ES2208993T3 - Procedimiento para la fabricacion de espumas de polimetacrilimida. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de espumas de polimetacrilimida.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE UN PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE UN MATERIAL ESPONJOSO POLIMETACRILIMIDO CON UNAS PROPIEDADES TERMOMECANICAS CLARAMENTE MEJORADAS, QUE SE CARACTERIZA PORQUE SE AÑADE A LA PREPARACION DE POLIMERIZACION PARA EL MATERIAL ESPONJOSO POLIMETACRILIMIDO DE UN 0,05 A UN 5 % EN PESO DE UN COMPUESTO RADICALMENTE POLIMERIZABLE Y NO SATURADO VINILICAMENTE CON AL MENOS DOS ENLACES DOBLES Y AL MENOS DE UN 1 A UN 5 % EN PESO DE OXIDO DE MAGNESIO. LA INVENCION TRATA TAMBIEN DE UNOS MATERIALES ESPONJOSOS POLIMETACRILIMIDOS CON UNA ESTABILIDAD DE FORMA TERMICA > 250 (GRADOS) C, ASI COMO DEL EMPLEO DE LOS MATERIALES ESPONJOSOS POLIMETACRILIMIDOS PARA LA FABRICACION DE COMPONENTES EN FORMA DE SANDWICH.
Description
Procedimiento para la fabricación de espumas de
polimetacrilimida.
La invención trata de espumas de
polimetacrilimida con propiedades termomecánicas claramente
mejoradas.
Las polimetacrilimidas con elevada resistencia al
calor pueden obtenerse por reacción de polimetilmetacrilato o sus
copolímeros con aminas primarias. Como muestra del gran número de
ejemplos para esta imidación de polímeros análogos se citan los
documentos: US 4246374, EP 216505 A2, EP 860821. En este caso la
elevada resistencia al calor se alcanza mediante el empleo de
arilaminas (documento JP 05222119 A2) o mediante el uso de
comonómeros especiales (documentos EP 561230 A2, EP 577002 A1). Sin
embargo, todas estas reacciones no producen espumas, sino polímeros
sólidos que deberían espumarse en un segundo paso independiente
para la obtención de una espuma.
Las espumas de polimetacrilimida se conocen
desde hace tiempo (véase, por ejemplo, el documento
DE-C 2726260). A causa de su elevada resistencia al
calor, su buena resistencia a la presión y su bajo peso encuentran
una amplia aplicación, por ejemplo, como material nuclear para
estructuras de emparedado o cuerpos compuestos de espumas (véanse
los documentos DE-C 2822885, DE-A
3304882, US-A 4316934).
Especialmente en relación con la fabricación de
piezas de construcción sándwich con capas de acabado de fibra de
carbono/bismaleinimida(CF/BMI)-preimpregnación
se exigen requerimientos elevados en estabilidad mecánica a
elevadas temperaturas. Típicamente las piezas de construcción de
este tipo, tras el endurecido en autoclaves (varias horas hasta a
200ºC), se re-templan adicionalmente aún varias
horas a temperaturas hasta aproximadamente 240ºC. Sólo pueden
cumplir estos requerimientos extremos las espumas duras, que
presentan una buena resistencia al calor y un buen comportamiento
de fluencia.
El documento EP 532023 A1 describe espumas de
poli(met)acrilimida con buena resistencia al calor y
una estructura celular regular, que se obtienen mediante el
calentamiento de polímeros a partir de a) 5-50%
ter-butil(met)acrilato y
50-95% de una mezcla de b) ácido metacrílico y c)
metacrilonitrilo. Junto a la disociación de isobuteno, problemática
a causa de aspectos de seguridad, estas espumas no poseen sobre
todo la elevada resistencia al calor necesaria para la fabricación
de materiales compuestos.
Igualmente no se alcanza la elevada resistencia
al calor necesaria de los productos del documento
DE-PS 1817156, que se obtienen mediante espumas de
láminas de polímero, que se componen de a) un producto de
polimerización de al menos 20% en peso de ácido acrílico o
metacrílico y dado el caso uno o varios monómeros insaturados más,
por regla general acrilo- o metacrilonitrilo y b) formamida o
monoalquilformamida. En la descripción se menciona que mediante el
uso de pequeñas proporciones de compuestos con al menos dos grupos
reactivos en la molécula pueden alcanzarse más mejoras de las
propiedades, aunque esto no se documenta mediante ejemplos.
Otra mejora de las propiedades de los materiales
y sobre todo de la posibilidad de fabricación de espumas de imida
se describe en el documento DE-PS 2726260. Mediante
el uso de 0,01-5% en peso de sales metálicas del
ácido acrílico y/o metacrílico se cumple el objetivo que las
espumas con estructura celular homogénea y densidad elevada pueden
fabricarse con cantidades no reducidas de agentes de expansión aún
a elevadas temperaturas de espuma. Las temperaturas de espuma
elevadas son imprescindibles para la buena resistencia mecánica de
la espuma para posteriores cargas de temperatura durante el uso,
aunque para cantidades invariables de agentes de expansión causan
un espumado demasiado intenso y en consecuencia una densidad
demasiado reducida. Por eso, las espumas de imida cargables
térmicamente antes sólo se podían fabricar mediante una fuerte
reducción de la cantidad de agente de expansión con la pérdida de
homogeneidad de la estructura celular causada por ella.
El efecto sorprendente de las sales metálicas, en
cuya presencia pueden fabricarse espumas de imida homogéneas de
densidad elevada sin reducir las cantidades de agentes de expansión
también a elevadas temperaturas de espuma, se explica mediante una
reticulación iónica reversible de las unidades de ácido
(met)acrílico con los iones metálicos. Las sales impiden el
espumado del polímero aparentemente por su efecto puente entre las
cadenas moleculares y contrarrestan así el agente de expansión.
Sin embargo, referente a la resistencia al calor
de las espumas de imida con dependencia del uso de las sales
metálicas del ácido acrílico o metacrílico descritas no se da a
conocer ninguna teoría, en la discusión de los ejemplos y las
tablas sólo se muestra la densidad de la espuma como función de las
condiciones de la espuma y del contenido en sales metálicas. En un
caso individual, mediante el empleo de hidróxido de cromo
III-dimetacrilato se obtiene una espuma de imida
con una resistencia al calor de 246ºC y una resistencia a la
presión de 5 N/mm, sin embargo el empleo de una sal metálica de
este tipo, tóxica y dudosamente ecológica, ya no es de actualidad y
se necesitan alternativas apropiadas. En la patente no se menciona
la reticulación covalente no reversible mediante el uso de
compuestos polifuncionales vinílicamente insaturados.
A partir del documento DE-OS
3519005 A1 se conoce una espuma de polimetacrilimida mejorada, que
se caracteriza por un comportamiento de fluencia ventajoso a elevada
temperatura y por una pequeña variación del comportamiento de
fluencia en el almacenado en aire húmedo. Esta se obtiene por
calentamiento de un plástico, compuesto de una mezcla de polímeros
47-53% en peso de etacrilonitrilo,
53-47% en peso de ácido metacrílico y
0,01-4% en peso de una sal metálica del ácido
acrílico y/o metacrílico, así como 0,5-4% en peso de
una mezcla de agentes de expansión de formamida o
monometilformamida y un alcohol alifático monofuncional con 3 a 8
átomos de carbono en la molécula, a temperaturas de 200 - 240ºC.
Con esto mejora esencialmente tanto la variación del comportamiento
de fluencia en aire húmedo como la absorción de agua en el
almacenamiento en agua. El uso de comonómeros adicionales se
describe generalmente como causante de un empeoramiento de las
propiedades deseadas y por eso no se recomienda.
La solicitud alemana con el número de archivo
19606530.5 aún no publicada describe espumas de polimetacrilimida
con protección ignífuga mejorada. Para obtener elevados valores
para la así llamada concentración límite mínima de oxígeno, que se
indica en forma de valores LOI (Lowest Oxygen Index), se debería
añadir primero una elevada concentración de agentes ignífugos
usuales, lo que por fuerza causa un claro empeoramiento de las
propiedades mecánicas de la espuma ignífuga. Según la teoría de
esta solicitud la pérdida de propiedades usualmente incentivada por
la elevada concentración en agente ignífugo puede derivarse de
forma que a la mezcla de reacción para la fabricación de las
láminas de polímero espumable se le añade adicionalmente una resina
epoxídica junto a una cantidad pequeña en comparación de un agente
ignífugo usual. A causa de la concentración de aditivos claramente
reducida en la suma se pueden obtener valores LOI mayores, de al
menos 25, para propiedades del material no esencialmente
empeoradas. Se describe el uso de aditivos de sales metálicas,
sales metálicas del ácido acrílico o metacrílico, así como de
pequeñas cantidades de reticulantes, aunque las resistencias al
calor de menos de 210ºC alcanzadas según la invención son
claramente demasiado bajas para los requerimientos de la presente
solicitud.
La invención se basa en el objetivo de preparar
espumas de polimetacrilimida con densidades reducidas y propiedades
termomecánicas claramente mejoradas, cuya resistencia al calor sea
lo más elevada posible, es decir, en la medida de lo posible mayor
que 230ºC, preferiblemente mayor que 240ºC y muy especialmente
preferible mayor que 250ºC y que tras 2-4 horas de
una carga de temperatura de 180-200ºC,
simultáneamente bajo una carga de presión de
0,2-0,7 MPa, presentan un comportamiento de
fluencia no alcanzado hasta ahora. Estas propiedades son
imprescindibles cuando las espumas deben ser apropiadas como
materiales nucleares para la fabricación de piezas de construcción
sándwich con capas de acabado de fibra de carbono/bismaleinimida,
es decir, que bajo las condiciones de endurecimiento por
autoclavado, es decir, típicamente 4-6 horas a
180-200ºC y 5-7 MPa de presión
interna de autoclave y el post-endurecimiento usual
típicamente de 6-16 horas a
220-240ºC no debe producirse disolución de capa
entre el núcleo y la capa de acabado de la
pre-impregnación fabricada. Para cumplir este
requerimiento, el comportamiento de fluencia de la espuma
caracterizado por la compresión que se obtendría en un ensayo de
presión-tiempo según DIN 53 425 a temperatura
constante, debe ser mejor del 3%.
El objetivo se alcanza mediante un procedimiento
para la fabricación de una espuma de polimetacrilimida, en que
primero se fabrica una lámina de polímero mediante polimerización
radicalaria en presencia de uno o varios iniciadores, así como dado
el caso otros aditivos usuales, compuesta de
- (a)
- una mezcla de monómeros 40-60% en peso de metacrilonitrilo, 60-40% en peso de ácido metacrílico y dado el caso hasta 20% en peso, referido a la suma de ácido metacrílico y metacrilonitrilo, otros monómeros monofuncionales vinílicamente insaturados
- (b)
- 0,5-8% en peso de una mezcla de agentes de expansión a partir de formamida o monometilformamida y un alcohol alifático monovalente con 3-8 átomos de carbono en la molécula
- (c)
- un sistema reticulante, que se compone de
- (c.1)
- 0,005-5% en peso de un compuesto vinílicamente insaturado polimerizable radicalmente con al menos 2 dobles enlaces en la molécula y
- (c.2)
- 1-5% en peso de óxido de magnesio disuelto en la mezcla de monómeros
y en los que a continuación esta lámina se espuma
a temperaturas de 200 a 260ºC en una lámina de polimetacrilimida y
a continuación se somete a un tratamiento térmico en dos pasos,
constando el primer paso de 2-6 horas a
100-130ºC y el segundo paso de 32-64
horas a
180-220ºC.
Mediante el procedimiento según la invención
pueden obtenerse espumas de polimetacrilimida con propiedades
termomecánicas claramente mejoradas. Las espumas de
polimetacrilimida fabricadas según este procedimiento no sólo poseen
una mayor resistencia al calor que los productos conocidos hasta
ahora por el estado de la técnica, presentan sobre todo un
comportamiento de compresión claramente mejor bajo la acción
simultánea de presión y temperatura.
Así, fue totalmente inesperado que la combinación
de un contenido de sales metálicas del ácido metacrílico claramente
elevado en comparación con el estado de la técnica (a igual
relación en peso de óxido de magnesio y
magnesio-metacrilato las relaciones molares
correspondientes son aproximadamente 5:1) y un reticulante
covalente adicional basado en un compuesto polifuncional
vinílicamente insaturado, llevara a un polímero espumable.
Las espumas de polimetacrilimida se caracterizan
por unidades repetidas de la estructura
que forman más del 50% en peso, preferiblemente
60-90% en peso de las unidades del polímero. Las
unidades se forman por calentamiento a 150 a 250ºC a partir de
unidades vecinas de ácido metacrílico o acrílico y de
metacrilonitrilo mediante una reacción de isomerización ciclante
(véanse los documentos DE-C 1817156,
DE-C 2726259, EP-B 146892).
Usualmente se prepara primero un pre-producto
mediante polimerización de monómeros en presencia de un iniciador de
radicales a bajas temperaturas, por ejemplo, 30 a 60ºC con un
post-calentamiento de 60 a 120ºC, que luego se
espuma en un segundo paso por calentamiento a aproximadamente 200 a
260ºC mediante un agente de expansión incluido (véase el documento
EP-B
356714).
Las mezclas de monómeros (a) usadas para la
fabricación de espumas contienen ácido metacrílico y
metacrilonitrilo en una relación de pesos entre 40:60 y 60:40,
preferiblemente en una relación de pesos entre 47:53 y 53:47 y
especialmente preferible en una relación de pesos entre 49:51 y
51:49 como componentes principales. Como la transformación de los
monómeros polimerizados en grrupos metacrilimida durante e
calentamiento inicial de la reacción y del espumado no transcurre
siempre de forma completa, frecuentemente los polímeros también
contienen pequeñas cantidades de las unidades de monómeros empleadas
originalmente o también de grupos amida-ácido carboxílico
producidos a partir del nitrilo y no transformados en imida
mediante ciclación.
Otras unidades que no son del tipo imida pueden
proceder de otros monómeros vinílicamente insaturados
monofuncionales coutilizados adicionalmente, cuyas unidades
polimerizadas pueden introducirse difícilmente o no pueden
introducirse en absoluto en grupos imida cíclicos. Como comonómeros
pueden usarse, por ejemplo, ácido acrílico, éster del ácido
acrílico o metacrílico, especialmente con alcoholes pequeños con
1-4 átomos de carbono, estireno, ácido maléico o su
anhídrido, vinilpirrolidona, vinilcloruro o vinilidencloruro. La
proporción de comonómeros puede ascender a 0-20% en
peso, preferiblemente 0-10% en peso y especialmente
preferible 0-1% en peso, referido a la suma de ácido
metacrílico y metacrilonitrilo.
Para el espumado del pre-producto
durante la transformación en un polímero que contiene grupos imida
sirven, de forma conocida, mezclas de agentes de expansión (b) que
se forman a 150 hasta 250ºC por rotura o evaporación de una fase
gas. Los agentes de expansión con estructura amida, como urea,
monometil- o N,N'-dimetilurea, formamida o
monometilformamida liberan por descomposición amoníaco o amina, que
pueden contribuir a la formación adicional de grupos imida. Los
agentes de expansión libres de nitrógeno coutilizados según la
invención se componen de: ácido fórmico, agua o alcoholes
alifáticos monovalentes con 3 a 8 átomos de carbono en la molécula,
como propanol, butanol, isobutanol, pentanoles o hexanol. Los
agentes de expansión se usan en el inicio de la reacción usualmente
en cantidades de aproximadamente 0,5 a 8% en peso, preferiblemente
0,7 a 6% en peso, referido a los monómeros (a) empleados.
El componente (c.1) del sistema reticulante (c)
se compone de un compuesto vinílicamente insaturado polimerizable
radicalmente con al menos 2 dobles enlaces en la molécula.
Dicho de forma general, pueden emplearse como
reticulantes covalentes (c.1) compuestos vinílicamente insaturados
con al menos dos grupos alilo o con al menos dos grupos metacrilo o
acrilo, de la misma manera también son compuestos ventajosos los
que contienen una combinación de grupos alilo y (met)acrilo y
son al menos bifuncionales respecto a la reticulación.
Como monómeros de este tipo pueden usarse, por
ejemplo, alilacrilato, alilmetacrilato, alilacrilamida,
alilmetacrilamida,
metilen-bis-acrilamida o
-metacrilamida, dietilenbis(alilcarbonato),
etilenglicoldiacrilato o -dimetacrilato, dietilenglicoldiacrilato o
-dimetacrilato, trietilenglicoldiacrilato o -dimetacrilato,
tetraetilenglicoldiacrilato o -dimetacri-
lato, tripropilenglicoldiacrilato o -dimetacrilato, 1,3-butanodioldiacrilato o -dimetacrilato, 1,4-butanodioldiacrilato o -dimetacrilato, neopentildioldiacrilato o -dimetacrilato, hexanodiol-1,6-diacrilato o -dimetacrilato, trimetilolpropandiacrilato o -dimetacrilato, trimetilolpropantriacrilato o -trimetacrilato, pentaeritroltriacrilato o -trimetacrilato, pentaeritroltetraacrilato o -tetrametacrilato, los derivados pentaeritrol respectivos, también dado el caso como mezcla técnica de compuestos tri- y tetrafuncionales, así como trialilcianurato o trialilisocianurato.
lato, tripropilenglicoldiacrilato o -dimetacrilato, 1,3-butanodioldiacrilato o -dimetacrilato, 1,4-butanodioldiacrilato o -dimetacrilato, neopentildioldiacrilato o -dimetacrilato, hexanodiol-1,6-diacrilato o -dimetacrilato, trimetilolpropandiacrilato o -dimetacrilato, trimetilolpropantriacrilato o -trimetacrilato, pentaeritroltriacrilato o -trimetacrilato, pentaeritroltetraacrilato o -tetrametacrilato, los derivados pentaeritrol respectivos, también dado el caso como mezcla técnica de compuestos tri- y tetrafuncionales, así como trialilcianurato o trialilisocianurato.
Son especialmente preferibles el alilmetacrilato
y el trialilcianurato.
La proporción de cantidades respectivas puede
ascender, por ejemplo, a 0,005 a 5, preferiblemente 0,01 a 3 y muy
especialmente preferible 0,05 a 1% en peso, referido a la suma de
ácido metacrílico y metacrilonitrilo.
El segundo componente (c.2) del sistema
reticulante (c) se compone según la invención de óxido de magnesio,
que se disuelve en la mezcla de monómeros. La mezcla de monómeros
usada para disolver puede componerse sólo de los componentes
citados como (a), o bien de los componentes ya usados para la
fabricación de las láminas de polímero. Así se forma la
correspondiente proporción de acrilato magnésico mediante la
formación de una solución homogénea de metacrilato magnésico bajo,
con la eventual coutilización de ácido acrílico. Sin embargo
también se pueden emplear ventajosamente como monómeros reticulantes
iónicos sales metálicas polivalentes del ácido metacrílico, como el
metacrilato magnésico, o también otros aditivos de sales metálicas
según el documento DE-C 2726260, es decir,
metacrilatos de metales alcalinos o alcalinotérreos o de cinc o
zirconio o de plomo u otros compuestos de los citados metales, en
tanto que sean solubles en la mezcla inicial de monómeros. Las
cantidades usuales se encuentran en el intervalo de 0,01 a 15,
preferiblemente de 0,02 a 12 y muy especialmente preferible de 0,05
a 10% en peso de la sal metálica-(met)acrilato, con
referencia al caso del uso de óxido de magnesio, las cantidades
usuales son 0,01 a 15, 1 a 10, 1,1 a 5, 1,2 a 4 ó 1,5 a 3% en peso,
referido respectivamente a la suma de ácido metacrílico y
metacrilonitrilo. Es especialmente preferible el intervalo de
1-5% en peso de óxido de magnesio.
En referencia a la relación entre la sal de
metacrilato (c.2) iónicamente reticulante y al monómero
polifuncional covalentemente reticulante (c.1), se ha mostrado
ventajoso si para un aumento de la proporción de la sal de magnesio
disminuye simultáneamente la proporción del reticulante covalente.
Esto puede llevarse hasta el punto que a muy elevadas proporciones
en peso de sal de magnesio la proporción de reticulante puede estar
cerca de cero. De la misma forma se ha mostrado que a mayores
proporciones de sal de magnesio generalmente puede ser más
ventajoso emplear reticulantes alílicos en lugar de reticulantes
metacrílicos. Estas dependencias se han mostrado ventajosas en la
mayoría de casos, aunque no son obligatorias.
Como iniciadores de polimerización se emplean,
por ejemplo, azocompuestos relacionados usualmente con la
polimerización de metacrilatos, como azodiisobutironitrilo, así
como peróxidos, como dibenzoilperóxido o dilaurilperóxido o también
otros compuestos peróxido, como por ejemplo
t-butilperoctanoato o percetales, como también dado
el caso iniciadores redox (véanse a este respecto, por ejemplo, H.
Rauch-Puntigam, Th. Völker, Acryl- und
Methacrylverbindungen, Springer, Heidelberg, 1967 o
Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology,
Vol. 1, páginas 286 y siguientes, John Wiley & Sons, Nueva
York, 1978). Los iniciadores de polimerización se emplean
preferiblemente en cantidades de 0,01 a 0,3% en peso referido al
material de partida. También puede ser ventajoso combinar
iniciadores de polimerización con diferentes propiedades de
descomposición en lo referente a tiempo y temperatura. Es muy
apropiado, por ejemplo, el uso simultáneo de
ter-butilperpivalato,
ter-butiperbenzoato y
ter-butilper-2-etilhexanoato.
En la fabricación de láminas de polímero mediante
polimerización radicalaria pueden coutilizarse dado el caso aditivos
usuales, por ejemplo, reguladores de polimerización, partículas
conductoras eléctricamente o agentes ignífugos.
Como reguladores de polimerización pueden
emplearse de forma ventajosa ácido tioglicólico,
2-mercaptoetanol,
2-etilhexiltioglicolato, butiltioglicolato,
butilmercaptano, dodecilmercaptano,
ter-dodecilmercaptano o
pentaeritrol-tetratioglicolato, en las cantidades
usuales para la polimerización de metacrilatos.
La adición de partículas eléctricamente
conductoras puede realizarse según el documento
EP-B 356714, para prevenir cargas electrostáticas no
deseadas. Aquí pueden usarse partículas de metales, como por
ejemplo aluminio, níquel, aleaciones de hierro, titanio o estaño o
también hollín conductor. Las cantidades empleadas pueden
encontrarse en el intervalo de 0,1 a 10% en peso, referidas a los
monómeros empleados, usualmente se usan aproximadamente 1 a 5% en
peso.
Como aditivos ignífugos usuales se usan
compuestos conocidos de halógeno o fósforo. Son preferibles los
compuestos orgánicos de fósforo según el documento
EP-B 146892, preferiblemente dimetilmetanofosfonato
(DMMP). Las cantidades de uso usuales se encuentran en el intervalo
de aproximadamente 5-15% en peso referido a los
monómeros empleados. En el empleo de cantidades crecientes, por
ejemplo de DMMP, empeoran por regla general las propiedades térmicas
y mecánicas habituales de las espumas.
El espumado de las láminas de polímero que se
fabrican por polimerización radicalaria en el primer paso del
procedimiento tiene lugar por calentamiento a
200-260ºC, preferiblemente a
225-260ºC. Este proceso tiene lugar de forma
ventajosa en una estufa, es decir, mediante transferencia de la
cantidad de calor necesaria para el espumado mediante el aire. La
energía necesaria para el espumado también puede transferirse dado
el caso por otros medios, por ejemplo, mediante calentamiento en
contacto con aceite o metales de bajo punto de fusión. Igualmente
la aportación de energía puede tener lugar por la acción de campos
electromagnéticos de elevada frecuencia, por ejemplo, la acción de
microondas. El tiempo necesario para el espumado completo depende
naturalmente mucho de la aportación de energía o de capacidad
calorífica del medio usado y puede ascender así de pocos minutos a
varias horas. El tratamiento térmico llevado a cabo tras el
espumado se realiza ventajosamente en los tiempos indicados en una
estufa de convección.
Ejemplos
1-4
Se mezclaron las correspondientes partes en peso
(T) de ácido metacrílico, metacrilonitrilo, formamida,
2-propanol, óxido de magnesio (MgO) y
alilmetacrilato o trialilcianurato citadas en la tabla, así como 0,1
T ter-butilperpivalato, 0,1 T
ter-butilperbenzoato y 0,034 T
ter-butilper-2-etilhexanoato.
La mezcla se polimerizó en baño de agua durante
72 horas a 38ºC entre dos vidrios envueltos con una cuerda en la
junta, en láminas de tamaño 500x500x23 mm. A continuación se
templaron las láminas en una estufa de convección durante 3 horas a
115ºC. Las láminas de polímero obtenidas, tras eliminación de las
láminas de vidrio, se espumaron en una estufa de convección mediante
2 horas de calentamiento a aproximadamente 230ºC y a continuación
se templaron del mismo modo durante 3 horas a 115ºC y 48 horas a
190ºC.
Se determinaron la densidad de las láminas de
espuma en kg/m^{3}, la resistencia a la presión según DIN 53 421,
la resistencia al calor según DIN 53 424 (punto 3) y el
comportamiento plástico según DIN 53 425/ASTM D 621, calculado como
% de compresión.
Los valores obtenidos pueden tomarse de la tabla
siguiente.
Las espumas de polimetacrilimida de la
composición según la invención del ejemplo 3 se fabricaron con y sin
templado en dos pasos tras el espumado de la lámina de polímero y
se midieron. Se obtuvieron los siguientes valores de tenacidad:
En las muestras no templadas el ensayo se
interrumpió tras superar el 12% de compresión a los tiempos
indicados.
Claims (7)
1. Procedimiento para la fabricación de espumas
de polimetacrilimida mediante fabricación de una mezcla de polímeros
por polimerización radicalaria en presencia de uno o varios
iniciadores, así como dado el caso otros aditivos usuales, a partir
de
- (a)
- 40-60% en peso de metacrilonitrilo,
- 60-40% en peso de ácido metacrílico y dado el caso hasta 20% en peso, referido a la suma de ácido metacrílico y metacrilonitrilo, otros monómeros monofuncionales vinílicamente insaturados
- (b)
- 0,5-8% en peso de una mezcla de agentes de expansión a partir de formamida o monometilformamida y un alcohol alifático monovalente con 3-8 átomos de carbono en la molécula
- (c)
- un sistema reticulante, que se compone de
- (c.1)
- 0,005-5% en peso de un compuesto vinílicamente insaturado polimerizable radicalmente con al menos 2 dobles enlaces en la molécula y
- (c.2)
- 1-5% en peso de óxido de magnesio disuelto en la mezcla de monómeros
y a continuación espumado de esta lámina de
polímero a temperaturas de 200 a 260ºC y a continuación tratamiento
térmico en dos pasos, constando el primer paso de
2-6 horas a 100-130ºC y el segundo
paso de 32-64 horas a
180-220ºC.
2. Espuma de polimetacrilimida que se obtiene
según un procedimiento de la reivindicación 1.
3. Espuma de polimetacrilimida con una
resistencia de forma al calor mayor de 250ºC, que se obtiene por el
procedimiento según la reivindicación 1.
4. Uso de la espuma de polimetacrilimida según la
reivindicación 2 ó 3 para la fabricación de piezas de construcción
sándwich con capas de acabado de fibra de
carbono/bismaleinimida.
5. Espuma de polimetacrilimida fabricable según
la reivindicación 1, caracterizada porque ésta presenta una
compresión máxima del 3% tras una carga de temperatura de 200ºC
durante 4 horas y simultáneamente una carga de presión de
0,2-0,7 MPa.
6. Espuma de polimetacrilimida, fabricable según
la reivindicación 1, caracterizada porque ésta presenta una
compresión máxima del 2% tras una carga de temperatura de 200ºC
durante 4 horas y simultáneamente una carga de presión de
0,2-0,7 MPa.
7. Pre-impregnación con un núcleo
de espuma de polimetacrilimida, fabricable según la reivindicación
1.
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