ES2316886T3

ES2316886T3 - Espuma de celulas abiertas en base a plasticos con elevado punto de fusion.

Info

Publication number: ES2316886T3
Application number: ES04004142T
Authority: ES
Inventors: Dietrich Dr. Scherzer; Hanns-Jorg Krautschneider; Franz-Josef Dr. Dietzen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: DE502004008749D1; US20040167241A1; EP1454946A1; JP4828093B2; JP2004263184A; DE10307736A1; US7655705B2; ATE419294T1; EP1454946B1

Abstract

Espuma en base a un material termoplástico resistente a altas temperaturas, seleccionado del grupo compuesto por polieterimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polietercetonas, polieteretercetonas, poliéter cetona cetonas, polietersulfonamidas y sus mezclas, caracterizada porque la espuma presenta una estructura de células abiertas, con lo que la espuma presenta una abertura de las células de al menos un 75%, preferentemente al menos de un 85%, de manera especialmente preferida de al menos un 90%.

Description

Espuma de células abiertas en base a plásticos con elevado punto de fusión.

La presente invención hace referencia a una espuma de células abiertas, así como un procedimiento para su fabricación. Además, la presente invención hace referencia a la utilización de esta espuma para la absorción del sonido y para la fabricación de materiales para la absorción del sonido. Otro objeto de la presente invención es un procedimiento para la influencia de la abertura de las células y de la densidad de las espumas.

Bajo espumas se entienden materiales con células abiertas y/o cerradas distribuidas en toda su masa y una densidad que es menor a la de su aparente materia estructural. Tanto polímeros orgánicos como también materiales inorgánicos pueden funcionar como sustancia estructural. Las espumas que presentan polímeros orgánicos como sustancia estructural son denominadas espumas plásticas, mientras que las que presentan materiales inorgánicos son denominadas hormigón celular o vidrio celular.

Las espumas plásticas han adquirido gran importancia en los campos más diversos de la técnica y la economía debido a sus excelentes propiedades: poca densidad, buenas propiedades de mecanizado a través de aserrado o corte, buen aislamiento térmico y acústico. Las espumas plásticas de poliuretano, seguidas por las espumas plásticas de poliestireno poseen actualmente la mayor importancia técnica.

Las espumas plásticas de polímeros se fabrican de maneras diversas. La mayoría de las veces se parte de polímeros acabados, que son mezclados de maneras diversas con agentes expansores y posteriormente son espumados. Para ello se puede mezclar el agente expansor al polímero fundido bajo presión y luego distenderlo por enfriamiento o se puede impregnar el polímero sólido a baja temperatura con el agente expansor y luego espumar la masa por aumento de temperatura. También es posible introducir gases permanentes en polímero líquido, la mayoría de las veces látices, y estabilizar la espuma cremosa obtenida. Los polímeros que no se pueden fundir se pueden convertir en espuma a través de procesos de sintetizado o a través de la extracción de una segunda fase soluble, distribuida de manera fina. Las espumas pueden generarse también durante la síntesis de los polímeros, cuando en la misma se desdoblan componentes gaseosos.

Un procedimiento que se debe mencionar especialmente es el procedimiento de gasificación directa. En el procedimiento de gasificación directa se funde el plástico en una primera extrusora o en una primera zona de extrusión y la fundición se mezcla bajo alta presión con una agente expansor y a continuación se enfría. Durante la distensión de la fundición enfriada en la tobera de extrusión el material se espuma y se solidifica para forma una espuma. La solidificación se acelera, por un lado, por el enfriamiento que es generado por la evaporización del agente expansor, y por otro lado, porque el efecto reblandecedor del agente expansor disminuye en correspondencia con su evaporación. Este procedimiento es conocido desde hace mucho tiempo y se describe, por ejemplo, en las solicitudes de patente DE-A 42 07 057, EP-A 0 296 408 y EP-A 0 373 402.

La DE-A 42 07 057 describe plásticos aromáticos de elevados puntos de fusión, que contienen compuestos aromáticos combinados por átomos de oxígeno éter y grupos de carbonilo, sulfon o imida. Estos plásticos se espuman por extrusión en un procedimiento de gasificación directa, utilizando un agente expansor alifático que contiene oxígeno. Para ello el plástico se funde y la fundición se mezcla bajo presión, por encima de la temperatura de transición vítrea del plástico puro, con un agente expansor. La mezcla se enfría manteniendo la presión hasta llegar a una temperatura inferior a la de fundición del plástico puro, pero en la que aún se encuentra fundido. A continuación la mezcla enfriada se espuma por distensión. Las espumas resultantes de este procedimiento presentan una estructura de células cerradas.

La EP-A 0 296 408 describe un procedimiento para la fabricación de un producto extruido y espumado, que abarca sólo una resina termoplástica técnica o en combinación con un polímero alquenil aromático y un agente expansor, con lo que el agente expansor es esencialmente insoluble en la resina a temperatura ambiente pero que se disuelve en la fundición en la extrusora. El producto espumado también es fabricado por el procedimiento de gasificación directa. La espuma conforme a la EP-A 0 296 408 presenta una estructura de células cerradas.

La EP-A 0 373 402 hace referencia a espumas elásticas de composiciones termoplásticas de polieteremida y resina, que se encuentran provistas de agentes expansores disueltos en base a hidrocarburos y que contienen oxígeno. Estas espumas también son fabricadas por el procedimiento de gasificación directa y presentan una estructura de células cerradas.

Sin embargo, en muchas aplicaciones de espumas es ventajoso que la estructura de las espumas sea de células abiertas. Esto es especialmente ventajoso, cuando las espumas respectivas se utilizan para la absorción del sonido.

Las espumas para la absorción del sonido se utilizan, por ejemplo, en los compartimentos de motores de vehículos. En ese caso se necesitan espumas resistentes a las altas temperaturas para la absorción del sonido, ya que normalmente en los compartimentos de motores existen altas temperaturas. Las espumas utilizadas hasta el momento en estas áreas son exclusivamente materiales sintéticos duroplásticos. Bajo materiales sintéticos duroplásticos se entienden plásticos endurecidos fabricados en base a resinas que se pueden endurecer, que sólo se modifican mínimamente en el caso de cambios de temperatura. Los duroplásticos son materiales alto polímero reticulados en malla estrecha, hasta la temperatura de descomposición, que en el caso de bajas temperaturas son elásticos como el acero y aún con altas temperaturas no fluyen de manera viscosa, sino que se compartan de manera elástica, y con muy poca deformabilidad entre 50ºC o una temperatura más alta o la temperatura de descomposición.

La desventaja en la utilización de duroplásticos consiste en que no se reciclan después de su utilización.

Por ello se desea poner a disposición una espuma en base a un material termoplástico que sea resistente a altas temperaturas y de células abiertas y que se puada reciclar después de su utilización.

Por ello, es tarea de la presente invención poner a disposición espumas que sean muy adecuadas para la absorción del sonido, resistentes a altas temperaturas y reciclables.

La tarea es resuelta por una espuma en base a un material termoplástico resistente a altas temperaturas, seleccionado del grupo compuesto por polieterimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polietercetonas, polieteretercetonas, poliéter cetona cetonas, polietersulfonamidas y sus mezclas.

El material termoplástico resistente a altas temperaturas conforme a la invención se encuentra caracterizado entonces, porque la espuma presenta una estructura de células abiertas, con lo que la espuma presenta una abertura de las células de al menos un 75%, preferentemente al menos de un 85%, de manera especialmente preferida de al menos un 90%.

Como materiales termoplásticos se denominan, conforme a la invención, los plásticos, que en la temperatura de uso son materiales blandos o duros y que por encima de las temperaturas de uso poseen una zona de transición hacia la fundición. Los materiales termoplásticos se diferencian de los duroplásticos porque se pueden reciclar sin problema.

Bajo plásticos resistentes a altas temperaturas se entienden, en el sentido de la presente invención, plásticos que son adecuados para la implementación con altas temperaturas, especialmente temperaturas en general superiores a 150ºC, preferentemente por encima de los 180ºC, de manera especialmente preferida por encima de 200ºC.

Las espumas conforme a la invención se caracterizan por una excelente absorción del sonido, incluso con altas temperaturas.

Las espumas conforme a la presente invención son sistemas bifásicos de materiales termoplásticos y gases resistentes a altas temperaturas, que se encuentran distribuidos de manera celular en forma de numerosas burbujas en la matriz del polímero. En las espumas conforme a la invención, las células de gas se encuentran unidas entre si, de manera que se trata de una espuma de células abiertas.

La espuma presenta en general un tamaño de célula de entre 50 y 2000 \mum, preferentemente de entre 100 y
1000 \mum, preferido especialmente de entre 100 y 800 \mum. Además, la espuma conforme a la invención presenta en general una densidad de entre 20 y 200 g/l, preferentemente de entre 20 y 150 g/l, preferida especialmente de entre 30 y 100 g/l. Para ello la densidad se determina conforme a DIN 53420 y el tamaño de las células, midiendo las células bajo un microscopio.

La espuma conforme a la invención presenta una abertura de las células de al menos un 75%, preferentemente de al menos un 85%, de manera especialmente preferida de al menos un 90%. La abertura de las células de determina conforme a DIN ISO 4590.

Esta espuma conforme a la invención se encuentra compuesto por un plástico seleccionado del grupo compuesto por polieterimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polietercetonas, polieteretercetonas, poliéter cetona cetonas, polietersulfonamidas y sus mezclas. En una forma de ejecución especial el plástico es seleccionado del grupo compuesto por polieterimidas, polietersulfonas y polisulfonas. En otra forma de ejecución preferida el material termoplástico resistente a las altas temperaturas presenta unidades aromáticas, especialmente grupos fenilenos. Estas unidades aromáticas en general se encuentran unidas por grupos cetona, sulfon o imida. En una forma de ejecución muy preferida se trata de polieterimidas, poiletersulfonas o polisulfonas con unidades aromáticas. Un ejemplo de un plástico preferido es la polietersulfona 30 10 E (BASF)

El plástico a partir del que se forman las espumas conforme a la invención presenta en general una temperatura de transición vítrea de por encima de los 170ºC, preferentemente por encima de los 180ºC, de manera especialmente preferida por encima de los 200ºC.

En una forma de ejecución preferida de la presente invención el plástico del que se encuentra compuesto la espuma conforme a la invención se puede extrudir recién por encima de los 280ºC, preferentemente recién por encima de los 300ºC, de manera especialmente preferida recién por encima de los 320ºC.

Los plásticos que presentan las propiedades antes mencionadas se denominan usualmente como materiales de construcción resistentes a altas temperaturas y a la deformación (high performance plastics).

La espuma conforme a la invención eventualmente puede contener de manera adicional medios de nucleación. Los medios de nucleación sirven, en general, para el control de la cantidad de células de la espuma. De esta manera provocan la generación de una gran cantidad de poros al comienzo del proceso de espumado y contribuyen a la obtención de una estructura porosa fina y pareja. Una gran cantidad de aditivos pueden servir como medios de nucleación, por ejemplo pequeñas cantidades (por ejemplo 0,2 hasta 2% del peso, referido al plástico) de sólidos de partículas finas, que no se pueden fundir bajo las condiciones del procedimiento, como el gel de sílice. Además, en las espumas conforme a la invención pueden estar contenidos eventualmente aditivos que sirven para el mejoramiento de la resistencia al fuego (productos ignifugantes), por ejemplo borato de cinc, u otros productos auxiliares.

Otro objeto de la presente invención consiste en un procedimiento para la fabricación de una espuma de células abiertas a través de la fundición de un material termoplástico o de una mezcla que contenga un material termoplástico, con lo que se obtiene una fundición, mezcla bajo presión de la fundición con al menos un agente expansor y espumado de la fundición que contiene el agente expansor por prensado en atmósfera libre, caracterizado porque el espumado se realiza a una temperatura de la fundición que es entre 2 hasta 20ºC, preferentemente entre 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 10ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas (variante A); o caracterizado porque el material espumoso contiene un sólido en forma de polvo, que actúa como abridor de células y que el espumado se realiza a una temperatura de la fundición que es entre 2 hasta 12ºC, preferentemente entre 2 hasta 10ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 8ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas (variante B); o caracterizado porque el material espumoso contiene un polímero extraño que actúa como abridor de células y que posibilita la fabricación de la espuma de células abiertas con temperaturas de espumado en las que de lo contrario se produciría una espuma de células cerradas (variante C).

También es posible fabricar espumas de células abiertas a través de la combinación de los procedimientos antes mencionados, por ejemplo el espumado se puede realizar con una temperatura de fundición que se encuentra entre 2 hasta 20ºC, preferentemente 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 10ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas, con lo que a la fundición se agrega al menos un sólido en forma de polvo y/o al menos un polímero extraño. También es posible realizar el procedimiento con temperaturas en las que normalmente se forma una espuma de células cerradas y agregar a la fundición al menos un sólido en forma de polvo y/o al menos un polímero extraño. Preferentemente las espumas conforme a la invención se fabrican por agregado de un sólido en forma de polvo y/o al menos un polímero extraño. Por ello en general se prefiere especialmente una combinación de la variante B y C.

Con ello, conforme a la invención, se prevé la utilización de un material termoplástico resistente a altas temperaturas en un procedimiento de gasificación directa del estado actual de la técnica, con lo que aumentando la temperatura y/o también por el agregado de un sólido en forma de polvo y/o por el agregado de un polímero extraño se genera una estructura de células abiertas de la espuma resultante.

El procedimiento conforme a la invención de acuerdo a la variante A-C se realiza generalmente en una extrusora.

A través de los procedimientos mencionados o la combinación de los procedimientos mencionados se pueden obtener las espumas de células abiertas conforme a la invención.

Variante A

Para generar una estructura de células abiertas de la espuma obtenida por el procedimiento conforme a la invención, la temperatura de la fundición durante el espumado debe ser entre 2 hasta 20ºC, preferentemente 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida 2 hasta 10ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas.

Conforme a la presente invención se determinó, que la abertura de las células aumente con la temperatura en una estrecha ventana de temperatura. Sin embargo, si la temperatura supera un determinado valor la espuma se vuelve a hundir. Una espuma de células abiertas se obtiene, conforme a la invención, sólo si la temperatura se encuentra en este rango tan estrecho de temperatura entre 2 hasta 20ºC, preferentemente entre 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 10ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas.

Si en el procedimiento conforme a la invención se utiliza como plástico el polietersulfon 3010 E de la empresa BASF, entonces la temperatura en el espumado es de 252 hasta 270ºC, preferentemente de 252 hasta 262ºC, de manera especialmente preferida de 252 hasta 260ºC.

Variante B

De manera alternativa, para generar la estructura de células abiertas se puede introducir en el alimentador de una extrusora un sólido en forma de polvo junto con un material termoplástico o una mezcla que contenga el material termoplástico. La temperatura de la fundición se encuentra entonces entre 2 hasta 12ºC, preferentemente entre 2 hasta 10ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 8ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas. Agregando un sólido en forma de polvo se disminuye en general la temperatura requerida para formar una espuma de células abiertas sin el agregado de un sólido en forma de polvo (variante A).

El sólido en forma de polvo preferentemente es seleccionado del grupo compuesto por grafito, grafito con talco y grafito con otros materiales de relleno. Se prefiere especialmente el grafito. En ese caso, el sólido en forma de polvo se utiliza en general en una cantidad de entre un 0,1 hasta 5,0% del peso, preferentemente un 0,2 hasta 4% del peso, de manera especialmente preferida un 0,5 hasta 4,0% del peso, referido en cada caso a la masa del polímero. Bajo masa del polímero se entiende la masa de material termoplástico o de la mezcla que contiene el material termoplástico, y la masa de sólido en forma de polvo.

En el caso de la utilización de grafito con talco como sólido en forma de polvo, la cantidad de sólido en una forma de ejecución especialmente preferida es de un 0,1 hasta 2% del peso, preferentemente un 0,5 hasta 2,0% del peso, referido en cada caso a la masa del polímero.

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Variante C

De manera alternativa, para generar la estructura de células abiertas de la espuma se puede introducir un polímero extraño junto con un material termoplástico o una mezcla que contenga el material termoplástico en el alimentador de una extrusora. El polímero extraño y el plástico a espumar se fusionan juntos. Con ello, el polímero extraño se distribuye finamente en el plástico. En esta mezcla se inyecta el agente expansor, se enfría la fundición de polímero y después de abandonar la tobera se espuma. La cantidad de polímero extraño asciende de manera ventajosa a un 0,1 hasta 20% del peso, preferentemente a un 0,2 hasta 10% del peso, de manera especialmente preferida a un 0,2 hasta 5,0% del peso, referido en cada caso a la masa del polímero. Bajo masa del polímero se entiende la masa de material termoplástico o de la mezcla que contiene el material termoplástico, y la masa de polímero extraño.

En el caso del polímero extraño puede tratarse también de un material termoplástico cualquiera, que no se pueda mezclar con el propio material matriz. Ejemplos de polímeros extraños adecuados son polietileno con baja densidad y estructura lineal (LLDPE) o polipropileno (PP).

Para la fabricación de las espumas de células abiertas conforme a la invención se pueden combinar a voluntad dos o tres de las medidas antes descrita (variante A-C). Con la variación de las condiciones de espumado y con la variación de la receta del agente expansor también se pueden variar la abertura de las células y la densidad de las espumas contenidas en el procedimiento conforme a la invención.

Como las espumas fabricadas con una temperatura de espumado aumentada son relativamente blandas y requieren de un tiempo de enfriamiento más prolongado se prefiere que las espumas de células abiertas sean fabricadas con bajas temperaturas, preferentemente con temperaturas esencialmente iguales a las utilizadas para fabricar usualmente una espuma de células cerradas. Esto es posible con la variante B y/o C.

En el procedimiento conforme a la invención la formación de la espuma se realiza a través de la fundición de un material termoplástico o de una mezcla que contenga un material termoplástico, con lo que se obtiene una fundición, mezcla bajo presión de la fundición, con al menos un agente expansor y espumado de la fundición que contiene el agente expansor por prensado en atmósfera libre (procedimiento de gasificación directa). Durante la distensión el agente expansor se evapora y con la con desaparición del calor de evaporación provoca un enfriamiento rápido de la fundición. A mismo tiempo aumenta la temperatura de solidificación, ya que el efecto reblandecedor del agente expansor se pierde en correspondencia con su evaporación. Ambos efectos se suman a una rápida solidificación de la espuma después de comenzar la expansión.

En el procedimiento conforme a la invención se utilizan preferentemente agentes expansores, que son seleccionados del grupo compuesto por gases inertes, como por ejemplo CO2, nitrógeno, argón; hidrocarburos, como por ejemplo propano, butano, pentano, hexano; alcoholes alifáticos, como por ejemplo metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol; cetonas alifáticas, como por ejemplo acetona, metiletilcetona; ésteres alifáticos, como por ejemplo acetato metílico y etílico; agentes expansores químicos; hidrocarburos fluorados, como por ejemplo 1,1,1,2-tetrafluoretano (HFKW 134a) y difluoretano (HFKW 152a); y mezclas de los agentes expansores antes mencionados.

Estos agentes expansores se utilizan eventualmente en combinación con agua.

Una ventaja en el caso de la utilización de mezclas de agua y agente expansor es que los líquidos fácilmente inflamables sólo se utilizan en pequeñas cantidades en las altas temperaturas de el espumado y con ello se disminuye el riesgo de seguridad.

De acuerdo a la densidad deseada de la espuma el agente expansor se utiliza en cantidades diferentes. En una forma de ejecución preferida de la presente invención, el agente expansor se utiliza en una cantidad de entre un 0,5 hasta 15% del peso, preferentemente un 1 hasta 12% del peso, de manera especialmente preferida un 3 hasta 10% del peso, referido en cada caso a la masa total del polímero. Bajo masa total del polímero se entiende la masa de material termoplástico o de la mezcla que contiene el material termoplástico, y eventualmente la masa del polímero extraño y eventualmente la masa del sólido en forma de polvo.

El procedimiento conforme a la invención se puede realizar eventualmente utilizando medios de nucleación y otros aditivos. En las ejecuciones correspondientes de la descripción de la espuma conforme a la invención se hace referencia al respecto.

A continuación se describe una forma de ejecución preferida del procedimiento conforme a la invención:

En una forma de ejecución preferida de la presente invención el plástico a espumar se conduce a una extrusora en forma de granulado, eventualmente con un medio de nucleación en forma de polvo, eventualmente con al menos un sólido en forma de polvo (variante B) y/o eventualmente al menos un polímero extraño (variante C), por ejemplo a una extrusora monohusillo o de husillo doble.

El procedimiento conforme a la presente invención se puede realizar en una instalación, que se componga de dos extrusoras. En la primera extrusora se funde primero el plástico, eventualmente con un medio de nucleación, eventualmente con al menos un sólido y/o eventualmente con al menos un polímero extraño a una temperatura por encima de su temperatura vítrea, con lo que se obtiene una fundición del plástico, luego se inyecta, bajo presión, el agente expansor a la fundición y se la mezcla de manera homogénea con la misma, con lo que disminuye la temperatura vítrea de la mezcla. En una segunda extrusora se enfría la mezcla hasta alcanzar una temperatura en la que a viscosidad de la fundición aún es lo suficientemente alta como para formar una espuma de células abiertas. El procedimiento también se puede realizar en una instalación que se componga de una extrusora. En ese caso, todos los pasos de procedimiento arriba descritos se realizan en una extrusora.

La espuma de células abiertas conforme a la invención se adecua de manera excepcional para la absorción del sonido. Otro objeto de la presente invención es con ello la utilización de la espuma conforme a la invención para la absorción del sonido y para la fabricación de materiales para la absorción del sonido.

El procedimiento conforme a la invención se utiliza en general para fabricar cuerpos de moldeo, preferentemente placas, a partir de la espuma de células abiertas. A tal efecto, la fundición del plástico por lo general se espuma por prensado a atmósfera libre desde una boquilla de ranura ancha y en un dispositivo de calibración se moldean
placas.

Los cuerpos de moldeo del plástico conforme a la invención se adecuan de manera excepcional para la absorción del sonido.

En las placas, que de manera preferida se fabrican con la espuma conforme a la invención, las capas externas son en general más compactas que las áreas en el interior. Debido a esta mayor abertura de las células, las capas en el interior de la espuma absorben el sonido notablemente mejor que las capas exteriores de las placas. Por ello, en una forma de ejecución especial de la presente invención se fabrican placas de la espuma de células abiertas conforme a la invención mediante el procedimiento conforme a la invención arriba descrito, luego esas placas son cortadas al medio y las superficies cortadas (antes en el interior) son utilizadas para la absorción del sonido. Naturalmente también es posible unir las dos mitades de una placa obtenidas de esta manera, de forma que la piel (antes capas exteriores) se encuentre en el centro y de esta manera se genere nuevamente una placa con dos superficies efectivas para la absorción del sonido. Además, naturalmente también es posible retirar las dos capas exteriores de la placa y de esta manera obtener directamente una placa con dos superficies absorbentes del sonido más efectivas.

Con ello, otro objeto de la presente solicitud es un procedimiento para la fabricación de placas de espuma para la implementación de absorción del sonido, caracterizado porque se fabrican placas de una espuma mediante un procedimiento conforme a la invención arriba descrito, especialmente por espumado de la fundición por prensado en atmósfera libre desde una boquilla de ranura ancha y conformación en un dispositivo de calibración, con lo que resultan placas con superficies exteriores anchas y estrechas y se dividen las placas resultantes de manera paralela a sus superficies anchas, con lo que se generan dos piezas de las placas con una nueva superficie interior ancha cada una, con lo que las superficies anchas que antes eran las exteriores se adhieren entre si, de manera que las nuevas superficies anchas interiores se encuentran afuera.

La división de las placas de espuma fabricada según el procedimiento conforme a la invención se realiza de la manera conocida por el especialista, por ejemplo por aserrado o corte.

A través del procedimiento arriba descrito se fabrican en general placas de espuma en las que el espesor de las superficies anchas generalmente es 1,5, preferentemente al menos el doble, de manera especialmente preferida al menos 2,5 veces mayor que el espesor de la superficie estrecha.

En el procedimiento conforme a la invención las placas de espuma preferentemente se cortan por el centro, en paralelo a sus superficies anchas.

El adhesivo utilizado en el procedimiento conforme a la invención para adherir las piezas de las placas en un adhesivo usual en el área de las espumas.

Además, la presente invención hace referencia a un procedimiento para la influencia de la abertura de las células y de la densidad de las espumas. Para ello se influencian la abertura de las células y el espesor de las espumas resultantes a través de la variación de la receta del agente expansor. En este procedimiento conforme a la invención la temperatura de fusión en el espumado es entre 2 hasta 20ºC, preferentemente 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 10ºC más alta que las temperaturas en las que se forma una espuma de células cerradas.

La presente invención muestra una serie de ventajas frente al estado actual de la técnica:

A través del procedimiento conforme a la invención se puede acceder por primera vez a espumas de células abiertas compuestas por materiales termoplásticos resistentes a altas temperaturas. Estas espumas de células abiertas presentan la ventaja, de que se adecuan de manera excepcional para la utilización como material de absorción del sonido. De esta manera estas espumas en base a materiales termoplásticos resistentes a altas temperaturas pueden reemplazar a los duroplásticos que hasta el momento se utilizan como material de absorción del sonido. Los duroplásticos presentan la desventaja, que no se pueden reciclar después de su uso. En cambio, las espumas utilizadas conforme a la invención, realizadas en base materiales termoplásticos resistentes a altas temperaturas pueden ser recicladas después de su
uso.

Otros diseños, modificaciones y variaciones, así como ventajas de la presente invención pueden ser reconocidas y realizadas sin más por el especialista al leer la descripción, sin que para ello se salga del marco de la presente invención.

La presente invención se representa en base a los presentes ejemplos de ejecución, que sin embargo no limitan de ninguna manera a la invención.

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Ejemplos de ejecución

Las muestras de espuma se extrusionan en una instalación en tándem. Esta se compone de una extrusora de fusión y una extrusora de refrigeración.

El plástico de elevado punto de fusión se conduce a la primera extrusora. El plástico es fundido y el agente expansor o la mezcla de los agentes expansores se inyecta y luego se mezcla en la fundición. La fundición que contiene el agente expansor se enfría luego en la segunda extrusora hasta alcanzar la temperatura necesaria para el espumado. Para ello la temperatura se selecciona de tal manera, que se genera una espuma de células abiertas. Después de salir de una boquilla de ranura ancha la fusión se espuma y luego, en un dispositivo de calibración, se le da forma de placas.

En el caso del plástico de elevado punto de fusión se trata de polietersulfon 3010E de la empresa BASF.

La abertura de las células se midió conforme a DIN ISO 4590. El espesor se determinó conforme a DIN 53420.

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Ejemplo 1

1

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La abertura de las células aumenta con la temperatura en una ventana de temperatura estrecha. Pero si la temperatura supera un determinado valor la espuma se vuelve a hundir.

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Ejemplo 2

En el caso del grafito se trata de UF 2 96/97 de la empresa Kropfmühl AG.

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2

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Ejemplo 3

En el caso de la PA se trató de Ultramid B3K (poliamida 6) de la empresa BASF, en el caso del LLDPE de Lupolen 18 KFA de la empresa Basell y en el caso del PP de Novolen 3200 MC de la empresa Basell.

3

todos los ensayos con un 0,5% de talco.

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Ejemplo 4

Las placas fabricadas en el ejemplo 3 se cortaron por el medio y se midió la absorción del sonido conforme a DIN 52215 en las placas rugosas por el corte.

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La siguiente tabla muestra los valores de absorción del sonido medidos:

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4

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La siguiente tabla, en cambio, detalla la absorción del sonido de la placa no conforme a la invención del ejemplo 1, ensayo 1:

5

Claims

1. Espuma en base a un material termoplástico resistente a altas temperaturas, seleccionado del grupo compuesto por polieterimidas, polietersulfonas, polisulfonas, polietercetonas, polieteretercetonas, poliéter cetona cetonas, polietersulfonamidas y sus mezclas, caracterizada porque la espuma presenta una estructura de células abiertas, con lo que la espuma presenta una abertura de las células de al menos un 75%, preferentemente al menos de un 85%, de manera especialmente preferida de al menos un 90%.

2. Espuma conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque la espuma presenta un tamaño de células de entre 50 y 2000 \mum, preferentemente de entre 100 y 1000 \mum, de manera especialmente preferida de entre 100 y 800 \mum, y/o la espuma presenta una densidad de entre 20 y 200 g/l, preferentemente de entre 20 y 150 g/l, de manera especialmente preferida de entre 30 y 100 g/l.

3. Espuma conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el plástico presenta una temperatura de transición vítrea por encima de los 170ºC, preferentemente por encima de los 180ºC, de manera especialmente preferida por encima de los 200ºC y/o en el caso de temperaturas por encima de los 280ºC, preferentemente por encima de los 300ºC, de manera especialmente preferida por encima de los 320ºC se puede extrudir termoplásticamente.

4. Procedimiento para la fabricación de una espuma de células abiertas conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3 a través de la fundición de un material termoplástico o de una mezcla que contenga un material termoplástico, con lo que se obtiene una fundición, mezcla bajo presión de la fundición con al menos un agente expansor y espumado de la fundición que contiene el agente expansor por prensado en atmósfera libre, caracterizado porque el espumado se realiza a una temperatura de fundición que es entre 2 hasta 20ºC, preferentemente 2 hasta 12ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 10ºC más alta que la temperatura en las que se forma una espuma de células cerradas; o caracterizado porque el material espumoso contiene un sólido en forma de polvo, que actúa como abridor de células y que el espumado se realiza a una temperatura de la fundición que es entre 2 hasta 12ºC, preferentemente entre 2 hasta 10ºC, de manera especialmente preferida entre 2 hasta 8ºC más alta que la temperatura en la que se forma una espuma de células cerradas; o caracterizado porque el material espumoso contiene un polímero extraño que actúa como abridor de células y que posibilita la fabricación de la espuma de células abiertas con temperaturas de espumado en las que de lo contrario se produciría una espuma de células cerradas.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque se utiliza un sólido en forma de polvo seleccionado del grupo compuesto por grafito, grafito con talco y grafito con otros materiales de relleno, y/o el sólido en forma de polvo se utiliza en una cantidad de entre un 0,1 hasta 5,0% del peso, preferentemente un 0,2 hasta 4,0% del peso, de manera especialmente preferida un 0,5 hasta 4,0% del peso, referido en cada caso a la masa del polímero.

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque en un polímero extraño se utiliza en una cantidad de entre un 0,1 hasta 20% del peso, preferentemente a un 0,2 hasta 10% del peso, de manera especialmente preferida a un 0,2 hasta 5,0% del peso, referido en cada caso a la masa total del polímero.

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque se utiliza un agente expansor seleccionado del grupo compuesto por gases inertes, hidrocarburos, alcoholes alifáticos, cetonas alifáticas, ésteres alifáticos, hidrocarburos fluorados, agentes expansores químicos y sus mezclas, con lo que estos agentes expansores eventualmente se utilizan en combinación con agua.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el agente expansor se utiliza en una cantidad de entre un 0,5 hasta 15% del peso, preferentemente un 1 hasta 12% del peso, de manera especialmente preferida un 3 hasta 10% del peso, referido en cada caso a la masa total del polímero.

9. Utilización de una espuma conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3 para la absorción del sonido y/o para la fabricación de materiales para la absorción del sonido.

10. Cuerpos de moldeo, especialmente placas que contienen una espuma de células abiertas conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3.

11. Procedimiento para la fabricación de placas de espuma para implementación para la absorción del sonido, caracterizado porque se fabrican placas de una espuma mediante un procedimiento conforme a las reivindicaciones 4 a 8, especialmente por espumado de la fundición por prensado en atmósfera libre desde una boquilla de ranura ancha y conformación en un dispositivo de calibración, con lo que resultan placas con superficies exteriores anchas y estrechas y división de las placas resultantes paralelas a sus superficies anchas, con lo que se generan dos piezas de las placas con una nueva superficie interior ancha respectivamente, con lo que las superficies anchas que antes eran las exteriores se adhieren entre si, de manera que las nuevas superficies anchas interiores se encuentran afuera.