Procedimiento para la fabricación de espumas abrasivas.

Procedimiento para la fabricación de una espuma abrasiva a base de un producto de condensación de melaminaformaldehídoque contiene nanopartículas inorgánicas,

que comprende las etapas de:

(1) preparar una disolución o dispersión que contiene un precondensado de la espuma que va a fabricarse asícomo nanopartículas inorgánicas y al menos un agente expansivo físico con un punto de ebullición entre 0 ºC y80 ºC y eventualmente otros componentes aditivos (Z),

(2) espumar el precondensado mediante calentamiento de la disolución o dispersión de la etapa (1) a unatemperatura de al menos 60 ºC, para obtener una espuma que contiene nanopartículas inorgánicas, así comoeventualmente

(3) recocer la espuma obtenida en la etapa (2) a una temperatura de 120 ºC a 300 ºC.

Procedimiento para la fabricación de espumas abrasivas La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de espumas abrasivas a base de un producto de condensación de melamina/formaldehído así como a los productos fabricados según este procedimiento. En el procedimiento se espuma mediante calentamiento una disolución o dispersión preferentemente acuosa que contiene un precondensado de melamina/formaldehído, un componente inorgánico en forma de nanopartículas así como eventualmente otros componentes tales como un emulsionante, un agente expansivo, un endurecedor así como otros aditivos. A continuación puede endurecerse la espuma mediante reticulación del precondensado y procesarse para obtener distintos productos secundarios.

Las nanopartículas inorgánicas desempeñan en muchos sectores de la producción industrial un papel creciente. Empezando por la tecnología de chips a través de la fabricación de caucho hasta la medicina y cosmética las nanopartículas encuentran posibilidades de uso interesantes debido a sus propiedades de material especiales. En general, las nanopartículas presentan claramente otras propiedades físicas y químicas distintas de sus análogos de grano grueso. Esto conduce a posibilidades de uso especiales, dado que con un volumen de partícula pequeño puede facilitarse una superficie muy alta y también químicamente variable. Así pueden dispersarse fuertemente, por ejemplo con nanopartículas, las energías que se producen en el material, lo que ha conducido por ejemplo en el sector de la industria de caucho a una elevada elasticidad de neumáticos y a una resistencia a la rodadura reducida. Las nanopartículas inorgánicas pueden usarse de manera práctica, sin embargo, también en los sectores doméstico y de limpieza.

Ya se conocen distintos procedimientos para la fabricación de espumas y también de espumas abrasivas. Así se describen en el documento EP-A 017 672 ya en el año 1979 espumas elásticas a base de productos de condensación de melamina/formaldehído así como un procedimiento para su fabricación. A este respecto se espuma una disolución o dispersión que contiene agente expansivo altamente concentrado de un precondensado de melamina/formaldehído y se endurece la espuma. La espumación puede tener lugar mediante calentamiento hasta una temperatura por encima del punto de ebullición del agente expansivo y realizarse de modo que comience un aumento de la viscosidad rápido esencialmente sólo cuando se haya finalizado el procedimiento de espumación. El calentamiento se realiza preferentemente con aire caliente, sin embargo puede realizarse también mediante vapor de agua, radiación de alta frecuencia o aprovechamiento del calor de reacción. A las espumas pueden añadirse en el documento EP-A 017 672 también componentes inorgánicos en forma de polvo como cargas o agentes ignífugos. En el documento NL-A 102 4682 se describen espumas duras de célula abierta, por ejemplo a base de melaminaformaldehído, a las que pueden añadirse también aditivos inorgánicos antes o tras la espumación. Según esto no se trata, sin embargo, de espumas de melamina flexibles, sino de espumas duras. Estas espumas duras tienen otras propiedades físicas distintas de las espumas flexibles de acuerdo con la invención. Los aditivos, tales como por ejemplo arena, se seleccionan en el documento NL-A 102 4682 no en cuanto a una abrasividad elevada de la espuma.

El documento WO 2006/003421 describe espumas de poliuretano flexibles que pueden contener nanopartículas basadas en silicatos laminares (por ejemplo Cloisite) .

Por el documento WO 2005/100497 se conocen plásticos que contienen poros de un polímero poroso, en los que los poros están rellenos parcialmente con partículas abrasivas de óxidos metálicos (por ejemplo de óxidos de aluminio, silicio, titanio, cerio, zirconio, germanio o magnesio) . Éstos se usan para el pulido de elementos semiconductores tales como obleas. Los polímeros se basan en poliuretanos y poliolefinas. En la parte de ejemplos se presenta un procedimiento para la apertura de poros durante la espumación mediante aplicación de vacío.

En el documento CA-A 2 293 906 se describen espumas para aplicaciones domésticas que se realizan mediante impregnación de la capa superior de un cuerpo de espuma raspado con un revestimiento que contiene aditivos abrasivos tales como por ejemplo carbonato de calcio, microesferas huecas de vidrio, cuarzo, carburo de silicio u óxido de aluminio.

En el documento JP-A 2001/287152 se describen almohadillas de pulido para el tratamiento de superficie de obleas, que se obtienen mediante impregnación de espumas de poliuretano con impregnaciones abrasivas (por ejemplo dióxido de silicio u óxido de cerio) y compactación posterior.

Por el documento EP-A 1 683 831 se conoce la adición de hasta el 5 % en peso de nanopartículas inorgánicas a los componentes de un poliuretano y la espumación posterior para dar una espuma de poliuretano. Las nanopartículas se usan en este caso como agentes de nucleación para el control de la estructura de espuma.

En el documento US 3.653.859 se describe la impregnación de una espuma con una dispersión que contiene aditivos abrasivos.

El documento US 2003/207954 describe espumas de poliuretano que pueden contener aditivos abrasivos tales como por ejemplo minerales como feldespato.

También en el documento WO 1999/24223 se describen espumas que están dotadas de partículas abrasivas, por ejemplo, de óxido de aluminio o cuarzo. En el documento JP-A 2003/175466 se describe la impregnación de la espuma Basotect® (fabricante BASF) con partículas abrasivas y un aglutinante elastomérico.

En el documento EP-A 1 742 980 se describe la unión covalente de nanopartículas inorgánicas sobre la estructura de nervios de Basotect para conseguir una acción repelente de la suciedad.

El modelo de utilidad alemán DE 298 08 991 propone usar para el pulido de superficies de plástico una pasta para pulir en la que están dispersados los agentes abrasivos en una sustancia de soporte, en la que se reduce la viscosidad en las condiciones del procedimiento de pulido.

En el documento DE-A 31 02 567 se da a conocer una pasta para el pulido de superficies metálicas en la que están introducidas partes de polvo distribuidas uniformemente en la masa fundida de la pasta, cuya dureza se encuentra entre la dureza de los cuerpos abrasivos y la dureza de la masa fundida. Como polvo se mencionan en este caso partículas metálicas tales como polvo de cobre, polvo de aluminio, polvo de zinc y polvo de latón.

El documento JP 09216163 describe espumas abrasivas a base de melamina y PVA que contienen partículas abrasivas superfinas. La espuma abrasiva debe fabricarse mediante un procedimiento de termoconformación sin el uso de agentes expansivos.

El documento EP-A 1 808 454 describe una espuma de aminorresina sin agentes expansivos que está constituida por una aminorresina y nanopartículas hidrófobas. La espuma de aminorresina descrita en el documento EP-A 1 808 454 presenta una alta proporción de estructuras de poro cerrado (página 4, párrafo [0030] y figura 1) y una alta densidad de aproximadamente 0, 8 g/cm3 (página 5, párrafo [0037], tabla 3) . Además se describe el uso de estas espumas de amino-resina como sustancia amortiguadora del sonido y energía.

En agentes abrasivos y pastas para pulir habituales se usan con frecuencia cuerpos abrasivos con un grano fino y alta dureza, que sin embargo durante el procedimiento de pulido puede conducir a arañazos diminutos sobre la superficie que va a pulirse. En muchos campos de la técnica (por ejemplo la fabricación de componentes electrónicos) , sin embargo también en el sector doméstico son indeseables tales arañazos sobre las superficies. También se usan aquellas espumas que no presentan elasticidad alta ni permanente y por tanto pueden usarse únicamente durante un espacio de tiempo muy limitado, lo que no es deseable por aspectos ecológicos.

Para proporcionar una espuma abrasiva existen distintas posibilidades para la combinación de la espuma con partículas de acción abrasiva:

• impregnar la espuma con una dispersión de las partículas (con la adición de aglutinante o también con unión covalente) ,

• añadir partículas abrasivas a una pasta para pulir

• añadir partículas abrasivas al precondensado antes de la espumación,

• añadir partículas abrasivas a las materias primas en la fabricación del precondensado y espumar en la siguiente etapa,

• combinación de los procedimientos expuestos anteriormente.

En el procedimiento de acuerdo con la invención se usan en particular condensados... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de una espuma abrasiva a base de un producto de condensación de melaminaformaldehído que contiene nanopartículas inorgánicas, que comprende las etapas de:

(1) preparar una disolución o dispersión que contiene un precondensado de la espuma que va a fabricarse así como nanopartículas inorgánicas y al menos un agente expansivo físico con un punto de ebullición entre 0 ºC y 80 ºC y eventualmente otros componentes aditivos (Z) ,

(2) espumar el precondensado mediante calentamiento de la disolución o dispersión de la etapa (1) a una temperatura de al menos 60 ºC, para obtener una espuma que contiene nanopartículas inorgánicas, así como eventualmente

(3) recocer la espuma obtenida en la etapa (2) a una temperatura de 120 ºC a 300 ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la espumación del precondensado y el recocido de la espuma se realizan en una etapa de procedimiento.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la disolución o dispersión en la etapa (1) contiene adicionalmente al menos un emulsionante y/o al menos un componente que regula el valor de pH.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la disolución o dispersión en la etapa (1) contiene nanopartículas inorgánicas con un tamaño de partícula promedio inferior a 1000 nm.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la disolución o dispersión en la etapa (1) contiene nanopartículas inorgánicas con un tamaño de partícula promedio inferior a 100 nm.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la disolución o dispersión en la etapa (1) contiene nanopartículas inorgánicas seleccionadas de uno o varios compuestos del grupo que está constituido por dióxido de silicio, óxido de titanio, óxido de zirconio, óxido de zinc, magnetita, óxido de aluminio, silicato de aluminio y óxidos de lantánidos, respectivamente con un tamaño de partícula promedio de 5 nm a 50 nm.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la disolución o dispersión en la etapa (1) contiene al menos un agente expansivo del grupo de los alcanos.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el calentamiento en la etapa (2) se realiza mediante el uso de gases calientes y/o una radiación de alta frecuencia.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el componente de nanopartículas inorgánicas está compuesto esencialmente por dióxido de silicio.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el componente de nanopartículas se encuentra en la disolución o dispersión de la etapa (1) en una cantidad del 0, 01 % al 50 % en peso, con respecto al peso del precondensado.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el componente de nanopartículas se encuentra en la disolución o dispersión de la etapa (1) en una cantidad del 1 % al 10 % en peso, con respecto al peso del precondensado.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la disolución o dispersión de la etapa (1) contiene además de al menos un agente expansivo, un emulsionante, un componente que regula el valor de pH y como componente aditivo adicional una sustancia aromática y/o un colorante en una cantidad del 0, 01 % al 2 % en peso, con respecto al peso del precondensado.

13. Espuma abrasiva que puede fabricarse según el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a

12.

14. Espuma abrasiva según la reivindicación 13, que contiene nanopartículas inorgánicas distribuidas de manera uniforme con un tamaño de partícula promedio inferior a 100 nm.

15. Pieza moldeada que contiene una espuma abrasiva según la reivindicación 13 ó 14.

16. Agente abrasivo que contiene una espuma abrasiva según la reivindicación 13 ó 14.

17. Uso de una espuma según la reivindicación 13 ó 14, eventualmente en combinación con otros coadyuvantes, como agente de limpieza de acción abrasiva, agente abrasivo o agente de pulido.