sodio (teniendo la mezcla una concentración del 1 al 100 por ciento, en donde el vehículo sea un polímero adecuado, tal como polietileno o polipropileno de baja densidad) . Se pueden utilizar mezclas de más de un tipo de agente de control del tamaño de las células. Los aditivos y modificadores adicionales pueden incluir uno o más estabilizantes, pigmentos, o mejoradores del procesamiento. "Estabilizantes" son aquellos materiales que pueden impartir absorción de luz ultravioleta o retardar la combustión, o que pueden servir como antioxidantes. Los estabilizantes se agregan en general como concentrados hechos con vehículos de resina poliolefínica. Las cargas usuales son hasta del 5 por ciento en peso del estabilizante activo en la alimentación de polímero de propileno. Los ejemplos de los absorbentes de ultravioleta aceptables incluyen aminas impedidas y benzotriazoles. Los ejemplos de los antioxidantes aceptables incluyen difosfitos de pentaeritritol y fenólicos impedidos de alto peso molecular. Los ejemplos de los retardantes de combustión aceptables incluyen mezclas de trióxido de antimonio-oligómeros epóxicos brominados, óxidos de bromodifenilo, y alúmina trihidratada. Los "pigmentos" son aquellos materiales que imparten color o sirve primordialmente como modificadores de propiedades en la matriz de espuma. Estos materiales también se agregan en general como concentrados hechos con vehículos de resina poliolefínica, y se agregan en cargas hasta del 15 por ciento en peso del componente activo en la alimentación de resina de polímero de propileno. Los ejemplos incluyen dióxido de titanio, mica, negro de humo, y diferentes pigmentos orgánicos. El tamaño de partículas de cada uno de estos diferentes aditivos se selecciona para minimizar o eliminar la nucleación en el proceso de espumación. Los "mej oradores de procesamiento" incluyen aquellos materiales que mejoran la estabilidad de la extrusión, que bajan la caída de presión, que modifican los fenómenos indeseables inducidos por el esfuerzo cortante como la fractura por fusión, o que imparten características deseables a la plancha de espuma extruida. Estos materiales se agregan en cargas de hasta el 2 por ciento en peso, ya sea como sólidos directos, o bien en concentrados. Los ejemplos de los mejoradores del procesamiento incluyen ceras poliolefínicas de bajo peso molecular, ácido esteárico, estearatos metálicos, glicéridos, fluoropolímeros en polvo, y diferentes derivados de silicona. En el proceso de la invención se pueden utilizar tanto agentes de soplado orgánicos e inorgánicos exentos de halógeno, y mezclas de los mismos. Los agentes de soplado inorgánicos exentos de halógeno son aquellos que son aceptables para el medio ambiente y no son inflamables. Los agentes de soplado orgánicos son aquellos que son aceptables para el medio ambiente, pero que se pueden clasificar como inflamables. Los agentes de soplado inorgánicos preferidos son los gases atmosféricos inorgánicos, y aquellos otros compuestos que químicamente no reaccionan en las condiciones de la extrusora. Los ejemplos de los agentes de soplado inorgánicos preferidos incluyen argón, dióxido de carbono, agua, nitrógeno, neón, helio, kriptón, óxido nitroso, y hexafluoruro de azufre (pero no, por ejemplo, oxigeno, ozono, dióxido de azufre, u óxido nítrico) . Los agentes de soplado inorgánicos más preferidos son dióxido de carbono y argón. Las mezclas de agentes de soplado inorgánicos que contienen una fracción mayor de dióxido de carbono, son las mezclas de agentes de soplado más preferidas.

Cuando se utilizan dos o más agentes de soplado, de preferencia se inyectan individualmente en compuertas de inyección separadas, pero se pueden inyectar juntos en la misma compuerta de inyección de la extrusora de mezcla. Cuando el agente de soplado es argón, se utiliza en un intervalo del 0.1 al 4 por ciento en peso (pero de preferencia en un intervalo del 0.1 al 2.0 por ciento en peso) del intervalo de flujo total de la extrusora. Cuando el agente de soplado es dióxido de carbono, se utiliza en un intervalo del 0.5 al 7.0 por ciento en peso (pero de preferencia en un intervalo del 0.5 al 5.0 por ciento en peso) del intervalo de flujo total de la extrusora. Cuando el agente de soplado es nitrógeno en combinación con dióxido de carbono, se puede utilizar en un intervalo del 0.1 al 1.5 por ciento en peso del intervalo de flujo total de la extrusora. Los agentes de soplado orgánicos incluyen tanto hidrocarburos completamente hidrogenados, como hidrocarburos parcialmente fluorados, conocidos como hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, o clorofluorocarbonos. De acuerdo con las leyes federales actuales, está prohibido el uso de la mayoría de los clorofluorocarbonos y de algunos hidroclorofluorocarbonos en productos que se pudieran hacer mediante este proceso, y por consiguiente, se habría restringido su aplicación en el proceso de la- invención. Sin embargo, se pueden utilizar hidroclorofluorocarbonos para productos de aislamiento hechos mediante este proceso de la invención. Los agentes de soplado de hidrocarburo completamente hidrogenados preferidos son los miembros iniciales de la serie de alcano de los hidrocarburos que contienen hasta 5 átomos de carbono, y que no están regulados por las agencias gubernamentales como específicamente tóxicos para la vida humana o de las plantas bajo una exposición normal. Es decir, los agentes de soplado de hidrocarburos completamente hidrogenados preferidos son metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n-pentano, e isopentano (pero no neopentano) . El neopentano se podria utilizar en el proceso de la invención, pero su toxicidad para la vida humana necesita del uso de una elaborada tecnología de control, y por consiguiente, lo remueve de la lista de agentes de soplado preferidos. El agente de soplado orgánico más preferido es isobutano. El isobutano se puede utilizar en un rango del 1 al 18 por ciento en peso del índice de flujo total de la extrusora, pero de preferencia se utiliza en un rango del 3 al 15 por ciento en peso del rango de flujo total de la extrusora. Los agentes de soplado de hidrocarburo parcialmente fluorados preferidos son aquellos que tienen moléculas que contienen hasta 3 átomos de carbono, y que no contienen cualesquiera otros átomos de halógeno, tales como 1,1-difluoroetano (HFC-152a) , 1 , 1 , 1-trifluoroetano (HFC-143a) , 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a), y 1,1,2,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa) . El agente de soplado de hidrocarburo parcialmente fluorado más preferido es HFC-134a. El HFC-134a se utiliza en una proporción del 1.0 al 5.0 por ciento en peso del flujo total de la extrusora. La mezcla preferida de agentes de soplado orgánicos e inorgánicos contiene dióxido de carbono como el agente de soplado inorgánico. La mezcla más preferida tanto del agente de soplado orgánico como inorgánico, es isobutano con dióxido de carbono. El término "agente compatibilizante" como se utiliza en la presente, se entiende para incluir aquellos materiales que se utilizan en conjunto con un agente de soplado inorgánico, una mezcla de agentes de soplado inorgánicos, o una mezcla de agentes de soplado orgánicos e inorgánicos (1) para plastificar suficientemente el extrudado termoplástico dentro de la extrusora, con el fin de mantener temperaturas de fusión del dado suficientemente bajas para producir una estructura de espuma de células cerradas, y (2) que tengan suficiente afinidad para el agente de soplado físico inorgánico, con el fin de limitar la velocidad de espumación subsecuente en el dado de extrusión con el agente de soplado físico o la mezcla de agentes de soplado. Los compuestos químicos que se ha encontrado que satisfacen estos criterios con las espumas de polímero de propileno producidas mediante esta invención, son aquellos materiales que tienen una estructura que contiene múltiples enlaces de éter, y que también pueden contener múltiples enlaces de hidroxilo. Los agentes compatibilizantes para la invención incluyen compuestos orgánicos, tales como poliglicoles, éteres de poliglicol, óxidos de polietileno, y poligliceroles. Los poliglicoles incluyen aquellos que son polímeros de cadena corta de óxido de etileno, que pueden tener una estructura molecular ramificada o lineal, con un peso molecular menor de aproximadamente 20,000. Estos poliglicoles con una estructura lineal incluyen polietilenglicoles, tales como trietilenglicol, tetraetilenglicol, pentaetilenglicol , hexaetilenglicol . Los poliglicoles con una estructura ramificada generalmente son referidos por su peso molecular promedio. Los poliglicoles ramificados preferidos tienen un peso molecular promedio de entre aproximadamente 200 y aproximadamente 20,000, más preferiblemente polietilenglicol con un peso molecular promedio de aproximadamente 8,000, que se abrevia en la presente como "PEG 8000". El polietilenglicol se puede preparar para utilizarse en la invención, licuando a la presión ambiental, calentando en un recipiente abierto arriba de aproximadamente 63 °C. Los éteres de poliglicol incluyen los éteres monometílico o dimetílico de aquellos polímeros de óxido de etileno, que pueden tener una estructura ramificada o lineal, con un peso molecular menor de aproximadamente 10,000. Los éteres de poliglicol con una estructura lineal incluyen éter dimetílico de tetraetilenglicol, éter dimetílico de tripropilenglicol, éter dibutílico de dietilenglicol, y éter dimetilico de poli (etilenglicol) . Un éter de poliglicol lineal preferido es éter dimetílico de tetraetilenglicol. Los éteres de poliglicol con una estructura ramificada son en general referidos como el metoxiéter o el dimetoxiéter de un polietilenglicol de un peso molecular promedio específico. Los éteres de poliglicol ramificados preferidos son metoxiéteres de polietilenglicol que tengan un peso molecular promedio de entre aproximadamente 350 y aproximadamente 5,000. Un éter de poliglicol ramificado más preferido es metoxiéter de polietilenglicol con un peso molecular promedio de aproximadamente 5,000. Los polímeros de cadena más larga de óxido de etileno son referidos en general como óxidos de polietileno u OPE. Muchos de los óxidos de polietileno comercialmente disponibles tienen una estructura lineal y un peso molecular mayor de aproximadamente 200,000. Los óxidos de polietileno permisibles en el proceso de la invención tienen un peso molecular de entre aproximadamente 200,000 y aproximadamente 1,000,000. Los óxidos de polietileno funcionan en la invención cuando se incluye agua como parte de la mezcla de agente de soplado físico. Un óxido de polietileno preferido para utilizarse en la invención, tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 300,000.

Los poligliceroles de uso en la invención incluyen aquellos polímeros de cadena corta de glicerol, que tienen en general una estructura lineal. A diferencia del poliglicol o de los éteres de poliglicol, y de una manera similar a los óxidos de polietileno, se ha descubierto que los poligliceroles funcionan en el proceso de la invención cuando se incluye agua en la composición espumable extruida. Los poligliceroles preferidos tienen un peso molecular promedio menor de aproximadamente 800. Un medio de adición preferido del poliglicerol es una solución acuosa que tenga una escala de concentración de aproximadamente el 25 al 75 por ciento en peso del poliglicerol, de preferencia de aproximadamente el 50 por ciento en peso del poliglicerol. Una cantidad preferida de agente compatibilizante utilizado, es de aproximadamente el 0.2 al 1.0 por ciento en peso del índice de flujo total de la extrusora. Un poliglicerol preferido contiene el 50 por ciento o más de triglicerol (4 , 8-dioxa-l, 2 , 6, 10, 11-undecanepentenol) . Las soluciones de poliglicerol preferidas incluyen del 20 al 80 por ciento en peso de una solución acuosa de un poliglicerol que tenga un peso molecular promedio de entre 230 y 250, y que contenga más del 50 por ciento en peso de triglicerol, y del 20 al 80 por ciento en peso de una solución acuosa de poliglicerol que tenga un peso molecular promedio de entre 380 y 400, y que contenga más del 60 por ciento en peso de hexaglicerol .

De las cuatro categorías de agentes compatibilizantes descritas anteriormente, el agente compatibilizante más preferido para utilizarse con un agente de soplado físico que sea predominantemente dióxido de carbono, es una solución acuosa al 48-52 por ciento en peso de un poliglicerol de un peso molecular promedio de aproximadamente 240, y que contenga cuando menos el 50 por ciento de triglicerol. El proceso se puede operar sobre una base intermitente para producir espuma de polímero de propileno grande o gruesa (por ejemplo, planchas) , utilizando un sistema de extrusora-acumulador, tal como el que se da a conocer en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,323,528 (Collins) , cuyas partes pertinentes se incorporan a la presente. Primero se prepara una mezcla espumable en la zona mezcladora de una extrusora. La mezcla espumable se enfría a una temperatura cercana al punto de fusión de la mezcla de polímero de propileno, y se introduce en la zona de contención de un acumulador. La zona de contención se mantiene tanto a una temperatura en la escala preferida de 170 °C a 180 °C, como a una presión en la escala de 2.7 a 10.3 MPa, que son condiciones que no permiten que se espume la mezcla espumable. La zona de contención está equipada con un dado de salida que tiene un orificio que se abre hacia una zona de presión más baja, tal como la atmosférica. El orificio del dado puede abrirse o cerrarse, de preferencia mediante una compuerta que sea externa a la zona de contención. El movimiento de la compuerta de ninguna manera altera o afecta físicamente a la mezcla espumable adentro de la zona de contención, que no sea para liberarla hacia la atmósfera cuando se abra la compuerta. La velocidad de expulsión, es decir, el tiempo necesario para vaciar la cámara de contención del acumulador, se puede variar ampliamente. Se pueden utilizar velocidades de expulsión tan bajas como de 1,000 kilogramos/hora a aproximadamente 8,500 kilogramos/hora, de preferencia de 2,500 kilogramos/hora a aproximadamente 7,300 kilogramos/hora. Las velocidades de expulsión dependen de muchos factores, incluyendo los factores de la composición, tales como la formulación de resina de polímero de propileno termoplástico particular que se esté empleando, el agente de soplado particular, y la cantidad del mismo que se esté empleando, la cantidad de agente de nucleación utilizada, y la cantidad de otros aditivos para propósitos especiales utilizados. Las velocidades de expulsión también son influenciadas por la temperatura de la mezcla espumable fundida, la presión en la cámara de contención, la fuerza y velocidad con la cual se mueve la apisonadora, y el tamaño y la forma del orificio del dado. La velocidad de expulsión óptima para producir el cuerpo de células deseado, que tengan las características y el tamaño deseados, se puede alcanzar fácilmente para cualquier composición particular de mezcla espumable fundida, y para cualquier equipo particular, haciendo unas cuantas pruebas de ajuste. La mezcla espumable fundida empieza a expanderse tan pronto como sale del orificio del dado del acumulador, y entra a la zona de presión más baja. El cuerpo celular de preferencia se soporta por medio de un sistema transportador de algún tipo (por ejemplo, una banda transportadora o un rodillo transportador) desde el momento en que empieza la expulsión hasta el momento en que termina la expulsión. La mezcla fundida en espumación expulsada continúa expandiéndose a través de toda la operación de expulsión, que normalmente toma menos de 1 segundo hasta varios segundos, y continúa expandiéndose, inclusive después de que se haya terminado la operación de expulsión. La expansión del cuerpo celular continúa durante varios hasta unos cuantos minutos después de que se termina la expulsión, indicando que el cuerpo todavía es deformable. Cuando está en una condición de expansión o deformable, se puede configurar adicionalmente, por ejemplo, mediante moldeo de transferencia, o simplemente alterando una o más o todas las superficies del cuerpo celular en expansión. Después de un período de tiempo, el cuerpo celular deja de expanderse más, lo cual indica que ha tenido lugar un enfriamiento hasta el grado en que el cuerpo ya no es más deformable. El proceso también se puede operar sobre una base continua, utilizando un sistema de extrusión de espuma convencional de tamaño grande, el cual puede proporcionar suficiente tiempo de residencia y enfriamiento de fusión, y un tiempo de ebullición menor de aproximadamente 2.0 x 10' segundos con la configuración de dado que se emplee. Las espumas de polímero de propileno producidas mediante el proceso de la invención, tienen suficiente resistencia a la fusión para prevenir el colapso de las células durante la expansión de la espuma. Los cuerpos celulares del polímero de propileno termoplástico producidos mediante esta invención, generalmente tienen una densidad menor de 150 kilogramos/metro cúbico, y se consideran de baja densidad. Los cuerpos celulares de polímero de propileno producidos mediante el proceso de la invención, son de una sección transversal sustancialmente consistente a través de todas sus longitudes. La longitud de estos cuerpos en el proceso intermitente se puede variar desde aproximadamente 1 metro hasta 15 o más metros, dependiendo del tamaño y de la capacidad del equipo, en particular, dependiendo del tamaño y de la capacidad de la cámara de contención y del sistema transportador. Los cuerpos celulares de polímero de propileno de la invención se pueden producir con propiedades físicas consistentemente uniformes de prueba a prueba en equipo de producción comercial. Los cuerpos celulares de polímero de propileno proporcionados por la invención son de peso ligero, y son útiles como materiales de acojinamiento para empacar artículos delicados, tales como computadoras, cristalería, televisores, muebles, y cualquier artículo que necesite protegerse de choques, mellas, o raspado o estropeo superficial. Los cuerpos celulares de polímero de propileno proporcionados por la invención también son fuertes, con una alta dureza, y proporcionan un sustrato absorbente de energía que se puede utilizar para la producción de impacto de alta velocidad en las partes automotrices y en otras partes de vehículos. La combinación de ser de peso ligero y de ser rígido, hace que el material celular de polímero de propileno sea útil para un amplio rango de aplicaciones, tales como para tablas para surfear de alto funcionamiento, productos dé aislamiento, y estructuras acústicas. En seguida se detalla la modalidad preferida de la invención. Se co-alimentan granulos de resina de polipropileno de alta resistencia a la fusión, que tiene una densidad en la escala de 900 a 910 kilogramos/metro cúbico, y un índice de Flujo de Fusión en la escala de 2.0 a 4.0 gramos/10 minutos (ASTM condición L) , son co-alimentados en una tolva de extrusora, con del 0.5 al 2.0 por ciento en peso de granulos de un concentrado de sílice cristalino con un 20 por ciento nominal de ingrediente activo, que se basa en un polietileno de baja densidad. La mezcla de granulos se funde en una extrusora de un solo tornillo de 32:1 L:D (es decir, longitud : diámetro) , y se comprime mediante el tornillo a una presión de aproximadamente 1.25 MPa. A través de una compuerta de inyección, que se localiza aproximadamente a 16 longitudes del diámetro corriente abajo de la garganta de alimentación de granulos de la extrusora, se regula el dióxido de carbono que se ha presurizado a 1.75 MPa a través de una válvula de control, para entregarse a de aproximadamente el 3 al 6 por ciento del flujo total de la extrusora, dependiendo de la densidad objetivo. Si la densidad objetivo es menor de aproximadamente 45 kilogramos/metro cúbico, se presuriza y se regula una solución acuosa que contenga el 50 por ciento en peso de un poliglicerol, que tenga un peso molecular promedio de aproximadamente 240, y que sea cuando menos el 50 por ciento en peso de triglicerol, hacia adentro de la extrusora, a una proporción de aproximadamente el 1 al 1.5 por ciento del flujo total de la extrusora, a través de una compuerta de inyección separada que se localiza a 90° o a 180° radialmente desde la compuerta utilizada para el dióxido de carbono. Inmediatamente corriente abajo de la compuerta de inyección, el tornillo de la extrusora está equipado con una sección mezcladora que contiene cuando menos 4 longitudes del diámetro del tornillo de múltiples volantes segmentados de alta separación. El dióxido de carbono, el agua, y el poliglicerol se mezclan en el material fundido presurizado en la zona mezcladora. El extrudado fundido se comprime en las etapas finales de la extrusora hasta 14.1 a 14.5 MPa, y subsecuentemente se alimenta a través de un tubo calentado, hacia una extrusora secundaria. La extrusora secundaria es cualquiera que se haya diseñado específicamente para aceptar alimentaciones de polímero fundido. Debe tener una longitud del tornillo con volantes equivalente a cuando menos 24 de sus diámetros de tornillo, siendo la longitud preferida una equivalencia a 32 diámetros. La proporción del diámetro del tornillo de la extrusora secundaria al diámetro del tornillo de la primera extrusora, de preferencia debe ser mayor de 1.25. El diseño de tornillo preferido para un enfriamiento óptimo de la fusión, tiene cuatro volantes paralelos radialmente separados por 90°, con un segmento de corte transversal, faltando una longitud de aproximadamente una tercera parte del diámetro del tornillo de cada volante, y con una longitud de repetición equivalente a 4 diámetros de tornillo. En la extrusora secundaria, se mantienen las temperaturas de barril de la extrusora para entregar una temperatura de fusión en la escala de 150°C a 170°C, dependiendo la temperatura de fusión ideal de la mezcla de polímero de propileno empleada. La presión en la cabeza de la extrusora debe mantenerse en de 9.3 a 11.3 MPa, si está presente una bomba de engranes opcional, o será de aproximadamente 17.5 a 19.5 MPa si no hay bomba de engranes presente. La mezcla fundida presurizada y enfriada de polímero de propileno, dióxido de carbono, agua, y poliglicerol, se bombea a través de un tubo hacia una cámara de pistón hidráulicamente presurizada, que se establece para mantener una presión de fusión de aproximadamente 12.4 MPa. Las diferentes zonas de la cámara se enfrían externamente -mediante aire de convección forzado hasta la escala de 160°C a 165°C. Los detalles específicos del proceso del pistón se dan a conocer en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,323,528 (Collins). En resumen, a medida que el volumen de la mezcla fundida llena la cámara del pistón, se mueve el émbolo del pistón. Cuando se mueve el émbolo del pistón a una distancia predefinida, un interruptor acciona tanto al sistema de impulso como al sistema de compuerta para el cilindro. Para el proceso de la invención, el mecanismo de impulso se establece para mover el émbolo a una velocidad preferida, con el fin de dispersar el material a través del dado radial a una velocidad de aproximadamente 7,000 kilogramos/hora. El material descargado se expande rápidamente en las tres direcciones a medida que sale del dado, pero se captura sobre una tabla transportadora equipada para mover la masa expandida lo suficiente tanto para liberar el dado como para controlar la expansión del material en el espesor y en la dirección de la máquina. El bloque de espuma resultante se deja en la tabla el tiempo suficiente para el siguiente avance del émbolo. El bloque de espuma se coloca sobre rejillas de enfriamiento adicionales, y se deja enfriar suficientemente para el manejo, típicamente durante 15 minutos hasta 1 hora. Los siguientes Ejemplos no limitantes pretenden ser ilustrativos de la invención. El Ejemplo 1 detalla una modalidad preferida de la invención para el proceso intermitente, que puede producir una espuma de polímero de propileno de sección transversal grande con dióxido de carbono en una densidad de aproximadamente 45 kilogramos/metro cúbico. El Ejemplo 2 es similar al Ejemplo 1, pero tiene un objetivo de densidad más alta de aproximadamente 96 kilogramos/metro cúbico, con una estructura de células moderadamente finas. El Ejemplo 3 muestra los resultados de una prueba con una mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno. El Ejemplo 4 proporciona los resultados de la prueba cuando se utiliza una solución acuosa al 50 por ciento en peso de un poliglicerol de un peso molecular promedio de aproximadamente 240, para producir espuma con dióxido de carbono a una densidad objetivo más baja que aquella del Ejemplo 1, pero en una extrusora diferente. El Ejemplo 5 es similar al Ejemplo 4, pero agrega un óxido de polietileno de un peso molecular promedio de 300,000. Los Ejemplos 6, 7, 8, y 9 detallan diferentes pruebas hechas con isobutano como el agente de soplado, y con diferentes mezclas de homopolímero de propileno con otras resinas. EJEMPLO 1 Se calientan granulos de Polipropileno Montell PF814 (gravedad específica de 0.90 a 0.91 gramos/centímetro cúbico; índice de fusión de 2 a 4 gramos/10 minutos) mezclados con un concentrado de sílice cristalino Schulman F20V, basándose en el polietileno de baja densidad, en una extrusora modificada de un solo tornillo Berlyn, de 2.5 pulgadas (63.5 milímetros), de 32:1 L:D, operando a una velocidad del tornillo de 48.3 rpm. Se inyecta dióxido de carbono con una pureza del 99.8 por ciento, de grado comercial, presurizado, a una presión de aproximadamente 13.1 MPa, a una velocidad de 1.6 kilogramos/hora. La mezcla de tres componentes se presuriza subsecuentemente hasta 9.4 MPa en la descarga de la extrusora, y se transfiere a través de un tubo calentado hasta una segunda extrusora de enfriamiento de un solo tornillo más grande de 3.5 pulgadas (89 milímetros) . La mezcla se enfria en la extrusora de enfriamiento a una temperatura de fusión de aproximadamente 172 °C, a 7.0 MPa. La presión de la cabeza de la extrusora secundaria se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200. La bomba de fusión incrementa la presión de la fusión hasta 7.43 MPa para entregarse a 37 kilogramos/hora adentro de la cámara de pistón hidráulicamente presurizada y enfriada. Cuando el llenado del material mueve el pistón hasta una distancia predefinida, un interruptor acciona tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta para el cilindro, con el fin de dispersar el material a través del dado radial, a una velocidad de aproximadamente 6975 kilogramos/hora. Las muestras del bloque de espuma resultante tienen una densidad fresca de 45.8 kilogramos/métro cúbico, y una densidad celular lineal de aproximadamente 12 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 4.53, como por un tiempo de ebullición de 0.18 x 10"^ segundos. EJEMPLO 2 Se calientan granulos de Polipropileno Montell PF814 mezclados con Concentrado de Talco Techmer 1901-T, basándose en el polietileno de baja densidad, en una extrusora modificada de un solo tornillo Berlyn de 2.5 pulgadas (63.5 milímetros) de 32:1 L:D, operando a una velocidad del tornillo de 47.9 rpm. Se inyecta dióxido de carbono con una pureza del 99.8 por ciento, de grado comercial, presurizado, a una presión de aproximadamente 13.1 MPa, a una velocidad de 0.54 kilogramos/hora. Subsecuentemente se presuriza la mezcla de tres componentes hasta 11.4 MPa en la descarga de la extrusora, y se transfiere a través de un tubo calentado, a una segunda extrusora de enfriamiento de un solo tornillo más grande de 3.5 pulgadas (89 milímetros) . La mezcla se enfría en la extrusora de enfriamiento a una temperatura de fusión de aproximadamente 177 °C, a 8.2 MPa. La presión de la cabeza de la extrusora secundaria se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200. La bomba de fusión mantiene la presión de la fusión a 8.2 MPa para entregarse a 37 kilogramos/hora adentro de la cámara de pistón hidráulicamente presurizada y enfriada. Cuando el llenado del material mueve el pistón hasta una distancia predefinida, un interruptor acciona tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta para el cilindro, con el fin de dispersar el material a través del dado radial, a una velocidad de aproximadamente 7135 kilogramos/hora. Las muestras del bloque de espuma resultante tienen una densidad fresca de 96.4 kilogramos/metro cúbico, y una densidad celular lineal de aproximadamente 22 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 5.10 como por un tiempo de ebullición de 0.20 x 10"4 segundos. EJEMPLO 3 Se calientan granulos de Polipropileno Montell PF814 en una extrusora modificada de un solo tornillo Berlyn de 2.5 pulgadas (63.5 milímetros) de 32:1 L:D, operando a una velocidad del tornillo de 47.9 rpm. Se inyecta dióxido de carbono con una pureza del 99.8 por ciento, de grado comercial, presurizado, a una presión de aproximadamente 13.1 MPa, a una velocidad de 0.91 kilogramos/hora. Se inyecta nitrógeno con una pureza del 99.8 por ciento, de grado comercial, presurizado, a una presión de aproximadamente 13.1 MPa, a una velocidad de 0.68 kilogramos/hora. Subsecuentemente se presuriza la mezcla de tres componentes hasta 11.1 MPa en la descarga de la extrusora, y se transfiere a través de un tubo calentado hasta una segunda extrusora de enfriamiento de un solo tornillo más grande, de 3.5 pulgadas (89 milímetros) . La mezcla se enfria en la extrusora de enfriamiento a una temperatura de fusión de aproximadamente 174 °C, a 9.3 MPa. La presión de la cabeza de la extrusora secundaria se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200. La bomba de fusión incrementa la presión de la fusión hasta 12.8 MPa, para entregarse a 36 kilogramos/hora adentro de la cámara de pistón hidráulicamente presurizada y enfriada. Cuando el llenado del material mueve el pistón hasta una distancia predefinida, un interruptor acciona tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta para el cilindro, con el fin de dispersar el material a través del dado radial a una velocidad de aproximadamente 7105 kilogramos/hora. Las muestras del bloque de espuma resultante tienen una densidad fresca de 56.5 kilogramos/metro cúbico, y una densidad celular lineal de aproximadamente 15 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 4.41 como por un tiempo de ebullición de 0.17 x ÍO" segundos.

EJEMPLO 4 Se calientan granulos de Polipropileno Montell PF814 mezclados con Talco Techner 1901-T, en una extrusora de un solo tornillo Wilmington, de 3.0 pulgadas (76 milímetros), de 48:1, L:D, operando a 47 revoluciones por minuto. Se agrega dióxido de carbono de grado comercial, presurizado a 14.5 MPa, al polímero fundido, a través de una compuerta de inyección en la segunda zona de la extrusora, en 2.2 partes por 100 en peso del polímero. A través de una compuerta de inyección separada que se localiza a 90° radialmente desde aquella utilizada para el dióxido de carbono, se presuriza una solución premezclada que contiene pesos iguales de poliglicerol Hexapol G-3 de Hexagon Enterprises, Incorporated, y agua del grifo, y se agrega a una proporción del 0.62 por ciento en peso del índice del extrudado de espuma. El agente de soplado de dióxido de carbono, la solución acuosa de agente compatibilizante de poliglicerol, y la mezcla de polímero fundida, se mezclan y subsecuentemente se enfrían a una temperatura de fusión de 159 °C. La presión de la cabeza de la extrusora se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200, que subsecuentemente entrega la fusión a una cámara de pistón hidráulicamente presurizada, de temperatura controlada, a una presión de 9.0 MPa. Cuando el llenado con material de la cámara mueve el pistón una distancia predefinida, un interruptor de límite activa tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta del dado, permitiendo que el cilindro expulse el material a través de un dado radial que tiene un área de sección transversal de 7.409 centímetros cuadrados, a una velocidad de 6,315 kilogramos/hora. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 32.4 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo de células lineales de 9.4 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 4.0, como por un tiempo de ebullición de 0.17 x 10"4 segundos. EJEMPLO 5 En esta variación del Ejemplo 4, se agrega Poly-Ox WSR-N750 Union Carbide a la formulación. La velocidad de inyección de dióxido de carbono se incrementa a 2.6 partes por 100 en peso del polímero. El agente de soplado de dióxido de carbono, la combinación acuosa de agente compatibilizante de poliglicerol/óxido de polietileno, y la mezcla de polímero fundida, se mezclan y subsecuentemente se enfría a una temperatura de fusión de 148 °C. La velocidad de inyección a través del dado se incrementa a una velocidad de 6685 kilogramos/hora. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 30.4 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo celular lineal de 10.2 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 3.47 como por un tiempo de ebullición de 0.16 x 10"4 segundos. EJEMPLO 6 Una mezcla de resina del 90 por ciento en peso de Polipropileno Montell HMS PF814, el 10 por ciento en peso de Copolímero de Etileno-Propileno Montell KS351P (del 10 al 20 por ciento en peso de monómero de etileno; gravedad específica de aproximadamente 0.903 gramos/centímetro cúbico; e índice de fusión de aproximadamente 3 gramos/10 minutos), y 0.65 partes por 100 de un concentrado de talco al 50 por ciento, basándose en el polietileno de baja densidad, se agrega a la tolva de alimentación de una extrusora de un solo tornillo Wilmington, de 3.0 pulgadas (76 milímetros), de 48:1, L:D, operando a 37 revoluciones por minuto. Se agrega isobutano, presurizado a 13.8 MPa, al polímero fundido, a través de una compuerta de inyección en la segunda zona de la extrusora, en 1.25 partes por 100 en peso del polímero. El agente de soplado de isobutano y la mezcla de polímero fundida, se mezclan, y subsecuentemente se enfrían a una temperatura de fusión de 155 °C. La presión de la cabeza de la extrusora se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200, que subsecuentemente entrega la fusión a una cámara de pistón hidráulicamente presurizada, de temperatura controlada, a una presión de 6.2 MPa. Cuando el llenado con material de la cámara mueve el pistón una distancia predefinida, un interruptor de limite activa tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta del dado, permitiendo que el cilindro expulse el material a través de un dado de ranura recta que tiene un área de sección transversal de 12.06 centímetros cuadrados, a una velocidad de 4082 kilogramos/hora. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 92.3 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo celular lineal de 8.3 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un Índice de espumabilidad de 13.0, como por un tiempo de ebullición de 1.42 x 10"4 segundos. EJEMPLO 7 En esta variación del Ejemplo 5, se agrega una mezcla de resina del 70 por ciento en peso de Polipropileno Montell PF814, el 30 por ciento en peso de Copolímero de Etileno-Propileno Montell KS351P, y 0.65 partes por 100 del concentrado de talco al 50 por ciento, a la tolva de alimentación de la extrusora. Se agrega isobutano en 2.13 partes por 100 en peso de los polímeros, y la mezcla se enfría a una temperatura de fusión de 159.4 °C. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 75.3 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo celular lineal de 5.1 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 17.2, como por un tiempo de ebullición de 1.88 x 10"4 segundos.

EJEMPLO 8 Una mezcla de resina del 90 por ciento en peso de Polipropileno Montell HMS PF814, el 10 por ciento en peso de Copolímero de Etileno-Propileno Montell KS351P, y 1.00 partes por 100 de un concentrado de talco al 50 por ciento, basándose en el polietileno de baja densidad, se agrega a la tolva de alimentación de una extrusora de un solo tornillo Wilmington, de 3.0 pulgadas (76 milímetros), de 48:1 L:D, operando a 37 revoluciones por minutos. Se agrega isobutano, presurizado a 13.8 MPa, al polímero fundido, a través de una compuerta de inyección en la segunda zona de la extrusora, en 6.25 partes por 100 en peso del polímero. El agente de soplado de isobutano y la mezcla de polímero fundido se mezclan y subsecuentemente se enfrían a una temperatura de fusión de 151.7 °C. La presión de la cabeza de la extrusora se regula mediante un sistema de bomba de engranes Normag 2200, que subsecuentemente entrega la fusión a una cámara de pistón hidráulicamente presurizada, de temperatura controlada, a una presión de 5.8 MPa. Cuando el llenado del material de la cámara mueve el pistón una distancia predefinida, un interruptor de limite activa tanto el sistema de impulso como el sistema de compuerta del dado, permitiendo que el cilindro expulse el material a través de un dado de ranura curva, que tiene un área de sección transversal de 9.48 centímetros cuadrados, a una velocidad de 4222 kilogramos/hora. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 30.4 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo celular lineal de 12.6 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 2.82, como por un tiempo de ebullición de 0.23 x 10"4 segundos. EJEMPLO 9 En esta variación del Ejemplo 7, una mezcla de resina del 72 por ciento en peso de Polipropileno Montell HMS PF814, el 10 por ciento en peso de Copolímero de Etileno-Propileno Montell KS351P, el 18 por ciento en peso de Elastómero de Poliolefina Engage EG8100 de Dow (elastómero de polietileno de ultra-baja densidad, hecho con un catalizador especial; densidad de aproximadamente 0.86 a 0.89 gramos/centímetro cúbico), y 1.00 partes por 100 del concentrado de talco al 50 por ciento, se agrega a la tolva de alimentación de la extrusora. Se agrega isobutano en 6.25 partes por 100 en peso del polímero, y la mezcla se enfría a una temperatura de fusión de 148.3 °C, y se expulsa a través del dado a 4138 kilogramos/-hora. Las muestras de la plancha de espuma resultante tienen una densidad fresca de 30.4 kilogramos/metro cúbico, y una densidad de conteo celular lineal de 10.2 células/centímetro. La espuma tiene menos del 10 por ciento de células abiertas. La espuma se caracteriza tanto por un índice de espumabilidad de 3.47, como por un tiempo de ebullición de 0.30 x 10"4 segundos.

Claims (30)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como una novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un proceso de espumación por extrusión de marco de tiempo corto para la producción de una espuma de polímero de propileno de células cerradas, el cual comprende los pasos de: (a) alimentar una resina de polímero de propileno hacia adentro de una extrusora; (b) agregar un agente de nucleación a la alimentación de resina; (c) plastificar la mezcla en una extrusora para formar una fusión polimérica; (d) incorporar cuando menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en cuando menos un agente de soplado orgánico, cuando menos un agente de soplado inorgánico, y mezclas de los mismos, en la fusión polimérica, para formar una composición espumable; (e) mezclar uniformemente y enfriar la composición espumable a una temperatura efectiva para la expansión de la espuma de polímero de propileno de baja densidad; y (f) extruir o expulsar la mezcla de composición espumable a través de un dado, a una velocidad suficientemente alta para formar una espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad, caracterizada por un índice de Espumabilidad mayor de 1.9, y un Tiempo de Ebullición menor de 2.0 x 10'4 segundos.
2. 2. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de polímero de propileno tiene una densidad de entre 10 y 150 kilogramos/metro cúbico.
3. 3. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de polímero de propileno tiene un espesor mayor de 1.3 centímetros.
4. 4. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno tiene más del 50 por ciento en peso de un polipropileno de una estructura molecular ramificada.
5. 5. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina polimérica de propileno tiene una gravedad específica de 900 a 910 kilogramos/metro cúbico, con un índice de fusión en la escala de 0.6 a 10.0 gramos por 10 minutos.
6. 6. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina polimérica de propileno es de menos del 50 por ciento en peso de un copolímero de propileno-etileno que contiene menos del 20 por ciento en peso de etileno.
7. 7. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque se agrega un modificador polimérico a la alimentación de resina.
8. 8. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 7, caracterizado porque el modificador polimérico se selecciona a partir del grupo que consiste en (i) un polímero de polietileno que tiene una densidad menor de 0.90 gramos/centímetro cúbico, (ii) un polímero de polietileno que tiene un peso molecular mayor de 600,000, (iii) un copolímero de estireno-butadieno, y (iv) un hule de copoli ero de monómero de etileno-propileno-dieno, de tal manera que el contenido de monómero de propileno es mayor del 60 por ciento en peso.
9. 9. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de nucleación se agrega en del 0.1 al 2.0 por ciento en peso, basándose en el polímero de propileno total, y dependiendo del tamaño de células deseado, y se selecciona a partir del grupo que consiste en (i) sílice cristalino, (ii) talco, y (iii) una mezcla estequiométrica de ácido cítrico y bicarbonato de sodio, en donde esa mezcla está presente en del 1 por ciento al 100 por ciento de concentración total en un vehículo.
10. 10. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de soplado es un agente de soplado físico, y el agente de soplado físico se agrega en una proporción de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de alimentación del polímero, y se selecciona del grupo que consiste en (i) dióxido de carbono, (ii) isobutano, (iii) una mezcla de argón con más del 50 por ciento en peso de dióxido de carbono, (iv) una mezcla de nitrógeno con más del 60 por ciento en peso de dióxido de carbono, (v) una mezcla de dióxido de carbono e isobutano, (vi) un hidrocarburo parcialmente fluorado que se selecciona a partir del grupo que consiste en 1, 1, 1 , 2 , 2-pentafluoroetano (HFC-125) , 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1-cloro-l, 2-difluoroetano (HCFC-142b), 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) , y 1 , 1-difluoroetano (HFC-152a) .
11. 11. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de espuma comprende cuando menos un agente compatibilizante que se selecciona a partir del grupo que consiste en poliglicol, éter de poliglicol, óxido de polietileno, poliglicerol, y mezclas de los mismos.
12. 12. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 11, caracterizado porque el agente compatibilizante es poliglicerol.
13. 13. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 7, caracterizado porque la composición de espuma comprende cuando menos un agente compatibilizante que se selecciona del grupo que consiste en poliglicol, éter de poliglicol, óxido de polietileno, poliglicerol, y mezclas de los mismos.
14. 14. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de formar la espuma de polímero de propileno en el dado es semicontinuo o intermitente.
15. 15. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de formar la espuma de polímero de propileno en el dado es continuo.
16. 16. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad tiene un índice de Espumabilidad que es mayor de 3.0, y un Tiempo de Ebullición que es menor de 1.5 x 10"4 segundos.
17. 17. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque se agrega cuando menos un miembro a partir del grupo que consiste en estabilizante, pigmento, y mejorador de procesamiento a la alimentación de resina.
18. 18. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno.
19. 19. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado de hidrocarburo alifático orgánico o parcialmente fluorado.
20. 20. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, y el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno mezclado con un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado.
21. 21. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, y se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol o de un éter de poliglicol o de un óxido de polietileno o de un poliglicerol, en la composición espumable.
22. 22. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es en total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno mezclado con un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, y se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol o de un éter de poliglicol o de un óxido de polietileno o de un poliglicerol, en la composición espumable.
23. 23. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, y se agrega más del 1 por ciento y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico, basándose en el contenido en peso de resina de polímero de propileno, a la alimentación de resina.
24. 24. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado de hidrocarburo alifático orgánico o parcialmente fluorado, y se agrega más del 1 por ciento y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico, basándose en el contenido en peso de resina de polímero de propileno, a la alimentación de resina.
25. 25. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de una mezcla de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno mezclado con un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, y se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador poliraérico, basándose en el contenido en peso de resina de polímero de propileno, a la alimentación de resina.
26. 26. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es de 0.025 a 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno, se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico, basándose en el contenido en peso de resina de polímero de propileno, a la alimentación de resina, y se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol o de un éter de poliglicol o de un óxido de polietileno o de un poliglicerol, en la composición espumable.
27. 27. El proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de polímero de propileno es una mezcla de polímero de propileno que contiene cuando menos el 50 por ciento en peso de polímero de propileno ramificado, el agente de soplado es un total de hasta 0.5 kilogramos-moles por 100 kilogramos de polímero de propileno total, de un agente de soplado inorgánico exento de halógeno mezclado con un agente de soplado alifático orgánico o parcialmente fluorado, se agrega más del 1 por ciento en peso y menos del 30 por ciento en peso de un modificador polimérico, basándose en el contenido en peso de resina de polímero de propileno, a la alimentación de resina, y se incorpora un agente compatibilizante que es del 0.1 al 2.5 por ciento en peso de un poliglicol o de un éter de poliglicol o de un óxido de polietileno o de un poliglicerol, en la composición espumable.
28. 28. La espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad preparada mediante el proceso de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1.
29. 29. Un proceso de espumación por extrusión de marco de tiempo corto para la producción de una espuma de polímero de propileno de células cerradas, el cual comprende el procedimiento de: (a) alimentar una resina de polímero de propileno hacia adentro de una extrusora; (b) opcionalmente agregar un modificador polimérico a la alimentación de resina; (c) agregar un agente de nucleación a la alimentación de resina; (d) opcionalmente agregar cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste -en estabilizantes, pigmentos, y mejoradores del procesamiento; (e) plastificar la mezcla en una extrusora para formar una fusión polimérica; (f) incorporar cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en cuando menos un agente de soplado orgánico, cuando menos un agente de soplado inorgánico, y mezclas de los mismos, en la fusión polimérica, para formar una composición espumable; (g) opcionalmente incorporar un agente compatibilizante seleccionado del grupo que consiste en poliglicol, éter de poliglicol, óxido de polietileno, o un poliglicerol, en la composición espumable; (h) mezclar uniformemente y enfriar la composición espumable a una temperatura efectiva para la expansión de la espuma de polímero de propileno de baja densidad; e (i) expulsar la mezcla de composición espumable a través de un dado, a una velocidad suficientemente alta para formar una espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad, caracterizada por un índice de Espumabilidad mayor de 1.9, y un Tiempo de Ebullición menor de 2.0 x 10"4 segundos.
30. 30. Un proceso de espumación por extrusión de marco de tiempo corto para la producción de una espuma de polímero de propileno de células cerradas, el cual comprende el procedimiento de: (a) alimentar una resina de polímero de propileno hacia adentro de una extrusora; (b) agregar un modificador polimérico a la alimentación de resina; (c) agregar un agente de nucleación a la alimentación de resina; (d) agregar cuando menos un miembro seleccionado a partir del grupo que consiste en estabilizantes, pigmentos, y mejoradores del procesamiento; (e) plastificar la mezcla en una extrusora para formar un molde polimérico; (f) incorporar cuando menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en cuando menos un agente de soplado orgánico, cuando menos un agente de soplado inorgánico, y mezclas de los mismos, en la fusión polimérica, para formar una composición espumable; (g). opcionalmente incorporar un agente compatibilizante seleccionado del grupo que consiste en poliglicol, éter de poliglicol, un óxido de polietileno, o un poliglicerol, en la composición espumable; (h) mezclar uniformemente y enfriar la composición espumable a una temperatura efectiva para la expansión de la espuma de polímero de propileno de baja densidad; e (i) expulsar la mezcla de composición espumable a través de un dado, a una velocidad suficientemente alta para formar una espuma de polímero de propileno de células cerradas de baja densidad, caracterizada por un índice de Espumabilidad mayor de 1.9, y un Tiempo de Ebullición menor de 2.0 x 10"4 segundos.