ES2246552T3 - Cuerpo moldeado de material celular insonorizante. - Google Patents
Cuerpo moldeado de material celular insonorizante.Info
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Abstract
LA INVENCION DE REFIERE A UN CUERPO MOLDEADO DE MATERIAL ESPONJOSO PARA ABSORBER RUIDO, QUE MUESTRA UN GRADO DE ABSORCION DESDE 30 HASTA 95 % EN LA ZONA DE FRECUENCIAS DESDE 0,5 HASTA 4 KHZ SEGUN DIN 52215. EL MATERIAL ESPONJOSO ES UN MATERIAL ESPONJOSO DE PARTICULAS DE POLISTIROL O POLIOLEFINAS NO SOLDABLE COMPLETAMENTE CON UN VOLUMEN DE CUADRADILLO ENTRE 10 Y 40 %.
Description
Cuerpo moldeado de material celular
insonorizante.
La invención se refiere a un cuerpo moldeado de
material celular insonorizante con un grado de insonorización en el
intervalo de frecuencias de 0,5 a 4 kHz de un 50 a un 95%.
Los plásticos porosos a base de poliuretanos y
resinas de condensación de melamina/formaldehído son apropiados
extraordinariamente como materiales insonorizantes, se emplean en
medida creciente en muchas aplicaciones técnicas. No obstante,
también estos materiales celulares adolecen naturalmente de algunos
inconvenientes, por ejemplo en espacios húmedos, en el sector
higiénico y en instalaciones sensibles al polvo. Por lo tanto,
existía la demanda de otro material celular con propiedades
insonorizantes.
Ahora se descubrió que los materiales celulares
en partículas de poliolefina y poliestireno completamente soldados,
con un volumen de cuña entre un 10 y un 40% presentan un grado de
insonorización según DIN 52215 en el intervalo de frecuencias de 0,5
a 4 kHz, preferentemente de 1,25 a 2 kHz de un 30 - 95%,
preferentemente de un 50 a un 95%.
Las poliolefinas en el sentido de la presente
invención son
- a)
- homopolipropileno,
- b)
- copolímeros aleatorios de propileno con un 0,1 a un 15, preferentemente un 0,5 a un 12% en peso de etileno y/o una \alpha-olefina con 4 a 10 átomos de carbono, preferentemente un copolímero de propileno con 0,5 a un 6% en peso de etileno o con 0,5 a un 15% en peso de 1-buteno, o un terpolímero de propileno, un 0,5 a un 6% en peso de etileno y un 0,5 a un 6% en peso de 1-buteno, o
- c)
- mezclas de a) o b) con un 0,1 a un 75, preferentemente un 3 a un 50% en peso de un elastómero de poliolefina, por ejemplo un copolímero en bloques de etileno/propileno con un 30 a un 70% en peso de propileno,
- d)
- polietileno (PE-LLD, -LD, -MD, -HD) y
- e)
- mezclas de las poliolefinas citadas en a a d, (en caso dado tras adición de mediadores de fases).
El punto de fusión de cristalita (máximo de DSC)
de las poliolefinas alistadas en a a e se sitúa generalmente entre
90 y 170ºC. Su calor de fusión, determinado según el método de DSC,
se sitúa preferentemente entre 20 y 300 J/g, el índice de fusión MFI
(230ºC. 2,16 kp para polímeros de propileno y 190ºC, 2,16 kp para
polímeros de etileno) según DIN 53 735 entre 0,1 y 100 g/10 min.
En un procedimiento preferente para la obtención
de partículas de EPO se parte de granulado de poliolefina, que
presenta preferentemente un diámetro medio de 0,5 a 5 mm. En un
reactor de agitación se dispersan 100 partes en peso de este grado
en 100 a 500 partes en peso de agua, con ayuda de un agente auxiliar
de suspensión. Después se introduce a presión un agente propulsor en
cantidades preferentemente de 2 a 50 partes en peso, referidas a 100
partes en peso de polímero, y se calienta el contenido del reactor.
Los agentes propulsores apropiados son hidrocarburos, como butano,
hidrocarburos halogenados, alcoholes, así como CO_{2}, N_{2} y
NH_{3}. En este caso, la adición de agentes propulsores se puede
efectuar antes o durante el calentamiento (a este pertenecen también
los tiempos de detención) del contenido del reactor a la temperatura
de descompresión. Esta se situará 5ºC por debajo hasta 20ºC por
encima, preferentemente 2 a 10ºC por encima del punto de fusión de
cristalita de la poliolefina. En el caso de polímeros de propileno
preferentes se trabaja a 110 hasta 180ºC. Según cantidad y tipo de
agente propulsor, así como según la magnitud de la temperatura, en
el reactor se ajusta una presión que es generalmente más elevada que
2 bar, y no sobrepasa 100 bar. Mediante la selección de la
temperatura de impregnado y del agente propulsor se puede controlar
la densidad aparente de las partículas de EPO producidas. Una vez
alcanzada la temperatura de descompresión se descomprime el reactor,
efectuándose la descompresión convenientemente en un depósito
intermedio, en el que domina una presión preferentemente de 0,5 a 5
bar. En el caso de descompresión del reactor se efectúa una
expansión del granulado de poliolefina que contiene agente
propulsor, y se producen partículas de EPO con un diámetro medio de
1 a 20 mm.
La densidad aparente de las partículas de EPO es
ajustable en amplios límites entre 10 y 200 g/l. Son especialmente
apropiadas partículas de EPO con densidades aparentes relativamente
reducidas entre 15 y 40 g/l. Las partículas de EPO presentan
predominantemente células cerradas, y poseen un índice celular de 1
a 5.000 células/mm^{2}, en especial 10 a 1.500
células/mm^{2}.
Estas partículas de material celular se sueldan
entre sí en máquinas de moldeo habituales con ayuda de vapor de agua
en herramientas perforadas. Es esencial que, en contrapartida a la
obtención de piezas moldeadas habitual, durante el proceso de carga
no domina una contrapresión, o como máximo domina una contrapresión
reducida. De este modo se consigue la soldadura incompleta según la
invención. La fracción de cavidades, es decir, el volumen de cuña,
se sitúa entre un 10 y un 40%, preferentemente entre un 20 y un 38%.
No obstante, para que se produzca un cuerpo moldeado cohesivo es
necesaria una soldadura reducida, al menos puntual.
En otro procedimiento de obtención se funde la
poliolefina en una extrusora, y se introduce a presión un agente
propulsor volátil, preferentemente de nuevo un hidrocarburo. Después
se descomprime la fusión que contiene agentes propulsores en la
atmósfera, donde se espuma. La barra de material celular producida
se desmenuza entonces para dar partículas de material celular, que
se someten convenientemente a un reticulado por haz de electrones en
el caso de polietileno. En este caso son alcanzables densidades
aparentes relativamente reducidas en el intervalo de 10 a 20 g/l. En
el caso de partículas de material celular de polietileno, la
obtención de los semi productos se puede efectuar también en una
banda transportadora permeable al aire, que atraviesa un canal de
aire de calefacción.
Las partículas de material celular de
poliestireno se obtienen según otro procedimiento, igualmente
habitual y conocido en sí. A tal efecto se suspende en agua, y se
polimeriza en presencia de estabilizadores de suspensión, el
estireno monómero, en caso dado en mezcla con otros comonómeros con
insaturación olefínicas, iniciadores, agentes auxiliares y aditivos.
Las perlas de poliestireno producidas se separan, se lavan y se
secan. En este caso, la acción del agente propulsor se puede
efectuar ya durante la polimerización, pero también es posible
introducir el agente propulsor en las perlas de poliestireno en un
paso de procedimiento subsiguiente. Los agentes propulsores
apropiados son hidrocarburos con 4 a 8 átomos de carbono,
preferentemente pentano.
El espumado de las partículas de poliestireno que
contienen agentes propulsores se efectúa habitualmente, del mismo
modo, según los procedimientos conocidos en el estado de la técnica,
espumándose sensiblemente las mismas en varias etapas, en primer
lugar con vapor de agua en espumantes previos abiertos o cerrados.
Las partículas de poliestireno espumadas previamente presentan en
general un tamaño medio de partícula de 1 a 10 mm, en especial de 2
a 8 mm. La densidad aparente preferente asciende a 10 a 20 g/l. La
obtención de cuerpos moldeados se efectúa en prensas de bloques,
aplicándose previamente un agente adherente (por ejemplo asfalto) en
un mezclador sobre las partículas de material celular. En la prensa
de bloques se sueldan las partículas de material celular para dar
una unión suelta bajo ligera contrapresión.
Una gran ventaja del cuerpo moldeado de material
celular insonorizante a base de poliolefinas y poliestireno es que
estos materiales celulares termoplásticos son fusibles, y por lo
tanto reciclables.
Para la obtención de placas acústicas con las
dimensiones 900x400x140 mm se transportaron partículas de material
celular de PP con una densidad aparente media de 28 g/l (Neopolen P
9230 de BASF AG) bajo empleo de una máquina de moldeo convencional
bajo presión neumática de un depósito que está a menos de 0,5 bar a
un nido de moldeo perforado, que está bajo presión atmosférica. Las
partículas de material celular que se encuentran en carga suelta en
el nido de moldeo se vaporizaron transversalmente con 2,8 bar de
vapor de calefacción respectivamente 3 segundos desde ambos lados,
estando abiertas las válvulas de bloqueo en el conducto de
condensado, y soldándose en este caso en forma de puntos. Tras el
enfriamiento en el nido de moldeo se pudo extraer, tras apertura de
la máquina de moldeo, una pieza moldeada en forma de paralelepípedo
con una densidad de 33 kg/m^{3}, que presentaba un índice
relativamente elevado de cuñas (cavidades entre las partículas de
material celular soldadas en forma de puntos). La fracción de cuñas
se situaba en un 35%. El grado de insonorización según DIN 52215 en
el intervalo de frecuencias 1,25-2 kHz se situaba
entre un 75 y un 90%.
Se procedió de modo análogo al del ejemplo 1,
pero con la diferencia de que para la carga de la cavidad de moldeo
que se presentaba bajo presión atmosférica se aplicó una diferencia
de presión entre depósito de carga y nido de moldeo, y el vaporizado
transversal se efectuó con 3,2 bar y un tiempo de vaporizado de 4
segundos.
La pieza moldeada en forma de paralelepípedo
resultante presentaba una fracción de cuñas de un 25%. El grado de
insonorización en el intervalo de frecuencias 1,25-2
kHz lag se situaba entre un 55 y un 70%.
A partir de partículas de material celular de PP
con una densidad aparente media de 17 g/l (Neopolen P 9220) y se
obtuvieron placas acústicas con las dimensiones 300x200x60 mm en una
máquina de moldeo convencional. Las partículas de material celular
se transportaron por medios neumáticos a una cavidad de moldeo
perforada, que estaba bajo presión atmosférica. Las partículas de
material celular que se encontraban en carga suelta en el nido de
moldeo se vaporizaron transversalmente con vapor de calefacción de
2,4 bar respectivamente 3 segundos desde ambos lados (en el caso de
válvulas de bloqueo abiertas en el conducto de condensado de la
máquina). En este caso se soldaron las partículas de material
celular en forma de puntos. Tras el enfriamiento en el nido de
moldeo se pudo extraer, tras apertura de la máquina de moldeo, una
pieza moldeada en forma de paralelepípedo con una densidad de 24
kg/m^{3}. La fracción de cuñas en el interior de la pieza moldeada
ascendía a un 30%. El grado de insonorización se situaba en un 80%
en el intervalo de frecuencias entre 1,25 y 2 kHz.
Las partículas de material celular de PE
(Neopolen E 1710 de BASF AG) con una densidad aparente de 13 g/l,
que se habían reticulado previamente por medios físicos mediante
irradiación de electrones, se agitaron en una banda transportadora
circulante, permeable al aire (anchura de banda 1.100 mm) a
aproximadamente 200 mm de altura, y se transportaron a través de un
canal de aire de calefacción. La velocidad del transporte ascendía a
1,6 m/min, y la temperatura del aire de circulación en el canal de
calefacción ascendía a 160ºC. Después de abandonar el canal de 6
metros de longitud se obtuvo una unión de partículas de material
celular cohesiva soldada en forma de puntos, que presentaba
aproximadamente un 40% de cavidades. El grado de insonorización en
el intervalo de frecuencias 1,25 a 2 kHz de esta pieza moldeada
(densidad: 14 kg/m^{3}) se situaba en un 85 a un 90%.
Claims (2)
1. Cuerpo moldeado de material celular
insonorizante con un grado de insonorización según DIN 52215 en el
intervalo de frecuencias de 0,5-4 kHz de un 30 a un
95%, caracterizado porque el material celular es un material
celular en partículas de poliolefina o poliestireno soldado de
manera incompleta, con un volumen de cuñas entre un 10 y un 40%.
2. Cuerpo moldeado de material celular
insonorizante, caracterizado porque el material celular es un
material celular en partículas de polietileno o polipropileno.
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