ES2296128T3 - Sistema de resina aminoplastica pirorresistente. - Google Patents
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Abstract
Sistema de resina aminoplástica pirorresistente, en especial un sistema de resina de melamina-formaldehído, de resina de melamina/urea-formaldehído o de resina de urea-formaldehído, con a) una matriz de resina aminoplástica modificada, estando presentes en la resina aminoplástica modificada los productos de condensación aminoplásticos primarios al menos parcialmente en forma eterificada y habiéndose obtenido la resina aminoplástica modificada a partir de una masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente y b) al menos un compuesto presente en la matriz de la resina aminoplástica que contiene al menos un fósforo y/o nitrógeno y/o boro en forma químicamente unida y en forma encapsulada, en especial en forma encerrada por un material de pared capsular, como componente inhibidor de la combustión.
Description
Sistema de resina aminoplástica
pirorresistente.
La invención se refiere a un sistema de resina
aminoplástica pirorresistente conforme a la reivindicación 1, a un
procedimiento para su preparación conforme a la reivindicación 19
así como a su uso conforme a la reivindicación 23 y a un material
compuesto conforme a la reivindicación 27.
Las resinas aminoplásticas son productos de
condensación monomoleculares o de bajo peso molecular de un
componente que contiene grupos amino, imino o amida, un llamado
formador de aminoplásticos, con un compuesto carbonílico.
Entre las resinas aminoplásticas las resinas de
melamina-formaldehído y de
urea-formaldehído tienen la mayor importancia
técnica.
Las resinas aminoplásticas no modificadas o poco
modificadas poseen la ventaja de que son dificílmente inflamables o
autoextinguibles. Se utilizan también por consiguiente en
combinación con otras substancias para conferir pirorresistencia a
los más distintos materiales, como por ejemplo plásticos o
madera.
Las resinas aminoplásticas modificadas por
ejemplo con alcoholes o polioles contienen grupos éter como unidades
estructurales; se les designa como resinas aminoplásticas
modificadas. Se utilizan en general como reticulantes en sistemas
de recubrimiento polímeros, como componente de adhesivos o también
en la fabricación de superficies resistentes. Por el documento US 4
985 907 son conocidos sistemas de recubrimiento acuosos que
contienen soluciones de resinas aminoplásticas modificadas en
combinación con derivados de ácido fosfórico e inhibidores de la
combustión encapsulados y se utilizan para conferir pirorresistencia
a la madera.
Las resinas aminoplásticas no modificadas o poco
modificadas convencionales debido a su pequeño umbral de
procesamiento y a sus grupos moleculares térmicamente inestables no
son adecuadas para los procedimientos de procesamiento
termoplásticos habituales como extrusión, fundición inyectada o
moldeo por soplado.
Son también conocidas resinas aminoplásticas
que poseen una viscosidad en estado fundido suficientemente elevada
para poder ser procesadas por procedimientos termoplásticos. Por
consiguiente estas resinas aminoplásticas, como las descritas por
ejemplo en el documento WO 03/046053 A1, son adecuadas por
principio para la fabricación de piezas de moldeo como placas,
tubos, perfiles, fibras y similares.
Tales resinas se preparan habitualmente por
concentración de la resina líquida modificada obtenida en la
síntesis de la resina hasta una masa fundida de resina y
subsiguiente condensación de la masa fundida a temperatura elevada
en amasadoras, extrusoras o similares.
Estas resinas aminoplásticas modificadas
procesables termoplásticamente presentan varios inconvenientes. Uno
de los inconvenientes principales es su elevada inflamabilidad en
comparación con las resinas aminoplásticas no modificadas. La
utilización de sistemas inhibidores de la combustión convencionales
es muy problemática. Como estos sistemas contienen una gran parte
de componentes ácidos o latentemente ácidos, catalizan ya en su
adición de mezcla a la resina aminoplástica el endurecimiento de la
resina. Además, estos sistemas inhibidores de la combustión poseen
una baja compatibilidad con la resina, lo que conduce a una mala
distribución y por consiguiente a una insuficiente protección frente
al fuego.
Otro inconveniente de los sistemas de resinas
aminoplásticas procesables termoplásticamente conocidas radica en
que liberan modificadores que no han reaccionado totalmente, como
ante todo alcoholes o polioles productos de disociación no
deseados, que durante o después del endurecimiento o también en el
almacenamiento del producto final se difunden de la resina. Además
de las consideraciones sanitarias, estos productos de disociación
causan una espumación así como una gran merma al comprimir y
afectan por consiguiente a la calidad de la resina aminoplástica
producto acabada, apareciendo frecuentemente fisuras y desigualdades
en la superficie.
Otro inconveniente se refiere al endurecimiento
de las resinas aminoplásticas procesables termoplásticamente. Sin
catalizador de endurecimiento el endurecimiento transcurre muy
lentamente y solo a temperaturas muy elevadas. El inconveniente de
los catalizadores de endurecimiento convencionales es que en la
dosificación directa del endurecedor a la resina el efecto
catalítico comienza ya a baja temperatura, es decir, el
endurecimiento tiene lugar muchas veces ya en un estadio del
procesamiento demasiado temprano. Además de esto tales endurecedores
tienen frecuentemente una baja compatibilidad con la resina
aminoplástica, con lo que puede alcanzarse una distribución solo
mala en la
resina.
resina.
Por los motivos mencionados, los sistemas de
resinas aminoplásticas modificadas procesables termoplásticamente
conocidas hasta ahora se utilizan casi exclusivamente en sistemas de
lacas, en los que sirven como reticulantes. Debido a las
sobresalientes propiedades de materiales y procesamiento de estas
resinas aminoplásticas modificadas su utilización sería sin embargo
deseable como material, por ejemplo como resina de matriz en
materiales
compuestos.
compuestos.
Ha sido objetivo de la presente invención en
consecuencia desarrollar un sistema de resina aminoplástica que
posea propiedades pirorresistentes y que no presente los
inconvenientes indicados.
Este objetivo se resuelve con un sistema de
resina aminoplástica conforme a la reivindicación 1.
Es por consiguiente objeto de la invención un
sistema de resina aminoplástica pirorresistente, en especial un
sistema de resina de melamina-formaldehído, de
resina de melamina/urea-formaldehído o de resina de
urea-formaldehído, con
- a)
- una matriz de resina aminoplástica modificada, estando presentes en la resina aminoplástica modificada los productos de condensación aminoplásticos primarios al menos parcialmente en forma eterificada y habiéndose obtenido la resina aminoplástica modificada a partir de una masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente y
- b)
- al menos un compuesto presente en la matriz de la resina aminoplástica que contiene al menos un fósforo y/o nitrógeno y/o boro en forma químicamente unida y en forma encapsulada, en especial en forma encerrada por un material de pared capsular, como componente inhibidor de la combustión.
Una ventaja del sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a la invención radica en que presenta en
comparación con las resinas aminoplásticas procesables
termoplásticamente conocidas una pirorresistencia fuertemente
incrementada.
Otra ventaja radica en que los productos de
disociación no deseados liberados del sistema de resina
aminoplástica conforme a la invención en el endurecimiento de
modificadores de la resina que no han reaccionado totalmente como
alcoholes o polioles pueden ser tanto absorbidos como también unirse
reactivamente a las cápsulas y/o a los compuestos encapsulados.
Esto provoca que la merma en la compresión se minimice y se obtenga
una superficie de la resina aminoplástica prácticamente sin fisuras,
lisa.
La matriz de resina aminoplástica modificada del
sistema de resina aminoplástica conforme a la invención contiene al
menos una resina aminoplástica modificada.
Son formadores de aminoplásticos adecuados para
la resina aminoplástica modificada por ejemplo melamina,
aminotriazinas, urea, dicianodiamida, guanamina o también melaminas
y ureas substituidas.
Preferiblemente se utilizan melamina o urea o
mezclas de melamina y urea. Con especial preferencia se utiliza como
formador de aminoplásticos melamina.
Son compuestos carbonílicos adecuados para la
resina aminoplástica contenida en la matriz por ejemplo
formaldehído, acetaldehído, isobutiraldehído, acetona,
metiletilcetona, ácido glioxílico, semiacetal del éster metílico del
ácido glioxílico o dietilcetona.
Como compuesto carbonílico se utiliza
preferiblemente formaldehído.
Es especialmente preferida una resina
aminoplástica que se forma por condensación de los componentes
formaldehído, melamina y/o urea.
Las resinas aminoplásticas presentan una
relación molar de formador de aminoplástico a compuesto carbonílico
de 1:1,4 a 1:6, preferiblemente de 1:1,5 a 1:4, con especial
preferencia de 1:1,5 a 1:3.
En las resinas aminoplásticas modificadas los
productos de condensación primarios están parcial o totalmente
eterificados, preferiblemente con alcoholes
C_{1}-C_{4}.
La relación molar de compuesto carbonílico a
alcohol C_{1}-C_{4} en la preparación de las
resinas aminoplásticas eterificadas modificadas se encuentra en el
intervalo de 1:2 a 1:10, preferiblemente de 1:3 a 1:7, con especial
preferencia de 1:3 a 1:5.
La eterificación de la resina aminoplástica
contenida en la matriz de resina aminoplástica puede efectuarse
después de la condensación primaria del formador de aminoplástico
con el compuesto carbonílico en un segundo paso de reacción
independiente.
Es ventajoso realizar la eterificación en el
mismo paso de reacción que la condensación primaria del
aminoplástico.
La resina aminoplástica parcial o totalmente
eterificada puede transeterificarse parcial o totalmente en otro
paso de reacción, efectuándose la transeterificación preferiblemente
con alcoholes alifáticos C_{4}-C_{18} o
alcoholes aromáticos, dioles o polioles. También pueden utilizarse
mezclas.
Son ejemplos de polioles derivados de poli-,
oligo-etilenglicol, por ejemplo simulsoles;
derivados de oligo-, ácido hidroxicarboxílico, por ejemplo derivados
de caprolatona; poli-, oligo-poliolésteres; poli-,
oligo-lactidas; azúcares, derivados de azúcares;
almidón, derivados de almidón o derivados de celulosa.
La relación molar de compuesto carbonílico a
agente de transeterificación en la preparación de las resinas
aminoplásticas transeterificadas modificadas se encuentra en el
intervalo de 2:1 a 100:1, preferiblemente de 10:1 a 70:1, con
especial preferencia de 20:1 a 60:1.
Una resina aminoplástica modificada en el
sentido de la presente invención es también una que se obtiene,
adicionalmente o en lugar de por la transeterificación con
alcoholes, dioles y polioles, por ejemplo por condensación o
posterior adición de otros agentes de modificación usuales como por
ejemplo caprolactama, sulfitos, sulfonamidas, carbamatos, sales de
las monoamidas del ácido maleico o fumárico, epóxidos, bisepóxidos o
isocianatos. Además, la resina aminoplástica modificada también
puede contener cargas y/o fibras de refuerzo, otros polímeros así
como estabilizadores, absorbentes de UV y/o coadyuvantes.
Tales posibles aditivos están descritos por
ejemplo en el documento WO 03/046053 A1.
La resina aminoplástica modificada que
caracteriza a la matriz de resina aminoplástica conforme a la
invención se obtiene a partir de la correspondiente masa fundida de
resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente.
Para la matriz de resina aminoplástica del
sistema de resina aminoplástica conforme a la invención se utilizan
por ejemplo las resinas aminoplásticas descritas en el documento WO
03/046053 A1.
El sistema de resina aminoplástica conforme a la
invención contiene al menos un compuesto presente en forma
encapsulada.
El compuesto presente en forma encapsulada
contiene fósforo y/o nitrógeno y/o boro en forma químicamente unida.
El compuesto es por ejemplo un compuesto inorgánico u orgánico de
fósforo, nitrógeno y/o boro.
Son ejemplos de tales compuestos de fósforo,
nitrógeno y boro sales de amonio, amina, melamina, aminotriazina
del ácido fosfórico, ácido difosfórico, ácidos oligofosfóricos,
ácidos metafosfóricos, ácidos polifosfóricos, ácido fosfínico,
ácido fosfónico y ácido difosfónico; productos de reacción no
iónicos de aminotriazinas, por ejemplo melamina, con pentóxido de
fósforo y trióxido de fósforo; fosfacenos; fosforonitruros
P_{x}N_{y}: fosforoxinitruros PO_{x}N_{y}; fosfato bórico
BPO_{4}; nitruro bórico BN; trióxido de boro B_{2}O_{3};
tetraborato sódico Na_{2}B_{4}O_{7}; ácido bórico
B(OH)_{3}; di-, oligo-, poli-ésteres del ácido
fosfórico, así como sus sales de amonio, amina, melamina,
aminotriazina, sobre la base de la reacción de pentóxido de fósforo
con dioles o polioles, por ejemplo pentaeritrita o dipentaeritrita;
di-, oligo-, poli-ésteres del ácido fosfónico, así como sus sales
de amonio, amina, melamina, aminotriazina, sobre la base de la
reacción de pentóxido de fósforo con dioles o polioles, por ejemplo
pentaeritrita o dipentaeritrita; aminotriazinas encapsuladas, por
ejemplo melamina así como mezclas, productos de reacción, aductos y
derivados de los compuestos indicados.
Son compuestos encapsulados especialmente
preferidos polifosfato de amonio, polifosfato de melamina, ésteres
del ácido fosfórico y ésteres del ácido fosfónico sobre la base de
la reacción de pentóxido de fósforo o trióxido de fósforo con
pentaeritrita o dipentaeritrita, así como sus sales de amonio y
melamina.
En una forma de realización preferida se utiliza
como compuesto presente en forma encapsulada un compuesto que
además de la inhibición de la combustión también tiene un efecto
liberador de protones, en consecuencia ácido.
Esto tiene la ventaja de que tales compuestos
sirven en el sistema de resina aminoplástica conforme a la invención
además de para su acción como inhibidor de la combustión también
como catalizador de endurecimiento. Este efecto ácido está sin
embargo apantallado por el encapsulamiento en tal medida que al
contrario que con los compuestos liberadores de protones no
encapsulados, en la matriz de la resina aminoplástica no tiene lugar
ningún endurecimiento prematuro no deseado. Para el momento de
endurecimiento deseado, mediante un descenso moderado del valor del
pH se consigue una catálisis de endurecimiento en tanto que las
temperaturas de endurecimiento de los sistemas de resina
aminoplástica conforme a la invención son inferiores a las de los
sistemas sin catalizador de endurecimiento alguno. Además de esto,
con el efecto catalítico de los compuestos encapsulados liberadores
de protones se consigue una reacción más completa de los
modificadores de resina con la resina aminoplástica, es decir, en
general una eterificación más completa.
En el sistema de resina aminoplástica conforme a
la invención es posible utilizar uno o más compuestos distintos
presentes en forma encapsulada. Por ejemplo, pueden utilizarse
mezclas de un componente inhibidor de la combustión puro, como por
ejemplo trióxido de boro encapsulado con un componente ácido también
inhibidor de la combustión, como por ejemplo polifosfato amónico
encapsulado.
Mediante distintas combinaciones pueden
aprovecharse sinergismos, es decir, los componentes se refuerzan en
su efecto mediante su uso combinado.
El material de la pared capsular que rodea el
compuesto puede contener, por ejemplo, los siguientes materiales:
alginatos, gelatina, agar-agar, goma arábiga, látex,
quitosana, resinas aminoplásticas, resinas fenólicas, resinas
epoxídicas, resinas de poliésteres insaturados,
poli(alcoholes vinílicos), poliacrilatos, polimetacrilatos,
poliacroleínas, poliamidas, polietilenglicoles, polietersulfonas,
ceras, parafinas, derivados de celulosa, monoestearatos de
glicerina, copolímeros de etilo- y
estireno-anhídrido maleico así como otros diversos
polímeros sintéticos.
Es ventajoso que el material de la pared
capsular contenga una resina duroplástica, en especial una resina
aminoplástica, una resina epoxídica, una resina de poliéster
insaturado o una resina fenólica.
La preparación de resina
duroplástica-polifosfato amónico encapsulado está
descrita por ejemplo en el documento DE 2949537 o en el DE
3316880.
Con especial preferencia el material de la pared
capsular contiene una resina aminoplástica modificada. Son
especialmente preferidas aquellas resinas aminoplásticas modificadas
que tienen propiedades superficiales, como por ejemplo hidrofilia,
hidrofobia, comparables a las de la resina aminoplástica modificada
que forma la matriz de la resina aminoplástica.
En este caso se consigue mediante la muy buena
compatibilidad del material de la pared capsular con la resina
aminoplástica de la matriz una distribución homogénea especialmente
ventajosa de las cápsulas en la matriz de la resina aminoplástica.
De esto resulta entre otras cosas una pirorresistencia sobresaliente
del sistema de resina aminoplástica conforme a la invención
obtenido.
Como el compuesto presente en forma encapsulada
debe estar distribuido lo más homogéneamente posible en la matriz
de la resina aminoplástica, es ventajoso que en la adición de las
cápsulas a la resina aminoplástica modificada se efectúe un buen
entremezclado.
Es especialmente ventajoso que la relación del
diámetro medio D al espesor medio d de la pared capsular de las
cápsulas presentes en el sistema de resina aminoplástica conforme a
la invención se encuentre entre 5 y 1000. Mediante la relación D/d
se define el tiempo hasta la liberación del compuesto encapsulado.
Para D/d \may{2} D resulta una cápsula con un espesor de pared
capsular muy pequeño, con lo que el principio activo se libera tras
una carga térmica breve. Para D/d < D resulta una cápsula con un
espesor de pared capsular grueso, con lo que el principio activo se
libera solo tras una carga térmica prolongada.
El diametro medio D de las cápsulas se encuentra
ventajosamente en el intervalo de 1 - 100 \mum, preferiblemente en
el intervalo de 10 - 60 \mum, con especial preferencia en el
intervalo de 20 - 50 \mum.
La forma geométrica de las cápsulas puede ser
por ejemplo esférica, ovalada o en forma de varilla, utilizándose
preferiblemente cápsulas esféricas.
Con cápsulas esféricas puede conseguirse una
distribución especialmente homogénea en la resina aminoplástica.
Es especialmente ventajoso un sistema de resina
aminoplástica que contenga 0,5 a 50% en peso, preferiblemente 1 a
40% en peso, con especial preferencia 5 a 25% en peso de compuestos
presentes en forma encapsulada, referido al peso total del sistema
de resina aminoplástica endurecido.
La cantidad del compuesto contenido en las
cápsulas asciende a aproximadamente 50 a 98% en peso,
preferiblemente a 70 a 90% en peso, referida al peso total de un
compuesto presente en forma encapsulada.
Los compuestos presentes en forma encapsulada se
presentan habitualmente en forma de polvo. Estos tienen un peso
específico aparente de 200 a 1600 g/litro, preferiblemente de 500 a
1100 g/litro. Pueden añadirse a la resina aminoplástica modificada
como polvo y/o como suspensión.
Como agentes de suspensión pueden utilizarse por
ejemplo agua, alcoholes como por ejemplo butanol o metanol, dioles o
polioles como por ejemplo simulsoles, derivados de caprolactona,
poli-, oligo-poliolésteres o trimetilolpropano. Como
otros agentes de suspensión son posibles soluciones de resina de
alta viscosidad concentradas.
Es especialmente preferido añadir el compuesto
presente en forma encapsulada en forma suspendida. A este respecto
es especialmente ventajoso utilizar como agente de suspensión la
masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de
disolvente y/o al menos una parte de los agentes de
transterificación y/o modificación utilizados para la modificación
de la resina aminoplástica.
El contenido de materia sólida de la suspensión
asciende a aproximadamente 30 a 90% en peso, preferiblemente a
aproximadamente 40 a 80% en peso.
La viscosidad de las suspensiones se encuentra
en el intervalo de aproximadamente 10 a 5000 mPa*s, preferiblemente
de aproximadamente 250 a 1000 mPa*s.
Para obtener una suspensión bombeable y
dosificable la suspensión puede agitarse y calentarse.
La preparación del sistema de resina
aminoplástica conforme a la invención se realiza en las etapas de
procedimiento
- a)
- preparación de una solución o suspensión de resina aminoplástica modificada en un disolvente,
- b)
- concentración de la solución o suspensión de resina aminoplástica modificada para obtener la masa fundida de resina aminoplástica modificada substancialmente exenta de disolvente,
- c)
- transformación reactiva de la masa fundida de resina aminoplástica modificada substancialmente exenta de disolvente a temperatura elevada, por ejemplo en una extrusora o amasadora para la precondensación y acondicionamiento y
- d)
- confección y descarga del sistema de resina aminoplástica pirorresistente.
El compuesto presente en forma encapsulada puede
añadirse a la resina aminoplástica modificada durante o después de
cada una de las etapas del procedimiento.
Por ejemplo, el compuesto presente en forma
encapsulada se añade en forma de polvo en o después de la síntesis
de la resina aminoplástica modificada líquida, de modo que se
obtiene una suspensión de resina aminoplástica modificada.
Otra posibilidad consiste en añadir el compuesto
en aquella etapa del procedimiento en la que la resina aminoplástica
modificada esté presente ya como masa fundida de resina
aminoplástica substancialmente exenta de disolvente, es decir antes
o durante la transformación reactiva.
Si se añade el compuesto en forma de una
suspensión, la adición se realiza antes o durante la transformación
reactiva.
Preferiblemente la adición se realiza durante la
transformación reactiva en una extrusora, añadiéndose las cápsulas
ventajosamente tras la precondensación y acondicionamiento a alta
temperatura y la transformación reactiva con agentes de
transeterificación/modificadores de la resina aminoplástica
modificada.
Por ejemplo, en el funcionamiento con dos
extrusoras en serie puede llevarse a cabo en la primera extrusora la
precondensación y acondicionamiento a alta temperatura y la
transformación reactiva con agentes de transeterificación y/o
modificación. En la segunda extrusora se combina entonces en
condiciones moderadas el compuesto presente en forma encapsulada con
la masa fundida de resina aminoplástica modificada substancialmente
exenta de disolvente, efectuándose a continuación otra
precondensación y acondicionamiento así como transformación reactiva
con agentes de transeterificación y/o modificación en condiciones
ligeramente ácidas, catalíticas.
También es posible distribuir la adición del
compuesto presente en forma encapsulada en más de una etapa del
procedimiento.
También los agentes de transeterificación y/o de
modificación pueden añadirse en distintos pasos del procedimiento,
por ejemplo durante y/o después de la síntesis de la resina
aminoplástica modificada y/o durante la concentración y/o la
transformación reactiva.
Los agentes de modificación se añaden en general
en una cantidad de 0,5 a 20% en peso.
La preparación de la solución o suspensión de la
resina aminoplástica modificada se realiza en un intervalo de pH de
pH = 2 a pH = 7, preferiblemente de aproximadamente pH = 3 a pH =
6,9.
A este respecto el intervalo de temperatura es
de aproximadamente 40 a 160ºC, preferiblemente de aproximadamente 70
a 120ºC y el intervalo de presión de aproximadamente 0 a 1500 kPa,
preferiblemente de 0 a 500 kPa de sobrepresión. El tiempo de
reacción asciende a entre aproximadamente 5 y 300 minutos,
preferiblemente a entre aproximadamente 15 y 120 minutos. El
contenido de materia sólida de la solución y/o suspensión de la
resina aminoplástica modificada se encuentra en el intervalo de
aproximadamente 15 a 60% en peso, preferiblemente en el intervalo de
aproximadamente 25 a 40% en peso.
A continuación se ajusta el valor del pH de la
solución o suspensión de la resina aminoplástica modificada a
alcalino, siendo ventajoso un valor del pH en el intervalo de
aproximadamente pH = 7 a 12, preferiblemente en el intervalo de pH
de aproximadamente 8 - 9,5.
Eliminando por destilación el disolvente se
concentra la solución o suspensión de la resina aminoplástica
modificada. Esto se realiza por ejemplo en reactores agitados con
columna de destilación, en evaporadores de película o en extrusoras
de película, preferiblemente en evaporadores de película.
La concentración se realiza en un intervalo de
temperaturas de aproximadamente 50 a 180ºC, preferiblemente de
aproximadamente 70 a 140ºC, y en un intervalo de presión de
aproximadamente -100 a 0 kPa, preferiblemente de aproximadamente -95
a -50 kPa de sobrepresión. El tiempo de permanencia asciende a entre
aproximadamente 1 y 120 minutos, preferiblemente a entre
aproximadamente 3 y 60 minutos.
De este modo se obtiene una masa fundida de
resina aminoplástica modificada substancialmente exenta de
disolvente con un contenido de materia sólida de aproximadamente 95
a 100% en peso y una temperatura de transición vítrea de
aproximadamente 30 - 130ºC, preferiblemente de aproximadamente 60 -
100ºC.
La viscosidad de la masa fundida se encuentra en
el intervalo de aproximadamente 150 mPa.s a 100 Pa.s,
preferiblemente a aproximadamente 300 mPa.s a 30 Pa.s, medida a
130ºC.
A continuación se sigue procesando la masa
fundida de resina aminoplástica modificada substancialmente exenta
de disolvente por transformación reactiva a temperatura elevada, por
ejemplo en una extrusora o amasadora para la precondensación y
acondicionamiento.
En caso de que se hubieran añadido agentes de
transeterificación y/o modificadores estos aparatos sirven también
para la mezcla y generación de una distribución homogénea de estas
substancias en la resina aminoplástica, y se efectúa ahí su
transformación reactiva con la masa fundida de la resina
aminoplástica.
En la precondensación tiene lugar un incremento
de la masa molecular de las estructuras monómeras a oligómeras o
polímeras. En el acondicionamiento tiene lugar una disociación de
compuestos y grupos moleculares térmicamente inestables, volátiles,
gaseosos de la masa fundida de la resina aminoplástica modificada,
que gana por consiguiente en estabilidad al almacenamiento.
La transformación reactiva se lleva acabo
preferiblemente en una extrusora de husillo doble. Para el aumento
del tiempo de permanencia puede anteponerse un aparato de tiempo de
permanencia.
Una variante de aparatos ventajosa consiste en
hacer funcionar dos extrusoras en serie.
De este modo se consigue una alta flexibilidad
en lo referente al lugar de la dosificación de componentes, a la
transformación reactiva, a la transformación reactiva, a la
precondensación y al acondicionamiento.
La transformación reactiva se realiza en un
intervalo de la temperatura de la masa de aproximadamente 130 a
250ºC, preferiblemente de aproximadamente 140 a 220ºC y en un
intervalo de presión de aproximadamente -100 a 0 kPa,
preferiblemente de aproximadamente -95 a -10 kPa de sobrepresión. El
tiempo de permanencia asciende a entre aproximadamente 0,5 y 10
minutos, preferiblemente a entre aproximadamente 1 y 5 minutos.
Después de la transformación reactiva de la
resina aminoplástica que contiene el compuesto encapsulado esta se
confecciona, por ejemplo se granula y el sistema de la resina
aminoplástica pirorresistente conforme a la invención se
descarga.
A este respecto tras la salida de la extrusora
se efectúa un enfriamiento y confección de la masa fundida de la
resina aminoplástica.
Para ello pueden utilizarse aparatos como
granuladores de barra de extrusión, granuladores de rodillos,
granuladores de desprendimiento en caliente o dispositivos de
formación de pastillas.
El sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a la invención se presenta como granulado
de materia sólida con una granulometría de aproximadamente 0,2 - 10
mm, preferiblemente de 1 - 3 mm. La apariencia se rige por el color
del compuesto encapsulado o de los aditivos y es habitualmente
blanco-opaco. El punto de transición vítrea del
sistema de resina aminoplástica pirorresistente se encuentra en
aproximadamente 40 a 140ºC, el punto de fusión en aproximadamente 70
a 160ºC. La viscosidad del sistema de resina aminoplástica conforme
a la invención se encuentra en el intervalo de aproximadamente 5 a
100.000 Pa*s, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 50
a 50.000 Pa*s, medida a 130ºC.
El sistema de resina aminoplástica conforme a la
invención puede utilizarse por ejemplo para la preparación de
sistemas de resinas híbridos.
Estos pueden prepararse por ejemplo por mezcla
y/o reacción química de los sistemas de resina aminoplástica con
resinas de melamina-formaldehído, resinas
epoxídicas, resinas de poliuretano, resinas de poliésteres
insaturados y/o resinas alquídicas modificadas y/o no modificadas
como masas fundidas en una amasadora, mezcladora o extrusora.
La ventaja de tales sistemas es que mediante la
mezcla de los sistemas de resina indicados con los sistemas de
resina aminoplástica conforme a la invención se consigue una
pirorresistencia de estos sistemas de resina.
También es posible procesar adicionalmente el
sistema de resina aminoplástica pirorresistente conforme a la
invención como resina de masa de moldeo o resina de fundición
inyectada.
Para las masas de moldeo se utiliza
habitualmente el sistema de resina aminoplástica como granulado o
polvo.
La viscosidad de la resina aminoplástica
adecuada para ello se encuentra habitualmente en el intervalo de
aproximadamente 100 a 100.000 Pa*s, preferiblemente en el intervalo
de aproximadamente 1.000 a 50.000 Pa*s, medida a 130ºC.
Como herramientas para el moldeo por presión se
utilizan prensas de plato superior móvil y/o de plato inferior
móvil.
La temperatura de prensado se encuentra
habitualmente en el intervalo de aproximadamente 130ºC a 220ºC,
preferiblemente de aproximadamente 150ºC a 190ºC. La presión de
prensado puede seleccionarse en el intervalo de 0,5 MPa a 25 MPa,
preferiblemente se encuentra entre aproximadamente 5 a 20 MPa. A
este respecto la duración de prensado se encuentra para un grado de
endurecimiento de 90 - 95% entre aproximadamente 120 s y 600 s,
preferiblemente entre aproximadamente 180 s y 360 s.
Para la fundición inyectada se carga el sistema
de resina aminoplástica pirorresistente conforme a la invención por
ejemplo en un transportador de tornillo, preferiblemente en una
extrusora, como granulado y/o como polvo, allí se funde y se inyecta
en el molde de fundición inyectada.
La viscosidad de la resina aminoplástica
adecuada para ello se encuentra habitualmente en el intervalo de
aproximadamente 5.000 a 100.000 Pa*s, preferiblemente en el
intervalo de aproximadamente 10.000 a 50.000 Pa*s, medida a
130ºC.
Para ello pueden utilizarse instalaciones de
fundición inyectada habituales. Tales sistemas trabajan por ejemplo
en un intervalo de aproximadamente 130ºC a 220ºC, preferiblemente de
aproximadamente 150ºC a 190ºC. La presión de inyección en la
boquilla se encuentra en el intervalo de aproximadamente 50 MPa a
250 MPa, preferiblemente entre aproximadamente 100 a 200 MPa. A este
respecto el tiempo de ciclo de la fundición inyectada para un grado
de endurecimiento de 90 - 95% se encuentra entre aproximadamente 60
s y 600 s, preferiblemente entre aproximadamente 120 s y 300 s.
Además es posible procesar el sistema de resina
aminoplástica conforme a la invención con un material de soporte
para obtener un material compuesto.
A este respecto pueden utilizarse como
materiales de soporte por ejemplo fibras, losetas, tejidos, madera
y/o también polímeros. Como fibras se utilizan preferiblemente
fibras de celulosa, de vidrio, de lino y/o de carbono.
Para la preparación de los materiales compuestos
es posible por ejemplo espolvorear el material de soporte con el
sistema de resina aminoplástica conforme a la invención. Para
garantizar una distribución lo mejor posible del sistema de resina
puede ser necesario moler previamente el granulado de resina. Otra
posibilidad consiste en fundir la resina y tirar del material de
soporte a través de la masa fundida de la resina, con lo que se
realiza la aplicación de la resina.
Después de haber aplicado la resina sobre el
material de soporte se efectúa una etapa de precondensación en el
intervalo de aproximadamente 110 - 250ºC, preferiblemente en el
intervalo de aproximadamente 150 - 220ºC durante un tiempo de
aproximadamente 1 - 10 minutos, condensándose adicionalmente el
sistema de resina en estado fundido y fijándose así sobre el
material de soporte. De este modo se obtienen preimpregnados
susceptibles de alma-
cenarse.
cenarse.
El contenido del sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a la invención en el material compuesto se
encuentra en el intervalo de aproximadamente 20 a 80% en peso,
siendo el contenido efectivo dependiente del procedimiento de
procesamiento deseado y de las propiedades requeridas.
Los preimpregnados obtenidos pueden someterse
seguidamente incrementando la temperatura a cualquier conformación
que se desee.
La conformación se realiza por ejemplo mediante
un proceso de prensado como moldeo por compresión, prensado de banda
doble, prensado en 3D y/o embutición profunda.
En el proceso de prensado se realiza el
endurecimiento del sistema de resina. El grado de endurecimiento
puede efectuarse mediante ultrasonidos y ajustarse al valor
deseado.
En caso de que esté encapsulado un compuesto
latentemente ácido, durante la compresión se libera ácido dosificado
y el endurecimiento tiene lugar en el intervalo de pH ácido. Si el
compuesto encapsulado no posee propiedades ácidas latentes el
endurecimiento tiene lugar de modo alcalino. El endurecimiento puede
llevarse a cabo básicamente en todos los intervalos de pH. Así, los
tiempos de endurecimiento en el intervalo de pH alcalino se
encuentran entre aproximadamente 120 y 600 s, en el intervalo de pH
ácido los tiempos de endurecimiento se encuentran entre
aproximadamente 60 y 360 s.
Preferiblemente los materiales compuestos se
endurecen en un intervalo de pH ácido de aproximadamente pH 3 - 6,5.
De este modo las temperaturas en el endurecimiento ascienden a
aproximadamente 90 a 250ºC, preferiblemente a aproximadamente 120 a
190ºC. La duración del proceso de endurecimiento asciende a
aproximadamente 0,5 a 30 minutos, preferiblemente a aproximadamente
3 a 10 minutos. La presión de prensado se encuentra en el intervalo
de 1 a 25 MPa, preferiblemente de aproximadamente 5 a 20 MPa.
En caso de que aparezcan tensiones en el
material por el prensado y endurecimiento estas pueden disolverse
por recocido. Para ello se almacenan las muestras hasta
aproximadamente 240 horas a hasta aproximadamente 110ºC hasta peso
constante.
El sistema de resina aminoplástica conforme a la
invención puede utilizarse como material de resina aminoplástica
pirorresistente por ejemplo para la fabricación de tubos, placas,
perfiles, piezas de fundición inyectada o fibras.
Otra posibilidad de aplicación es por ejemplo
como endurecedor o reticulante en sistemas de lacas en polvo.
Los materiales compuestos que se fabrican con el
sistema de resina conforme a la invención pueden utilizarse por
ejemplo para la fabricación de productos pirorresistentes, como
piezas de moldeo para la industria del automóvil, revestimientos
para edificios y máquinas, aislamientos de cables o materiales
aislantes.
A continuación se ilustra la invención con ayuda
de ejemplos:
Los ejemplos de ensayo para la preparación de la
solución o suspensión de resina aminoplástica modificada pueden
verse en la Tabla 1.
En los ensayos 1 a 10 no se añadió ningún agente
de transeterificación a la resina de melamina eterificada.
En los ejemplos 5, 10, 11 y 15 no se añadió
ningún compuesto encapsulado, estos sirven como ejemplos de
comparación.
Las cantidades indicadas en la tabla de
melamina, metanol y ácido p-toluenosulfónico como
catalizador se mezclaron en un reactor agitador con agitación.
Después de esto en los ensayos 11, 12, 15 y 16
se añadió a la mezcla de reacción el agente de transeterificación
simulsol BPPE - esta variante puede verse en la tabla 1 en la
columna a1.
En los ensayos 1 a 6 tras la mezcla de melamina,
metanol y ácido p-toluenosulfónico se añadió el
compuesto encapsulado en forma de Exolit AP 462. Esta variante puede
verse en la tabla 1 en la columna b1.
La mezcla se calentó entonces a la temperatura
de reacción T_{reac}. A continuación se añadió rápidamente
sobre formalina precalentada a aprox. 60ºC agitando y con ello
comenzó la reacción. Tras alcanzarse el punto de clarificación
(t_{clar}) se siguió agitando hasta que se deseó (tiempo de
reacción t_{reac}) a la temperatura de reacción. Después de
esto se interrumpió la reacción enfriando la mezcla de reacción a
aprox. 30ºC.
En los ensayos 1 a 6 no se observó punto de
clarificación alguno, pues las cápsulas estaban suspendidas en la
mezcla de reacción. Se indica por consiguiente en la columna
t_{reac} el tiempo de reacción total.
Tras el enfriamiento se ajustó el valor del pH a
aprox. 9,5 con solución de KOH.
El resultado de la síntesis fue una solución o
suspensión de resina aminoplástica modificada en metanol/agua.
En los ensayos 2, 7, 12 y 16 se añadió el
compuesto encapsulado en forma de Exolit AP 462 en este momento a la
solución de resina aminoplástica acabada. Esta variante puede verse
en la tabla 1 en la columna b2.
Los parámetros de ensayo de los ejemplos 1 a 18
para la concentración de la resina amonoplástica están representados
en la Tabla 2.
Tras la síntesis de la resina amonoplástica se
separó a vacío mediante dos evaporadores de película DSV1 y DSV2
conectados en serie a vacío (P_{DSV1}, P_{DSV2}) y
con calefacción (T_{DSV1}, T_{DSV2}) la mezcla de
disolventes metanol/agua de la resina aminoplástica y se obtuvo una
masa fundida de resina aminoplástica.
La magnitud de entrada de solución de resina
aminoplástica en el primer evaporador de película DSV1 está indicada
en la tabla con m'_{1}, la magnitud de salida de masa
fundida de resina aminoplástica del segundo evaporador de película
DSV2 con m'_{2}. Esta magnitud de salida del DSV2
corresponde a la magnitud de entrada en la subsiguiente extrusora.
El número de revoluciones del DSV1 está indicado con
n_{DSV1}, el número de revoluciones del DSV2 con
n_{DSV2}.
Conforme a la variante designada en la Tabla 2
con columna a3 en los ensayos 13 y 17 se dosificó el agente de
transeterificación simulsol BPPE en el evaporador de película
DSV2.
Tras la concentración se obtuvo una masa fundida
de resina aminoplástica modificada substancialmente exenta de
disolvente.
La masa fundida de resina aminoplástica
modificada substancialmente exenta de disolvente de 1.2 se
transformó reactivamente en la subsiguiente etapa de extrusión. Los
parámetros de ensayo están representados en la Tabla 3.
En los ejemplos 14 y 18 el agente de
transeterificación simulsol BPPE se añadió en la etapa de extrusión.
Esta variante está indicada en la Tabla 3 con columna a4.
En los ensayos 4, 9, 13, 14, 17 y 18 se
añadieron las cápsulas de Exolit AP 462 en la etapa de extrusión.
Esta variante está indicada en la Tabla 3 con columna b3.
En los ensayos 3 y 8 se añadió igualmente el
compuesto encapsulado Exolit AP 462 en la etapa de extrusión,
suspendiéndose en solución de resina al 50% en peso. En la Tabla
esta variante puede verse en la columna ab1. La solución de resina
al 50% en peso se preparó, según la numeración de ejemplos, a partir
de la correspondiente solución de resina de 1.1. La columna ab1 está
subdividida en el flujo másico total [kg/h] (agente de suspensión +
cápsulas) y el contenido de cápsulas [% en peso] en la
suspensión.
La extrusión se realizó a vacío de
desgasificación P_{extr}, a una temperatura media de los
primeros 6 cilindros de extrusión de
T\phi_{1-6}, una temperatura de masa de
T_{masa} y un número de revoluciones del husillo
n_{extr}. La producción de la extrusora está indicada con
m'_{extr}.
La barra extruida del sistema de resina
aminoplástica conforme a la invención se enfrió tras la extrusión y
se granuló. El producto obtenido era un granulado con un punto de
transición vítrea Tg así como con una viscosidad de masa fundida
\eta.
La viscosidad de masa fundida \eta se midió
isotérmicamente a 100 y 130ºC. En el caso de que una medición no
fuese posible a una temperatura está indicado con "-".
En la Tabla 3 está también expuesto el
contenido de cápsulas en % en peso referido al peso total del
producto extruido.
El tiempo de endurecimiento en s indicado
en la Tabla designa el tiempo que se necesita para un grado de
endurecimiento del 90 al 95% a la respectiva temperatura. El dato se
realiza en "tiempo de endurecimiento [s]/temperatura de
endurecimiento [ºC]".
En la Tabla 3 puede apreciarse que en aquellos
sistemas de resina aminoplástica en los que no se añadieron
compuestos encapsulados (ensayos de comparación 5, 10, 11, 15) tanto
el tiempo de endurecimiento es claramente más largo como también la
temperatura de endurecimiento es claramente mayor en comparación con
los sistemas de resina aminoplástica conforme a la invención que
contienen compuestos encapsulados.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
A partir del sistema de resina aminoplástica
preparado de los ensayos 4, 5, 9, 10, 11, 13, 15, 17 se fabricó una
placa aglomerada con las dimensiones 100 x 100 x 3 mm.
Como herramienta para ello se utilizó una prensa
de laminado. El granulado se molió y el polvo se introdujo entonces
en un molde de acero inoxidable calentado a 100ºC y se fundió
durante aprox. 8 min a esta temperatura.
A continuación se calentó el molde de prensado a
180ºC, se colocó durante 30 min en la prensa calentada a 180ºC y se
comprimió a 8 MPa. Después de esto se efectuó durante aprox. 15 min
el enfriamiento de la probeta en la prensa hasta 70ºC. La placa de
resina pura se retiró del molde a 70ºC. A partir de esta placa de
resina pura se fabricaron barras de ensayo para ensayos mecánicos y
para ensayos de combustión.
El ensayo de combustión UL-94 es
un ensayo para la determinación de la inflamabilidad de materiales.
La clasificación se realiza conforme a las clases de combustión
V-0, V-1, V-2, n.v.,
siendo la clase de combustión V-0 la máxima (la
mejor), es decir el comportamiento de combustión cumple todos los
criterios de ensayo y n.v. significa no válida. El ensayo
UL-94 se lleva a cabo conforme a la norma ASTM 2863
verticalmente.
Las propiedades de la placa de resina pura
pueden verse en la Tabla 4.
En relación al ensayo de combustión, la Tabla 4
muestra que los sistemas de resina aminoplástica conforme a la
invención presentan un comportamiento de combustión sobresaliente.
En las resinas eterificadas de los ensayos A y C se obtuvo la mejor
clase de combustión, V-0, en las resinas
transeterificadas F y H pudieron alcanzarse las clases de combustión
V-1 y V-2.
En comparación a esto ninguna de las resinas
exentas de cápsulas de los ensayos B, D, E y G superaron el ensayo
de combustión.
En la Tabla 4 puede apreciarse además que
mediante la incorporación de las cápsulas conforme a la invención no
resulta ningún empeoramiento de la resistencia a la tracción y del
alargamiento de tracción en comparación con los sistemas de resina
aminoplástica exentos de cápsulas (ej. 5, 10, 11, 15).
En las resinas transeterificadas de los ensayos
E, F, G y H puede apreciarse además que en los sistemas de resina
que contienen cápsulas conforme a la invención (ensayos F y H) se
alcanza una transformación de diol claramente superior a la de las
resinas exentas de cápsulas (ensayos E y G). Una transformación de
diol superior da por resultado menores emisiones en el
endurecimiento o en el producto final.
También en la contracción de volumen, que es una
medida de la merma en el endurecimiento, resultan para los sistemas
de resina aminoplástica que contienen cápsulas conforme a la
invención valores claramente menores que en las resinas de
comparación.
El sistema de resina aminoplástica modificada
conforme a la invención de los ensayos 4, 5, 9, 10, 11, 13, 15, 17
de 1 se dispersó con un equipo de dispersión de polvo sobre una napa
de fibras plana con un gramaje de 300-350 g/m^{2},
alcanzándose una aplicación de resina de aproximadamente el 30% del
peso total.
La napa espolvoreada se precondensó a
continuación en un campo de IR a 190ºC durante 2 min, estampándose a
continuación preformas de 300 x 200 m. Entonces se superpusieron 6
capas de napas espolvoreadas con la cara espolvoreada hacia arriba y
este material compuesto precondensado se dispuso en una prensa de
plato superior calentada a 180ºC y al vacío.
Tras un tiempo de precalentamiento de 30 s se
comprimió en la primera etapa de prensado durante 20 s a 400 kN,
ajustándose al mismo tiempo el vacío a 20 kPa de presión absoluta.
Después de esto se desaireó a vacío durante 20 s. En la segunda
etapa de prensado se comprimió el material compuesto de fibras hasta
un grado de endurecimiento del 95% medido mediante ultrasonidos. El
material compuesto en durecido se retiró caliente a 180ºC.
Las propiedades del material compuesto pueden
verse en la Tabla 5.
En la misma se aprecian claras ventajas de los
sistemas de resina aminoplástica conforme a la invención frente a
resinas exentas de cápsulas (ej. 5, 10, 11, 15) en lo que respecta
al comportamiento de combustión, la transformación de diol, la
contracción del volumen, el tiempo de endurecimiento y la
resiliencia.
Claims (28)
1. Sistema de resina aminoplástica
pirorresistente, en especial un sistema de resina de
melamina-formaldehído, de resina de
melamina/urea-formaldehído o de resina de
urea-formaldehído, con
- a)
- una matriz de resina aminoplástica modificada, estando presentes en la resina aminoplástica modificada los productos de condensación aminoplásticos primarios al menos parcialmente en forma eterificada y habiéndose obtenido la resina aminoplástica modificada a partir de una masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente y
- b)
- al menos un compuesto presente en la matriz de la resina aminoplástica que contiene al menos un fósforo y/o nitrógeno y/o boro en forma químicamente unida y en forma encapsulada, en especial en forma encerrada por un material de pared capsular, como componente inhibidor de la combustión.
2. Sistema de resina aminoplástica conforme a la
reivindicación 1, caracterizado porque la resina
aminoplástica está eterificada con alcoholes
C_{1}-C_{4}.
3. Sistema de resina aminoplástica conforme a
una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la
resina aminoplástica modificada contiene agentes de
transeterificación y/o agentes de modificación y/o cargas, fibras de
refuerzo, otros polímeros, estabilizadores, absorbentes de UV y/o
coadyuvantes.
4. Sistema de resina aminoplástica conforme a la
reivindicación 3, caracterizado porque como agentes de
transeterificación se utilizan alcoholes
C_{4}-C_{18} o alcoholes aromáticos, dioles,
polioles o sus mezclas.
5. Sistema de resina aminoplástica conforme a al
menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque al menos un compuesto presente en forma
encapsulada contiene polifosfato de amonio, polifosfato de melamina,
ésteres del ácido fosfórico y ésteres del ácido fosfónico sobre la
base de la reacción de pentóxido de fósforo o trióxido de fósforo
con pentaeritrita o dipentaeritrita, así como sus sales de amonio y
melamina.
6. Sistema de resina aminoplástica conforme a al
menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque al menos un compuesto presente en forma
encapsulada tiene además del efecto inhibidor de la combustión
adicionalmente un efecto liberador de protones.
7. Sistema de resina aminoplástica conforme a al
menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque contiene varios compuestos distintos
presentes en forma encapsulada.
8. Sistema de resina aminoplástica conforme a al
menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque el material de la pared capsular
presenta una resina duroplástica, en especial una resina
aminoplástica, una resina epoxídica, una resina de poliéster
insaturado o una resina fenólica.
9. Sistema de resina aminoplástica conforme a la
reivindicación 8, caracterizado porque el material de la
pared capsular presenta una resina aminoplástica modificada que
tienen propiedades superficiales similares a las de la resina
aminoplástica modificada que forma la matriz de la resina
aminoplástica modificada.
10. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque al menos un compuesto presente en forma
encapsulada lo está en forma homogéneamente distribuida en la matriz
de la resina aminoplástica.
11. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque la relación del diámetro al espesor de
la pared capsular de las cápsulas se encuentra entre 5 y 1000.
12. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque el diámetro medio D de las cápsulas se
encuentra en el intervalo de 1 - 100 \mum, preferiblemente de 10 -
60 \mum, con especial preferencia de 20 - 50 \mum.
13. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque la forma geométrica de las cápsulas es
esférica.
14. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque la cantidad de al menos un compuesto
presente en forma encapsulada es de 0,5 a 50% en peso,
preferiblemente de 1 a 40% en peso, con especial preferencia de 5 a
25% en peso, referida al peso total del sistema de resina
aminoplástica endurecido.
15. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque la cantidad de al menos un compuesto
contenido en las cápsulas asciende a 50 a 98% en peso,
preferiblemente a 70 a 90% en peso, referida al peso total de un
compuesto presente en forma encapsulada.
16. Sistema de resina aminoplástica conforme a
al menos una de las reivindicaciones anteriormente indicadas,
caracterizado porque al menos un compuesto presente en forma
encapsulada se añade a la resina aminoplástica modificada como polvo
y/o como suspensión.
17. Sistema de resina aminoplástica conforme a
la reivindicación 16, caracterizado porque como agente de
suspensión se utilizan las masas fundidas de resina aminoplástica
substancialmente exentas de disolvente y/o al menos una parte de los
agentes de transeterificación y/o modificación utilizados para la
modificación de la resina aminoplástica.
18. Sistema de resina aminoplástica conforme a
la reivindicación 16, caracterizado porque el contenido de
materia sólida de la suspensión asciende a 30 a 90% en peso,
preferiblemente a 40 a 80% en peso y la viscosidad a 10 a 5000
mPa*s, preferiblemente a 250 a 1000 mPa*s.
19. Procedimiento para la preparación de un
sistema de resina aminoplástica pirorresistente conforme a al menos
una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque
- a)
- se prepara una solución de resina aminoplástica o una suspensión de resina aminoplástica a partir de un formador de aminoplástico, un compuesto carbonílico y un alcohol C_{1}-C_{4} a pH = 2 a 7, a una temperatura de 40 a 160ºC, a una presión de 0 a 500 kPa y con un tiempo de reacción de 5 a 300 minutos,
- b)
- después de ajustar a alcalinidad el valor del pH la solución de resina aminoplástica o suspensión de resina aminoplástica modificada se concentra por destilación del disolvente a 50 a 180ºC, -100 a 0 kPa y durante un tiempo de permanencia de 1 a 120 minutos hasta obtener una masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente,
- c)
- la masa fundida de resina aminoplástica substancialmente exenta de disolvente se hace reaccionar a una temperatura de 130 a 250ºC, -100 a 0 kPa y durante un tiempo de permanencia de 0,5 a 10 minutos en una extrusora o amasadora para la precondensación y acondicionamiento,
efectuándose la adición de al menos
un compuesto envuelto por un material de pared capsular, es decir,
presente en forma encapsulada, durante o después de la etapa a) y/o
durante o después de la etapa b) y/o durante o después de la etapa
c), después de lo cual se confecciona y descarga el sistema de
resina aminoplástica
pirorresistente.
20. Procedimiento conforme a la reivindicación
19, caracterizado porque a la resina aminoplástica modificada
se le añade durante o después de la etapa a) y/o durante la etapa b)
y/o durante la etapa c) agentes de transeterificación y/o
modificación.
21. Procedimiento conforme a la reivindicación
20, caracterizado porque la adición de al menos un compuesto
presente en forma encapsulada se realiza en forma suspendida en los
agentes de transeterificación y/o modificación durante la
transformación reactiva en una extrusora.
22. Procedimiento conforme a alguna de las
reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque la
transformación reactiva se lleva a cabo en dos extrusoras conectadas
en serie.
23. Uso de un sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a al menos una de las reivindicaciones 1 a
18 para la preparación de sistemas de resina híbridos, preparándose
el sistema de resina híbrido por mezcla y/o reacción química de los
sistemas de resina aminoplástica pirorresistentes con resinas de
melamina-formaldehído, resinas epoxídicas, resinas
de poliuretano, resinas de poliésteres insaturados y/o resinas
alquídicas modificadas y/o no modificadas como masas fundidas en
una amasadora, mezcladora o extrusora.
24. Uso de un sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a al menos una de las reivindicaciones 1 a
18 en forma de un granulado y/o polvo como resina de masa de moldeo
o resina de fundición inyectada.
25. Uso de un sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a al menos una de las reivindicaciones 1 a
18 para la fabricación de un material compuesto, en el que un
material de soporte se espolvorea con el sistema de resina
aminoplástica pirorresistente y/o se funde el sistema de resina
aminoplástica y se tira del material de soporte a través de la masa
fundida de resina, después de lo cual se realiza una etapa de
precondensación en el intervalo de aproximadamente 110 - 250ºC
durante un tiempo de aproximadamente 1 - 10 minutos, después de lo
cual el preimpregnado almacenable obtenido se somete a una
conformación aumentando la temperatura y de este modo se
endurece.
26. Uso de un sistema de resina aminoplástica
pirorresistente conforme a al menos una de las reivindicaciones 1 a
18 para tubos, placas, perfiles, piezas de fundición inyectada,
fibras, como endurecedores o reticulantes en sistemas de lacas en
polvo o para la fabricación de piezas de moldeo
pirorresistentes.
27. Material compuesto, caracterizado
porque se espolvorea un material de soporte con un sistema de resina
aminoplástica pirorresistente conforme a alguna de las
reivindicaciones 1 a 18 y/o se funde el sistema de resina
aminoplástica y se tira del material de soporte a través de la masa
fundida de resina, después de lo cual se realiza una etapa de
precondensación en el intervalo de aproximadamente 110 - 250ºC
durante un tiempo de aproximadamente
1 - 10 minutos, después de lo cual el preimpregnado almacenable obtenido se somete a una conformación aumentando la temperatura y de este modo se endurece.
1 - 10 minutos, después de lo cual el preimpregnado almacenable obtenido se somete a una conformación aumentando la temperatura y de este modo se endurece.
28. Material compuesto conforme a la
reivindicación 27, caracterizado porque la conformación y el
endurecimiento se realizan mediante un proceso de prensado en un
intervalo de pH ácido de pH 3 - pH 6,5 a 90 a 250ºC, 1 a 25 MPa de
presión de prensado y durante un tiempo de 0,5 a 30 minutos.
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