ES2203637T3 - Espuma extruida de celdilla abierta y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Espuma extruida de celdilla abierta y procedimiento de fabricacion.

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ES2203637T3 ES95908485T ES95908485T ES2203637T3 ES 2203637 T3 ES2203637 T3 ES 2203637T3 ES 95908485 T ES95908485 T ES 95908485T ES 95908485 T ES95908485 T ES 95908485T ES 2203637 T3 ES2203637 T3 ES 2203637T3
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Abstract

LO DESCRITO ES UNA ESPUMA DE POLIMERO AROMATICO DE ALQUENILO DE CELULA ABIERTA, EXTRUIDA UTIL EN APLICACIONES DE AISLAMIENTO. LA ESPUMA TIENE UN CONTENIDO DE CELULA ABIERTA DEL 30 POR CIENTO O MAS. LA ESPUMA TIENE ADEMAS UNA DIMENSION MENOR Y UNA SECCION TRANSVERSAL SUPERIOR A 6,5 MILIMETROS. LAS ESPUMAS TIENE UNA ALTA TEMPERATURA DE DISTORSION POR CALOR, Y SON PARTICULARMENTE UTILES EN APLICACIONES DE TECHADO. ADEMAS SE DESCRIBE UN PROCESO PARA FABRICAR LA ESPUMA DE CELULA ABIERTA.

Description

Espuma extruida de celdilla abierta y procedimiento de fabricación.
Este invento se refiere a una espuma extruida de celda abierta, de un polímero alquenílico aromático y a un proceso para fabricarla, como se describe a continuación en las reivindicaciones 1 y 7.
Las espumas de polímero alquenílico aromático han sido muy empleadas en una variedad de aplicaciones de aislamiento. Los tipos empleados más comunes son las espumas extruidas de celda cerrada y las espumas de partículas expandidas. Las espumas extruidas se fabrican formando un gel de un polímero en estado fundido y un agente de expansión bajo calor y presión y extruyendo el gel a través de una boquilla hacia una región de presión inferior. La presión inferior produce la expansión, enfriamiento y solidificación del gel para formar la espuma. Las espumas de partículas se fabrican cargando un molde con partículas sólidas de polímero expandible que contienen un agente de expansión embebido o con partículas pre-expandidas y exponiendo las partículas a aire caliente o vapor para producir su expansión, fusión y adherencia con el fin de formar una masa o artículo unitario de espuma.
La temperatura de deformación por calor de una espuma aromática de alquenilo es muy importante cuando la espuma se usa en una aplicación de temperatura relativamente alta, próxima a la temperatura límite de servicio (alrededor de 74ºC (165ºF) para una espuma de poliestireno de celda cerrada convencional) de la espuma. Si la temperatura de deformación por calor de una espuma es demasiado baja, puede ser objeto de deformación y/o ruptura.
Las espumas extruidas de celda cerrada son más resistentes al vapor y al agua y son más resistentes mecánicamente que las espumas de partículas expandidas. Las espumas extruidas de celda cerrada tienen estas ventajas porque están hechas de una forma sólida, celular. Las espumas de partículas expandidas, al contrario, se forman en una masa fundida de partículas discretas de espuma expandida.
Generalmente, las espumas de partículas expandidas mantienen mejor su forma en un medio de alta temperatura que las espumas extruidas de celda cerrada, porque generalmente tienen mejores características de flexionado. Sus características de flexionado son mejores porque las partículas expandidas fundidas permiten una mayor relajación mecánica en comparación con la forma sólida, celular de las espumas extruidas de celda cerrada.
Una aplicación común a alta temperatura para espumas alquinélicas aromáticas es en tejados. En los tejados la espuma se emplea generalmente bajo una membrana de cubierta, que es oscura y similar a la goma, y puede alcanzar la temperatura límite de servicio cuando se encuentra bajo una membrana expuesta directamente a los rayos del sol en los meses de verano. Si la espuma se deforma, la membrana y la espuma pueden separarse y dar lugar a espacios vacíos, lo que deja la membrana con menos apoyo mecánico en su superficie inferior. La carencia de apoyo de la superficie inferior hace que la membrana sea más susceptible de romperse, lo que da lugar a goteras en el tejado.
Sería deseable tener una espuma alquenílica aromática que tuviera resistencia al vapor y al agua y resistencia mecánica similar a la de las espumas extruidas de celda cerrada y con características de flexionado similares a las espumas de partículas expandidas.
De acuerdo con el presente invento, se proporciona una espuma extruida de polímero alquenílico aromático de celda abierta. La espuma comprende un material de polímero alquenílico aromático que tiene más de un 50% en peso de unidades monómeras alquenílicas aromáticas. La espuma tiene un contenido de celdas abiertas de un 30% o más, y preferiblemente del 30% al 80%, de acuerdo con la ASTM D2856-87. La dimensión menor de la espuma en sección transversal (grosor) es mayor de 6,4 milímetros (0,25 pulgadas). La espuma tiene una densidad de 24 a 96 kilogramos por metro cúbico (kg/m^{3}) (1,5 a 60 libras por pie cúbico (pcf)), de acuerdo con la ASTM D1622-88. La espuma tiene un tamaño medio de celda desde 0,08 mm hasta 1,2 mm, según la ASTM D3576-77. La espuma tiene preferiblemente una temperatura de deformación por calor de 79,4ºC a 98,9ºC (175ºF a 210ºF), de acuerdo con la ASTM D2126-87. La espuma es útil para una variedad de aplicaciones de aislamiento, almohadillado y protección. Puesto que la espuma tiene una temperatura de deformación por calor relativamente elevada, es particularmente útil en aplicaciones de aislamiento de alta temperatura, como es el caso de tejados.
De acuerdo con el presente invento, existe un proceso de fabricación de espuma extruida de polímero alquenílico aromático de celda abierta que tiene una dimensión menor y una sección transversal mayor de 6,4 mm (0,25 pulgadas). El proceso comprende: a) calentar un material de polímero alquenílico aromático que comprende más de un 50% en peso de unidades monómeras alquenílicas aromáticas para formar un material polimérico fundido; b) incorporar al material polimérico fundido una cantidad de 0,01 a 5 partes en peso por 100 partes en peso de material polimérico de un agente de nucleación, lo que da lugar a una espuma con un contenido de un 30% o más de celdas abiertas; c) incorporar un agente de expansión, de 0,2 a 5 gramos-mol por kilogramo de material polimérico, a alta presión en el material polimérico fundido para formar un gel espumable; d) enfriar el gel espumable a una temperatura de formación de espuma apropiada; y e) extruir el gel espumable a través de una boquilla hacia una región de presión inferior para formar la espuma. La temperatura de formación de espuma varía desde 118ºC hasta 145ºC, en el que la temperatura de formación de espuma es entre 3ºC a 15ºC superior a la máxima temperatura de formación de espuma para una espuma de celda cerrada correspondiente. La temperatura de formación de espuma preferida es mayor en 33ºC o más que la temperatura de transición vítrea (de acuerdo con la ASTM D3418) del material de polímero alquenílico aromático.
Las espumas extruidas alquenílicas aromáticas de contenido relativamente elevado en celdas abiertas (30 a 80%), sección transversal relativamente elevada (mayor de 6,4 mm (0,25 pulgadas)) y densidad relativamente baja (24 kg/m^{3} a 96 kg/m^{3} (1,5 pcf a 6,0 pcf)) han sido difíciles de preparar con anterioridad. Los problemas que se han encontrado incluyen una sección transversal pequeña, tamaño de celda pequeño, baja resistencia a compresión y mayor densidad.
La preparación de las espumas mencionadas es difícil porque la necesidad de un tamaño medio de celda pequeño es incongruente con la necesidad de los niveles deseables de densidad, grosor transversal, y resistencia a la compresión. En la fabricación de una espuma de celda abierta, las paredes de las celdas deben ser suficientemente finas tras la expansión de la espuma,de manera que una cierta proporción de ellas se rompan, de modo que se consiga el contenido deseado de celdas abiertas. El hacer las paredes de las celdas suficientemente finas requiere que el tamaño medio de las celdas sea relativamente pequeño, puesto que el grosor de la pared de las celdas es proporcional al tamaño de la celda. La fabricación de una espuma con un tamaño medio de celda suficientemente pequeño requiere utilizar generalmente una cantidad de agente de nucleación relativamente grande. El alto grado de nucleación para conseguir un tamaño medio de celda pequeño da lugar a una expansión de la espuma demasiado rápida. La rápida expansión causa un prematuro enfriamiento de la espuma expandida, lo cual da lugar a una sección transversal pequeña y a una densidad alta.
En la técnica anterior se preparaban láminas de espuma de poliestireno de celda abierta de hasta 6,4 mm (0,25 pulgadas). Esas espumas variaban entre 10% y 40% de celdas abiertas y su densidad variaba entre 48kg/m^{3} y 96kg/m^{3} (de 3 pcf a 6 pcf). Estas espumas se producen generalmente con una boquilla anular y se cortan para darles forma. Estas espumas se emplean generalmente en aplicaciones de embalaje y son demasiado finas para aplicaciones en tejados.
En el proceso actual, se emplea una temperatura de formación de espuma relativamente alta, junto con un agente de nucleación, para fabricar las espumas de celda abierta deseadas. La temperatura de formación de espuma relativamente alta permite fabricar la espuma de celda abierta con un grado de nucleación menor que con una temperatura de formación de espuma menor. La temperatura de formación de espuma relativamente más alta hace que el material polimérico de la pared de la celda sea menos viscoso que con una temperatura de formación de espuma menor. Una pared de celda menos viscosa es más probable que se rompa tras la expansión de la espuma y, así, es más probable formar una espuma con un mayor contenido de celdas abiertas. Cuanto menos viscosa sea la pared de la celda durante la expansión de la espuma, más gruesa será la pared de la celda y, así, más grande será el tamaño de la celda que puede ser empleada en la espuma de celda abierta.
En el proceso actual, la temperatura de formación de espuma, relativamente superior a la de fabricación de espumas de celda cerrada (menos de un 10% de celdas abiertas, según la ASTM D2856-87), puede variar desde 118ºC hasta 145ºC. La temperatura de formación de espuma variará en función de la composición y concentración del agente de nucleación, de la composición y concentración del agente de expansión, de las características del material polimérico y su concentración y del diseño de la boquilla de extrusión. La temperatura de formación de espuma para la espuma de celda abierta actual varía desde 3ºC hasta 15ºC y preferiblemente de 10ºC a 15ºC superior a la máxima temperatura de formación de espuma para una espuma de celda cerrada correspondiente (menos de un 10% de celdas abiertas, según la ASTM D2856-87), de densidad y tamaño de celda sustancialmente equivalente, hecha con una composición sustancialmente equivalente (incluyendo el material polimérico, el agente de nucleación, los aditivos y el agente de expansión), en un proceso sustancialmente equivalente. Una temperatura de formación de espuma preferida es 33ºC o más superior a la temperatura de transición vítrea (de acuerdo con la ASTM D3418) del material polimérico alquenílico aromático. La temperatura de formación de espuma más preferida varía de 135ºC a 140ºC.
La cantidad de agente de nucleación empleado para preparar la presente espuma de celda abierta variará en función del tamaño de celda deseado, de la temperatura de formación de espuma y de la composición del agente de nucleación. El contenido en celdas abiertas aumenta al aumentar el contenido de agente de nucleación. Los agentes de nucleación útiles incluyen carbonato cálcico, estearato cálcico, talco, arcilla, dióxido de titanio, sílice, estearato bárico, tierra de diatomeas, mezclas de ácido cítrico y bicarbonato sódico y similares. Los agentes de nucleación preferidos son el talco y el estearato cálcico. La cantidad de agente de nucleación empleado puede variar desde 0,01 a 5 partes en peso por cien partes en peso de una resina polimérica. El intervalo deseado varía desde 0,4 a 3,0 partes en peso.
La presente espuma tiene una densidad de 24 kg/m^{3} a 96 kg/m^{3} (1,5pcf a 6,0pcf), y preferiblemente de 32kg/m^{3} a 56kg/m^{3} (2,0 pcf a 3,5pcf), según la ASTM D1622-88.
La presente espuma tiene un tamaño medio de celda desde 0,08 mm hasta 1,2 mm y preferiblemente de 0,10 mm a 0,9 mm, de acuerdo con la ASTM D3576-77.
En el presente invento la espuma es particularmente apropiada para ser conformada en planchas, deseablemente las que tienen una dimensión menor en sección transversal (grosor) mayor que 6,4 mm (0,25 pulgadas) y preferiblemente 9,5 mm (0,375 pulgadas) o más. Además, la espuma tiene, preferiblemente, una sección transversal de 30 cm^{2} o más.
La presente espuma tiene un contenido de celdas abiertas del 30% o más, preferiblemente del 30% al 80%, y lo más preferiblemente, de 40% al 60%, de acuerdo con la ASTM D2856-87.
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La presente espuma se prepara generalmente calentando un material polimérico alquenílico aromático para formar un material polimérico plástificado o fundido, incorporando en su interior un agente de expansión para formar un gel espumable y extruyendo el gel a través de una boquilla para formar el producto de espuma. Antes de mezclarlo con el agente de expansión, el material polimérico se calienta a una temperatura de o por encima de su temperatura de transición vítrea o punto de fusión. El agente de expansión puede ser incorporado o mezclado con el material polimérico fundido por cualquier medio conocido en la técnica, tal como con un extrusor o mezclador. El agente de expansión se mezcla con el material polimérico fundido a una presión suficientemente elevada para evitar una expansión sustancial del material polimérico fundido y para dispersar en su interior el agente de expansión de forma homogénea. El agente de nucleación se mezcla con el polímero fundido o se mezcla en seco con el material polimérico antes de plastificarse o fundirse. El gel espumable es generalmente enfriado a una temperatura inferior para optimizar o conseguir unas características físicas deseadas de la espuma. El gel se puede enfriar en un extrusor o en otra máquina mezcladora o en enfriadores separados. Entonces el gel es extruido o conducido a través de una boquilla de la forma deseada hasta una zona de presión reducida o inferior para formar la espuma. El diseño preferido de la boquilla es rectangular o de rendija, lo que es ventajoso para la fabricación de productos en planchas. La zona de presión inferior está a una presión inferior a la que se mantiene el gel espumable antes de ser extruido a través de la boquilla. La presión inferior puede ser superatmosférica o subatmosférica (evacuada o a vacío), pero es preferible un nivel atmosférico.
Los agentes de expansión útiles en la fabricación de la presente espuma incluyen agentes inorgánicos, agentes de expansión orgánicos y agentes de expansión químicos. Los agentes de expansión inorgánicos apropiados incluyen dióxido de carbono, nitrógeno, argón, agua, aire, nitrógeno y helio. Los agentes de expansión orgánicos incluyen hidrocarburos alifáticos de 1-9 átomos de carbono, alcoholes alifáticos de 1-3 átomos de carbono e hidrocarburos alifáticos de 1-4 átomos de carbono total o parcialmente halogenados. Los hidrocarburos alifáticos incluyen metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano y neopentano. Los alcoholes alifáticos incluyen metanol, etanol, n-propanol e isopropanol. Los hidrocarburos alifáticos total o parcialmente halogenados incluyen fluorocarbonos, clorocarbonos y clorofluorocarbonos. Ejemplos de fluorocarbonos incluyen fluoruro de metilo, perfluorometano, fluoruro de etilo, 1,1-difluoroetano (HFC-152a), 1,1,1-trifluoroetano (HFC-143a), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), pentafluoroetano, difluorometano, perfluoroetano, 2,2-difluoropropano, 1,1,1-trifluoropropano, perfluoropropano, difluoropropano, perfluorobutano y perfluorociclobutano. Hidrocarburos parcialmente halogenados, tales como hidrocarburos clorados y clorofluorados, para su utilización en este invento incluyen cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloruro de etilo, dicloropropano, 1,1,1- tricloroetano, 1,1-dicloro-1-fluoroetano (HCFC-141b), 1-cloro-1,1-difluoroetano (HCFC-142b), clorodifluorometano (HCFC-22), 1,1-dicloro-2,2,2-trifluoroetano (HCFC-123) y 1-cloro-1,2,2,2-tetrafluoroetano (HCFC-124) y similares. Clorofluorocarbonos totalmente halogenados incluyen tricloromonofluorometano (CFC-11), diclorodifluorometano (CFC-12), triclorotrifluoroetano (CFC-113), diclorotetrafluoroetano (CFC-114), cloroheptafluoropropano y diclorohexafluoropropano. Agentes de expansión químicos incluyen azodicarbonamida, azodiisobutiro-nitrilo, benzenosulfohidrazida, 4,4-oxibenceno sulfonil-semicarbacida, p-tolueno sulfonil-semicarbacida, azodicarboxilato de bario y N,N'-dimetil-N,N' dinitrosotereftalamida y trihidrazino triazina.
La cantidad de agente de expansión incorporada al material polimérico fundido para fabricar un gel con el que formar espuma es de 0,2 a 5,0 gramos-mol por kilogramo de polímero, preferiblemente de 0,5 a 3,0 gramos-mol por kilogramo de polímero y lo más preferiblemente de 0,7 a 2,0 gramos-mol por kilogramo de polímero. El agente de expansión preferido es una mezcla de dióxido de carbono y cloruro de etilo.
La presente espuma comprende un material polimérico alquenílico aromático. Los materiales poliméricos alquenílico aromáticos adecuados incluyen alquenílico homopolímeros aromáticos y copolímeros de compuestos alquenílico aromáticos y comonómeros insaturados copolimerizables etilénicamente. El material polimérico alquenílico aromático puede además incluir pequeñas proporciones de polímeros aromáticos no alquenílicos. El material polimérico alquenílico aromático puede comprender sólamente uno o más homopolímeros alquenílicos aromáticos, uno o más copolímeros alquenílicos aromáticos, una mezcla de uno o más de cada uno de los homopolímeros y copolímeros alquenílicos aromáticos o mezclas de cualquiera de los anteriores con un polímero aromático no alquenílico. Independientemente de la composición, el material polimérico alquenílico aromático comprende más de un 50% y preferiblemente más de un 70% en peso de unidades monómeras alquenílicos aromáticas. Lo más preferiblemente, el material polimérico alquenílico aromático está compuesto totalmente por unidades monómeras alquenílicas aromáticas.
Los polímeros alquenílicos aromáticos adecuados incluyen los derivados de compuestos alquenílicos aromáticos, como el estireno, alfametilestireno, etilestireno, vinilbenceno, viniltolueno, cloroestireno y bromoestireno. Un polímero alquenílico aromático preferido es el poliestireno. Pequeñas cantidades de compuestos monoetilénicamente insaturados, como los ácidos y ésteres de alquilo C_{2-6}, derivados ionoméricos y dieno C_{4-6} pueden ser copolimerizados con compuestos alquenílicos aromáticos. Ejemplos de compuestos copolimerizables incluyen el ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, acrilonitrilo, anhídrido maleico, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de isobutilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de metilo, acetato de vinilo. Es preferible que las espumas estén sustancialmente libres de gomas o sustancias gomosas, como las que contienen monómeros dieno C_{4-6}, incluyendo monómeros de 1,3-butadieno. Además, es preferible que las espumas estén sustancialmente libres de polímeros termoendurecibles, como los poliuretanos. Las espumas preferidas comprenden sustancialmente (es decir, más de un 90%) y lo más preferiblemente, únicamente poliestireno.
La presente espuma comprende además opcionalmente negro de carbono para aumentar su capacidad aislante. El negro de carbono puede constituir entre 1,0 y 25% en peso y preferiblemente entre 4,0 y 10,0% en peso del peso total del material polimérico alquenílico aromático de la espuma. El negro de carbono puede ser de cualquiera de los tipos conocidos en la técnica, tal como negro de horno, negro de carbono térmico, negro de acetileno y negro de canal. El negro de carbono preferido es el negro de carbono térmico. Un negro de carbono térmico preferido tiene un tamaño medio de partícula de 150 nanometros o más.
Pequeñas cantidades de un polímero de etileno, tal como el polietileno lineal de baja densidad o el polietileno de alta densidad, se pueden incorporar al gel espumable para incrementar el contenido de celdas abiertas tras la extrusión y formación de espuma.
La presente espuma tiene preferiblemente una temperaatura de deformación por calo de 79ºC a 99ºC (175ºF a 210ºF) y, más preferiblemente, de 88ºC a 96ºC (190ºF a 205ºF), según la ASTM D2126-87. La presente espuma tiene unas excelentes características de deformación por calor por su contenido en celdas abiertas.
La presente espuma es sustancialmente no-reticulada. Sustancialmente no-reticulada significa que la espuma está sustancialmente libre de reticulación, pero incluye el pequeño grado de reticulación que puede ocurrir de forma natural sin la utilización de agentes de reticulación o radiación. Una espuma sustancialmente no-reticulada tiene menos de un 5% de gel, según la ASTM D2765-84, método A.
Se pueden incorporar diversos aditivos a la presente espuma, tales como cargas inorgánicas, pigmentos, antioxidantes, captadores de ácido, absorbentes ultravioleta, retardantes de llama, coadyuvantes de procesamiento, coadyuvantes de extrusión.
Los siguientes son ejemplos del presente invento y no deben considerarse restrictivos. A menos que se indique lo contrario, todos los porcentajes, partes o proporciones se expresan en peso.
Las espumas de celda abierta se fabrican de acuerdo con el presente invento.
El aparato para fabricar la espuma comprende un extrusionador, una mezcladora, una enfriadora y una boquilla en serie. Se han utilizado dos sistemas diferentes de extrusión. Las espumas representadas en la Tabla 1 se fabricaron con un extrusor de 3,8 cm (1 1/2 pulgadas). Las espumas representadas en la Tabla 2 se fabricaron con un extrusor de 6,4 cm (2 1/2 pulgadas).
Una resina de poliestireno y aditivos se mezclaron en seco y se alimentaron al extrusor para formar un polímero fundido. Se añadió un agente de expansión al polímero fundido en la mezcladora para formar un gel espumable. La temperatura del gel espumable se redujo en la enfriadora hasta una temperatura de formación de espuma adecuada. El gel espumable se condujo a través de la boquilla hasta una región de presión reducida para formar la espuma.
La resina de poliestireno tenía un peso molecular medio ponderal de 200.000, según la cromatografía de exclusión por tamaños. Los aditivos incluyeron talco, estearato de calcio (CaSt), óxido de magnesio (MgO), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE). El talco se empleó como agente de nucleación, el CaSt como captador de ácido, el MgO como coadyuvante de extrusión y el LLDPE para incrementar el contenido de celdas abiertas en la espuma resultante. No se utilizaron todos los aditivos en cada ejemplo.
El agente de expansión varió y se eligió entre clorodifluorometano (HCFC-22), 1-cloro-1,1-difluoroetano (HCFC-142b), cloruro de etilo (EtCl) y dióxido de carbono (CO_{2}).
El contenido en celdas abiertas se determinó de acuerdo con la ASTM D2856-87. El tamaño de las celdas se determinó según la ASTM D3576-77. La densidad fue determinada de acuerdo con la ASTM D1622-88. La temperatura de deformación por calor se determinó según la ASTM D2126-87, midiendo el cambio dimensional después de exponer la espuma durante una hora, dos horas o tres días a diferentes temperaturas, empleando \leq 2,0% en cualquier dirección o \leq 5% del volumen total como criterio.
Se encontró que: al aumentar la temperatura de formación de espuma, el contenido en celdas abiertas aumentaba; al disminuir el tamaño de la celda, el contenido en celdas abiertas aumentaba; al incrementar la caída de presión en la boquilla, el contenido en celdas abiertas aumentaba; y al aumentar el contenido en celdas abiertas, la temperatura de deformación por calor aumentaba.
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Claims (21)

1. Una espuma extruida de polímero alquenílico aromático de celda abierta que comprende:
a) un material polimérico alquenílico aromático que consiste en homopolímeros alquenílicos aromáticos de copolímeros de compuestos alquenílicos aromáticos y comonómeros insaturados copolimerizables etilénicamente, que comprenden más de un 50% en peso de unidades monómeras alquenilénicas aromáticas y que contienen opcionalmente un polímero de etileno y
b) un agente de nucleación de 0,01 a 5 partes en peso por cien partes en peso de materiales poliméricos;
caracterizándose la espuma porque
el contenido en celdas abiertas es 30% o más, según ASTM D2856-87, y la dimensión menor en sección transversal es superior a 6,4mm,
teniendo la espuma además:
-
una densidad de 24kg/m^{3} a 96kg/m^{3}, según ASTM D1622-88;
-
un tamaño medio de celda de 0,08 a 1,2 mm, según ASTM D3576-77;
-
menos de un 5% de gel, según ASTM D2765-84, método A.
2. La espuma de la reivindicación 1, en la que la espuma tiene un contenido en celdas abiertas de 30 a 80%.
3. La espuma de la reivindicación 1 ó 2, en las que la espuma tiene un tamaño medio de celda de 0,10 mm a 0,9 mm.
4. La espuma de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que la espuma tiene una temperatura de deformación por calor de 79ºC a 99ºC (175ºF a 210ºF).
5. La espuma de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que la espuma está sustancialmente libre de contenido en polímeros gomosos y contenido en polímeros termoendurecibles.
6. La espuma de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que la espuma tiene una dimensión menor en sección transversal de 9,5 mm o más.
7. Un proceso para fabricar una espuma extruida de polímero alquenílico aromático de celda abierta, teniendo la espuma un 30% o más de contenido en celdas abiertas, según ASTM D2856-87, que comprende:
a) calentar un material polimérico alquenílico aromático que consiste en homopolímeros alquenílicos aromáticos y/o copolímeros de compuestos alquenílico aromáticos y comonómeros insaturados copolimerizables etilénicamente, que comprenden más de un 50% en peso de unidades monómeras alquenílicas aromáticas que contienen opcionalmente un polímero de etileno para formar un material polimérico en estado fundido;
b) incorporar al material polimérico en estado fundido un agente de nucleación en una cantidad de 0,01 a 5 partes en peso por cien partes en peso de material polimérico;
c) incorporar al material polimérico en estado fundido, a alta temperatura, un agente de expansión desde 0,2 hasta 5,0 gramos-mol por kilogramo de material polimérico para formar un gel espumable;
d) enfriar el gel espumable a una temperatura inferior; y
e) extruir el gel espumable a través de una boquilla hacia una región de presión reducida para formar la espuma;
estando caracterizado el proceso porque el agente de nucleación está incorporación en una cantidad suficiente para dar lugar a una espuma que tiene un 30% o más de contenido en celdas abiertas,
y
estando caracterizado el proceso además porque el gel espumable es enfriado hasta una temperatura de formación de espuma de 118ºC hasta 145ºC, en el que la temperatura de formación de espuma es de 3ºC a 15ºC superior a la máxima temperatura de formación de espuma para una espuma de celda cerrada correspondiente con una densidad y tamaño de celda sustancialmente equivalente, fabricada con una composición sustancialmente equivalente y un proceso sustancialmente equivalente, teniendo además la espuma:
-
una densidad de 24kg/m^{3} a 96kg/m^{3}, según ASTM D1622-88;
-
un tamaño medio de celda de 0,08 a 1,2 mm, según ASTM D3576-77;
-
y menos de 5% de gel, según ASTM D2765-84, método A.
8. El proceso de la reivindicación 7, en el que el contenido en celdas abiertas es del 30 al 80%.
9. El proceso de las reivindicaciones 7 u 8, en el que la temperatura de formación de espuma es de 10ºC a 15ºC superior a la máxima temperatura de formación de espuma para la correspondiente espuma de celda cerrada.
10. El proceso de las reivindicaciones 7-9, en el que el gel espumable es enfriado hasta una temperatura de formación de espuma de 135ºC a 140ºC.
11. El proceso de las reivindicaciones 7-10, en el que el agente de expansión comprende un agente de expansión inorgánico.
12. El proceso de la reivindicación 11, en el que el agente de expansión inorgánico incluye dióxido de carbono, nitrógeno, argón, agua y helio.
13. El proceso de cualquier de las reivindicaciones anteriores 7-10, en el que el agente de expansión comprende un fluorocarbono.
14. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-10, en el que el agente de expansión comprende un alcohol alifático que tiene de 1 a 3 átomos de carbono.
15. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-10, en el que el agente de expansión comprende un hidrocarburo alifático que tiene 1 a 9 átomos de carbono.
16. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-15, en el que el gel espumable es extruido a través de una boquilla hacia una región a presión atmosférica.
17. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-15, en el que el gel espumable es extruido a través de una boquilla hacia una región a presión subatmosférica.
18. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-17, en el que la espuma se fabrica sustancialmente libre de contenido en polímeros gomosos y contenido en polímeros termoendurecibles.
19. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-18, en el que la espuma es extruida con una dimensión menor en sección transversal de 9,5mm o más.
20. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-19, en el que el material polimérico alquenílico aromático ccontiene más de 90% en peso de poliestireno.
21. Una espuma obtenible de acuerdo con los procesos de cualquiera de las anteriores reivindicaciones 7 a 20.
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