ES2561206T3 - Espumas de poliestireno con un bajo contenido de metal - Google Patents

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Abstract

Polímero expandible de estireno que contiene al menos un agente ignífugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partículas atérmicas como componente (C).

Description

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DESCRIPCION
Espumas de poliestireno con un bajo contenido de metal
La presente invencion se refiere a un pollmero de estireno expandible (EPS por expandable styrene polymer) que contiene al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partlculas atermicas como componente (C), a un proceso para la produccion de este pollmero expandible de estireno, a partlculas de pollmero expandido de estireno que contiene al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y a partlculas atermicas como componente (C), a un proceso para la produccion de estas partlculas expandidas de pollmero de estireno, a una espuma que puede producirse a partir del pollmero expandible de estireno, a un proceso para la produccion de esta espuma y al uso de esta espuma para aislamiento termico de maquinas y aparatos domesticos y como material de empaque.
Los pollmeros expandibles de estireno que contienen al menos un agente ignlfugos ya son conocidos del estado de la tecnica.
La JP 2005-00 22 68 A1 divulga una espuma a base de estireno que contiene polvo de grafito en calidad de partlculas atermicas. La espuma tiene una densidad de 10 a 100 kg/m2 y un radio de celda promedio de 20 pm a 1000 pm.
La WO 2004/087798 A1 divulga un pollmero expandible aromatico de vinilo y un proceso para su produccion. De acuerdo con el documento mencionado este pollmero contiene una matriz a base de monomeros aromaticos de vinilo, 1 a 10 % en peso de un agente propelente y 0,01 a 20 % en peso, respecto del pollmero, negro de humo como partlculas atermicas.
La EP 0 981 575 B1 divulga un proceso para producir pollmeros expandibles de estireno que contienen partlculas de grafito mediante polimerizacion de estireno en suspension acuosa en presencia de partlculas de grafito.
La WO 97/45477 A1 divulga pollmeros expandibles de estireno que contienen partlculas de negro de humo. Las partlculas de negro de humo se encuentran en una cantidad de 0,05 a 25 % en peso en distribucion homogenea. Los pollmeros de estireno pueden contener adyuvantes y aditivos habituales y conocidos, por ejemplo agentes ignlfugos, agentes de nucleacion, estabilizantes de radiacion ultravioleta, agentes de transferencia de cadena, propelentes, plastificantes, pigmentos y antioxidantes. Los pollmeros tambien contienen agentes ignlfugos, principalmente aquellos a base de compuestos organicos de bromo.
La US 2006/276557 A1 divulga pollmeros expandibles aromaticos de vinilo y un proceso para su produccion. Los pollmeros contienen 0,01 a 20% en peso de negro de humo, el cual esta distribuido de manera homogenea en la matriz polimerica, con un diametro promedio de 30 a 2000 nm, un area de 5 a 40 m2/g, un contenido de azufre de 0,1 a 1000 ppm y un contenido de cenizas de 0,001 a 1 %. Los pollmeros tambien pueden contener aditivos habituales, por ejemplo pigmentos, estabilizantes, agentes ignlfugos, reactivos antiestaticos, antiadherentes, etcetera.
La EP 0 915 127 A2 divulga pollmeros expandidos de estireno que contienen partlculas atermicas en distribucion homogenea y un agente para tratamiento hidrofugo como recubrimiento. Los agentes para tratamiento hidrofugo adecuados son carboxilatos de aluminio, zirconio y hafnio en forma de soluciones acuosas.
La US 2004/039073 A1 divulga pollmeros expandibles de estireno que contienen partlculas de carbono. Como propelentes los pollmeros de estireno contienen 2,2 a 6% en peso de pentano y 1 a 10 % en peso de agua. Los pollmeros de estireno tambien pueden contener aditivos habituales como agentes ignlfugos, agentes de nucleacion, estabilizantes de radiacion ultravioleta y antioxidantes.
La DE 198 28 250 A1 divulga esferas de espuma de poliestireno para placas de drenaje. Estas pueden contener grafito como partlculas atermicas.
Lo desventajoso en los procesos del estado de la tecnica o en los pollmeros expandibles de estireno que se conocen es que la presencia de metales con frecuencia tiene una influencia en la produccion y, por lo tanto, en las propiedades de las espumas de poliestireno. A manera de ejemplo, en el caso de la polimerizacion por radicales libres en suspension, el desarrollo de la reaccion depende del contenido de metal de la solucion de reaccion. Ademas, en el caso de la produccion por extrusion es posible que debido a la alta temperatura tenga lugar una descomposicion incrementada de los pollmeros. Por estos efectos adversos de los metales presentes durante la produccion, se obtienen espumas que contienen estireno que tienen solamente un perfil de propiedades insatisfactorio, por ejemplo respecto de sus propiedades mecanicas. Ademas, la conducta ante el fuego de las espumas de poliestireno ignlfugas puede verse afectada negativamente cuando se usan agentes ignlfugos si en la espuma se encuentran presentes metales en cantidades demasiado grandes.
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Por lo tanto, un objeto de la presente solicitud es suministrar pollmeros expandibles de estireno, ignlfugos, los cuales presentan propiedades mejoradas en comparacion con los pollmeros expandibles de estireno conocidos del estado de la tecnica, principalmente propiedades mecanicas o un efecto inhibidor de llama. Principalmente, un objeto de la presente invention es suministrar pollmeros expandibles de estireno que muestren un comportamiento ventajoso frente al fuego, incluso cuando esten presentes partlculas atermicas en los copollmeros de estireno.
Estos objetivos se logran mediante un pollmero expandible de estireno que contiene al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partlculas atermicas como componente (C).
En una modalidad particularmente preferida el pollmero de estireno es un homopollmero de estireno o un copollmero de estireno con hasta 40% en peso, respecto del peso del pollmero, de al menos otro monomero etilenicamente insaturado, principalmente alquilo-estirenos, por ejemplo divinilobenceno, para-metil-alfa- metilestireno, alfa-metilestireno o acrilonitrilo, butadieno, acrilatos o metacrilatos. Tambien son posibles mezclas de poliestireno con otros pollmeros, principalmente con caucho y eter de polifenileno.
En una modalidad particularmente preferida el pollmero de estireno expandible de la invencion se selecciona del grupo compuesto por copollmeros de estireno, poliestireno resistente al impacto, pollmeros de estireno-acrilonitrilo (SAN), pollmeros de estireno-acrilonitrilo-butadieno (ABS), copollmeros de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), pollmeros de metacrilato-butadieno-estireno (MBS), pollmeros de metilmetacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS), pollmeros de alfa-metilestireno-acrilonitrilo (AMSAN), pollmeros de para-metil-alfa-metilestireno-acrilnitrilo (MAMSAN) y mezclas de los mismos. En una modalidad preferida se emplea poliestireno.
Es posible que esten presentes mezclas de dos o mas de los pollmeros de estireno mencionados. Los pollmeros empleados tienen en general un peso molecular promedio ponderado de 50000 a 500000 g/mol, preferiblemente 70000 a 400000 g/mol.
El pollmero expandible de estireno segun la invencion contiene al menos un agente ignlfugo como componente (A). El agente ignlfugo, al menos uno, se selecciona de compuestos o sustancias que contienen halogeno o fosforo. Como agente ignlfugo se emplean de manera particularmente preferida compuestos organicos de bromo. Los compuestos organicos de bromo deben presentar un contenido de bromo > 40 % en peso. Principalmente son adecuados los compuestos alifaticos, cicloalifaticos y aromaticos de bromo tales como hexabromociclododecano (HBCD), pentabromomonoclorociclohexano, eter de pentabromofenilalilo, 2,2',6,6'-tetrabromobisfenol, eter de A- bisalilo, N-2,3-dibromopropil-4,5-dibromohexahidroftalimida y mezclas de los mismos.
Sustancias o compuestos adecuados que contiene fosforo son, por ejemplo, fosfatos tales como trimetilfosfato, trietilfosfato, tributilfosfato, tributoxietilfosfato, trifenilfosfato, tricresilfosfato, tris(cloroetil)fosfato, tris(dicloropropil)fosfato, tris(cloropropil)fosfato o tris(2,3-dibromopropil)fosfato, o fosforo rojo.
De acuerdo con la invencion tambien pueden emplearse mezclas de los agentes ignlfugos mencionados. En una modalidad particularmente preferida, el agente ignlfugo, al menos uno, es hexabromociclododecano (HBCD).
El efecto de los agentes ignlfugos que contienen bromo se mejora considerablemente adicionando compuestos organicos C-C- o O-O-labiles. Ejemplos de tales agentes sinergicos ignlfugos son dicumilo peroxido de dicumilo. Una combination preferida contiene 0,1 a 5 % en peso, respecto del pollmero expandible de estireno, de compuestos organicos de bromo y 0,05 a 1,0 % en peso, respecto del pollmero expandible de estireno de los compuestos organicos C-C- o O-O-labiles.
El pollmero expandible de estireno de acuerdo con la invencion contiene 0,01 a 0,8 % en peso, preferible 0,02 a 0,5 % en peso, cada caso respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B).
El metal, al menos uno, que esta presente como componente (B), puede presentarse en forma elemental o como compuesto. La indication de cantidad siempre se refiere en este caso de acuerdo con la invencion al metal en forma elemental, determinado por ejemplo mediante analisis elemental. Si se encuentran presentes varios metales en el pollmero expandible de estireno segun la invencion, las indicaciones de cantidad se refieren a la suma de los metales presentes.
Las cantidades presentes en el pollmero expandible de estireno segun la invencion de al menos un agente ignlfugo como componente (A) y al menos un metal como componente (B) dan lugar a una proportion en peso de al menos un agente ignlfugo al menos un metal el cual es, en general, mayor que 50, preferiblemente mayor que 100, particularmente preferible mayor que 125 y muy particularmente preferible mayor que 200. En el pollmero expandible de estireno de acuerdo con la presente invencion, la cantidad de agente ignlfugo presente, al menos uno, se acopla a la cantidad de metal presente. Si en el pollmero de estireno segun la invencion esta presente menos metal, la cantidad de al menos un agente ignlfugo tambien puede seleccionarse baja. Si se encuentra presente relativamente mucho metal en el pollmero de estireno de la invencion, entonces la cantidad de al menos un agente ignlfugo tambien tiene que adaptarse de manera correspondiente para que puedan lograrse las ventajas de la invencion. En
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cada caso, en el pollmero expandible de estireno segun la invencion a lo sumo se encuentra presente 0,8 % en peso de metal, respecto del componente (A), en calidad de componente (B).
De acuerdo con la invencion se prefiere que el metal, al menos uno, no se adicione de manera extra al pollmero de estireno, sino que el metal que esta presente, opcionalmente pase en terminos generales como impureza al pollmero expandible de estireno segun la invencion. A manera de ejemplo, los metales pasan al producto por abrasion de aceros, por ejemplo del extrusor, tanque, tamices, etcetera, durante la production de pollmero expandible de estireno, de manera mecanica y/o por corrosion. Otra fuente del metal presente opcionalmente en el pollmero expandible de estireno de acuerdo con la invencion son las sustancias introducidas a la reaction hara preparar el pollmero de estireno, por ejemplo las partlculas atermicas presentes, por ejemplo grafito o negro de humo.
El metal, al menos uno, presente opcionalmente en el pollmero expandible de estireno segun la invencion, se selecciona preferiblemente del grupo compuesto por aluminio, titanio, escandio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, nlquel, cobre, itrio, zirconio, niobio, molibdeno, rutenio, rodio, paladio, plata, hafnio, tantalio, wolframio, renio, osmio, iridio, platino, oro, cerio y mezclas de los mismos. En una modalidad particularmente preferida del pollmero de estireno segun la invencion el metal, al menos uno, se selecciona del grupo compuesto por hierro, cobre, molibdeno, zirconio y mezclas de los mismos.
Gracias a la muy pequena cantidad, segun la invencion, de al menos un metal, respecto del agente ignlfugo, al menos uno, en el pollmero de estireno, este se caracteriza por muy buenas propiedades mecanicas conjuntamente con un buen aislamiento y alta protection contra la llama. La protection contra la llama particularmente buena de los pollmeros de estireno expandibles de la invencion puede expresarse, por ejemplo, en que estos pasan la prueba de incendio B2 de acuerdo con DIN 4102. Las ventajas de los pollmeros expandibles de estireno segun la invencion tambien dan lugar a estas propiedades ventajosas en los pollmeros expandidos de estireno de acuerdo con la invencion o en las espumas que pueden producirse a partir de estos pollmeros expandibles de estireno.
El pollmero expandible de estireno segun la invencion contienen partlculas atermicas como componente (C), seleccionadas por ejemplo del grupo compuesto por oxidos de no metales, por ejemplo carbono, por ejemplo negro de humo, grafito, diamante y colorantes organicos o pigmentos colorantes y mezclas de los mismos. Como colorantes organicos se toman en cuenta principalmente aquellos que muestran un comportamiento absorbente y/o reflector en la region infrarroja. Los materiales mencionados previamente pueden utilizarse respectivamente solos o tambien en combination, es decir en forma de una mezcla de varios materiales. En una modalidad preferida, las partlculas atermicas en el pollmero de estireno segun la invencion son de grafito.
En una modalidad preferida, los negros de humo, grafitos o materiales de carbono usados como partlculas atermicas contienen una cantidad menor que 5000 ppm, particularmente preferible menor que 1000 ppm, muy particularmente preferible menor que 500 ppm, principalmente preferible menor que 100 ppm.
El negro de humo que puede emplearse segun la invencion tiene preferiblemente un tamano de partlcula primaria de 1 a 1000 nm, particularmente preferible de 5 a 500 nm. La absorcion de DBP de los negros de humo empleados preferiblemente, medidos segun la ASTM D2414, es de 10 a 300 mL/100 g, particularmente preferible de 20 a 200 mL/100 g. El area de los negros de humo empleados preferiblemente es de preferencia de 2 a 400 m2/g, particularmente preferible de 5 a 200 m2/g, respectivamente medida segun la ASTM D6556.
El grafito que puede utilizarse segun la invencion tienen de preferencia un tamano medio de partlcula de 0,1 a 50 pm, principalmente de 1 a 12 pm, una densidad aparente de 100 a 800 g/l y un area especlfica de 1 a 20 m2/g. Pueden emplearse grafito natural, grafito sintetico o grafito expandible. El grafito utilizado preferiblemente tiene un contenido de cenizas determinado segun la DIN 51903 en general de 0 a 15 % en peso, preferiblemente de 0,005 a 10 % en peso, particularmente preferible de 0,01 a 8 % en peso.
Las partlculas atermicas se encuentran en general en el pollmero expandible de estireno segun la invencion en una cantidad de 0,05 a 30 % en peso, particularmente preferible de 0,1 a 20 % en peso, cada caso respecto del pollmero expandible de estireno.
Las partlculas atermicas que pueden emplearse segun la invencion como componente (C) pueden ser de forma regular o irregular. Las partlculas atermicas pueden producirse de acuerdo con todos los metodos conocidos por el experto en la materia y/o pueden obtenerse comercialmente.
Los pollmeros expandibles de estireno segun la invencion pueden contener ademas los adyuvantes y aditivos habituales y conocidos por el experto en la materia, por ejemplo agentes de nucleacion, estabilizantes frente a la luz ultravioleta, agentes de transferencia de cadena, propelentes, plastificantes, productos para revestimiento, agentes de efecto hidrofugo y/o antioxidantes. De acuerdo con la invencion en este caso debe prestarse atencion a que el contenido de al menos un metal no sobrepase 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del agente ignlfugo, al menos uno. En una modalidad preferida, el pollmero expandible de estireno no contiene materiales de carga, principalmente no contiene materiales de carga que contengan metal, es decir que la cantidad de materiales de carga, principalmente
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materiales de carga que contienen metal, se encuentra en el pollmero expandible de estireno segun la invention por debajo del llmite de detection analltica. Los metodos anallticos adecuados son conocidos por el experto en la materia.
La presente invencion tambien se refiere a un proceso para producir el pollmero expandible de estireno segun la invencion mezclando el pollmero expandible de estireno y el agente ignlfugo, al menos uno, como componente (A) y las partlculas atermicas como componente (C), en cuyo caso se encuentran presentes 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B).
El mezclado del pollmero de estireno, al menos uno, con al menos un agente ignlfugo, las partlculas atermicas y opcionalmente con otros componentes se efectua preferiblemente de acuerdo con uno de los metodos descritos a continuation.
En una modalidad preferida se mezcla el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente otros componentes con una fusion del pollmero de estireno, por ejemplo en un extrusor. En este caso al material fundido se dosifica simultaneamente un agente propelente. El agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente los otros componentes tambien pueden incorporarse a un material fundido del pollmero de estireno que contiene el propelente, en cuyo caso es ventajoso usar fracciones marginales retiradas mediante cribado de un rango de perlas de las perlas de poliestireno producidas en una reaction de polimerizacion en suspension que contienen propelente. El poliestireno fundido que contiene propelente, al menos un agente ignlfugo, partlculas atermicas y opcionalmente otros componentes es extrudido y triturado para obtener un material granulado que contiene propelente. Puesto que el grafito en particular tiene un gran efecto de nucleacion, el producto debe enfriarse rapidamente a presion despues de la extrusion a fin de evitar el espumado. Por lo tanto, es ventajoso realizar la granulation bajo el agua a presion. Si el pollmero fundido no se trata a presion, ocurre el espumado del pollmero expandible de estireno lo cual da lugar a la formation de partlculas de pollmero expandido de estireno o espuma. En una modalidad preferida este espumado directo sucede por medio de extrusion del material fundido que comprende propelente a traves de una boquilla correspondiente, de modo que se forman las placas de espuma directamente en el tamano deseado a partir del pollmero expandible de estireno. En otra modalidad, el material fundido es extrudido a traves de otra boquilla adecuada para formar granulos expandidos, compuestos del pollmero expandible de estireno.
La presente invencion tambien se refiere, por lo tanto, a la preparation de partlculas expandidas de pollmero de estireno segun la invencion, en cuyo caso se hace espumar un pollmero expandible de estireno segun la invencion.
La presente invencion tambien se refiere a partlculas expandidas de pollmero de estireno que contienen al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partlculas atermicas como componente (C), que pueden producirse de manera preferida de acuerdo con el proceso de la invencion. Respecto de las caracterlsticas individuales y las modalidades preferidas, para las partlculas expandidas de pollmero de estireno de la invencion se aplica lo dicho referente a las partlculas de pollmero expandible de estireno.
Tambien es posible adicionar el propelente en una etapa separada de un proceso a los pollmeros de estireno que contienen el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas, opcionalmente, otros componentes. En este caso los granulos se impregnan preferiblemente en suspension acuosa con el propelente.
El agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente los otros componentes pueden adicionarse directamente al pollmero fundido. Tambien es posible adicionar el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente los otros componentes al material fundido en forma de un concentrado en el poliestireno correspondiente. Sin embargo es preferible que los granulos de poliestireno y el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente los otros componentes se adicionen conjuntamente a un extrusor y que el pollmero se funda y se mezcle con el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y, opcionalmente, los otros componentes.
Basicamente tambien es posible incorporar el agente ignlfugo, al menos uno, las partlculas atermicas y opcionalmente los otros componentes durante el desarrollo de la polimerizacion en suspension. Pueden adicionarse en este caso a los monomeros antes de la suspension o pueden adicionarse a la mezcla de reaccion durante el transcurso de la polimerizacion, preferiblemente durante la primera mitad del ciclo de polimerizacion. El propelente se adiciona preferiblemente durante el curso de la polimerizacion aunque tambien puede adicionarse al pollmero despues. Para la estabilidad de la suspension es favorable si al comienzo de la polimerizacion en suspension esta presente una solution del pollmero o de un copollmero correspondiente en el monomero o de la mezcla de monomero y del comonomero o de los comonomeros correspondientes. En este caso se parte preferiblemente de una solucion de poliestireno en estireno, en cuyo caso la concentration del poliestireno en estireno es en terminos generales de 0,5 a 30 % en peso, preferiblemente de 5 a 20 % en peso. En este caso se disuelve poliestireno recien preparado en estireno, pero de manera conveniente se emplean las llamadas fracciones marginales, que son perlas demasiado grandes o demasiado pequenas que se retiran mediante cribado cuando el rango de perlas producidas durante la production de poliestireno expandible es fraccionado. En la practica, estas fracciones marginales no
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utilizables tienen diametros mayores a 2,0 mm o menores que 0,2 mm. Tambien es posible usar poliestireno reciclado y espuma de poliestireno reciclada. Otra posibilidad consiste en polimerizar previamente el estireno en sustancia hasta una conversion de 0,5 a 70% y suspender el prepollmero conjuntamente con las partlculas atermicas en la fase acuosa y completar la polimerizacion.
El propelente se adiciona en las cantidades habituales de aproximadamente 1 a 10 % en peso, respecto del peso del pollmero termoplastico. Como propelente habitualmente se emplean hidrocarburos alifaticos con 3 a 10, de preferencia 4 a 6 atomos de carbono, por ejemplo n-pentano, iso-pentano o mezclas de los mismos.
El pollmero expandible de estireno segun la invencion puede procesarse en espumas con densidades preferiblemente de 5 a 200 g/l, particularmente preferible de 8 a 100 g/l y principalmente de 10 a 80 g/l. Por lo tanto, la presente invencion tambien se refiere a una espuma que puede producirse a partir del pollmero expandible de estireno segun la invencion.
En una modalidad preferida, la espuma segun la invencion tiene una densidad de < 35 g/l y una conductividad termica que se disminuye hasta que satisface los requisitos de la clase de conductividad termica 035 (segun DIN 18164, parte 1. Tab. 4). La presente invencion tambien se refiere a un proceso para producir espumas produciendo un pollmero expandible de estireno segun la invencion.
El espumado del pollmero expandible de estireno que contiene propelente para producir espumas tambien se efectua habitualmente de acuerdo con el proceso conocido en el estado de la tecnica, mediante un espumado previo en una primera etapa con vapor de agua en pre-expansores abiertos o cerrados para producir los correspondientes pollmeros expandidos de estireno. Las partlculas expandidas tienen en terminos generales un tamano de partlcula medio de 0,5 a 10 mm, principalmente de 1 a 8 mm. La presente invencion tambien se refiere a los pollmeros expandidos de estireno que contienen el agente ignlfugo, al menos uno, y opcionalmente otros componentes. Los pollmeros expandidos de estireno, esfumados previamente, de la invencion en forma de partlculas o de perlas se funden luego en una segunda etapa por medio de vapor de agua en moldes permeables al gas para producir piezas moldeadas o placas.
La presente invencion tambien se refiere a la utilizacion de espumas de la invencion para aislar termicamente edificios o partes de edificios, por ejemplo, tal como en el aislamiento perimetral, por ejemplo. Las espumas de la invencion pueden aplicarse en este caso tanto al lado externo como tambien al lado interno de las piezas que van a aislarse.
La presente invencion tambien se refiere a la utilizacion de espumas segun la invencion para aislar termicamente maquinas y aparatos domesticos, por ejemplo estufas, refrigeradores, congeladores, calentadores de agua o recipientes aislados.
La presente invencion tambien se refiere a la utilizacion de espumas de acuerdo con la invencion en calidad de material de empaque. En este caso la espuma puede utilizarse en forma de partlculas de modo que el artlculo que vaya a empacarse se encuentre en un lecho suelto. Tambien es posible que se produzca una pieza de trabajo de una sola parte a partir de la espuma de la invencion en la cual se incruste el artlculo que vaya a empacarse.
Ejemplos
Ejemplo 1 (comparacion):
En 3100 g de estireno se disolvieron 600 g de fraccion marginal de EPS y 110 g de grafito pulverizado (tamano de grano d50: 4,5 pm; densidad aparente 200 g/L; cenizas determinadas segun DIN 51903: 3,5 % en peso) se suspenden de manera homogenea adicionando a la mezcla 2 g de peroctoato de ter-butilo y 17 g de peroxido de dicumilo as! como 35 g de hexabromociclododecano (HBCD). La fase organica se reintroduce a 4,5 L de agua totalmente desmineralizada en un tanque agitado de 10 L. La fase acuosa contiene 18 g de tiro fosfato de sodio y 17 g de sulfato de magnesio. La suspension se calienta durante 150 minutos a 110 °C. Despues se adiciona 1 g de emulsionante E30/40 (Leuna-Tenside GmbH). Despues de otros 80 minutos se dosifican 220 g de pentano y se polimeriza a 134 °C. Despues de separar la fase acuosa y cribar a continuation se obtienen partlculas expandibles. El contenido de metal respecto de HBCD, es de 2,8 % en peso.
Las partlculas son espuma das previamente con vapor de agua y despues del almacenamiento de un dla se funden mediante tratamiento adicional con vapor de agua en un molde cerrado para producir bloques de espuma con una densidad de 15,1 g/L. La conductividad termica de acuerdo con DIN 52612 es de 31,5 mW/(m*K). No se aprobo la prueba B2 segun la DIN 4102.
La tension compresiva a 10% de compresion es insuficiente y es de 50 kPa segun DIN EN 826.
Ejemplo 2 (de acuerdo con la invencion):
5
10
15
20
25
30
El ensayo se realiza tal como se describe en el ejemplo 1 pero se emplean 110 g de grafito con un tamano de grano d50 de 4,6 pm, una densidad aparente de 200 g/L y un contenido de cenizas determinado segun DIN 51903, de 2 % en peso. El contenido de metal respecto de HBCD es de 0,2 % en peso. La conductividad termica a una densidad de 15,3 g/L es de 31,3 mW/(m*K) segun DIN 52612. El ensayo B2 segun DIN 4102 fue aprobado.
La tension compresiva a 10% de compresion es de 75 kPa segun DIN EN 826.
Ejemplo 3 (comparacion):
A una corriente principal de un pollmero fundido que contenla propelente, compuesto de poliestireno con un peso molecular medio ponderado de 280000 g/mol, se dosificaron 3,7 % en peso, respecto del poliestireno, de grafito (tamano de grano 4,7 pm; densidad aparente 200 g/L; cenizas determinadas segun DIN 51903: 3,7 % en peso) y 7 % en peso, respecto del poliestireno, de n-pentano en un extrusor y 2,0 % en peso, respecto de poliestireno de hexabromociclododecano (HBCD), y 0,4 % en peso, respecto de poliestireno, de dicumilo. El pollmero fundido resultante se hizo pasar a traves de una placa de boquillas y con ayuda de una granulacion bajo agua sometida a presion se granulo en partlculas expandibles.
Se obtienen partlculas con un diametro medio de 1,1 mm. El contenido de metal respecto de HBCD, es de 2,1 % en peso. Las partlculas son espuma das previamente con vapor de agua y despues del almacenamiento de un dla se funden mediante tratamiento adicional con vapor de agua en un molde cerrado para producir bloques de espuma con una densidad de 16,1 g/L. La conductividad termica segun DIN 52612 es de 31,0 mW/(m*K). No se aprobo la prueba B2 segun DIN 4102. La tension compresiva a 10% de compresion es insuficiente y es de 60 kPa segun DIN EN 826.
Ejemplo 4 (segun la invencion)
El experimento se realiza tal como se describe en el ejemplo 3 pero se emplea grafito con un tamano de grano d50 de 4,5 pm, una densidad aparente de 200 g/L y un contenido de cenizas determinado segun DIN 51903, de 0,5 % en peso. El contenido de metal respecto de HBCD, es de 0,02 % en peso. La conductividad termica a una densidad de 16,2 g/L es de 31,0 mW/(m*K) segun DIN 52612. Se aprobo la prueba B2 segun DIN 4102. La tension compresiva a 10% de compresion es de 85 kPa segun DIN EN 826.
Ejemplo 5 (de acuerdo con la invencion)
El experimento se realiza tal como se describe en el ejemplo 3 pero se emplea grafito con un tamano de grano d50 de 7 pm, una densidad aparente de 300 g/L y un contenido de cenizas determinado segun DIN 51903, de 3,5 % en peso. El contenido de metal, respecto de HBCD, es de 0,5 % en peso. La conductividad termica a una densidad de 16,5 g/L es de 32,8 mW/(m*K) segun DIN 52612. Se aprobo la prueba B2 segun DIN 4102. La tension compresiva a 10% de compresion es de 83 kPa segun DIN EN 826.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Pollmero expandible de estireno que contiene al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partlculas atermicas como componente (C).
  2. 2. Pollmero de estireno segun la reivindicacion 1, caracterizado porque es un homopollmero de estireno o un copollmero de estireno con hasta 40 % en peso, respecto del peso del pollmero, de al menos otro monomero etilenicamente insaturado.
  3. 3. Pollmero de estireno segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el agente ignlfugo, al menos uno, es un compuesto organico de bromo.
  4. 4. Pollmero de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el metal, al menos uno, se selecciona del grupo compuesto por hierro, cobre, molibdeno, zirconio y mezclas de los mismos.
  5. 5. Pollmero de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agente ignlfugo, al menos uno, es hexabromociclododecano (HBCD).
  6. 6. Pollmero de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las partlculas atermicas son de grafito.
  7. 7. Proceso para producir el pollmero expandible de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 6 mezclando el pollmero expandible de estireno, el agente ignlfugo, al menos uno, como componente (A) y las partlculas atermicas como componente (C), en cuyo caso estan presentes 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B).
  8. 8. Partlculas expandidas de pollmero de estireno que contienen al menos un agente ignlfugo como componente (A), 0,01 a 0,8 % en peso, respecto del componente (A), de al menos un metal como componente (B) y partlculas atermicas como componente (C).
  9. 9. Proceso para producir una partlcula expandida de pollmero de estireno segun la reivindicacion 8, caracterizado porque se hace espumar un pollmero expandible de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 7.
  10. 10. Espuma, que puede producirse a partir del pollmero expandible de estireno segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
  11. 11. Espuma segun la reivindicacion 10, caracterizado porque esta tiene una densidad de < 35 g/l y una conductividad termica que se disminuye hasta que satisfaga los requisitos de la clase de conductividad termica 035 (segun la DIN 18164, parte 1. Tab. 4).
  12. 12. Proceso para producir una espuma segun la reivindicacion 10 produciendo un pollmero expandible de estireno segun la reivindicacion 7 y haciendo espumar este pollmero expandible de estireno.
  13. 13. Utilizacion de una espuma segun la reivindicacion 10 para aislamiento termico, incluido el aislamiento termico de maquinas y aparatos domesticos y como material de empaque.
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