Composiciones de agente de soplado de hidroclorofluoroolefinas para espumas termoplásticas.

Uso de una composición de agente de soplado que comprende una hidroclorofluoroolefina seleccionada entre 1-cloro-3,

3,3-trifluoropropeno, 2-cloro-3,3,3-trifluoropropeno, un propeno diclorofluorado, o mezclas de los mismos, yun hidrofluorocarbono, un alcano, dióxido de carbono, un gas atmosférico, un gas inerte y mezclas de los mismos,para espuma termoplástica.

Composiciones de agente de soplado de hidroclorofluoroolefinas paras espumas termoplásticas.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de agente de soplado que comprenden al menos una hidroclorofluoroolefina (HCFO) usada en la preparación de composiciones termoplásticas espumables. Las HCFO de la presente invención incluyen, aunque sin limitación, 1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (HCFO-1233zd) , particularmente el isómero trans, 2-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (HCFO-1233xf) , propenos diclorofluorados y mezclas de los mismos. Las composiciones de agente de soplado de la presente invención se usan preferentemente con agentes de soplado complementarios que incluyen dióxido de carbono, gases atmosféricos, hidrofluorocarbonos (HFC) , hidrofluoroolefinas (HFO) , alcanos, hidrofluoroéteres (HFE) y mezclas de los mismos. Los HFC preferidos usados como agentes de soplado complementarios en la presente invención incluyen, aunque sin limitación, 1, 1, 1, 2tetrafluoroetano (HFC-134a) ; 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) ; 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) ; pentafluoroetano (HFC125) ; y difluorometano (HFC-32) . Las composiciones de agente de soplado son útiles en la producción de espumas aislantes de baja densidad con un factor k mejorado.

Antecedentes de la invención

Con la preocupación continua respecto al cambio climático global hay una necesidad en aumento de desarrollar tecnologías para reemplazar aquellas con un alto potencial de consumo de ozono (ODP) y un alto potencial de calentamiento global (GWP) . Aunque los hidroflourocarbonos (HFC) , que son compuestos no consumidores de ozono, se han identificado como agentes de soplado alternativos para los clorofluorocarbonos (CFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC) en la producción de espumas termoplásticas, tienden a tener un GWP significativo.

Se descubrió que las composiciones de agente de soplado que comprendían una hidroclorofluoroolefina, particularmente HCFO-1233zd, HCFO-1233xf, propenos diclorofluorados, y mezclas de los mismos, pueden permitir la producción de espuma de células cerradas de menor densidad y un buen factor k, que serán particularmente útiles para las espumas aislantes térmicas. Esta invención puede permitir también la producción de espumas de células cerradas de baja densidad con un tamaño de célula ampliado, controlado.

Los documentos WO 2004/037913, WO 2007/002703, y la Publicación de Patente de Estados Unidos 2004119047 desvelan agentes de soplado que comprenden alquenos halogenados de fórmula genérica que incluirían numerosas HCFO, entre muchos otros materiales, incluyendo compuestos bromados y yodados y HFO. Las HCFO específicas para su uso en espumación termoplástica no se desvelan ni tienen los beneficios de usar los HCFO en términos de aumentar el tamaño de célula de la espuma como se descubrió en la presente invención. El HCFO-1233zd se desvela para su uso en espumación de poliuretano, sin embargo, no es obvio para un experto en la materia que un agente de soplado para espumación de poliuretano sea particularmente bueno para espumar un termoplástico.

El documento GB 950.876 desvela un proceso para la producción de espumas de poliuretano. Desvela que cualquier hidrocarburo halogenado, saturado o insaturado, que tenga un punto de ebullición por debajo de 150 ºC, preferentemente por debajo de 50 ºC, puede usarse como el agente de soplado. Triclorofluoroeteno, clorotrifluoroeteno y 1, 1-dicloro-2, 2-difluoroeteno se desvelan en una lista de agentes de soplado adecuados. Los hidroclorofluoropropenos no se desvelan específicamente ni son HCFO de cadena más larga. No hay descripción relacionada con agentes de soplado para espumación de termoplásticos ni los beneficios de HCFO en la espumación de termoplásticos mencionada ni combinaciones preferidas de HCFO con otros agentes de soplado complementarios.

El documento CA 2016328 desvela un proceso para preparar una espuma de poliisocianato de células cerradas. Se desvelan agentes de soplado de compuesto orgánico que incluyen alcanos y alquenos halogenados, donde el alqueno es propileno y los hidrocarburos halogenados pueden ser clorofluorocarbonos. Entre los muchos compuestos ejemplares indicados están clorofluoroetilenos específicos que contienen 1 cloro y de 1 a 3 fluoros. Los hidroclorofluoropropenos no se desvelan específicamente ni son HCFO de cadena más larga. No hay descripción relacionada con agentes de soplado para espumación de termoplásticos ni los beneficios de los HCFO en la espumación de termoplásticos mencionada ni combinaciones preferidas de HCFO con otros agentes de soplado complementarios.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere al uso de agentes de soplado con agotamiento de ozono insignificante y bajo GWP que comprenden una hidroclorofluoroolefina (HCFO) usada con un agente de soplado adicional. La presente invención desvela un agente de soplado y composiciones de resina espumables, útiles para la producción de espumas con densidad reducida, un tamaño de célula ampliado y un factor k mejorado, que pueden usarse como espumas aislantes. En una realización preferida de esta invención la HCFO es 1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (HCFO-1233zd) , preferentemente el isómero trans; 2-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (HCFO-1233xf) , y mezclas de los mismos. Los agentes de soplado complementarios preferidos a usar con la HCFO incluyen hidrofluorocarbonos (HFC) , preferentemente 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano; 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) ; pentafluoretano (HFC-125) ; 1, 1, 1trifluoroetano (HFC-143a) ; difluorometano (HFC-32) , hidrofluoroolefinas (HFO) , preferentemente 3, 3, 3trifluoropropeno (HFO-1243zf) ; 1, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ze) , particularmente el isómero trans; 2, 3, 3, 3tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) ; (cis y/o trans) -1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno (HFO-1225ye) ; dióxido de carbono; alcanos, preferentemente un butano o un pentano, y mezclas de los mismos.

Otra realización de esta invención son composiciones de resina espumable que contienen más de aproximadamente 1 parte por cien (ppc) y menos de aproximadamente 100 ppc de la composición de agente de soplado con respecto a la resina, preferentemente más de aproximadamente 2 ppc y menos de aproximadamente 40 ppc, más preferentemente más de aproximadamente 3 ppc y menos de aproximadamente 25 ppc e incluso más preferentemente más de aproximadamente 4 ppc y menos de aproximadamente 15 ppc de la composición de agente de soplado con respecto a la resina.

El proceso para preparar un producto termoplástico espumado es como sigue: Preparar una composición de polímero espumable combinando juntos componentes que comprenden una composición de polímero espumable en cualquier orden. Típicamente, preparar una composición de polímero espumable plastificando una resina de polímero y después combinando componentes de una composición de agente de soplado a una presión inicial. Un proceso común para plastificar una resina de polímero es plastificado térmico, que implica calentar una resina de polímero lo suficiente para ablandarla suficientemente, para combinarla en una composición de agente de soplado. Generalmente, el plastificado térmico implica calentar una resina de polímero termoplástica cerca de o por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg) o temperatura de fusión (Tm) para polímeros cristalinos.

Una composición de polímero espumable puede contener aditivos adicionales, tales como agentes de nucleación, agentes de control de células, tintes, pigmentos, cargas, antioxidantes, adyuvantes de extrusión, agentes estabilizadores, agentes antiestáticos, retardantes de llama, agentes atenuantes de IR y aditivos térmicamente aislantes. Los agentes de nucleación pueden incluir, entre otros, materiales tales como talco, carbonato de calcio, benzoato sódico y agentes de soplado químicos tales como azodicarbonamida o bicarbonato sódico y ácido cítrico. Los agentes atenuantes de IR y aditivos aislantes térmicamente pueden incluir negro de humo, grafito, dióxido de silicio, copos o polvos metálicos, entre otros. Los retardantes de llama pueden incluir, entre otros, materiales bromados tales como hexabromociclodecano y bifenil éter policromado.

Los procesos de preparación de espuma de la presente invención incluyen procesos discontinuos, semicontinuos y continuos. Los procesos discontinuos implican la preparación de al menos una porción de la composición de polímero espumable en un estado almacenable y usar después esa porción de la... [Seguir leyendo]

1. Uso de una composición de agente de soplado que comprende una hidroclorofluoroolefina seleccionada entre 1cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno, 2-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno, un propeno diclorofluorado, o mezclas de los mismos, y un hidrofluorocarbono, un alcano, dióxido de carbono, un gas atmosférico, un gas inerte y mezclas de los mismos, para espuma termoplástica.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la composición comprende adicionalmente una hidrofluoroolefina.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicho 1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno contiene más del 75% en peso del isómero trans.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicho hidrofluorocarbono se selecciona entre HFC-134a (1, 1, 1, 2tetrafluoroetano) , HFC-134 (1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano) , HFC-152a (1, 1-difluoroetano) , HFC-152 (1, 2-difluoroetano) , HFC-32 (difluorometano) , HFC-143a (1, 1, 1-trifluoroetano) , HFC-143 (1, 1, 2-trifluoroetano) , fluoroetano, HFC-236fa (1, 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoropropano) , HFC-236ea, HFC-227ea (1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropano) , HFC-125 (pentafluoroetano) , HFC-365mfc (1, 1, 1, 3, 3-pentafluorobutano) , HFC-245fa (1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano) , o mezclas de los mismos.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4 en el que dicho hidrofluorocarbono se selecciona entre HFC-134a (1, 1, 1, 2tetrafluoroetano) , HFC-152a (1, 1-difluoroetano) , HFC-32 (difluorometano) , HFC-143a (1, 1, 1-trifluoroetano) , o mezclas de los mismos.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 4 o 5 en el que dicho hidrofluorocarbono es HFC-134a (1, 1, 1, 2tetrafluoroetano) .

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 2 en el que dicha hidrofluoroolefina se selecciona entre alcano fluorado C3 a C5 o mezclas de los mismos.

8. Uso de acuerdo con la reivindicación 7 en el que dicho alqueno fluorado se selecciona entre trifluoropropeno, tetrafluoropropeno, pentafluoropropeno, o mezclas de los mismos.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8 en el que dicho trifluoropropeno es 3, 3, 3-trifluoropropeno.

10. Uso de acuerdo con la reivindicación 8 en el que dicho tetrafluoropropeno se selecciona entre cis-1, 3, 3, 3tetrafluoropropeno; trans-1, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno; 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno, o mezclas de los mismos.

11. Uso de acuerdo con la reivindicación 8 en el que dicho pentafluoropropeno se selecciona entre cis-1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno; trans-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno, o mezclas de los mismos.

12. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicho alcano se selecciona entre propano, butano, pentano, hexano, o mezclas de los mismos.

13. Uso de acuerdo con la reivindicación 12 en el que dicho pentano se selecciona entre n-pentano, ciclopentano, isopentano o mezclas de los mismos.

14. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la composición comprende adicionalmente un alcohol.

15. Uso de acuerdo con la reivindicación 14 en el que dicho alcohol se selecciona entre etanol, isopropanol, propanol, butanol, etil hexanol, metanol, o mezclas de los mismos.

16. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que adicionalmente la composición comprende un éter.

17. Uso de acuerdo con la reivindicación 16 en el que dicho éter se selecciona entre éter dimetílico, éter dietílico, éter metiletílico o mezclas de los mismos.

18. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la composición comprende adicionalmente una cetona.

19. Uso de acuerdo con la reivindicación 18 en el que dicha cetona se selecciona entre acetona, metil etil cetona y mezclas de las mismas.

20. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dicha espuma termoplástica se selecciona entre poliestireno, polietileno, polipropileno o mezclas de los mismos.

21. Una composición de resina espumable que comprende una composición de agente de soplado de la reivindicación 1 y una resina termoplástica.

22. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 en la que dicha resina termoplástica se selecciona entre poliestireno, polietileno, polipropileno o mezcla de los mismos.

23. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 que comprende menos de 100 ppc de dicho agente de soplado con respecto a dicha resina termoplástica.

24. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 que comprende de 1 ppc a 100 ppc de dicho agente 10 de soplado con respecto a dicha resina termoplástica.

25. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 que comprende de 2 ppc a 40 ppc de dicho agente de soplado con respecto a dicha resina termoplástica.

26. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 que comprende de 3 ppc a 25 ppc de dicho agente de soplado con respecto a dicha resina termoplástica.

27. La composición de resina espumable de la reivindicación 21 que comprende de 4 ppc a 15 ppc de dicho agente de soplado con respecto a dicha resina termoplástica.

28. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en la que la composición comprende adicionalmente tintes, pigmentos, agentes de control de célula, cargas, antioxidantes, adyuvantes de extrusión, agentes estabilizadores, agentes antiestáticos, retardantes de llama, agentes atenuantes de IR, aditivos térmicamente aislantes, plastificantes,

modificadores de viscosidad, modificadores de impacto, resinas de barrera de gas, negro de humo, tensioactivo y mezclas de los mismos.

29. Un producto espumado producido usando la composición de agente de soplado de la reivindicación 1.