BRPI0719158A2

BRPI0719158A2 - Processo para produzir corpos moldados de espuma

Info

Publication number: BRPI0719158A2
Application number: BRPI0719158-8A
Authority: BR
Inventors: Klaus Hahn; Benjamin Nehls; Bernhard Schmied; Michael Riethues; Andreas Keller; Volker Warzelhan
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2014-02-04
Also published as: ATE456613T1; WO2008043700A1; ZA200903155B; CL2007002933A1; EP2079785B1; DE502007002771D1; AU2007306401A1; KR20090088368A; CN101522768A; RU2009117387A; RU2451038C2; US20100032856A1; EP2079785A1; AR063234A1

Description

"PROCESSO PARA PRODUZIR CORPOS MOLDADOS DE ESPUMA" Descrição

A invenção diz respeito a um processo para produzir partículas de espuma revestidas e também corpos moldados de espuma produzidos deste e seu uso.

Espumas em partículas são usualmente obtidas pela sinterização de partículas de espuma, por exemplo partículas de poliestireno expansíveis pré espumadas (EPS) ou partículas de polipropileno expandidas (EPP), em moldes fechados por meio de vapor.

Espumas de poliestireno resistentes à chama são no geral fornecidas com retardadores de chama compreendendo halogênio tais como hexabromociclododecano (HBCD). Entretanto, a aprovação como materiais de isolamento no setor de construção é restrita a aplicações particulares. A razão para isto é, inter alia, fusão e gotejamento da matriz polimérica no caso de incêndio. Além disso, os retardadores de chama compreendendo halogênio não podem ser usados sem restrição por causa de suas propriedades toxicológicas.

A WO 00/050500 descreve espumas resistentes à chama feitas de partículas de poliestireno pré espumadas que são misturadas com uma solução de silicato de sódio aquosa e um látex de um copolímero de acetato de vinila de peso molecular alto, vertida em um molde e seca em ar enquanto agitando. Isto resulta em apenas um leito solto de partículas de poliestireno que são adesivamente ligadas a uma a outra em poucos pontos e conseqüentemente têm apenas propriedades mecânicas insatisfatórias.

A WO 2005/105404 descreve um processo de economia de energia para produzir corpos moldados de espuma em que as partículas de espuma pré espumadas são revestidas com uma solução de resina que tem uma temperatura de amolecimento que é menor do que aquela do polímero expansível. As partículas de espuma revestidas são subseqüentemente fundidas entre si em um molde com aplicação de pressão externa ou por expansão subseqüente das partículas de espuma por meio de vapor quente.

A WO 2005/07331 descreve partículas de poliestireno de espuma expandidas tendo um revestimento funcional aplicado por meio de um solvente que não ataca as partículas de poliestireno de espuma a qualquer extensão substancial. Para obter um revestimento resistente à chama, a superfície pode ser revestida com, por exemplo, uma solução de acetato de polivinila metanólica compreendendo partículas de hidróxido de alumínio. Para impedir aderência entre si durante a remoção do solvente, as partículas devem ser pulverizadas com um líquido de separação, por exemplo etileno glicol.

Se as partículas de espuma revestidas são usadas nas máquinas de moldagem automáticas convencionais, constituintes solúveis em água podem ser lixiviados quando o vapor é usado.

A WO 2007/013791, que é um pedido posterior, descreve a produção de estruturas compósitas protegidas de chama pela sinterização de partículas de espuma em que uma solução de silicato de alumínio formando gel foi pulverizada antecipadamente como revestimento retardador de chama em um leito fluidizado. Para melhorar a resistência da água, líquidos orgânicos tais como óleos de silício ou parafina podem ser adicionados.

Foi conseqüentemente um objetivo da invenção corrigir as desvantagens mencionadas e fornecer partículas de espuma que podem ser processadas facilmente em aparelhos convencionais mesmo com a ajuda do vapor para produzir corpos moldados de espuma livre de halogênio e resistente a incêndio e calor.

Conseqüentemente, verificou-se um processo para produzir partículas de espuma revestidas, em que uma dispersão polimérica aquosa é aplicada às partículas de espuma e é subseqüentemente seca para formar uma película polimérica insolúvel em água. A secagem da dispersão polimérica aplicada às partículas de espuma pode ser efetuada, por exemplo, em um leito fluidizado, secador de pá ou passando-se ar ou nitrogênio através de um leito solto. No geral, um tempo de secagem de 5 minutos a 24 horas, preferivelmente de 30 a 180 minutos, em uma temperatura na faixa de 0 a 80° C, preferivelmente na faixa de 30 a 60° C, é suficiente para formar a película polimérica insolúvel em água.

O teor de água das partículas de espuma revestidas depois da secagem está preferivelmente na faixa de 1 a 40 % em peso, particular e preferivelmente na faixa de 2 a 30 % em peso, mais particular e preferivelmente na faixa de 5 a 15 % em peso. Pode ser determinado, por exemplo, por titulação de Karl-Fischer das partículas de espuma revestidas. A razão peso das partículas de espuma/mistura de revestimento depois da secagem é preferivelmente de 2:1 a 1:10, particular e preferivelmente de 1:1 a 1:5.

Como partículas de espuma, é possível usar poliolefinas expandidas tais como polietileno expandido (EPE) ou polipropileno expandido (EPP) ou partículas pré espumadas de polímeros de estireno expansíveis, em particular poliestireno expansível (EPS). As partículas de espuma no geral têm um diâmetro de partícula médio na faixa de 2 a 10 mm. A densidade da massa das partículas de espuma é no geral de 5 a 100 kg/m3, preferivelmente de 5 a 40 kg/m3 e em particular de 8 a 16 kg/m3, determinada de acordo com DIN EN ISO 60.

As partículas de espuma com base em polímeros de estireno podem ser obtidas pré formando-se a espuma EPS à densidade desejada por meio de ar quente ou vapor em um pré formador de espuma. Aqui, densidades da massa finais abaixo de 10 g/l podem ser obtidas por meio de pré formação de espuma simples ou múltiplas em um pré formador de espuma por pressão ou pré formador de espuma contínuo.

Devido à sua capacidade de isolamento térmico alta, preferência particular é dada para usar polímeros de estireno expansíveis, pré espumados que compreendem sólidos atérmanos tais como negro de fumo, alumínio ou grafite, em particular grafite tendo um tamanho de partícula médio na faixa de 1 a 50 μιτι de diâmetro de partícula, em quantidades de 0,1 a 10 % em peso, em particular de 2 a 8 % em peso, com base em EPS, e são conhecidos, por exemplo, da EP-B 981 574 e EP-B 981 575.

Além disso, as partículas de espuma da invenção podem compreender de 3 a 60 % em peso, preferivelmente de 5 a 20 % em peso, com base nas partículas de espuma pré espumadas, de um enchedor. Enchedores possíveis são pós ou fibras orgânicas e inorgânicas e também misturas destes. Como enchedores orgânicos, é possível usar, por exemplo, farinha de madeira, amido, linho, cânhamo, rami, juta, sisal, algodão, celulose ou fibras de aramida. Como enchedores inorgânicos, é possível usar, por exemplo, carbonatos, silicatos, barita, esferas de vidro, zeólitos ou óxidos metálicos. Preferência é dada to materiais inorgânicos pulverulentos tais como talco, giz, caulim (Al2(Si2O5)(OH)4), hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio, nitrito de alumínio, silicato de alumínio, sulfato bário, carbonato cálcio, sulfato de cálcio, sílica, farinha de quartzo, Aerosil, alumina ou wollastonita ou materiais inorgânicos esféricos ou fibrosos tais como esferas de vidro, fibras de vidro ou fibras de carbono.

O diâmetro de partícula médio ou no caso de enchedores fibrosos o comprimento deveria ser na região do tamanho da célula ou menor. Preferência é dada a um diâmetro de partícula médio na faixa de 1 a 100 μηι, preferivelmente na faixa de 2 a 50 μιτι.

Preferência particular é dada a enchedores inorgânicos tendo

ι

uma densidade na faixa 1,0 a 4,0 g/cm , em particular na faixa 1,5 a 3,5 g/cm . O grau de brancura/brilho (DIN/ISO) é preferivelmente 50 a 100 %, em particular 60 a 98 %.

O tipo e quantidade dos enchedores pode influenciar as propriedades dos polímeros termoplásticos expansíveis e os corpos moldados de espuma em partículas obteníveis destes. O uso de agentes de ligação tais como copolímeros de estireno modificados com anidrido maléico, polímeros compreendendo grupos epóxidos, organossilanos ou copolímeros de estireno tendo isocianato ou grupos ácidos capazes da ligação do enchedor à matriz polimérica e assim as propriedades mecânicas dos corpos moldados de espuma em partículas serão significativamente melhoradas.

No geral, enchedores inorgânicos reduzem a combustibilidade. O comportamento da combustão pode ser melhorada ainda por, em particular, adição de pós inorgânicos tais como hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio ou bórax.

Tais partículas de espuma compreendendo enchedores podem ser obtidas, por exemplo, por formação de espuma de pelotas termoplásticas expansíveis compreendendo enchedor. Em teores de enchedor altos, as pelotas expansíveis necessárias para este propósito podem ser obtidas por extrusão de fusões termoplásticas compreendendo agente de sopro e subseqüente peletização de pressão submersa como descrito, por exemplo, na WO 2005/056653.

As partículas de espuma poliméricas podem adicionalmente ser fornecidas com outros retardadores de chama. Eles podem para este propósito compreender, por exemplo, de 1 a 6 % em peso de um composto de bromo orgânico tal como hexabromociclododecano (HBCD) e, se apropriado, um adicional de 0,1 a 0,5 % em peso de bicumila ou um peróxido no interior das partículas de espuma ou do revestimento. Entretanto, preferência é dada para não usar nenhum retardador de chama compreendendo halogênio.

No geral, o revestimento compreende uma película polimérica que tem uma ou mais temperaturas de transição vítrea na faixa de -60° a +100° C e em que enchedores podem, se apropriado, ser embutidos. As temperaturas de transição vítrea da película polimérica seca estão preferivelmente na faixa de -30° a +80° C, particular e preferivelmente na faixa de -IO0 a +60° C. A temperatura de transição vítrea pode ser determinada por meio de calorimetria de varredura diferencial (DSC). O peso molecular da película polimérica determinada pela cromatografia por permeação em gel (GPC) está preferivelmente abaixo de 400 000 g/mol.

Para revestir as partículas de espuma, é possível usar métodos usuais tais como pulverização, imersão ou umedecimento das partículas de espuma com uma dispersão polimérica aquosa em misturadores usuais, aparelhos de pulverização, aparelhos de imersão ou aparelhos de tambor.

Polímeros adequados para o revestimento são, por exemplo, polímeros com base em monômeros tais como monômeros vinilaromáticos, por exemplo, α-metilestireno, p-metilestireno, etilestireno, terc-butilestireno, vinilestireno, viniltolueno, 1,2-difeniletileno, 1,1-difeniletileno, alcenos tais como etileno ou propileno, dienos tais como 1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno, 2,3-dimetilbutadieno, isopreno, piperileno ou isopreno, ácidos carboxílicos α,β-insaturados tais como ácido acrílico e ácido metacrílico, seus ésteres, em particular ésteres alquílicos, por exemplo, ésteres alquílicos Cmo de ácido acrílico, em particular os ésteres butílicos, preferivelmente acrilato de n-butila, e os ésteres alquílicos Cwo de ácido metacrílico, em particular metacrilato de metila (MMA) ou carboxamidas, por exemplo acrilamida e metacrilamida.

Os polímeros podem, se apropriado, compreender de 1 a 5 % em peso de comonômeros tais como (met)acrilonitrila, (met)acrilamida, ureído(met)acrilato, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 3- hidroxipropila, ácido acrilamidopropanossulfônico, metilolacrilamida ou o sal de sódio de ácido vinilsulfônico.

Os polímeros do revestimento são preferivelmente compostos de um ou mais dos monômeros estireno, butadieno, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilatos de alquila Cm, metacrilatos de alquila Cm, acrilamida, metacrilamida e metilolacrilamida.

Aglutinantes adequados para o revestimento de polímero são, em particular, resinas de acrilato que, de acordo com a invenção, são aplicadas como dispersões de polímero aquosas às partículas de espuma, se apropriado juntas com aglutinantes hidráulico com base em cimento, cimento de cal ou emplastro de gesso. Dispersões de polímero adequadas podem ser obtidas, por exemplo, por polimerização de emulsão de radical livre de monômeros etilenicamente insaturados tais como estireno, acrilatos ou metacrilatos, como descrito na WO 00/50480. Preferência particular é dada para composto de acrilatos ou

estireno-acrilatos puro dos monômeros estireno, acrilato de n-butila, metacrilato de metila (MMA), ácido metacrílico, acrilamida ou metilolacrilamida.

A dispersão polimérica é preparada em uma maneira conhecida por si mesma, por exemplo por polimerização de emulsão, suspensão ou dispersão, preferivelmente em uma fase aquosa. O polímero também pode ser preparado por solução ou polimerização de massa, ser fragmentado se apropriado e as partículas de polímero podem subseqüentemente ser dispersas em água em uma forma usual. A polimerização é realizada usando os iniciadores, emulsificadores ou auxiliares de suspensão, reguladores ou outros auxiliares usuais para o processo de polimerização respectivo e é realizada continuamente ou planejada nas temperaturas e pressões usuais para o processo respectivo em reatores convencionais.

O revestimento de polímero também pode compreender

aditivos tais como enchedores inorgânicos, por exemplo, pigmentos, ou retardadores de chama. A proporção de aditivos depende do seu tipo e do efeito desejado e para enchedores inorgânicos é no geral de 10 a 99 % em peso, preferivelmente de 20 a 98 % em peso, com base no revestimento de polímero compreendendo aditivo.

A mistura de revestimento preferivelmente compreende substâncias de ligação em água tais como silicato de potássio. Isto conduz a um melhor ou mais rápida formação de película a partir da dispersão polimérica e assim para a cura mais rápida da moldagem da espuma.

O revestimento de polímero preferivelmente compreende retardadores de chama tais como grafite expansível, boratos, em particular boratos de zinco, compostos de melamina ou compostos de fósforo ou composições intumescentes que expandem-se, incham ou espumam em temperaturas relativamente altas, no geral acima de 80 a 100° C, e assim formam uma espuma isolante e resistente ao calor que protege as partículas de espuma isolantes termicamente subjacentes de incêndio e calor. A quantidade de retardadores de chama ou composições intumescentes é no geral de 2 a 99 % em peso, preferivelmente de 5 a 98 % em peso, com base no revestimento de polímero.

Quando retardadores de chama são usados no revestimento de polímero, também é possível obter proteção de incêndio satisfatória quando usando partículas de espuma que não compreendem nenhum retardador de chama, em particular nenhum retardador de chama halogenado, ou arrumar-se com quantidades relativamente pequenas de retardadores de chama, desde que o retardador de chama no revestimento de polímero está concentrado na superfície das partículas de espuma e forma uma estrutura forte sob a ação de calor ou incêndio.

O revestimento de polímero particular e preferivelmente compreende composições intumescentes que compreendem água quimicamente ligada ou eliminam água em temperaturas acima de 40° C, por exemplo, silicatos de metal alcalino, hidróxidos de metal, hidratos de sal metálicos e hidratos de óxido metálicos, como aditivos.

Partículas de espuma fornecidas com este revestimento podem ser processadas para fornecer corpos moldados de espuma tendo resistência a incêndio aumentada. Dependendo da quantidade do revestimento, os corpos de espuma de acordo com a invenção podem ser classificados como classe de material para edificação B1 ou A2 de acordo com DIN 4102 ou as classes Euro A2, B e C de acordo com a classificação de proteção de incêndio Européia DIN EN 13501-1.

Hidróxidos de metal adequados são, em particular, aqueles dos grupos 2 (metais alcalinos terrosos) e 13 (grupo do boro) da Tabela Periódica. Preferência é dada a hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio e bórax. Preferência particular é dada a hidróxido de alumínio.

Hidratos de sal metálicos adequados são todos sais metálicos em que água de cristalização é incorporada na estrutura do cristal. Analogamente, hidratos de óxido metálicos adequados são todos óxidos metálicos que compreendem água de cristalização incorporada na estrutura do cristal. Aqui, o número de moléculas de água de cristalização por unidade da fórmula pode ser o número máximo possível ou abaixo deste, por exemplo, sulfato de cobre pentaidratado, triidratado ou monoidratado. Além da água de cristalização, os hidratos de sal metálicos ou hidratos de óxido metálicos também podem compreender água de constituição. Hidratos de sal metálicos preferidos são os hidratos de haletos

de metal (em particular cloretos), sulfatos, carbonatos, fosfatos, nitratos ou boratos. Exemplos de hidratos de sal metálicos adequados são sulfato de magnésio decaidratado, sulfato de sódio decaidratado, sulfato de cobre pentaidratado, sulfato de níquel heptaidratado, cloreto de cobalto(II) hexaidratado, cloreto de cromo(III) hexaidratado, carbonato de sódio decaidratado, cloreto de magnésio hexaidratado e o borato de estanho hidratado. Sulfato de magnésio decaidratado e hidratos de borato de estanho são particularmente preferidos.

Outros hidratos de sal metálicos possíveis são sais duplos ou alumes, por exemplo aqueles da fórmula geral: M1M111(SO4)2 · 12 H2O. M1 pode ser, por exemplo, íons de potássio, sódio, rubídio, césio, amônio, tálio ou alumínio. Elementos que podem funcionar como M111 são, por exemplo, alumínio, gálio, índio, escândio, titânio, vanádio, cromo, manganês, ferro, cobalto, ródio ou irídio.

Hidratos de óxido metálicos adequados são, por exemplo, óxido de alumínio hidratados e preferivelmente óxido de zinco hidratado ou trióxido de boro hidratado.

Um revestimento de polímero preferido pode ser obtido

misturando-se

a) de 40 a 80 partes em peso, preferivelmente de 50 a 70 partes em peso, de uma solução de silicato de potássio tendo um teor de água de 40 a 90 % em peso, preferivelmente de 50 a 70 % em peso,

b) de 20 a 60 partes em peso, preferivelmente de 30 a 50 partes em peso, de um pó de silicato de potássio tendo um teor de água de 0 a 30 % em peso, preferivelmente de 1 a 25 % em peso, e

c) de 5 a 40 partes em peso, preferivelmente de 10 a 30 partes em peso, de uma dispersão polimérica tendo um teor de sólidos de 10 a 60 % em peso, preferivelmente de 20 a 50 % em peso, ou misturando-se

a') de 20 a 95 partes em peso, preferivelmente de 40 a 90 partes em peso, de uma suspensão de hidróxido de alumínio tendo um teor de hidróxido de alumínio de 10 a 90 % em peso, preferivelmente de 20 a 70 % em peso,

b') de 5 a 40 partes em peso, preferivelmente de 10 a 30 partes em peso, de uma dispersão polimérica tendo um teor de sólidos de 10 a 60 % em peso, preferivelmente de 20 a 50 % em peso.

Além disso, o revestimento pode compreender enchedores, em particular enchedores absorventes de IR. Enchedores tendo tamanhos de partícula na faixa de 0,1 a 100 μηι, em particular na faixa de 0,5 a 10 μηι, em proporções de 10 % em peso na espuma de poliestireno fornecendo uma diminuição na condutividade térmica de 1 a 3 mW. Comparativamente condutividades térmicas baixas podem conseqüentemente ser obtidas em quantidades relativamente pequenas de absorvedores de IR tais como negro de fumo e grafite.

Para reduzir a condutividade térmica, um absorvedor de IR tal como negro de fumo, coque, alumínio ou grafite é preferivelmente usado em quantidades de 0,1 a 10 % em peso, em particular em quantidades de 2 a 8 % em peso, com base nos sólidos do revestimento. Preferência é dada para usar negro de fumo tendo um tamanho

de partícula primário médio na faixa de 10 a 300 nm, em particular na faixa de 30 a 200 nm. A área de superfície BET está preferivelmente na faixa de 10 a 120 m2/g.

Como grafite, preferência é dada para usar grafite tendo um tamanho de partícula médio na faixa de 1 a 50 μιη.

Além disso, as partículas de espuma da invenção podem ser revestidas com compostos orgânicos anfifílicos ou hidrofóbicos. Revestimento com agente hidrofobicizante é vantajosamente realizado antes da aplicação da dispersão polimérica aquosa de acordo com a invenção. Entre compostos orgânicos hidrofóbicos, referência pode ser feita de, em particular, ceras de parafina Ci0-C30, produtos de reação de N-metilolamina e um derivado de ácido graxo, produtos de reação de um oxo álcool Cç-Cn com óxido de etileno, óxido de propileno ou óxido de butileno ou (met)acrilatos de polifluoroalquila ou misturas destes, que podem preferivelmente ser usados na forma de emulsões aquosas.

Agentes hidrofobicizantes preferidos são ceras de parafina que têm de 10 a 30 átomos de carbono na cadeia de carbono e preferivelmente têm um ponto de fusão na faixa de 10 a 70° C, em particular de 25 a 60° C. Tais ceras de parafina são compreendida, por exemplo, nos produtos comerciais da BASF RAMASIT KGT, PERSISTOL E e PERSISTOL HP e em AVERSIN HY-N da Henkel e CEROL ZN da Sandoz.

Uma outra classe de agentes hidrofobicizantes adequados é composta de produtos de reação como resina de um N-metilolamina com um derivado de ácido graxo, por exemplo, uma amida de ácido graxo, amina ou álcool, como descrito, por exemplo, em US-A 2 927 090 ou GB-A 475 170. Seu ponto de fusão é no geral de 50 a 90° C. Tais resinas são compreendidas, por exemplo, no produto comercial da BASF PERSISTOL HP e em ARCOPHOB EFM da Hoechst. Finalmente, (met)acrilatos de polifluoroalquila, por exemplo

acrilato de poliperfluorooctila, também são adequados. Esta substância é compreendida no produto comercial da BASF PERSISTOL O e em OLEOPHOBOL C da Pfersee.

Outros agentes de revestimento possíveis são anti-estáticos tais como Emulgator K30 (mistura de secundário sódio alcanossulfonatos) ou estearatos de glicerila tais como monoestearato de glicerila GMS ou triestearato de glicerila. Entretanto, no processo da invenção os agentes de revestimento usuais para o revestimento de poliestireno expansível, em particular estearatos, podem ser usados em quantidades reduzidas ou ser omitidos inteiramente sem este tendo um efeito adverso na qualidade do produto.

As partículas de espuma que foram revestida de acordo com a invenção podem ser sinterizadas por meio de ar quente ou vapor em moldes convencionais para fornecer corpos moldados de espuma. Na sinterização ou conglutinação das partículas de espuma, a

pressão pode ser gerada, por exemplo, reduzindo-se o volume do molde por meio de uma força móvel. No geral, uma pressão na faixa de 0,5 a 30 kg/cm2 é colocada aqui. A mistura de partículas de espuma revestidas é para este propósito introduzida no molde aberto. Depois de fechar o molde, as partículas de espuma são prensadas por meio da força, com o ar entre as partículas de espuma escapando e o volume dos interstícios sendo reduzido. As partículas de espuma são ligadas pelo revestimento de polímero para fornecer a moldagem da espuma.

O molde é configurado de acordo com a geometria desejada do corpo da espuma. O grau de enchimento depende, inter alia, da espessura desejada da futura moldagem. No caso de placas de espuma, um molde simples em forma de caixa pode ser usado. Particularmente no caso de geometrias mais complicadas, pode ser necessário definir o leito das partículas introduzidas no molde e eliminar vazios indesejados neste modo. Densificação pode ser efetuada, por exemplo, pela agitação do molde, revolvendo movimentos ou outras medidas adequadas.

Para acelerar a ligação, ar quente ou vapor pode ser injetado no molde ou o molde pode ser aquecido. O aquecimento do molde pode, entretanto, ser obtido usando qualquer meio de transferência de calor tal como óleo ou vapor. O ar quente ou o molde é para este propósito vantajosamente aquecido a uma temperatura na faixa de 20 a 120° C, preferivelmente de 30 a 90° C.

Como uma alternativa ou além disso, sinterização pode ser realizada continuamente ou descontinuamente com introdução de energia de microondas. Aqui, microondas na faixa de freqüência de 0,85 a 100 GHz, preferivelmente de 0,9 a 10 GHz, e os tempos de irradiação de 0,1 a 15 minutos são no geral usados. Placas de espuma tendo uma espessura de mais do que 5 cm também podem ser produzidos por estes meios.

Quando ar quente ou vapor em temperaturas na faixa de 80 a 150° C é usado ou energia de microondas é introduzida, uma pressão manométrica de 0,1 a 1,5 bar é usualmente estabelecida, de modo que o processo também pode ser realizado sem pressão externa e sem uma redução no volume do molde. A pressão interna produzida pelas microondas ou temperaturas elevadas permite que as partículas de espuma expandem-se um pouco mais, de modo que as partículas possam fundir-se junto como um resultado do amolecimento das partículas de espuma por si só além de conglutinação por intermédio do revestimento de polímero. Os interstícios entre as partículas de espuma desaparecem como um resultado. Para acelerar a ligação, o molde pode neste caso, também, ser adicionalmente aquecido por meio de um meio de transferência de calor como descrito acima.

Para produção contínua dos corpos moldados de espuma, plantas de polia dupla como são usadas para produzir espumas de poliuretano também são adequadas. Por exemplo, a partículas de espuma pré espumadas e revestidas podem ser aplicadas continuamente à correia inferior de duas correias metálicas, que podem ter uma perfuração se apropriado, e processada com ou sem compressão pelas correias metálicas que funcionam juntas para produzir placas de espuma contínuos. Em uma pressão de compressão alta, cadeias de elos metálicos são preferivelmente usadas.

Uma unidade de polia dupla tendo uma correia inferior e uma correia superior que move-se sincronicamente com a correia inferior, como descrito, por exemplo, na WO 02/26457 para produzir espumas inorgânicas, também é adequada. A correia inferior da unidade de polia dupla compreende uma pluralidade de segmentos cuja a seção transversal determina a região superior e as duas regiões laterais do perfil da espuma. Em uma sub-região da unidade de polia dupla, a correia superior imerge em uma forma de vedação nos segmentos da correia inferior, de modo que esta sub-região da unidade de polia dupla forma um espaço fechado que é selado em todos os lados. Os segmentos da correia superior e da correia inferior são preferivelmente feitos de aço inoxidável.

Em uma forma de realização do processo, o volume entre as duas correias é feito crescentemente menor de modo que o produto entre as correias seja comprimido e os interstícios entre as partículas de espuma desapareçam. Depois de uma zona de cura, uma placa contínua é obtida. Em uma outra forma de realização, o volume entre as correias pode ser mantido constante e o produto é passado através de uma zona com irradiação de ar quente ou microondas em que as partículas de espuma ainda espumam. Aqui também, os interstícios desaparecem e uma placa contínua é obtida. Também é possível combinar as duas variantes do processo contínuo.

No caso de uma unidade de polia dupla tendo correias metálicas, as microondas são preferivelmente injetadas lateralmente no intervalo entre as correias metálicas superiores e inferiores. Em uma outra forma de realização, a seção de correia metálica pode terminar depois que a compressão estar completa e ainda o transporte e manutenção da forma da placa de espuma contínua é assumida por um sistema a jusante compreendendo correias de fibras naturais ou sintéticas revestidas, igualmente contínuas que podem ser irradiadas com microondas ambas por intermédio do intervalo na lateral e também sobre sua área através das correias de fibras naturais ou sintéticas.

A espessura, comprimento e largura das placas de espuma podem variar dentro de amplos limites e são limitados pelo tamanho e força de fechamento da ferramenta. A espessura das placas de espuma é usualmente de 1 a 500 mm, preferivelmente de 10 a 300 mm.

A densidade dos corpos moldados de espuma de acordo com DIN 53420 é no geral de 10 a 120 kg/m3, preferivelmente de 20 a 90 kg/m3. O processo torna possível obter corpos moldados de espuma tendo uma densidade uniforme sobre a seção transversal total. A densidade das camadas externas correspondem aproximadamente à densidade nas regiões internas da moldagem da espuma.

Partículas de espuma fragmentadas de corpos moldados de espuma recicladas também podem ser usadas no processo. Para produzir os corpos moldados de espuma de acordo com a invenção, a espuma reciclada fragmentada pode ser usada a uma extensão de 100 % ou, por exemplo, em proporções de 2 a 90 % em peso, em particular de 5 a 25 % em peso, junto com material novo sem prejudicar significativamente a força e as propriedades mecânicas.

Um processo preferido compreende as etapas:

i) pré formação de espuma de polímeros de estireno expansíveis para formar partículas de espuma,

ii) aplicação de uma dispersão polimérica aquosa às partículas

de espuma,

iii) secagem da dispersão polimérica para formar uma película polimérica insolúvel em água,

iv) introdução das partículas de espuma revestidas com a película polimérica em um molde e sinterização.

O processo é adequado para produzir corpos moldados de espuma simples ou complexas tais como placas, blocos, tubos, varas, perfis, etc. A preferência é dada para produzir placas ou blocos que podem ser subseqüentemente serrados ou cortados para fornecer placas. Eles podem ser usados, por exemplo, em edificação e construção para o isolamento de paredes externas. Eles são particular e preferivelmente usados como camada central para produzir elementos intercalados, por exemplo painéis de isolamento estruturais (SIPs), que são usados para a montagem de câmaras refrigeradas ou depósitos.

Outras aplicações possíveis são paletas feitas de espuma como substituição para paletas feitas de madeira, frontões, recipientes isolados, reboques. Devido à resistência a incêndio excelente, eles também são adequados para carga aérea. Exemplos:

Produção da mistura do revestimento BMl:

40 partes de pó de silicato de potássio (Portil N) foram adicionados um pouco de uma vez enquanto agitando a 60 partes de uma solução de silicato de potássio (silicato de sódio Woellner 38/40, teor de sólidos: 36 %, densidade: 1,37, razão molar de Si02:Na20 = 3,4) e a mistura foi homogeneizada durante cerca de 3 a 5 minutos. 5 partes de uma dispersão de acrilato (Acronal S790, teor de sólidos: cerca de 50 %) foram subseqüentemente agitadas em.

Produção da mistura do revestimento BM2: 40 partes de pó de silicato de potássio (Portil N) foram adicionados um pouco de uma vez enquanto agitando a 60 partes de uma solução de silicato de potássio (silicato de sódio Woellner 38/40, teor de sólidos: 36 %, densidade: 1,37, razão molar de Si02:Na20 = 3,4) e a mistura foi homogeneizada durante cerca de 3 a 5 minutos. 20 partes de uma dispersão de acrilato (Acronal S790, teor de sólidos: cerca de 50 %) foram subseqüentemente agitadas em.

Partículas de poliestireno de espuma (densidade: 17 g/l) Poliestireno expansível (Neopor® 2300 da BASF Aktiengesellschaft, tamanho do grânulo do material bruto: 1,4 a 2,3 mm) foi pré espumada a uma densidade de cerca de 17 g/l em um pré formador de espuma contínuo. Exemplos 1 a 4

As partículas de poliestireno de espuma foram revestidas com a mistura do revestimento BMl ou BM2 em uma razão peso de 1:4 ou 1:5, respectivamente, em um misturador e subseqüentemente secas expondo-se no ar durante 12 horas. As partículas de poliestireno de espuma revestidas foram introduzidas em um molde revestido com Teflon e tratado com vapor em pressão manométrica de 0,5 bar durante 30 segundos por meio de bocais de vapor. A moldagem foi tirada do molde e armazenada na temperatura ambiente durante vários dias para condicioná-la mais. A densidade da moldagem armazenada foi 50 g/l. Tabela 1

Mistura do Razão peso de mistura revestimento de EPS/revestimento Exemplo 1 BM 1 1:5 Exemplo 2 BM 2 1:5 Exemplo 3 BM 1 1:4 Exemplo 4 BM 1 1:5

Os corpos moldados de espuma dos exemplos 1 a 4 não pingam no teste de combustão e não amolece novamente sob a ação de calor. Elas são auto-extintoras.

Claims

1. Processo para produzir corpos moldados de espuma, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas: i) pré formação de espuma de polímeros de estireno expansíveis para formar partículas de espuma, ii) aplicação de uma dispersão polimérica aquosa às partículas de espuma, iii) secagem da dispersão polimérica para formar uma película polimérica insolúvel em água, iv) introdução das partículas de espuma revestidas com a película polimérica em um molde e sinterização.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a secagem da dispersão polimérica aplicada às partículas de espuma é efetuada por meio de ar ou nitrogênio em uma temperatura na faixa de 0 a 80° C.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma dispersão polimérica aquosa obtida misturando-se a) de 40 a 80 partes em peso de uma solução de silicato de potássio com um teor de água de 40 a 90 % em peso, b) de 20 a 60 partes em peso de um pó de silicato de potássio tendo um teor de água de 0 a 30 % em peso e c) de 5 a 40 partes em peso de uma dispersão polimérica aquosa tendo um teor de sólidos de 10 a 60 % em peso é usado.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a película polimérica seca tem uma temperatura de transição vítrea na faixa de -60 a +60° C.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um polímero de emulsão de radical livre de monômeros etilenicamente insaturados é usado como dispersão polimérica aquosa.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a razão em peso de partículas de espuma/mistura do revestimento depois da secagem é de 2:1 a 1:10.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de1a 6, caracterizado pelo fato de que a densidade dos corpos moldados de espuma de acordo com DIN 53420 é de 10 a 120 kg/m3.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a sinterização é realizada sob uma pressão na faixa de 0,5 a 30 kg/cm2.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a sinterização é efetuada com introdução de energia de microondas.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 9, caracterizado pelo fato de que ar quente ou vapor é injetado no molde.