PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE GRANULADOS DE POLIMEROS TERMOPLASTICOS, CON MODIFICACION A LA RESILIENCIA, EXPANSIBLES.

Procedimiento para la obtención de granulados de polímeros termoplásticos,

expansibles, que comprende las etapas de

a) la incorporación por mezcla de un agente propulsor orgánico en una fusión de polímeros constituida por un poliestireno modificado en cuanto a la resiliencia con un índice de fluidez en fusión MVR (200ºC/5 kg), medida según la norma ISO 1133, situada en el intervalo comprendido entre 8 y 12 cm3/10 min, por medio de un mezclador estático o dinámico a una temperatura comprendida entre 180º y 260ºC,

b) el enfriamiento de la fusión de polímeros que contiene al agente propulsor hasta una temperatura comprendida entre 150 y 200ºC,

c) la descarga a través de una placa de toberas con orificios, cuyo diámetro en la salida de las toberas es de 1,5 mm como máximo y

d) la granulación de la fusión que contiene al agente propulsor, directamente por detrás de la placa de toberas bajo agua, a una presión situada en el intervalo comprendido entre 5 y 20 bares

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04026976.

Solicitante: BASF AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN.

Inventor/es: ALLMENDINGER, MARKUS, RIETHUES, MICHAEL, EHRMANN, GERD, SCHMIED, BERNHARD, HAHN, KLAUS, RUCH, JOACHIM, HOLOCH, JAN, MUHLBACH, KLAUS, DR..

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 12 de Noviembre de 2004.

Fecha Concesión Europea: 14 de Abril de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08J9/16 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 9/00 Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C). › Fabricación de partículas expandibles.
  • C08J9/232 C08J 9/00 […] › por sinterización de partículas expansibles.

Clasificación PCT:

  • C08J9/00 C08J […] › Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C).
  • C08J9/16 C08J 9/00 […] › Fabricación de partículas expandibles.
  • C08J9/232 C08J 9/00 […] › por sinterización de partículas expansibles.
  • C08L25/06 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 25/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, que tienen cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un ciclo carbocíclico aromático; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Poliestireno.

Clasificación antigua:

  • C08J9/16 C08J 9/00 […] › Fabricación de partículas expandibles.
  • C08J9/232 C08J 9/00 […] › por sinterización de partículas expansibles.
  • C08L25/06 C08L 25/00 […] › Poliestireno.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de granulados de polímeros termoplásticos, con modificación a la resiliencia, expansibles.

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de granulados de polímeros termoplásticos, expansibles, que comprende las etapas de

a) la mezcla de un agente propulsor orgánico en una fusión de polímeros constituida por un poliestireno con modificación a la resiliencia con un índice de fluidez en fusión MVR (200ºC/5 kg), medida según la norma ISO 1133, situada en el intervalo comprendido entre 8 y 12 cm3/10 min, por medio de un mezclador estático o dinámico a una temperatura comprendida entre 180º y 260ºC,
b) el enfriamiento de la fusión de polímeros que contiene al agente propulsor hasta una temperatura comprendida entre 150 y 200ºC,
c) la descarga a través de una placa de toberas con orificios, cuyo diámetro en la salida de las toberas es de 1,5 mm como máximo y
d) la granulación de la fusión que contiene al agente propulsor, directamente por detrás de la placa de toberas bajo agua, a una presión situada en el intervalo comprendido entre 5 y 20 bares.

Desde hace mucho tiempo, se conocen procedimientos para la obtención de polímeros del estireno expansibles, tales como el poliestireno expansible (EPS) por medio de una polimerización en suspensión. Estos procedimientos tienen el inconveniente de que se forman grandes cantidades de aguas residuales y que tienen que ser eliminadas. Los polímeros tienen que ser secados para eliminar el agua interna. Por otra parte, la polimerización en suspensión conduce, por regla general, a distribuciones amplias del tamaño de las perlas que, tienen que ser clasificadas, de una manera costosa, por medio de una tamización en diversas fracciones de perlas.

Por otra parte, los polímeros del estireno expandidos y expansibles pueden ser fabricados por medio de procedimientos de extrusión. En este caso se incorpora por mezcla el agente propulsor en la fusión de los polímeros por ejemplo por medio de una extrusora, se transporta a través de una placa de toberas y se granula para dar partículas o para dar macarrones (US 3,817,669, GB 1,062,307, EP-B 0 126 459, US 5,000,891).

La publicación EP-A 668 139 describe un procedimiento para la obtención económica de granulado de poliestireno expansible (EPS), según el cual la fusión que contiene al agente propulsor se prepara por medio de un elemento mezclador estático en una etapa de dispersión, de mantenimiento y de enfriamiento y, a continuación, es granulada. Como consecuencia del enfriamiento de la fusión, a pocos grados por encima de la temperatura de solidificación, se requiere la disipación de grandes cantidades de calor.

Con objeto de impedir ampliamente la conversión en espuma después de la extrusión, han sido propuestos diversos procedimientos para la granulación, tales como la granulación bajo agua (EP-A 305 862), la nebulización por aspersión (WO 03/053651) o la pulverización (US 6,093,750).

La publicación WO 98/51735 describe polímeros del estireno expansibles, que contienen partículas de grafito, con una conductibilidad térmica disminuida, que pueden ser obtenidos por medio de una polimerización en suspensión o por medio de una extrusión en una extrusora de dos husillos. Como consecuencia de las elevadas fuerzas de cizallamiento en una extrusora de dos husillos, se observa, por regla general, una degradación significativa del peso molecular de los polímeros empleados y/o en parte una descomposición de los aditivos aportados, tales como los agentes protectores contra la llama.

Para conseguir propiedades óptimas aislantes y buenas superficies de los cuerpos constituidos por material espumado, tiene un significado decisivo el número de celdillas y la estructura de la espuma, que se establece con ocasión de la transformación en espuma de los polímeros del estireno expansibles (EPS). Los granulados de EPS, que son preparados por medio de una extrusión, no pueden ser convertidos en espuma con frecuencia para dar materiales espumados con una estructura óptima de la espuma.

Los polímeros del estireno modificados con caucho, expansibles, para espumas elásticas de poliestireno han sido descritos, por ejemplo, en las publicaciones WO 94/25516, EP-A 682 077, DE-A 97 10 442 y EP-A 0 872 513.

La tarea de la presente invención consistía en proporcionar un procedimiento para la obtención de granulados de polímeros termoplásticos, expansibles, que pudiesen ser sometidos a una espumación previa para dar partículas de material espumado preponderantemente de celdillas cerradas y que pudiesen ser soldados para dar cuerpos moldeados de espuma en partículas con una densidad situada en el intervalo comprendido entre 8 y 100 g/l y con buenas propiedades mecánicas.

Por consiguiente se encontró el procedimiento que ha sido descrito precedentemente. Los cuerpos moldeados de espuma en partículas con una densidad situada en el intervalo comprendido entre 8 y 100 g/l pueden ser obtenidos por medio de la soldadura de las partículas de espuma, que han sido sometidas a una espumación previa, a partir de granulados de polímeros termoplásticos, con modificación a la resiliencia, expansibles.

Las piezas moldeadas de espuma en partículas presentan una elevada proporción de celdillas cerradas, siendo la proporción de celdillas cerradas, por regla general, mayor que un 60%, de manera preferente mayor que un 70%, de manera especialmente preferente mayor que un 80% de las celdillas de las partículas de espuma individuales.

Las piezas moldeadas de espuma en partículas contienen a título de polímero termoplástico, con modificación a la resiliencia, un poliestireno con modificación a la resiliencia (HIPS) con un índice de fluidez en fusión MVR (200ºC/5 kg), medida según la norma ISO 1133 situada en el intervalo comprendido entre 8 y 12 cm3/10 min.

Se ha observado que los polímeros del estireno, que presentan pesos moleculares Mw por debajo de 160.000, conducen al desgaste por rozamiento del polímero cuando se lleva a cabo la granulación. De manera preferente, el polímero de estireno expansible presenta un peso molecular situado en el intervalo comprendido entre 190.000 y 400.000 g/mol, de manera especialmente preferente situado en el intervalo comprendido entre 220.000 y 300.000 g/mol. Como consecuencia de la degradación del peso molecular por cizallamiento y/o por acción de la temperatura, el peso molecular del poliestireno expansible se encuentra, por regla general, aproximadamente 10.000 g/mol por debajo del peso molecular del poliestireno empleado.

Con objeto de obtener partículas granuladas tan pequeñas como sea posible, debe ser lo más reducida posible la expansión del macarrón después de la salida de la tobera. Se ha observado que la expansión del macarrón puede ser influenciada, entre otras cosas, por medio de la distribución del peso molecular del polímero del estireno. El polímero del estireno expansible debería presentar, por consiguiente, de manera preferente, una distribución del peso molecular con una polidispersidad Mw/Mn de 3,5 como máximo, de manera especialmente preferente situada en el intervalo comprendido entre 1,5 y 2,8 y, de una manera muy especialmente preferente, situada en el intervalo comprendido entre 1,8 y 2,6.

El polímero termoplástico está modificado con respecto a la resiliencia por regla general con un 5 hasta un 15% en peso, de manera preferente con un 7 hasta un 12% en peso de partículas de caucho dispersadas. Las partículas de caucho presentan, de manera preferente, un tamaño medio de partícula situado en el intervalo comprendido entre 0,1 y 10 µm, de manera especialmente preferente en el intervalo comprendido entre 1,5 y 2,5 µm.

Los cauchos adecuados para llevar a cabo la obtención de los termoplásticos modificados en cuanto a la resiliencia son, por ejemplo, los cauchos de polidieno tales como el polibutadieno, los copolímeros bloque de estireno-butadieno o los poliacrilatos.

Son especialmente preferentes los poliestirenos resilientes, que fluyen con facilidad con un índice de fluidez en fusión MVR (200ºC/5 kg, medida según la norma ISO 1133) situada en el intervalo comprendido entre 8 y 12 cm3/10 min y con una tenacidad con entalla Charpy (según la norma ISO 179/1eA, entallada fresada) situada en el intervalo comprendido entre 16 y 20 kJ/m2, como se describen...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de granulados de polímeros termoplásticos, expansibles, que comprende las etapas de

a) la incorporación por mezcla de un agente propulsor orgánico en una fusión de polímeros constituida por un poliestireno modificado en cuanto a la resiliencia con un índice de fluidez en fusión MVR (200ºC/5 kg), medida según la norma ISO 1133, situada en el intervalo comprendido entre 8 y 12 cm3/10 min, por medio de un mezclador estático o dinámico a una temperatura comprendida entre 180º y 260ºC,
b) el enfriamiento de la fusión de polímeros que contiene al agente propulsor hasta una temperatura comprendida entre 150 y 200ºC,
c) la descarga a través de una placa de toberas con orificios, cuyo diámetro en la salida de las toberas es de 1,5 mm como máximo y
d) la granulación de la fusión que contiene al agente propulsor, directamente por detrás de la placa de toberas bajo agua, a una presión situada en el intervalo comprendido entre 5 y 20 bares.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliestireno está modificado en cuanto a la resiliencia con un 5 hasta un 15% en peso de partículas de caucho dispersadas con un tamaño medio de las partículas comprendido entre 0,1 y 10 µm.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los granulados de polímeros termoplásticos, expansibles, contienen desde un 1 hasta un 6% en peso de un agente propulsor orgánico.


 

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