ES2322505T3

ES2322505T3 - Procedimiento para la obtencion de placas de material espumado.

Info

Publication number: ES2322505T3
Application number: ES06792751T
Authority: ES
Inventors: Markus Allmendinger; Klaus Hahn; Bernhard Schmied; Michael Riethues; Edith Antonatus
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2009-06-22
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2009506149A; RU2417238C9; RU2417238C2; WO2007023089A1; EP1919988B2; SI1919988T1; US20080224357A1; DK1919988T3; AR057089A1; PL1919988T5; CA2622611A1; JP5203944B2; PL1919988T3; EP1919988A1; KR20080049752A; AU2006283919B2; ATE427334T1; AU2006283919A1; EP1919988B1; DE502006003342D1

Abstract

Procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado, cuyas etapas comprenden a) la espumación previa de polímeros de estireno expandibles para dar partículas de material espumado, b) el recubrimiento de las partículas de material espumado con una solución polímera o con una dispersión polímera acuosa, c) la carga de las partículas de material espumado recubiertas en un molde y la sinterización bajo presión, en ausencia de vapor de agua.

Description

Procedimiento para la obtención de placas de material espumado.

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado constituidos por partículas de espuma sometidas a una espumación previa, que presentan un recubrimiento polímero, así como a los cuerpos moldeados de material espumado fabricados a partir de las mismas y a su empleo.

De manera usual, los materiales espumados en forma de partículas se obtienen por medio de la sinterización de partículas de material espumado, que están constituidas, por ejemplo, por partículas de poliestireno expandibles, sometidas a una espumación previa (EPS) o constituidas por partículas de polipropileno expandidas (EPP), en moldes cerrados por medio de vapor de agua. Con objeto de que las partículas de espuma puedan sufrir una expansión ulterior y puedan soldarse perfectamente entre sí, para dar los cuerpos moldeados de material espumado, deben contener, por regla general, además pequeñas cantidades residuales de agentes propulsores. Por lo tanto, las partículas de material espumado no deben ser almacenadas durante mucho tiempo después de que se lleve a cabo la espumación previa. De la misma manera, únicamente pueden aportarse pequeñas cantidades para la obtención de nuevos cuerpos moldeados de material espumado como consecuencia de la ausencia de la capacidad de expansión ulterior de los productos reciclados desmenuzados de material espumado procedentes de materiales espumados en forma de partículas, que ya no son susceptibles de ser empleados.

La publicación WO 00/050500 describe materiales espumados, protegidos contra la llama, constituidos por partículas de poliestireno sometidas a una espumación previa, que se mezclan junto con una solución acuosa de silicato sódico y con un látex de un copolímero de acetato de vinilo de elevado peso molecular, se cuelan en un molde y se secan al aire con aplicación de vibraciones. En este caso, únicamente se forma un producto a granel, suelto, constituido por partículas de poliestireno, que están unidas entre sí en un reducido número de puntos y que, por lo tanto, únicamente presentan resistencias mecánicas insuficientes.

La publicación WO 2005/105404 describe un procedimiento con ahorro de energía para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado, según el cual se recubren las partículas de material espumado, sometidas a una espumación previa, con una solución de resina, que presenta una temperatura de reblandecimiento menor que la del polímero expandible. A continuación se sueldan las partículas de espuma recubiertas en un molde, por medio de la aplicación de presión externa o por medio de la expansión ulterior de las partículas de espuma, como es usual, con vapor de agua caliente. En este caso, pueden ser arrastrados por lavado los componentes solubles en agua del recubrimiento. Como consecuencia de las elevadas temperaturas en los puntos de entrada y del enfriamiento del vapor de agua durante la condensación, puede perturbarse la soldadura de las partículas de espuma y puede fluctuar considerablemente la densidad a través de todo el cuerpo de material espumado. Por otra parte, puede quedar ocluido vapor de agua condensado en las oquedades, que quedan comprendidas entre las partículas de
espuma.

La tarea de la presente invención consistía, por lo tanto, en paliar los inconvenientes citados y en encontrar un procedimiento sencillo y con ahorro de energía para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado con una distribución más uniforme de la densidad y con buenas propiedades mecánicas.

Por lo tanto, se encontró un procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado, cuyas etapas comprenden

a): la espumación previa de polímeros de estireno expandibles para dar partículas de material espumado,

b): el recubrimiento de las partículas de material espumado con una solución polímera o con una dispersión polímera acuosa,

c): la carga de las partículas de material espumado recubiertas en un molde y la sinterización bajo presión, en ausencia de vapor de agua.

Como partículas de material espumado pueden ser empleadas poliolefinas expandidas, tales como el polietileno expandido (EPE) o el polipropileno expandido (EPP) o partículas sometidas a una espumación previa constituidas por polímeros de estireno expandibles, especialmente constituidas por poliestireno expandible (EPS). Las partículas de material espumado presentan, por regla general, un diámetro medio de las partículas situado en el intervalo comprendido entre 2 y 10 mm. La densidad a granel de las partículas de material espumado se sitúa, por regla general, entre 5 y 50 kg/m^{3}, de manera preferente entre 5 y 40 kg/m^{3} y, de manera especial, entre 8 y 16 kg/m^{3}, determinado según la norma DIN EN ISO 60.

Las partículas de material espumado, a base de polímeros de estireno, pueden ser obtenidas por medio de una espumación previa del EPS con aire caliente o con vapor de agua, en un dispositivo para llevar a cabo la espumación previa, hasta la densidad deseada. En este caso, pueden obtenerse densidades a granel finales situadas por debajo de 10 g/l por medio de una espumación previa única o múltiple, en un dispositivo para llevar a cabo la espumación previa a presión o en un dispositivo continuo.

Como consecuencia de su elevada capacidad de aislamiento térmico se utilizan, de forma especialmente preferente, polímeros de estireno expandibles, sometidos a una espumación previa, que contienen cuerpos sólidos atérmicos tales como el hollín, el aluminio o el grafito, de manera especial el grafito con un tamaño medio de las partículas en el intervalo correspondiente a un diámetro de las partículas comprendido entre 1 y 50 \mum, en cantidades comprendidas entre un 0,1 bis 10% en peso, de manera especial comprendidas entre un 2 y un 8% en peso, referido al EPS, y que se conocen, por ejemplo, por las publicaciones EP-B 981 574 y EP-B 981 575.

Las partículas de espuma polímeras pueden estar acabadas con agentes protectores contra la llama. Con esta finalidad, estas partículas pueden contener, por ejemplo, desde un 1 hasta un 6% en peso de un compuesto orgánico del bromo, tal como el hexabromociclodecano (HBCD) y, en caso dado, además desde un 0,1 hasta un 0,5% en peso de dicumilo o de un peróxido. Sin embargo, se emplean de manera preferente los agentes protectores contra la llama de manera exclusiva en el recubrimiento del polímero, de manera especial son empleados los agentes protectores contra la llama exentos de halógeno.

De igual forma, en el procedimiento, de conformidad con la invención, pueden ser empleadas partículas desmenuzadas de material espumado, que procedan de cuerpos moldeados de material espumado reciclados. Los productos reciclados, desmenuzados, de material espumado pueden ser empleados en una proporción de hasta un 100% o, por ejemplo, en proporciones comprendidas entre un 2 y un 90% en peso, de manera especial comprendidas entre un 5 y un 25% en peso, junto con artículos nuevos para la fabricación de cuerpos moldeados de material espumado, de conformidad con la invención, sin que se produzca un efecto negativo considerable sobre la resistencia ni sobre las propiedades mecánicas.

Por regla general, el recubrimiento está constituido por una película polímera, que presenta una o varias temperaturas de transición vítrea situadas en el intervalo comprendido entre -60º hasta +100ºC y en la que pueden estar incrustados en caso dado materiales de carga. De manera preferente, las temperaturas de transición vítrea de la película polímera se encuentran en el intervalo comprendido entre -30º y +80ºC, de manera especialmente preferente en el intervalo comprendido entre -10º y +60ºC. La temperatura de transición vítrea puede ser determinada con ayuda del análisis por calorimetría diferencial -Differential Scanning Calorimetrie- (DSC). El peso molecular de la película polímera, determinado por medio de una cromatografía de permeación de gel (GPC), se encuentra preferentemente por debajo de 400.000 g/mol.

Para el recubrimiento de las partículas de material espumado pueden ser empleados los procedimientos usuales, tales como la pulverización, la inmersión o la humectación de las partículas de espuma con una solución polímera o con una dispersión polímera, o por medio de un recubrimiento en tambor, de polímeros sólidos o de polímeros absorbidos sobre productos sólidos en mezcladores usuales, en dispositivos de pulverización, en dispositivos de inmersión o bien en aparatos de tambor.

Para el recubrimiento son adecuados, por ejemplo, los polímeros a base de monómeros tales como los monómeros vinilaromáticos, tales como el \alpha-metilestireno, el p-metilestireno, el etilestireno, el terc.-butilestireno, el vinilestireno, el viniltolueno, el 1,2-difeniletileno, el 1,1-difeniletileno, los alquenos, tales como el etileno o el propileno, los dienos, tales como el 1,3-butadieno, el 1,3-pentadieno, el 1,3-hexadieno, el 2,3-dimetilbutadieno, el isopreno, el piperileno o el isopreno, los ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados, tales como el ácido acrílico y el ácido metacrílico, sus ésteres, especialmente sus ésteres de alquilo, tales como los ésteres de alquilo con 1 hasta 10 átomos de carbono del ácido acrílico, de manera especial los ésteres de butilo, de manera preferente el acrilato de n-butilo, y los ésteres de alquilo con 1 hasta 10 átomos de carbono del ácido metacrílico, de manera especial el metacrilato de metilo (MMA), o las amidas de los ácidos carboxílicos, por ejemplo la amida del ácido acrílico y la amida del ácido
metacrílico.

Los polímeros pueden contener, en caso dado, desde un 1 hasta un 5% en peso de comonómeros, tales como el (met)acrilonitrilo, la (met)acrilamida, el ureido(met)acrilato, el (met)acrilato de 2-hidroxietilo, el (met)acrilato de 3-hidroxipropilo, el ácido acrilamidopropanosulfónico, la metilolacrilamida o la sal de sodio del ácido vinilsulfónico.

De manera preferente, los polímeros del recubrimiento están constituidos por uno o varios monómeros formados por el estireno, el butadieno, el ácido acrílico, el ácido metacrílico, los acrilatos de alquilo con 1 hasta 4 átomos de carbono, los metacrilatos de alquilo con 1 hasta 4 átomos de carbono, la amida del ácido acrílico, la amida del ácido metacrílico y la amida del ácido metilolacrílico.

Como agentes aglutinantes para el recubrimiento polímero son adecuadas, de manera especial, las resinas de acrilato, que, de manera preferente, son aplicadas en forma de dispersiones acuosas polímeras sobre las partículas de material espumado, en caso dado además con agentes aglutinantes hidráulicos a base de cemento, de cemento a la cal o a base de yeso. Las dispersiones polímeras adecuadas pueden ser obtenidas, por ejemplo, por medio de una polimerización en emulsión por medio de radicales de monómeros etilénicamente insaturados, tales como el estireno, los acrilatos o los metacrilatos, como se ha descrito en la publicación WO 00/50480.

Son especialmente preferentes los acrilatos puros o los estireno-acrilatos, que están constituidos a partir de monómeros formados por el estireno, el acrilato de n-butilo, el metacrilato de metilo (MMA), el ácido metacrílico, la acrilamida o la metilolacrilamida.

La obtención de la dispersión polímera se lleva a cabo en forma en sí conocida, por ejemplo por medio de una polimerización en emulsión, en suspensión o en dispersión, de manera preferente en fase acuosa. De la misma manera, el polímero puede ser obtenido por medio de una polimerización en solución o por medio de una polimerización en masa, en caso dado puede ser desmenuzado y a continuación se dispersan en agua las partículas polímeras de manera usual. En la polimerización se utilizan, de manera concomitante, los iniciadores, los emulsionantes o bien los agentes auxiliares para la suspensión, los reguladores o bien otros productos auxiliares, que son usuales para los respectivos procedimientos de polimerización; y se lleva a cabo la polimerización en continuo o en discontinuo a las temperaturas y a las presiones que son usuales para los respectivos procedimientos, en reactores usuales.

De igual modo, el recubrimiento polímero puede contener aditivos tales como materiales de carga inorgánicos, tales como pigmentos o agentes protectores contra la llama. La proporción de los aditivos depende de su tipo y del efecto deseado y para los materiales de carga inorgánicos está comprendida, por regla general, entre un 10 y un 99% en peso, de manera preferente entre un 20 y un 98% en peso, referido al recubrimiento polímero, que contiene aditivos.

De manera preferente, la mezcla de recubrimiento contiene substancias que enlazan el agua tales como, por ejemplo, el vidrio soluble. Esto conduce a una formación de la película mejorada o bien más rápida por parte de la dispersión polímera y, por lo tanto, a un endurecimiento más rápido de la pieza moldeada de material espumado.

De manera preferente, el recubrimiento polímero contiene agentes protectores contra la llama, tales como grafito expandido, boratos, especialmente boratos de cinc, compuestos de melamina o compuestos del fósforo o masas intumescentes, que se expanden, que se hinchan o que se espuman bajo la acción de elevadas temperaturas, por regla general por encima de 80 hasta 100ºC y, en este caso, forman una espuma aislante y resistente al calor, protegiendo a las partículas de material espumado, aislantes del calor, que están situadas por debajo, contra la acción del fuego y contra la acción del calor. La cantidad de los agentes protectores contra la llama o de las masas intumescentes se encuentra, por regla general, en el intervalo comprendido entre un 2 y un 99% en peso, de manera preferente entre un 5 y un 98% en peso, referido al recubrimiento polímero.

De igual modo, cuando se utilicen agentes protectores contra la llama en el recubrimiento polímero, es posible conseguir una protección suficiente contra los incendios, si se utilizan partículas de material espumado, que no contengan agentes protectores contra la llama, de manera especial que no contengan agentes protectores contra la llama halogenados, o bien son suficientes cantidades menores de agentes protectores contra la llama, puesto que el agente protector contra la llama en el recubrimiento polímero se encuentra concentrado sobre la superficie de las partículas de material espumado y forman una red estructural rígida frente a la acción del calor o del fuego.

De manera especialmente preferente, el recubrimiento polímero contiene a manera de aditivos, masas intumescentes, que contienen agua enlazada químicamente o que disocien agua a temperaturas situadas por encima de los 40ºC, tales como los silicatos de metales alcalinos, los hidróxidos metálicos, los hidratos de sales metálicas y los hidratos de óxidos metálicos.

Las partículas de espuma, dotadas con este recubrimiento, pueden ser transformadas para dar cuerpos moldeados de material espumado con una elevada resistencia contra los incendios, que presentan un comportamiento a los incendios de la clase B según la norma DIN 4102.

Los hidróxidos metálicos adecuados son, de manera especial, aquellos de los grupos 2 (metales alcalinotérreos) y 13 (grupo del boro) del Sistema Periódico de los Elementos. Son preferentes el hidróxido de magnesio y el hidróxido de aluminio. Este último es especialmente preferente.

Como hidratos de sales metálicas son adecuadas, ante todo, las sales metálicas, en cuya estructura cristalina esté incorporada agua de cristalización. De manera análoga, son adecuados los hidratos de los óxidos metálicos de todos los óxidos metálicos que contengan agua de cristalización incorporada en la estructura cristalina. En este caso, el número de moléculas de agua de cristalización por unidad formal puede ser el máximo posible o puede encontrarse por debajo de este valor, por ejemplo el pentahidrato, el trihidrato o el monohidrato de sulfato de cobre. Además del agua de cristalización, los hidratos de las sales metálicas o bien los hidratos de los óxidos metálicos pueden contener, así mismo, agua de constitución.

Los hidratos de las sales metálicas preferentes son los hidratos de los halogenuros metálicos (especialmente los cloruros), los sulfatos, los carbonatos, los fosfatos, los nitratos o los boratos. De manera ejemplificativa, son adecuados el decahidrato de sulfato de magnesio, el decahidrato de sulfato de sodio, el pentahidrato de sulfato de cobre, el heptahidrato de sulfato de níquel, el hexahidrato de cloruro de cobalto(II), el hexahidrato de cloruro de cromo(III), el decahidrato de carbonato de sodio, el hexahidrato de cloruro de magnesio y los hidratos de borato de estaño. Son especialmente preferentes el decahidrato de sulfato de magnesio y los hidratos de borato de estaño.

De la misma manera, entran en consideración, como hidratos de sales metálicas, las sales dobles o bien los alumbres, por ejemplo aquellos de la fórmula general: M^{I}M^{III}(SO_{4})_{2} \cdot 12 H_{2}O. De manera ejemplificativa, pueden estar presentes como M^{I} los iones de potasio, de sodio, de rubidio, de cesio, de amonio, de talio o de aluminio. Como M^{III} actúan, por ejemplo, el aluminio, el galio, el indio, el escandio, el titanio, el vanadio, el cromo, el manganeso, el hierro, el cobalto, el rodio o el iridio.

Como hidratos de óxidos metálicos son adecuados, por ejemplo, el hidrato de óxido de aluminio y, de manera preferente, el hidrato de óxido de cinc o el hidrato de trióxido de boro.

Un recubrimiento polímero preferente puede ser obtenido mezclándose

desde 40 hasta 80, de manera preferente desde 50 hasta 70 partes en peso de una solución de vidrio soluble con un contenido en agua comprendido entre un 40 y un 90, de manera preferente entre un 50 y un 70% en peso,

desde 20 hasta 60, de manera preferente desde 30 hasta 50 partes en peso de un polvo de vidrio soluble con un contenido en agua comprendido entre 0 y un 30, de manera preferente entre un 1 y un 25% en peso, y

desde 5 hasta 40, de manera preferente desde 10 hasta 30 partes en peso de una dispersión polímera con un contenido en materia sólida comprendido entre un 10 y un 60, de manera preferente entre un 20 y un 50% en peso,

o mezclándose

desde 20 hasta 95, de manera preferente desde 40 hasta 90 partes en peso de una suspensión de hidróxido de aluminio con un contenido en hidróxido de aluminio comprendido entre un 10 y un 90, de manera preferente entre un 20 y un 70% en peso,

desde 5 hasta 40, de manera preferente desde 10 hasta 30 partes en peso de una dispersión polímera con un contenido en materia sólida comprendido entre un 10 y un 60, de manera preferente entre un 20 y un 50% en peso.

En el procedimiento, de conformidad con la invención, puede generarse la presión, por ejemplo, por medio de una disminución del volumen del molde con ayuda de un punzón móvil. Por regla general, se ajusta en este caso una presión situada en el intervalo comprendido entre 0,5 y 30 kg/cm^{2}. La mezcla constituida por las partículas de material espumado, recubiertas, se carga con esta finalidad en el molde abierto. Tras el cierre del molde se prensan las partículas de espuma con el punzón, con lo que se desprende el aire contenido entre las partículas de material espumado y se reduce el volumen de las oquedades. Las partículas de material espumado se unen a través del recubrimiento polímero para formar el cuerpo moldeado de material espumado.

El útil de moldeo se proyecta de conformidad con la geometría deseada para el cuerpo de material espumado. El grado de carga depende, entre otras cosas, de la densidad deseada para la pieza moldeada ulterior. Para placas de material espumado puede utilizarse un molde sencillo en forma de caja. De manera especial, en el caso de geometrías más complicadas puede ser necesario compactar la carga a granel de las partículas cargadas en el molde y, de este modo, eliminar cavidades huecas no deseadas. La compactación puede llevarse a cabo, por ejemplo, por medio de una aplicación de trepidaciones al molde, con ayuda de movimientos de bamboleo o con ayuda de otras medidas adecuadas.

Para acelerar la aglutinación puede introducirse en el moldeo aire caliente a presión o el molde puede ser calentado. De conformidad con la invención, en el molde no se introduce vapor de agua, con el fin de que no sea arrastrado por lavado algún componente soluble en agua del recubrimiento polímero de las partículas de material espumado y con el fin de que no pueda formarse agua de condensación en las oquedades. Sin embargo, para la termostatación del molde pueden ser empleados medios caloportadores de cualquier tipo, tales como aceite o vapor. Con esta finalidad se termostatan el aire caliente o bien el molde, de manera conveniente, a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 20 y 120ºC, de manera preferente comprendida entre 30 y 90ºC.

De manera alternativa o adicional, puede llevarse a cabo la sinterización bajo irradiación de energía de microondas. En este caso, se utilizan, por regla general, microondas situadas en el intervalo de frecuencias comprendido entre 0,85 y 100 GHz, de manera preferente entre 0,9 y 10 GHz y tiempos de irradiación comprendidos entre 0,1 y 15
minutos.

Cuando se utiliza aire caliente, con temperaturas situadas en el intervalo comprendido entre 80 y 150ºC o en el caso de la irradiación con energía de microondas, se genera, de manera usual, una sobrepresión comprendida entre 0,1 y 1,5 bares de tal manera, que el procedimiento puede ser llevado a cabo incluso sin presión externa y sin reducción del volumen del molde. La presión interna, generada por medio de las microondas o de las elevadas temperaturas, permite que las partículas de material espumado se expandan fácilmente de manera adicional, pudiéndose soldar estas partículas, junto con el pegado a través del recubrimiento polímero, también por medio del reblandecimiento de las propias partículas de espuma. En este caso desaparecen las oquedades que están comprendidas entre las partículas de material espumado. En este caso, el molde puede ser calentado, también, con un medio caloportador, tal como se ha descrito precedentemente, con objeto de acelerar la aglutinación.

Para la fabricación en continuo de cuerpos moldeados de material espumado, de conformidad con la invención, son adecuadas también las instalaciones de doble banda como las que se utilizan para la fabricación de materiales espumados de poliuretano. De manera ejemplificativa, pueden aplicarse las partículas de material espumado, sometidas a una espumación previa y recubiertas, de manera continua, sobre la banda metálica inferior de entre dos bandas metálicas, que pueden presentar, en caso dado, una perforación, y se transforman con o sin compresión para dar placas de material espumado continuas por medio de las bandas metálicas confluentes. De conformidad con una realización del procedimiento, se reduce cada vez más el volumen comprendido entre las dos bandas, con lo cual el producto es comprimido entre las bandas y desaparecen las oquedades comprendidas entre las partículas de material espumado. Tras una zona de endurecimiento se obtiene una placa continua. De conformidad con una forma de realización, puede mantenerse constante el volumen comprendido entre las bandas y recorre una zona con aire caliente o con irradiación por microondas en la que se somete a las partículas del material espumado a un espumado final. También en este caso desaparecen las oquedades y se obtiene una placa continua. De la misma manera, es posible combinar ambas conducciones en continuo del procedimiento.

El espesor, la longitud y la anchura de las placas de material espumado pueden variar dentro de amplios límites y están limitados por medio de la magnitud y de la fuerza de cierre del útil. El espesor de las placas de material espumado está comprendido, de manera usual, entre 1 y 500 mm, de manera preferente está comprendido entre 10 y
300 mm.

La densidad de los cuerpos moldeados de material espumado está comprendida, de conformidad con la norma DIN 53420, por regla general, entre 10 y 120 kg/m^{3}, de manera preferente está comprendida entre 20 y 90 kg/m^{3}. Con el procedimiento, de conformidad con la invención, es posible obtener cuerpos moldeados de material espumado con densidad uniforme a través de toda la sección transversal. La densidad de las capas marginales corresponde aproximadamente a la densidad en las zonas internas del cuerpo moldeado de material espumado.

El procedimiento, de conformidad con la invención, es adecuado para la fabricación de piezas moldeadas de material espumado sencillas o complejas, tales como placas, bloques, tubos, varillas, perfiles, etc. De manera preferente, se fabrican placas o bloques, que a continuación se sierran o se cortan para formar placas. Estas placas pueden ser empleadas, por ejemplo, en el sector de la construcción para el aislamiento de paredes externas. De manera especialmente preferente, son empleadas como capa central para la fabricación de elementos en forma de sándwich, por ejemplo los panales denominados de aislamiento estructural -structural insulation panels- (SIP), que son empleados para la construcción de almacenes frigoríficos o de naves de almacenamiento.

Otras posibilidades de aplicación son las paletas de material espumado para reemplazar a las paletas de madera, las placas con capa de cobertura, los contenedores frigoríficos, las casas rodantes. De igual modo, estas placas son adecuadas para el transporte aéreo de mercancías cuando están acabadas de manera protectora contra la llama.

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Ejemplos Obtención de la mezcla de recubrimiento B1

Se aportaron en porciones, bajo agitación, 40 partes de polvo de vidrio soluble (Portil N) a 60 partes de una solución de vidrio soluble (silicato de sodio Woellner 38/40, proporción de materia sólida 36%, densidad 1,37, relación molar SiO_{2}:Na_{2}O = 3,4) y se homogeneizaron aproximadamente entre 3 y 5 minutos. A continuación se introdujeron, bajo agitación, 10 partes de una dispersión de acrilato (Acronal S790, contenido en materia sólida 50%
aproximadamente).

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Obtención de la mezcla de recubrimiento B2

Se aportaron en porciones, bajo agitación, 40 partes de polvo de vidrio soluble (Portil N) a 60 partes de una solución de vidrio soluble (silicato de sodio Woellner 38/40, proporción en materia sólida 36%, densidad 1,37, relación molar SiO_{2}:Na_{2}O = 3,4) y se homogeneizaron aproximadamente entre 3 y 5 minutos. A continuación se introdujeron, bajo agitación, 20 partes de una dispersión de acrilato (Acronal S790, contenido en materia sólida 50%
aproximadamente).

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Partículas de material espumado de poliestireno I (densidad 10 g/l)

Se llevó a cabo una espumación previa con poliestireno expandible (Neopor® 2200 de la firma BASF Aktiengesellschaft, tamaño de las perlas de la materia prima entre 1,4 y 2,3 mm) en un dispositivo continuo de espumación previa, hasta una densidad de 18 g/l aproximadamente. Al cabo de un tiempo de almacenamiento provisional de 4 horas aproximadamente se procedió al espumado final hasta la densidad deseada en el mismo dispositivo de espumación previa. Las partículas de espuma de poliestireno, sometidas a una espumación previa, tenían un tamaño de las partículas situado en el intervalo comprendido entre 6 y 10 mm.

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Partículas de material espumado de poliestireno II (densidad 15 g/l)

Se llevó a cabo una espumación previa con poliestireno expandible (Neopor® 2200 de la firma BASF Aktiengesellschaft, tamaño de las perlas de la materia prima entre 1,4 y 2,3 mm) hasta una densidad de 15 g/l aproximadamente en un dispositivo continuo de espumación previa.

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Prensado con reducción del volumen

Ejemplo 1

Las partículas de espuma de poliestireno I se recubrieron en un mezclador con la mezcla de recubrimiento B1 en la relación en peso de 1:4. Las partículas de espuma de poliestireno recubiertas se cargaron en un molde recubierto de teflón, termostatado a 70ºC, y se prensaron con un punzón hasta el 50% del volumen original. Tras el endurecimiento a 70ºC durante 30 minutos se retiró del molde la pieza moldeada de material espumado. Para el acondicionamiento ulterior se almacenó la pieza moldeada durante varios días a la temperatura ambiente. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 78 g/l.

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Ejemplo 2

Se repitió el ejemplo 1, empleándose material reciclado de partículas de espuma de poliestireno con una densidad media de 18 g/l constituidas por material espumado de partículas de poliestireno, que se habían recubierto en un mezclador con la mezcla de recubrimiento B2 en la relación en peso de 1:2. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 78 g/l.

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Ejemplo 3

Las partículas de espuma de poliestireno II se recubrieron en un mezclador con la mezcla de recubrimiento B2 en la relación en peso de 1:2. Las partículas de espuma de poliestireno recubiertas se cargaron en un molde recubierto con teflón y se inyectó aire caliente (110ºC, sobrepresión de 0,8 bares) a través de ranuras obturables. Las partículas de material espumado se expandieron ulteriormente y se soldaron para dar un bloque de material espumado, que se retiró del molde al cabo de 5 minutos. Para el acondicionamiento ulterior se almacenó la pieza moldeada durante varios días a la temperatura ambiente. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 45 g/l.

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Prensado con aire caliente y reducción de volumen

Ejemplo 4

Se recubrieron las partículas de espuma de poliestireno II en un mezclador con la mezcla de recubrimiento B2 en la relación en peso de 1:2. Las partículas de espuma de poliestireno recubiertas se cargaron en un molde recubierto de teflón y se inyectó aire caliente (110ºC, sobrepresión de 0,8 bares) a través de ranuras obturables. Al mismo tiempo se redujo el volumen en un 20% por medio de un punzón móvil. Las partículas de material espumado se expandieron ulteriormente y se soldaron para formar un bloque de material espumado, que se retiró del molde al cabo de 5 minutos. Para el acondicionamiento ulterior se almacenó la pieza moldeada durante varios días a la temperatura ambiente. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 45 g/l.

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Prensado con espumado ulterior por medio de microondas

Ejemplo 5

Se recubrieron las partículas de espuma de poliestireno II en un mezclador con la mezcla de recubrimiento en la relación en peso de 1:2. Las partículas de espuma de poliestireno recubiertas se cargaron en un molde recubierto con teflón. Las partículas de material espumado se expandieron ulteriormente bajo la acción de irradiación de microondas pulsada varias veces y se soldaron para dar un bloque de material espumado. Para el acondicionamiento ulterior se almacenó la pieza moldeada, retirada del molde, durante varios días a la temperatura ambiente. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 45 g/l.

Los cuerpos moldeados de material espumado de los ejemplos 1 a 5 se caracterizan porque no gotean en el ensayo de incendio y no se vuelven a reblandecer bajo la acción del calor. Estos cuerpos son autoextinguibles y cumplen los requisitos de los ensayos contra incendios B2 o bien E.

A partir de las placas de material espumado de los ejemplos 1 a 5 se fabricaron elementos en forma de sándwich con capas de cobertura metálicas: se dotaron placas con unas dimensiones de 600 x 100 x 100 mm y un con una densidad como la que ha sido indicada en los ejemplos, por ambos lados, con una capa de un pegamento de poliuretano con un espesor de 50 \mum respectivamente. Sobre el pegamento se aplicaron las placas de acero con un espesor de 1 mm respectivamente. Se dejó endurecer el pegamento durante 5 horas a 25ºC.

Para ensayar el comportamiento a los incendios en el elemento en forma de sándwich se fijó el elemento de manera horizontal (superficie metálica en la parte superior y en la parte inferior) y se colocó un mechero de gas por debajo de la placa. La llama de gas de este mechero se orientó hacia el centro del lado inferior de la placa, la llama tenía una altura de 5 cm aproximadamente y tenía una temperatura de la llama de 600ºC aproximadamente. La distancia entre la punta de la llama y el lado inferior de la placa era de 2 cm.

El ensayo del comportamiento a los incendios dio como resultado que al cabo de una duración de combustión de 30 minutos de la llama únicamente se había fundido una pequeña parte de la espuma de poliestireno entre las placas metálicas. La estabilidad mecánica de la placa permaneció inalterada. La espuma de poliestireno no goteó ni se inflamó. El desprendimiento de humo fue muy pequeño.

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Ensayo comparativo 1

Empleo de vapor de agua para el espumado final

Las partículas de espuma de poliestireno I se recubrieron en un mezclador con la mezcla de recubrimiento B1 en la relación en peso de 1:4. Las partículas de espuma de poliestireno recubiertas se cargaron en un molde recubierto con teflón y se trataron con vapor por medio de toberas de vapor a una sobrepresión de 0,5 bares durante 30 segundos. La pieza moldeada se retiró del molde y se almacenó durante varios días a la temperatura ambiente para el acondicionamiento ulterior. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 50 g/l. El recubrimiento se eliminó parcialmente por lavado debido al condensado del vapor y se distribuyó de manera irregular en la pieza moldeada, lo cual condujo a un gradiente de densidad a través de la pieza moldeada desde el interior hacia el exterior. Los ensayos de incendios mostraron en la zona marginal de la pieza moldeada una resistencia peor a la llama.

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Ensayo comparativo 2

Se repitió el ejemplo 1 con la diferencia de que no se movió el punzón y que, por lo tanto, no se produjo una reducción de volumen ni una compresión. Las partículas de espuma en el molde se compactaron por medio de aplicación de trepidaciones. Para el acondicionamiento ulterior se almacenó la pieza moldeada durante varios días a la temperatura ambiente. La densidad de la pieza moldeada almacenada era de 40 g/l. Se alcanzó únicamente un pegado puntual de las partículas de material espumado. Como consecuencia del gran volumen de las oquedades, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión son claramente menores y es mayor la absorción de agua de la placa de material espumado.

Claims

1. Procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados de material espumado, cuyas etapas comprenden

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la presión se genera por medio de una disminución del volumen del molde.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se introduce aire caliente a presión en el molde.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la sinterización se lleva a cabo por medio de una irradiación de energía de microondas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se ajusta una presión situada en el intervalo comprendido entre 0,5 y 30 kg/cm^{2}.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el molde se termostata a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 30 y 90ºC.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el recubrimiento polímero está constituido por una película polímera, que contiene un material de carga inorgánico, que presenta una temperatura de transición vítrea situada en el intervalo comprendido entre - 60 y + 60ºC.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el recubrimiento polímero contiene una resina de acrilato como agente aglutinante.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el recubrimiento polímero contiene silicatos de metales alcalinos, hidróxidos metálicos, hidratos de sales metálicas o hidratos de óxidos metálicos.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el recubrimiento polímero se obtiene mezclándose

desde 40 hasta 80 partes en peso de una solución de vidrio soluble con un contenido en agua comprendido entre un 40 y un 90% en peso,

desde 20 hasta 60 partes en peso de un polvo de vidrio soluble con un contenido en agua comprendido entre 0 y un 30% en peso, y

desde 5 hasta 40 partes en peso de una dispersión polímera con un contenido en materia sólida comprendido entre un 10 y un 60% en peso,

o mezclándose

desde 20 hasta 95 partes en peso de una suspensión de hidróxido de aluminio con un contenido en hidróxido de aluminio comprendido entre un 10 y un 90% en peso,

desde 5 hasta 40 partes en peso de una dispersión polímera con un contenido en materia sólida comprendido entre un 10 y un 60% en peso.