ES2333365T3 - Material espumado con alveolos abiertos, repelente del vapor de agua y procedimiento para su obtencion. - Google Patents
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Abstract
Material espumado constituido por una matriz de material espumado con alvéolos esencialmente abiertos y con una impregnación, que está constituido esencialmente a partir de un (co)polímero de halogenuro de polivinilideno, que contiene en caso dado otros substituyentes, y además por una resina flúorcarbonada y/o por una resina de silicona.
Description
Material espumado con alvéolos abiertos,
repelente del vapor de agua y procedimiento para su obtención.
La invención se refiere a un material espumado
constituido por una matriz de material espumado con alvéolos
esencialmente abiertos, que están acabados de manera
hidrófuga/oleófuga y cuya matriz de material espumado está dotada
además con un recubrimiento que es impermeable al vapor de agua. Por
otra parte, la invención se refiere a un procedimiento para la
obtención de un material espumado de este tipo.
Los materiales espumados de alvéolos abiertos,
que están constituidos por los materiales más diversos, encuentran
aplicación, por ejemplo, en el aislamiento del calor y del ruido de
los edificios y de los vehículos automóviles. Por otra parte, los
materiales espumados de alvéolos abiertos son empleados para el
aislamiento acústico y térmico de instalaciones y de partes de
instalaciones en la ingeniería mecánica.
Con el fin de que el material espumado no se
impregne completamente con agua o con aceite, se conoce por la
publicación DE-A 100 11 388, la realización de un
acabado hidrófugo/oleófugo de una espuma de resina de melamina por
medio de un revestimiento del esqueleto de la espuma con un
componente hidrófugo y oleófugo, por ejemplo con un éster de
flúoralquilo y con una resina de silicona.
Se conoce, por ejemplo, por la publicación
EP-A 0 451 535 un procedimiento con el cual puede
ser impregnado un material espumado de resina de melamina. Con esta
finalidad se aplica, en primer lugar, un agente aglutinante sobre la
superficie del material espumado de resina de melamina y este
material espumado se conduce a continuación junto con el agente
aglutinante a través del intersticio entre cilindros comprendido
entre dos cilindros que se mueven en sentidos opuestos, ajustándose
el intersticio entre los cilindros menor que el espesor del material
espumado de resina de melamina no influenciado. Puede aportarse al
agente aglutinante una adición para el ajuste oleófugo y/o
hidrófugo.
La tarea de la presente invención consiste en
proporcionar un material espumado de alvéolos abiertos con
propiedades hidrófugas/oleófugas, que presente, de manera adicional,
una reducida absorción de vapor de agua.
La tarea se resuelve por medio de un material
espumado constituido por una matriz de material espumado con
alvéolos esencialmente abiertos y con una impregnación, que está
constituida esencialmente por (co)polímero de halogenuro de
polivinilideno, que contiene en caso dado otros substituyentes, y
además por una resina flúorcarbonada y/o por una resina de
silicona.
Los materiales espumados adecuados en el marco
de la presente invención son, por ejemplo, aquellos en los cuales la
matriz del material espumado está constituida a partir de un
policondensado de melamina/formaldehído. Otros materiales espumados
adecuados son aquellos, en los cuales la matriz del material
espumado es un policondensado de urea/formaldehído y aquellos en los
cuales la matriz del material espumado es un material espumado de
poliuretano de alvéolos abiertos. De manera preferente, la matriz
del material espumado está constituida por un policondensado de
melamina/formaldehído.
En un policondensado de melamina/formaldehído,
especialmente preferente, la relación entre la melamina y el
formaldehído, para la obtención de la matriz de material espumado
está comprendida entre 1 : 1,2 y 1 : 4.
Tales materiales espumados de
melamina/formaldehído son conocidos, por ejemplo, por la publicación
EP-B 0 071 672. Por lo tanto los materiales
espumados son fabricados mediante la transformación en espuma de una
solución acuosa de un producto de condensación de
melamina/formaldehído, conteniendo la solución un emulsionante, un
agente de endurecimiento ácido y un agente propulsor,
preferentemente un hidrocarburo con 5 hasta 7 átomos de carbono. A
continuación se endurece el condensado de melamina/formaldehído, a
temperatura elevada.
Una impregnación del materiales espumado
constituido por una matriz de material espumado con los alvéolos
esencialmente abiertos, con un (co)polímero de halogenuro de
polivinilideno, que contiene en caso dado otros substituyentes,
conduce a una reducción de la absorción de vapor de agua por parte
del material espumado. Esta absorción reducida del vapor de agua
posibilita el empleo del material espumado incluso en ambientes con
una elevada humedad del aire o en ambientes, en los cuales esté
contenido vapor de agua, sin empeoramiento apreciable de las
propiedades del material espumado. Por otra parte, se reduce el
aumento de peso del material espumado como consecuencia de la
absorción del vapor de agua.
Como halogenuros del halogenuro de
polivinilideno o del copolímero de halogenuro de polivinilideno son
adecuados, por ejemplo, el cloruro o el fluoruro. El cloruro es
preferente.
Otros substituyentes, con los cuales puede estar
substituido, en caso dado, el halogenuro de polivinilideno o el
copolímero de halogenuro de polivinilideno son, por ejemplo,
alquilo, arilo o grupos funcionales, por ejemplo éster o nitrilo. De
manera preferente el (co)polímero de halogenuro de
polivinilideno no contiene otros substituyentes.
Se entenderá por (co)polímeros de
halogenuro de polivinilideno tanto el halogenuro de polivinilideno
no copolimerizado así como, también, el halogenuro de polivinilideno
copolimerizado. Puede llevarse a cabo, por ejemplo, una
copolimerización con halogenuro de vinilo o con acrilonitrilo. De
manera preferente, el copolímero de halogenuro de polivinilideno
está copolimerizados con halogenuro de vinilo. El halogenuro de
vinilo preferente es el cloruro de vinilo.
Con objeto de dar un acabado al material
espumado también hidrófugo y/o oleófugo, además de la absorción
reducida del vapor de agua, con objeto de evitar la absorción de
agua y/o de aceite líquidos, la impregnación contiene, además,
agentes de impregnación usuales en el comercio constituidos por
resinas flúorcarbonadas o por resinas de silicona.
La resina flúorcarbonada y/o la resina de
silicona están presentes en los agentes de impregnación de manera
preferente en forma de gotículas emulsionadas en agua o en
disolventes orgánicos fácilmente volátiles, por ejemplo el metanol,
el etanol, la acetona, el pentano. El agua es preferente dado que no
es combustible.
La densidad del material espumado se aumento por
medio de la impregnación. Este aumento de la densidad se debe a que
se dispone alrededor de las almas del material espumado el material
con el cual se impregna el material espumado y, de este modo, se
aumenta la sección transversal de las almas. El volumen de los poros
se reduce ligeramente por este motivo. En general se produce por
medio de la impregnación con el (co)polímero de halogenuro
de polivinilideno un aumento en la densidad comprendido entre un 5 y
un 20%.
Además de la impregnación con substancias
repelentes del agua y del vapor de agua, el material espumado está
impregnado, en una forma preferente de realización, con un agente
protector contra la llama. Los agentes protectores contra la llama
adecuados son, por ejemplo, los compuestos halogenados (compuestos
bromados y clorados), los compuestos del fósforo, los compuestos
nitrogenados, los sistemas intumescentes, los productos minerales (a
base de aluminio y de magnesio) así como el bórax, el
Sb_{2}O_{3} y los nanocompuestos. Para mejorar las propiedades
inhibidoras del fuego de los materiales sintéticos se emplean, por
ejemplo, el trihidróxido de aluminio, los compuestos bromados, los
compuestos clorados del fósforo, los compuestos no halogenados del
fósforo, las cloroparafinas, el dihidróxido de magnesio, la melamina
y los boratos. Los agentes protectores contra la llama adecuados,
conocidos por el técnico en la materia, están descritos, por
ejemplo, en el folleto "Agentes protectores contra la llama,
preguntas más frecuentes -Flammschutzmittel, häufig gestellte
Fragen-" de la European Flame Retardants Association, enero
2004.
La obtención de los materiales espumados, de
conformidad con la invención, se lleva a cabo de manera preferente
de conformidad con un procedimiento que comprende las etapas
siguientes:
- (a)
- la aplicación sobre el material espumado de una dispersión, que contiene un (co)polímero de halogenuro de vinilideno y, además, resina flúorcarbonada y/o resina de silicona, o la impregnación del material espumado con la dispersión,
- (b)
- el prensado del material espumado con la dispersión para introducir la dispersión en los poros del material espumado y
- (c)
- el secado del material espumado con la dispersión a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 40 y 100ºC,
llevándose a cabo sucesivamente las etapas (a) y
(b), en primer lugar la etapa (a), a continuación la etapa (b).
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De manera alternativa, puede llevarse a cabo la
obtención del material espumado, de conformidad con la invención,
según un procedimiento que comprende las etapas siguientes:
- (a)
- la aplicación sobre el material espumado de una dispersión, que contiene el (co)polímero de halogenuro de polivinilideno, o la impregnación del material espumado con la dispersión,
- (b)
- el prensado del material espumado con la dispersión para introducir la dispersión en los poros del material espumado y
- (c)
- el secado del material espumado con la dispersión a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 40 y 100ºC,
- (d)
- la aplicación sobre el material espumado de la resina flúorcarbonada y/o de la resina de silicona o la impregnación del material espumado con la resina flúorcarbonada y/o con la resina de silicona, tras el secado en la etapa (c),
llevándose a cabo las etapas (a) y (b) de manera
sucesiva, en primer lugar la etapa (a), a continuación la etapa
(b).
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La aplicación de la dispersión sobre el material
espumado y el prensado del material espumado pueden llevarse a
cabo, por ejemplo, como se ha descrito en la publicación
EP-A 0 451 535. En este caso se hace pasar al
material espumado entre dos cilindros que giran en el mismo
sentido, eligiéndose la distancia entre los cilindros de tal manera
que el material espumado sea prensado de manera respectiva. La
dispersión, con la cual se impregna el material espumado, se aplica
sobre los cilindros que yacen horizontalmente de manera adyacente de
tal manera, que en el punto en el que se mueve el material espumado
a través de los cilindros, se forme una acumulación de líquido. Por
medio del movimiento de rotación de los cilindros y del prensado del
material espumado se introduce a presión en el material espumado la
dispersión, que está contenida en la acumulación de líquido. La
dispersión se dispone alrededor de las almas del material espumado y
forma de este modo, tras el endurecimiento, una superficie
cerrada.
Tras la aplicación de la dispersión y del
prensado del material espumado se seca el material espumado,
impregnado de este modo, de manera preferente en un horno para el
secado a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre
40 y 100ºC. En este caso la dispersión forma una película y
constituye una capa de barrera frente al vapor de agua sobre las
almas de los alvéolos.
Cuando las almas del material espumado no estén
todavía completamente recubiertas con la impregnación, tras una
sola realización del procedimiento, o cuando sea todavía demasiado
bajo el espesor de la capa de la impregnación, el material
espumado, que ha sido impregnado en una primera etapa, puede
recorrer incluso varias veces el procedimiento para la impregnación
de conformidad con el mismo procedimiento. De este modo aumenta en
cada etapa el espesor de la capa que recubre a las almas.
Además de la aplicación de la substancia, con la
cual debe ser impregnado el material espumado y del prensado
subsiguiente es posible, de igual modo, impregnar el material
espumado con la substancia, con la cual este material espumado debe
ser impregnado, y prensarlo a continuación. Para la impregnación se
hace pasar el material espumado, por ejemplo, a través de un baño,
que contenga, al menos, una substancia con la cual deba ser
impregnado el material espumado. Sin embargo puede imaginarse
también cualquier otro procedimiento, conocido por el técnico en la
materia, con el cual pueda se impregnado el material espumado.
El halogenuro de polivinilideno, empleado para
la impregnación, se presenta, de manera preferente, en forma de
dispersión en un disolvente. Los disolventes adecuados son, por
ejemplo, los alcoholes de cadena corta, por ejemplo el metanol o el
etanol, o el agua. El agua es especialmente preferente como
disolvente.
La dispersión, con la cual se impregna el
material espumado, contiene, en general, desde un 5 hasta un 60% en
peso de (co)polímero de halogenuro de polivinilideno. De
manera preferente, la dispersión contiene entre un 10 y un 30% en
peso de (co)polímero de halogenuro de polivinilideno.
Con el fin de conseguir, además de la reducción
del vapor de agua, incluso un efecto repelente del agua del
material espumado, la dispersión puede contener, además, una resina
flúorcarbonada y/o una resina de silicona. En una primera variante
del procedimiento se aplican tanto el (co)polímero de
halogenuro de polivinilideno así como, también, la resina
flúorcarbonada y/o la resina de silicona en forma de mezcla, en una
etapa, sobre el material espumado o el material espumado se impregna
con la mezcla.
En otra variante del procedimiento es posible,
así mismo, impregnar en primer lugar el material espumado con la
dispersión, que contiene el (co)polímero de halogenuro de
polivinilideno y, a continuación, impregnar el material espumado,
en una segunda etapa de impregnación, con una dispersión que
contenga la resina flúorcarbonada o la resina de silicona. De esta
forma, se genera un material espumado con un acabado especialmente
hidrófugo/oleófugo con almas de los alvéolos, que bloquean al vapor
de agua. A continuación se seca el material espumado. De la misma
manera, puede llevarse a cabo un primer secado directamente después
de la impregnación con la dispersión que contiene el
(co)polímero de halogenuro de polivinilideno. Tras la
impregnación con la dispersión, que contiene la resina
flúorcarbonada o la resina de silicona, es necesario, según esta
variante del procedimiento, llevar a cabo entonces una segunda etapa
de secado.
En todas las variantes del procedimiento se
lleva a cabo el prensado respectivamente de manera preferente como
se ha descrito en la publicación EP-A 0 451 535,
haciendo pasar al material espumado a través de un intersticio
definido entre dos cilindros que están dispuestos paralelamente, que
giran en sentidos opuestos.
Además del paso del material espumado a través
de un intersticio entre dos cilindros, que giran en sentidos
opuestos, es posible, así mismo, ejercer la presión, que es
necesaria para la impregnación, mediante el transporte del material
espumado sobre una cinta transportadora, cuyo material espumado está
impregnado con la dispersión, y presionándose sobre el material
espumado un cilindro que gira con la misma velocidad periférica con
la que se mueve el material espumado. Por otra parte, puede
ejercerse la presión sobre el material espumado introduciéndose el
material espumado, por ejemplo, en una prensa, en la que un punzón
ejerce presión sobre el material espumado. Sin embargo, en este caso
no es posible un prensado continuo.
De igual modo, puede llevarse a cabo el prensado
por medio de cualquier otro dispositivo, conocido por el técnico en
la materia.
La resina, con la que se impregna el material
espumado, está presente en ambas formas de realización, de manera
preferente, en forma de dispersión en un disolvente fácilmente
volátil. Los disolventes adecuados son, por ejemplo, el agua o los
alcoholes fácilmente volátiles tales como el metanol o el etanol. De
manera especialmente preferente la resina se presenta en forma de
dispersión acuosa.
Cuando se utilice el material espumado, de
conformidad con la invención, en un ambiente a 30ºC y con una
humedad relativa del aire del 90%, se producirá una reducción de la
absorción del vapor de agua comprendida entre un 20 y un 90%.
Un campo preferente de aplicación del material
espumado, de conformidad con la invención, es la navegación aérea.
Por medio de la reducción de la absorción del vapor de agua se
reduce un aumento la masa del material espumado debido a la
absorción del vapor de agua. Puesto que un aumento de peso conduce
en la navegación aérea a un mayor consumo de queroseno, un aumento
de la masa de este tipo debida a la absorción del vapor de agua
debe ser evitada tanto como sea posible. Esto puede conseguirse por
medio del empleo del material espumado de conformidad con la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
Primer ejemplo
comparativo
Un material espumado de melamina/formaldehído,
no impregnado, se seca, en primer lugar, durante 24 horas a 100ºC y,
a continuación, se somete durante 20 horas a una humedad relativa
del 90% a 30ºC. El material espumado absorbe entre un 18 y un 20% en
peso de vapor de agua.
\vskip1.000000\baselineskip
Segundo ejemplo
comparativo
Un material espumado de resina de melamina,
impregnado con una emulsión de resina flúorcarbonada para su
hidrofugación/oleofugación, se seca, en primer lugar, durante 24
horas a 100ºC y, a continuación, se somete durante 20 horas a una
humedad relativa del 90% a 30ºC. El material espumado absorbe entre
un 17 y un 19 % en peso de vapor de agua.
\vskip1.000000\baselineskip
Tercer ejemplo
comparativo
Se impregna un material espumado de
melamina/formaldehído, de alvéolos abiertos, con una dispersión
acuosa con un 20% en peso de cloruro de polivinilideno y a
continuación se seca durante 24 horas a 100ºC. El material espumado
seco se somete a una humedad relativa del 90% a 30ºC durante 20
horas. El material espumado absorbe entre un 5 y un 6% en peso de
vapor de agua.
Claims (14)
1. Material espumado constituido por una matriz
de material espumado con alvéolos esencialmente abiertos y con una
impregnación, que está constituido esencialmente a partir de un
(co)polímero de halogenuro de polivinilideno, que contiene en
caso dado otros substituyentes, y además por una resina
flúorcarbonada y/o por una resina de silicona.
2. Material espumado según la reivindicación 1,
caracterizado porque el halogenuro es un cloruro o un
fluoruro.
3. Material espumado según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque la matriz de material espumado está
constituida por un policondensado de melamina/formaldehído.
4. Material espumado según la reivindicación 3,
caracterizado porque la relación entre la melamina y el
formaldehído, para la obtención de la matriz de material espumado,
está comprendida entre 1 : 1,2 y 1 : 4.
5. Material espumado según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque la matriz de material espumado es un
policondensado de urea/formaldehído.
6. Material espumado según la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque la matriz de material espumado es un
material espumado de poliuretano de alvéolos abiertos.
7. Material espumado según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la impregnación
está constituida esencialmente por una mezcla formada por el
(co)polímero de halogenuro de polivinilideno y por la resina
flúorcarbonada y/o por la resina de silicona.
8. Material espumado según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la impregnación
está constituida a partir de dos capas independientes, que
contienen, respectivamente, de manera esencial resina flúorcarbonada
y/o resina de silicona o bien el (co)polímero de halogenuro
de polivinilideno.
9. Material espumado según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el copolímero de
halogenuro de polivinilideno está copolimerizados con halogenuro de
vinilo.
10. Procedimiento para la obtención de un
material espumado según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- (a)
- la aplicación sobre el material espumado de una dispersión, que contiene un (co)polímero de halogenuro de vinilideno y, además, resina flúorcarbonada y/o resina de silicona, o la impregnación del material espumado con la dispersión,
- (b)
- el prensado del material espumado con la dispersión para introducir la dispersión en los poros del material espumado y
- (c)
- el secado del material espumado con la dispersión a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 40 y 100ºC,
llevándose a cabo las etapas (a) y (b) de manera
sucesiva, en primer lugar la etapa (a), a continuación la etapa
(b).
\vskip1.000000\baselineskip
11. Procedimiento para la obtención de un
material espumado según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- (a)
- la aplicación sobre el material espumado de una dispersión, que contiene (co)polímero de halogenuro de vinilideno, o la impregnación del material espumado con la dispersión,
- (b)
- el prensado del material espumado con la dispersión para introducir la dispersión en los poros del material espumado y
- (c)
- el secado del material espumado con la dispersión a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 40 y 100ºC,
- (d)
- la aplicación sobre el material espumado de la resina flúorcarbonada y/o de la resina de silicona, o la impregnación del material espumado con la resina flúorcarbonada y/o con la resina de silicona, tras el secado en la etapa (c),
llevándose a cabo las etapas (a) y (b) de manera
sucesiva, en primer lugar la etapa (a), a continuación la etapa
(b).
\newpage
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el material espumado se prensa con la
resina flúorcarbonada y/o con la resina de silicona para introducir
la resina en los poros del material espumado, llevándose a cabo la
aplicación o la impregnación del material espumado con la resina y
el prensado de manera sucesiva y, en caso dado, a continuación se
seca a una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 40
y 100ºC.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque como
disolvente para la dispersión se emplea agua.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la dispersión
contiene desde un 5 hasta un 60% en peso de (co)polímero de
halogenuro de polivinilideno.
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