MATERIAL ESPUMADO DE PARTICULAS DE POLIOLEFINA, QUE CONTIENEN UNA CARGA.

Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas,

caracterizadas porque contienen desde un 10 hasta un 80% en peso de cargas orgánicas o inorgánicas, elegidas entre el serrín de madera, el almidón, los silicatos, el espato pesado, las bolas de vidrio, las zeolitas, los óxidos metálicos, el talco, la creta, el caolín, el hidróxido de aluminio, el hidróxido de magnesio, el nitrito de aluminio, el silicato de aluminio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el sulfato de calcio, el ácido silícico, la harina de cuarzo, el Aerosil, la arcilla, la mica o la wollastonita

Material espumado de partículas de poliolefina, que contienen una carga.

La presente invención se refiere a partículas de poliolefina expansibles y a partículas expandidas de espuma de poliolefina, que contienen desde un 5 hasta un 80% en peso de cargas orgánicas o inorgánicas.

Las partículas de polipropileno expandidas (EPP) son empleadas a escala industrial para la fabricación de piezas moldeadas del material espumado. Estas piezas moldeadas son empleadas preponderantemente como materiales de embalaje, elásticos, resistentes a los choques, que por otra parte tienen también propiedades aislantes del calor.

Con objeto de reducir todavía más la capacidad conductora del calor pueden incorporarse en las partículas de EPP pigmentos metálicos reflectantes de la irradiación infrarroja, tal como el polvo de aluminio (EP-A 0 790 273) o partículas de grafito (WO 00/37546). Las piezas moldeadas de material espumado, resultantes, son empleadas, por ejemplo, para aplicaciones en la industrial del automóvil.

Se sabe que la cristalización de las poliolefinas queda influenciada por un gran número de pigmentos (Industrielle Organische Pigmente, Herbst/Hunger, 2ª edición 1995, página 75), lo cual puede conducir a un empeoramiento de importantes propiedades de aplicación industrial, tales como las apariciones de estiramiento, las tensiones o las anomalías por contracción.

Como consecuencia del elevado precio o del influjo sobre la cristalización de las poliolefinas no son adecuados ilimitadamente todos los pigmentos como cargas de los materiales espumados de poliolefina.

La solicitud PCT/EP/04/013748 que no ha sido publicada previamente, describe piezas moldeadas de espuma en partículas constituidas por granulados polímeros expansibles, que contienen cargas, especialmente constituidas por poliestireno expansible, por medio de la soldadura de las partículas de espuma que han sido espumadas previamente.

La tarea de la presente invención consistía en remediar los inconvenientes que han sido citados precedentemente y encontrar partículas de poliolefina expansibles y partículas de espuma de poliolefina expandidas, especialmente partículas de espuma de polipropileno (EPP), que pudiesen ser elaboradas para dar materiales espumados de partículas de poliolefina, económicos, con buenas propiedades mecánicas, con estructura de espuma y con una baja conductibilidad térmica.

Por consiguiente, se encontraron partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas, que contienen desde un 10 hasta un 80% en peso de cargas orgánicas o inorgánicas, elegidas entre el serrín de madera, el almidón, los silicatos, el espato pesado, las bolas de vidrio, las zeolitas, los óxidos metálicos, el talco, la creta, el caolín, el hidróxido de aluminio, el hidróxido de magnesio, el nitrito de aluminio, el silicato de aluminio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el sulfato de calcio, el ácido silícico, la harina de cuarzo, el Aerosil, la arcilla, la mica o la wollastonita.

De manera sorprendente, los materiales espumados de partículas de poliolefina, de conformidad con la invención, presentan, a pesar de la presencia de las cargas, una elevada proporción de alvéolos cerrados, siendo la proporción de los alvéolos cerrados, por regla general, mayor que un 60%, de manera preferente mayos que un 70%, de manera especialmente preferente mayor que un 80% de los alvéolos de las partículas individuales de espuma. El número de alvéolos está comprendido preferentemente entre 5 y 500 alvéolos por mm².

Como cargas entran en consideración los polvos o los productos fibrosos orgánicos e inorgánicos, así como las mezclas de los mismos. Como cargas orgánicas pueden ser empleadas, por ejemplo, el serrín de madera, los almidones. Como cargas inorgánicas pueden ser empleadas, por ejemplo, los silicatos, el espato pesado, las bolas de vidrio, las zeolitas o los óxidos metálicos. Son preferentes los productos pulverulentos inorgánicos, tales como el talco, la creta, el caolín (Al₂(Si₂O₅)(OH)₄), el hidróxido de aluminio, el hidróxido de magnesio, el nitrito de aluminio, el silicato de aluminio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el sulfato de calcio, el ácido silícico, la harina de cuarzo, el Aerosil, la arcilla, la mica o la wollastonita o los productos inorgánicos globulares tale como las bolas de vidrio. El diámetro medio de las partículas debe encontrarse en el intervalo correspondiente al tamaño de los alvéolos o por debajo de este valor. Es preferente un diámetro medio de las partículas situado en el intervalo comprendido entre 0,1 y 100 µm, de manera preferente situado en el intervalo comprendido entre 1 y 50 µm.

El tipo y la cantidad de las cargas pueden influir sobre las propiedades de los polímeros termoplásticos expansibles y sobre las piezas moldeadas de espuma en partículas, que pueden ser obtenidas a partir de los mismos. La proporción de la carga se encuentra situada en el intervalo comprendido entre 10 y 80, de manera preferente entre 10 y 40% en peso, referido al polímero termoplástico. Cuando el contenido de las cargas se encuentre situado en el intervalo comprendido entre un 5 y un 30% en peso, no se observa ningún empeoramiento esencial de las propiedades mecánicas del material espumado en forma de partículas, tales como la resistencia a la flexión o la resistencia a la compresión. Por medio del empleo de promotores de la adherencia, tales como las poliolefinas modificadas con anhídrido del ácido maleico, los polímeros que contienen grupos epóxido o los órganosilanos, puede mejorarse claramente la unión de la carga sobre la matriz polímera y, por lo tanto, las propiedades mecánicas de las piezas moldeadas de espuma en partículas.

Por regla general, las cargas inorgánicas reducen la aptitud a la combustión. El comportamiento a la combustión puede mejorarse claramente de manera especial por medio de la adición de polvos inorgánicos, tal como el hidróxido de aluminio.

Cuando se utilizan cargas magnéticas, por ejemplo óxidos metálicos magnéticos, especialmente óxidos de hierro magnéticos, pueden obtenerse materiales espumados de partículas de poliolefina para aplicaciones de apantallado.

Las partículas de poliolefina expansibles, de conformidad con la invención, y las partículas de espuma de poliolefina expandidas presentan una estructura cristalina, que puede reconocerse en el termograma del análisis calorimétrico diferencial -Differential Scanning Calorimetry (DSC)- por medio de un pico de fusión a baja temperatura y por medio de un pico de temperatura elevada. La cantidad de calor del pico a temperatura elevada, medida con una velocidad de calentamiento de 10ºC/minuto, está comprendida de manera preferente entre 2 y 40 J/g, de manera especialmente preferente entre 3 y 30 J/g. Esta cantidad es determinada por medio de la superficie del pico tal como se ha descrito en la publicación EP-A 0 963 827.

Las partículas de poliolefina expandidas, de conformidad con la invención, pueden ser preparadas, en principio, por medio de procedimientos de suspensión o de extrusión, de manera directa o indirecta, a través de partículas de poliolefina expansibles y transformación en espuma en un dispositivo para la formación de espuma bajo presión con vapor de agua o con aire caliente.

En el caso del procedimiento en suspensión, se calienta en un reactor cerrado la poliolefina en forma de un granulado, que contiene la carga, con agua, con un agente auxiliar para la suspensión y con el agente propulsor, hasta por encima de la temperatura de reblandecimiento del granulado. En este caso, las partículas de polímero se impregnan con el agente propulsor. A continuación puede enfriarse la suspensión caliente, con lo cual se solidifican las partículas con oclusión del agente propulsor y se descomprime el reactor. Las partículas (expansibles) que contienen agente propulsor, obtenidas de este modo, se transforman en espuma por medio del calentamiento de las partículas que deben ser expandidas, véanse, por ejemplo, las publicaciones WO 01/29119 y EP-A 1 281 729. De manera alternativa, la suspensión caliente puede ser descomprimida bruscamente sin enfriamiento (procedimiento de expansión por explosión), transformándose en espuma directamente las partículas que contienen el agente propulsor, reblandecidas, para dar las partículas expandidas, véanse por ejemplo las publicaciones EP-A 53 333 y 611 795.

En el caso del procedimiento por extrusión, se mezcla la poliolefina...

1. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas, caracterizadas porque contienen desde un 10 hasta un 80% en peso de cargas orgánicas o inorgánicas, elegidas entre el serrín de madera, el almidón, los silicatos, el espato pesado, las bolas de vidrio, las zeolitas, los óxidos metálicos, el talco, la creta, el caolín, el hidróxido de aluminio, el hidróxido de magnesio, el nitrito de aluminio, el silicato de aluminio, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, el sulfato de calcio, el ácido silícico, la harina de cuarzo, el Aerosil, la arcilla, la mica o la wollastonita.

2. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas, según la reivindicación 1, caracterizadas porque contienen óxidos metálicos magnéticos como carga.

3. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas, según la reivindicación 1 o 2, caracterizadas porque las cargas tienen un diámetro medio de partícula comprendido entre 0,1 y 100 µm.

4. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque la poliolefina es un homopolipropileno o es un copolímero estadístico, constituido por propileno y por un 0,1 hasta un 15% en peso de etileno y/o de a-olefinas con 4 hasta 10 átomos de carbono.

5. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas según la reivindicación 4, caracterizadas porque presentan en el termograma del análisis térmico diferencial -Differential Scanning Calorimetry (DSC)- un pico de fusión a baja temperatura y un pico de fusión a alta temperatura.

6. Partículas de poliolefina expansibles o partículas de espuma de poliolefina expandidas según la reivindicación 5, caracterizadas porque la cantidad de calor del pico de temperatura alta está comprendida entre 2 y 70 J/g, medida con una velocidad de calentamiento de 10ºC/min.

7. Partículas de espuma de poliolefina expandidas según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque presentan una densidad situada en el intervalo comprendido entre 5 y 600 g/l y una proporción de alvéolos cerrados mayor que el 80% de los alvéolos.

8. Piezas moldeadas con una densidad situada en el intervalo comprendido entre 8 y 600 g/l, que pueden ser obtenidas por soldadura de las partículas de espuma de poliolefina según una de las reivindicaciones 1 a 7 con aire caliente o con vapor de agua.

9. Procedimiento para la obtención de partículas de poliolefina expansibles según las reivindicaciones 1 a 6, que comprende las etapas