Cargas para productos de polímeros rígidos espumados.

Composición de resina para preparar productos de polímeros rígidos espumados,

comprendiendo dicha composición:

a) al menos una resina de polímero,

b) un carbonato de calcio tratado superficialmente que tiene una mediana de diámetro de partícula en peso d50 de entre 0,5 mm y 0,9 mm, medida según el método de sedimentación, en una cantidad de al menos 10 partes por cien partes de la al menos una resina de polímero (phr), y

c) un agente de soplado en una cantidad de menos de 1 phr.

Cargas para productos de polímeros rígidos espumados

La presente invención se refiere a una composición de resina para preparar productos de polímeros rígidos espumados, a un producto de polímero rígido espumado preparado a partir de la composición, a un método para preparar un producto de polímero rígido espumado así como al uso de un carbonato de calcio para reducir la densidad de un producto de polímero rígido espumado.

Los productos de polímeros rígidos espumados se usan para una gran variedad de aplicaciones industríales, tales como para el aislamiento de cables eléctricos, para tuberías en diversas aplicaciones municipales e industríales, para alojamientos de equipos electrónicos portátiles, para señales o azulejos, perfiles de persianas enrollables y ventanas, sustitutos de madera y láminas, etc. En particular, las espumas de polímeros rígidos tales como espumas de PVC-p, rígidas tienen una demanda creciente ya que las espumas muestran una densidad reducida en comparación con otros materiales de PVC, lo que también da como resultado un menor peso de la pieza. Sin embargo, para reducir los costes de tales formulaciones de espuma, se usan partículas de cargas minerales como una parte integral de las espumas de polímeros rígidos.

En la técnica, se han hecho varios intentos para incorporar cargas minerales en formulaciones de espuma de polímeros rígidos. Por ejemplo, el documento WO 2010/049530 A2 se refiere a perfiles fabricados de un polímero de poli(cloruro de vinilo) espumado que comprende al menos 40, preferiblemente al menos 60 partes en peso de una carga mineral que se produce de manera natural por cada 100 partes en peso de PVC, en los que la carga mineral que se produce de manera natural se refiere a wollastonita, vermiculita, talco, mica y/o combinaciones de las mismas. El documento US 4.402.893 describe un método para la preparación de un cuerpo espumado celular de una resina a base de cloruro de vinilo que tiene una estructura celular muy fina y uniforme con una alta productividad en un proceso continuo, en el que la resina a base de cloruro de vinilo se mezcla con un agente de nucleación. Se describe que los materiales adecuados como agente de nucleación son carbonato de calcio, talco, sulfato de bario, sílice pirogénica, dióxido de titanio, arcilla, óxido de aluminio, bentonita, tierra de diatomeas. El documento WO 00/00553 A1 se refiere a un método para procesar cargas minerales con una distribución de tamaño de partícula específica usando agentes de tratamiento tales como fosfato orgánico, incluyendo una etapa de desagregación, y opcionalmente una etapa de selección, para mejorar las técnicas para fabricar espumas de poliuretano o bien mediante formación de espuma sin un auxiliar de hinchamiento o bien con un auxiliar de hinchamiento, tal como CO2, y poliuretano compuesto, reduciendo el tiempo para el mezclado de dicha carga procesada con poliol y otros reactivos. El documento EP 0726298 A1 se refiere a un método para el tratamiento de cargas minerales usando agentes de tratamiento de fosfato orgánico, cargas minerales tratadas obtenidas por dicho método y suspensión de estas cargas minerales tratadas en polioles así como al uso de estas suspensiones en la fabricación de espumas de poliuretano flexibles, semirrígidas o rígidas usadas para la fabricación de objetos moldeados o no moldeados.

El documento US 6.323.269 B1 describe un gránulo termoplástico que contiene mineral para su incorporación en un material termoplástico para producir un producto final termoplástico, comprendiendo el gránulo al menos el 50% en peso de un material particulado inorgánico, al menos el 0,1% en peso de un aditivo que comprende un agente de soplado, y comprendiendo el resto un aglutinante termoplástico.

Desafortunadamente, un aumento de la cantidad de tales partículas de carga mineral incorporada en la formulación de espuma de polímero rígido provoca que aumente la densidad y el peso de la pieza del producto rígido espumado.

Un enfoque adicional considera la optimización del agente de soplado usado para promover la formación de espuma con el fin de mejorar el desprendimiento de gases durante el procesamiento. Este enfoque ofrece la ventaja de que puede reducirse la cantidad de agente de soplado mientras que la cantidad de partículas de carga mineral puede aumentarse al mismo tiempo, de modo que se mantiene la densidad deseada global y el peso de la pieza. En este aspecto, se han hecho varios intentos en la técnica para optimizar las propiedades de los agentes de soplado.

Por ejemplo, el documento CA 2 737 471 A1 describe que la densidad de los artículos espumados rígidos fabricados por descomposición térmica de un agente de soplado en un polímero de cloruro de vinilo se reduce mediante el uso de activador(es) de agente de soplado a base de estaño. El documento US 2006/0264523 A1 se refiere a las espumas de nanocompuestos de polijcloruro de vinilo) que comprenden polijcloruro de vinilo), silicatos estratificados y agentes de formación de espuma. Se describe además que los silicatos estratificados dispersos en las resinas de cloruro de vinilo mejoran la eficacia de formación de espuma del agente de formación de espuma. El documento WO 2005/090456 A1 describe un método para la producción de plásticos orgánicos que contienen halógeno espumados, en el que se añade una mezcla de agente de soplado que comprende agentes de soplado químicos, polioles y sales del ácido perclórico en forma de una mezcla física a la premezcla que contiene plástico, antes de la extrusión y después de la dispersión homogénea se manipula por consiguiente la mezcla resultante. El documento US 5.821.274 se refiere al uso de estabilizadores para resinas de PVC espumadas como activadores para los agentes de soplado usados en la preparación de resinas de poli(cloruro de vinilo) espumadas.

Sin embargo, para cumplir con el requisito de mantener una densidad y un peso de la pieza tan baja como sea posible y aumentar la cantidad de partículas de carga mineral incorporada en espumas de polímero rígido al mismo tiempo, las propiedades de la carga mineral y/o el agente de soplado todavía necesitan mejorarse.

Por tanto, hay una necesidad continua de materiales alternativos usados en formulaciones de espuma, que desarrollen una densidad menor que las partículas de carga mineral y los agentes de soplado existentes, y reduzcan efectivamente la densidad y el peso de un producto de polímero rígido espumado.

Este y otros objetos se solucionan por la materia de la presente Invención. Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de resina para preparar productos de polímeros rígidos espumados, dicha composición comprende:

a) al menos una resina de polímero,

b) un carbonato de calcio tratado superficialmente que tiene una mediana de diámetro de partícula en peso dso de entre 0,5 pm y 0,9 pm, medida según el método de sedimentación, en una cantidad de al menos 10 partes por cien partes de al menos una resina de polímero (phr), y

c) un agente de soplado en una cantidad de menos de 1 phr.

Sorprendentemente, los inventores encontraron que la composición de resina anterior, según la presente invención, conduce a un producto de polímero rígido espumado que desarrolla una densidad y un peso de la pieza que es menor que la densidad y el peso de la pieza de un producto de polímero rígido espumado correspondiente obtenido de la misma composición pero sin proporcionar carbonato de calcio que tiene una mediana de diámetro de partícula en peso dso de entre 0,5 pm y 0,9 pm en una cantidad de al menos 10 phr y un agente de soplado en una cantidad de menos de 1 phr. De manera más precisa, los inventores encontraron que la densidad y el peso de la pieza de un producto de polímero rígido espumado pueden reducirse eficazmente preparando la espuma de polímero a partir de una composición de resina que contiene una combinación de un carbonato de calcio definido y un agente de soplado.

Debe entenderse que para los fines de la presente Invención, los siguientes términos tienen el siguiente significado:

El término "espuma de polímero" en el significado de la presente invención se refiere a una espuma que tiene una densidad menor que la densidad de un polímero no espumado, preferiblemente menor de 1,33 g/cm3, más preferiblemente de entre 0,5 g/cm3 y 1,33 g/cm3, incluso más preferiblemente de entre 0,5 g/cm3 y 1 g/cm3 y lo más preferiblemente de entre 0,5 g/cm3 y 0,8 g/cm3.

El término producto de polímero "rígido", en el significado de la presente Invención, se refiere a un producto de polímero que se ha preparado sin usar plastificantes.

El término "resina de polímero", en... [Seguir leyendo]

1. Composición de resina para preparar productos de polímeros rígidos espumados, comprendiendo dicha composición:

a) al menos una resina de polímero,

b) un carbonato de calcio tratado superficialmente que tiene una mediana de diámetro de partícula en peso cfeo de entre 0,5 pm y 0,9 pm, medida según el método de sedimentación, en una cantidad de al menos 10 partes por cien partes de la al menos una resina de polímero (phr), y

c) un agente de soplado en una cantidad de menos de 1 phr.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que el carbonato de calcio tiene una mediana de diámetro de partícula en peso dso de desde 0,6 pm hasta 0,8 pm y preferiblemente de 0,7 pm, medida según el método de sedimentación.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, en la que el carbonato de calcio tiene un corte superior menor de 8 pm, preferiblemente menor de 6 pm y más preferiblemente de aproximadamente 4 pm.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el carbonato de calcio tiene un área superficial específica de desde 1 m2/g hasta 25 m2/g, preferiblemente de 5 m2/g a 15 m2/g y más preferiblemente de 8 m2/g a 13 m2/g, medida usando nitrógeno y el método BET.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el carbonato de calcio es carbonato de calcio triturado (GCC) y/o carbonato de calcio precipitado (PCC), preferiblemente carbonato de calcio triturado.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos el 1% del área superficial accesible por ácido carboxílico alifático del carbonato de calcio está cubierta por un recubrimiento que comprende al menos un ácido carboxílico alifático que tiene entre 4 y 24 átomos de carbono y/o productos de reacción del mismo, preferiblemente por un recubrimiento que comprende ácido esteárico y/o productos de reacción del mismo.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el carbonato de calcio está presente en una cantidad de al menos 5,0 phr, preferiblemente de al menos 10 phr, más preferiblemente de al menos 15 phr y lo más preferiblemente de 20 phr.

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el agente de soplado está presente en una cantidad de entre 0,3 phr y 0,8 phr y lo más preferiblemente en una cantidad de entre 0,5 phr y 0,7 phr y/o el agente de soplado es azodicarbonamida.

9. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende además al menos un componente seleccionado del grupo que comprende agentes de nucleación, estabilizadores, modificadores de impacto, aditivos lubricantes, adyuvantes de procesamiento y mezclas de los mismos.

10. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la al menos una resina de polímero se selecciona del grupo que comprende resinas de polímero halogenadas, resinas estirénicas, resinas acrílicas, poliolefinas, resinas de policarbonato, resinas de poliéster insaturadas, resinas de poliuretano, resinas de poliamida y mezclas de las mismas, preferiblemente la resina de polímero es PVC.

11. Composición según la reivindicación 10, en la que la resina de PVC tiene un valor K de entre 50 y 68.

12. Método para preparar un producto de polímero rígido espumado que comprende las siguientes etapas:

a) proporcionar la composición de resina según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, y

b) someter la composición de resina de la etapa a) a condiciones en las que dicha composición de resina se convierte en un producto de polímero rígido espumado.

13. Método según la reivindicación 12, en el que el producto de polímero rígido espumado obtenido tiene una densidad menor de 1 g/cm3, preferiblemente menor de 0,80 g/cm3, más preferiblemente menor de 0,75 g/cm3 y lo más preferiblemente menor de 0,73 g/cm3, por ejemplo de aproximadamente 0,71 g/cm3.

14. Método según la reivindicación 12 ó 13, en el que el producto de polímero rígido espumado obtenido tiene una resistencia al impacto de Charpy a 23°C de entre 1,65 kJ/m2 y 2 kJ/m2, más preferiblemente entre 1,70 kJ/m2 y 1,95 kJ/m2 y lo más preferiblemente entre 1,75 kJ/m2 y 1,80 kJ/m2, medida según la norma ISO 179/1eA sobre muestras extruidas.

15. Uso de un carbonato de calcio tratado superficialmente que tiene una mediana de diámetro de partícula en peso cfeo de desde 0,5 pm hasta 0,9 pm, medida según el método de sedimentación, para reducir la densidad de un producto de polímero rígido espumado.

16. Uso según la reivindicación 15, en el que el carbonato de calcio tiene una mediana de diámetro de partícula en peso cfeo de desde 0,6 pm hasta 0,8 pm y más preferiblemente de 0,7 pm, medida según el método de sedimentación.

17. Uso según la reivindicación 15 ó 16, en el que el carbonato de calcio tiene un corte superior menor de 8 pm, preferiblemente menor de 6 pm y más preferiblemente de 4 pm.

18. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que el carbonato de calcio tiene un área superficial específica de desde 1 m2/g hasta 25 m2/g, preferiblemente de 5 m2/g a 15 m2/g y más preferiblemente de 8 m2/g a 13 m2/g, medida usando nitrógeno y el método BET.

19. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el carbonato de calcio es carbonato de calcio triturado (GCC) y/o carbonato de calcio precipitado (PCC), preferiblemente carbonato de calcio triturado.

20. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que al menos el 1% del área superficial accesible por ácido carboxílico alifático del carbonato de calcio está cubierta por un recubrimiento que comprende al menos un ácido carboxílico alifático que tiene entre 4 y 24 átomos de carbono y/o productos de reacción del mismo, preferiblemente por un recubrimiento que comprende ácido esteárico y/o productos de reacción del mismo.

21. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que el carbonato de calcio está presente en una cantidad de al menos 5 phr, preferiblemente de al menos 10 phr, más preferiblemente de al menos 15 phr y lo más preferiblemente de 20 phr.

22. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, en el que el producto de polímero rígido espumado tiene una densidad menor de 1 g/cm3, preferiblemente menor de 0,8 g/cm , más preferiblemente menor de 0,75 g/cm3 y lo más preferiblemente menor de 0,73 g/cm3, por ejemplo de aproximadamente 0,71 g/cm3

23. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, en el que el producto de polímero rígido espumado tiene una resistencia al impacto de Charpy a 23°C de entre 1,65 kJ/m2 y 2 kJ/m2, más preferiblemente entre 1,70 kJ/m2 y 1,95 kJ/m2 y lo más preferiblemente entre 1,75 kJ/m2 y 1,80 kJ/m2, medida según la norma ISO 179/1eA sobre muestras extruidas.

24. Producto de polímero rígido espumado preparado a partir de la composición de resina según las reivindicaciones 1 a 11.