Partícula de poliestireno expandido que tiene una capa superficial con elevada capacidad de conformación, procedimiento para su fabricación y artículo de poliestireno expandido moldeado utilizando el mismo.

Partícula de poliestireno expandido dotada en su superficie de una capa superficial con superior capacidad de moldeo,

en la que la capa superficial comprende un material de unión seleccionado entre el grupo que consiste en un adhesivo termoplástico basado en resina, un adhesivo termocurable basado en resina, un adhesivo inorgánico, un adhesivo basado en proteínas y una mezcla de los mismos, en la que la capa superficial comprende además metilen difenil disiisocianato.

[Sector Técnico] La presente invención se refiere a poliestireno expandido. De manera más específica, la presente invención se refiere a partículas de poliestireno expandido que tienen una capa superficial con una elevada capacidad de moldeo de manera que la capa superficial está conformada por recubrimiento de la superficie de las partículas de poliestireno expandido con una composición de recubrimiento que contiene aditivos funcionales tales como un retardante de la llama inorgánico, para reducir problemas tales como el deterioro de la capacidad de moldeo y defectos de calidad de artículos moldeados que se pueden generar durante el moldeo por expansión mediante calentamiento por vapor, procedimiento para preparación de los mismos y un artículo moldeado de poliestireno expandido fabricado utilizando el mismo.

[Estado de la técnica] Los artículos moldeados de poliestireno expandido son materiales moldeados que tienen una

forma expandida obtenida por adición de un agente de expansión tal como pentano o butano a una resina que contiene un homopolímero de poliestireno o un copolímero de estireno, incluyendo un monómero de estireno para preparar partículas de poliestireno expandibles, calentando las partículas utilizando una fuente de calor tal como vapor para generar zonas esponjosas en las partículas y expansionar por lo tanto las mismas, moldeando de esta manera las partículas. Los artículos moldeados de poliestireno expandido son de color blanco y son ligeros en cuanto a peso, muestran propiedades superiores tales como resistencia al agua, aislamiento térmico, absorción de sonido y capacidad tampón, y por lo tanto se utilizan ampliamente en sectores como por ejemplo el embalaje y como materiales de construcción. Los procesos convencionales para el moldeo de poliestireno expandido en los que las partículas de poliestireno expandible son expandidas preliminarmente y sometidas a reposo una vez o dos

para preparar partículas pre-expandidas, siendo inyectadas las partículas pre-expandidas en un molde y moldeadas por expansión por calentamiento por vapor no presentan problemas asociados con el moldeo en el procedimiento de preparación de artículos moldeados de poliestireno expandido en general. No obstante, los artículos moldeados de poliestireno expandido funcional con funciones específicas tienen varios problemas asociados con el moldeo. Por lo tanto, dichos problemas deberían ser solucionados. Es decir, los artículos moldeados por expansión utilizados para materiales de aislamiento para la construcción, que es la aplicación más importante del poliestireno expandido, no pueden mostrar suficiente carácter de retraso de la llama por la adición de un retardante general de la llama o un agente no inflamable a la resina, debido a las características específicas del material expandido. A efectos de solucionar este problema, el inventor ha sugerido un procedimiento en el que una composición de recubrimiento que comprende un componente de unión tal como un termoplástico de tipo solución formando un adhesivo basado en resina y una importante cantidad de un retardante de la llama inorgánico, es aplicado en superficies de partículas de poliestireno pre-expandido para formar capas superficiales y artículos moldeados por expansión, en los que las capas superficiales se fusionan entre sí, siendo preparados para bloquear la propagación de la llama con intermedio de barreras retardantes de la llama formadas por fusión de las capas superficiales, ejerciendo de esta manera un carácter retardante de la llama. Se ha informado que este procedimiento es considerablemente efectivo en ejercer funciones superiores tales como retardo de la llama, pero que resulta desventajoso por provocar el deterioro en la capacidad de moldeo cuando una elevada cantidad de aditivo inorgánico está contenido en la resina. Es decir, a efectos de ejercer una excelente funcionalidad como por ejemplo el retardo de la llama, la composición de recubrimiento debe ser preparada añadiendo un retardante de la llama inorgánico en una cantidad sustancialmente equivalente a la cantidad de resina que sirve como material de unión. La capa de resina es segregada debido a la gran cantidad de aditivo

inorgánico y a la permeación del vapor hacia dentro de la capa superficial, entonces no se puede manifestar de manera suficiente en el proceso de moldeo por expansión por calentamiento por vapor una vez que la capa superficial ha sido formada aplicando la solución de recubrimiento a la superficie de las partículas de resina pre-expandidas o bien el aditivo inorgánico absorbe agua condensada producida en el proceso de enfriamiento en vacío durante el modelo, provocando de esta manera desventajosamente el deterioro de la fuerza de adherencia entre partículas de poliestireno expandido y provocando defectos de moldeo moderadamente graves, tales como grietas, defectos por fusión interna y distorsión por contracción de los materiales moldeados, lo cual afecta negativamente a la eficiencia de fabricación.

Mientras tanto, en el caso en el que, en vez de adhesivo basado en resina de tipo termoplástico en solución, se utiliza como material de unión otro tipo de adhesivo tal como un adhesivo de resina termoplástica de tipo emulsión, si bien no contiene un aditivo inorgánico que afecte negativamente la capacidad de moldeo, el adhesivo muestra una capacidad de moldeo considerablemente reducida (por ejemplo, el componente de resina de la capa superficial se segrega) debido a la humedad en el proceso de moldeo por expansión mediante calentamiento por vapor. Un adhesivo de este tipo no resulta apropiado para aplicación al moldeo de poliestireno expandido.

[Materia de la invención]

[Problema técnico] Por lo tanto, la presente invención ha sido llevada a cabo teniendo en cuenta los problemas generados en los procesos de moldeo tales como el moldeo por expansión con calentamiento por vapor, asociados con la producción de artículos moldeados fabricados a base de partículas de poliestireno expandido dotadas de capas superficiales para proporcionar funcionalidades, y un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer partículas de poliestireno expandido

dotadas en su superficie de una capa superficial que tiene una forma mejorada y muestra una mejor capacidad de moldeo, para aumentar la fuerza de adherencia de un material de unión, eliminar de manera eficiente agua condensada producida durante la refrigeración de vapor inyectado y reducir de esta manera proporciones de defectos de materiales moldeados y mejorar

las propiedades físicas de los mismos tales como resistencia a la flexión o resistencia al agua, un procedimiento para su preparación y un artículo moldeado de poliestireno que utiliza el mismo.

[Solución Técnica] Los anteriores y otros objetivos de la técnica correspondiente se pueden conseguir mediante las siguientes configuraciones de la presente invención para aumentar la fuerza de adherencia de la capa superficial y mejorar, por lo tanto, la capacidad de moldeo. De manera correspondiente, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, se da a conocer partículas de poliestireno expandido que tienen una capa superficial con superior capacidad de moldeo, y de manera más específica, facilitando partículas de poliestireno expandido dotadas en su superficie de una capa superficial, de manera que la capa superficial contiene un material de unión seleccionado del grupo que consiste en un adhesivo termoplástico basado en resina, un adhesivo termocurable basado en resina, un adhesivo inorgánico, un adhesivo basado en proteínas y una mezcla de los mismos, de manera que la capa superficial contiene metilen difenil diisocianato (que se designará a continuación simplemente como Tal como se utiliza en esta descripción, el metilen difenil diisocianato (MDI) es una sustancia obtenida por tratamiento de difenilmetandiamina, un condensado de anilina y formaldehido, con fosgeno (COCl2) (fosgenación) . Esta sustancia muestra una elevada fuerza de adherencia cuando reacciona con la humedad y es objeto de curado posterior. Se preparan una serie de MDI tal como MDI polímeros, MDI modificados, MDI monómeros, o MDI puros (prepolímeros)

teniendo en cuenta la estabilidad de almacenamiento o la comodidad. Cualquier MDI puede ser

utilizado en la presente invención y la forma del mismo no está especialmente limitada. De acuerdo con ello, se puede seleccionar y utilizar una forma adecuada de MDI tomando en consideración factores tales como condiciones operativas, entornos operativos, estabilidad, eficiencia y coste.

De manera más preferente, se utiliza el metilen difenil diisocianato (MDI) en una cantidad de 0, 1 a 30 %, basándose en el peso de las partículas del poliestireno... [Seguir leyendo]

1. Partícula de poliestireno expandido dotada en su superficie de una capa superficial con superior capacidad de moldeo, en la que la capa superficial comprende un material de unión seleccionado entre el grupo que consiste en un adhesivo termoplástico basado en resina, un adhesivo termocurable basado en resina, un adhesivo inorgánico, un adhesivo basado en proteínas y una mezcla de los mismos, en la que la capa superficial comprende además metilen difenil disiisocianato.

2. Partícula de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el metilen difenil disiisocianato se encuentra presente en una cantidad de 0, 1 a 30% en peso, basándose en el peso de la partícula de poliestireno expandido.

3. Partícula de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el material

de unión es un adhesivo termoplástico basado en resina que comprende una resina termoplástica con un punto de reblandecimiento y un punto de fusión inferiores a los del poliestireno expandido.

4. Partícula de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el material

de unión es una solución de resina termoplástica preparada disolviendo una resina de acetato de vinilo en un disolvente que consiste en uno o varios seleccionados entre agua, alcoholes, esteres, cetonas, ácidos carboxílicos, compuestos aromáticos e hidrocarburos halogenados, de manera tal que la concentración de la resina de acetato de vinilo se ajusta de 3 a 80% en peso.

5. Partícula de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la capa superficial comprende además un aditivo funcional.

6. Partícula de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el aditivo

funcional es seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de expansión, agentes nucleantes, lubricantes, antioxidantes, estabilizantes térmicos, estabilizantes UV, bioestabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, plastificantes, agentes de coloración, agentes de resistencia al impacto, agentes de retardantes de la llama, agentes antiestáticos, agentes reticulantes, agentes blanqueantes fluorescentes, agentes conductores térmicos, agentes conductores eléctricos, controladores de permeación, agentes magnéticos, tensoactivos, estabilizantes, excipientes, medicamentos, disolventes, endurecedores, absorbentes de humedad, agentes de refuerzo, agentes de sabor y agentes antimicrobianos y mezclas de los mismos.

7. Procedimiento para la preparación de una partícula de poliestireno expandido dotada en su 15 superficie de una capa superficial con capacidad de moldeo superior, que comprende:

preparar una composición de recubrimiento que contiene un material de unión seleccionado entre el grupo que consiste en un adhesivo termoplástico basado en resina, un adhesivo termocurable basado en resina, un adhesivo inorgánico, un adhesivo basado en proteína y una mezcla de los mismos;

aplicar de manera uniforme la composición de recubrimiento a la superficie de las partículas de poliestireno expandido; y secar la composición de recubrimiento,

de manera que la capa superficial comprende metilen difenil diisocianato.

8. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 7, (I) en el que el metilen difenil diisocianato está mezclado con la composición de recubrimiento que contiene un material de unión y a continuación es aplicado a la superficie de las partículas de poliestireno expandido, o es aplicado separadamente antes o después de la aplicación de la composición de recubrimiento; o bien (II) en el que el metilen difenil diisocianato es utilizado en una cantidad de 0, 1 a 30% en peso, basado en el peso de las partículas de poliestireno expandido.

9. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la composición de recubrimiento comprende además un aditivo funcional.

10. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el aditivo funciona les seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de expansión, agentes nucleantes, 15 lubricantes, antioxidantes, estabilizantes térmicos, estabilizantes UV, bioestabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, plastificantes, agentes de coloración, agentes de resistencia al impacto, agentes de retardantes de la llama, agentes antiestáticos, agentes reticulantes, agentes blanqueantes fluorescentes, agentes conductores térmicos, agentes conductores eléctricos, controladores de permeación, agentes magnéticos, tensoactivos, estabilizantes, excipientes,

medicamentos, disolventes, endurecedores, absorbentes de humedad, agentes de refuerzo, agentes de sabor y agentes antimicrobianos y mezclas de los mismos.

11. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el material de unión es un adhesivo termoplástico basado en resina que comprende una resina termoplástica con un punto de reblandecimiento y un punto de fusión inferiores a los del poliestireno expandido.

12. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el adhesivo termoplástico basado en resina es una solución de una resina termoplástica en un disolvente seleccionado entre el grupo que comprende agua, alcoholes, esteres, cetonas, ácidos carboxílicos, compuestos aromáticos, hidrocarburos halogenados y mezclas de los mismos.

13. Artículo moldeado de poliestireno expandido (I) , en el que el artículo moldeado de poliestireno expandido es preparado por moldeo por expansión de la partícula de poliestireno expandido dotada de una capa superficial, de acuerdo con la reivindicación 1, con calentamiento por vapor; o bien (II) comprende partículas de poliestireno expandido de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que las capas superficiales son fusionadas y, por lo tanto, se encuentran presentes en forma de barreras entre las partículas, en el que las capas superficiales comprenden además una sustancia curada y modificada producida por la reacción de metilen difenil diisocianato con humedad, y el material de unión para reforzar la fuerza de adherencia entre partículas.

14. Artículo moldeado de poliestireno expandido, que comprende partículas expandidas, de acuerdo con la reivindicación 13, en que cada una de las capas superficiales comprende además

un aditivo funcional seleccionado del grupo que consiste en agentes de expansión, agentes nucleantes, lubricantes, antioxidantes, estabilizantes térmicos, estabilizantes UV, bioestabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, plastificantes, agentes de coloración, agentes de resistencia al impacto, agentes de retardantes de la llama, agentes antiestáticos, agentes reticulantes, agentes blanqueantes fluorescentes, agentes conductores térmicos, agentes conductores eléctricos, controladores de permeación, agentes magnéticos, tensoactivos, estabilizantes, excipientes, medicamentos, disolventes, endurecedores, absorbentes de humedad, agentes de refuerzo, agentes de sabor y agentes antimicrobianos y mezclas de los mismos.

15. Artículo moldeado de poliestireno expandido, de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el aditivo funcional es un material inorgánico.