COMPOSICIONES DE AGENTE EXPANSIONANTE A BASE DE HIDROFLUOREOLEFINAS E HIDROCLOROFLUOROLEFINAS.

Una composición de agente expansionante para el espumado de material termoplástico que comprende (1) al menos una hidrofluorolefina y (2) de 2% en peso a 90% en peso de hidroclorofluorolefinas seleccionadas entre 1cloro-3,

3,3-trifluorpropeno, 2-cloro-3,3,3-trifluorpropeno, 1,1-dicloro-3,3,3-trifluorpropeno, 1,2-dicloro-3,3,3trifluorpropeno, o mezclas de las mismas.

Composiciones de agente expansionante a base de hidrofluorolefinas e hidroclorofluorolefinas Resumen de la invención La presente invención se refiere a composiciones de agente expansionante que comprenden (1) al menos una hidrofluorolefina (HFO) y al menos una hidroclorofluorolefina (HCFO) empleadas en la preparación de composiciones termoplásticas espumables. Las HFOs del componente (1) incluyen, pero no de forma limitativa, 3, 3, 3-trifluorpropeno (HFO-1243zf) , 1, 2, 3, 3, 3-pentafluorpropeno (HFO-1225ye) , cis-y/o trans-1, 3, 3, 3tetrafluorpropeno (HFO-1234ze) , y 2, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno (HFO 1234yf) , y mezclas de los mismos. Las HCFOs del componente (2) incluyen, pero no de forma limitativa, 1-cloro-3, 3, 3-trifluorpropeno (HCFO-1233zd) , 2-cloro-3, 3, 3trifluorpropeno (HCFO-1233xf) , propenos diclorofluorados y mezclas de los mismos. Las composiciones de agente expansionante se emplean en la producción de espumas aislantes de baja densidad con un factor k mejorado.

Antecedentes de la invención Con la preocupación actual sobre el cambio climático global existe una necesidad cada vez mayor de desarrollar tecnologías para sustituir aquellos compuestos que tienen un alto potencial de agotamiento del ozono (ODP) y un alto potencial de calentamiento global (GWP) . Aunque los hidrofluorcarburos (HFC) , al ser compuestos que no agotan el ozono, han sido identificados como agentes expansionantes alternativos a los clorofluorcarburos (CFCs) e hidroclorofluorcarburos (HCFCS) en la producción de espumas termoplásticas, los mismos tienden todavía a tener un GWP importante.

Las hidrofluorolefinas, tales como HFO-1243zf, (cis/trans) -HFO-1234ze, HFO-1234yf, y (E/Z) -HFO-1225ye, han sido identificadas como potenciales agentes expansionantes de bajo GWP para la producción de espumas termoplásticas, incluyendo espumas de poliestireno extruidas para aislamiento térmico.

Se ha descubierto que la composición de agente expansionante que comprende al menos una hidrofluorolefina con al menos una hidroclorofluorolefina puede permitir la producción de espuma de células cerradas y de más baja densidad con un buen factor k, con lo que será particularmente útil para espumas de aislamiento térmico. Esta invención también puede permitir la producción de espumas de células cerradas y de baja densidad con un tamaño de las células agrandado y controlado.

En WO 2004/037913, WO 2007/002703 y en la publicación de Patente US 2004119047 se describen agentes expansionantes que comprenden alquenos halogenados de una fórmula genérica que incluiría numerosas HFOs y HCFOs, entre otros muchos materiales incluyendo compuestos bromados y yodados. No se describe la combinación específica de HFOs con HCFOs en composiciones de agente expansionante. Se muestran ejemplos específicos para composiciones de agente expansionante para el espumado de poliestireno que comprenden HFOs, concretamente HFO-1234ze y HFO-1234yf, bien solas o bien en combinación con un HFC, y composiciones de agente expansionante para el espumado de PUR que comprenden HCFO-1233zd. No se describen ejemplos de combinaciones de agentes expansionantes que comprendan HFOs y HCFOs.

La GB 950.876 describe un procedimiento para la producción de espumas de poliuretano. Se describe que, como agente expansionante, se puede emplear cualquier hidrocarburo saturado o insaturado, halogenado, adecuado, que tenga un punto de ebullición por debajo de 150º C, preferentemente por debajo de 50º C. En una lista de agentes expansionantes adecuados se describen triclorofluoreteno, clorotrifluoreteno y 1, 1-dicloro-2, 2-difluoreteno junto con 3, 3, 3-trifluorpropeno. No se describen específicamente hidroclorofluorpropenos ni tampoco otras HCFOs de cadena más larga ni otras HFOs además de 3, 3, 3-trifluorpropeno. No se describe nada con respecto a agentes expansionantes para el espumado de materiales termoplásticos ni tampoco los beneficios de las HCFOs en el espumado de material termoplástico antes mencionado, así como tampoco los beneficios de combinaciones de agentes expansionantes HCFOs y HFOs.

La CA 2016328 describe un procedimiento para preparar espuma de poliisocianato de células cerradas. Se describen agentes expansionantes a base de compuestos orgánicos que incluyen alcanos y alquenos halogenados, en donde el alqueno es propileno y los hidrocarburos halogenados pueden ser clorofluorcarburos. Entre los muchos ejemplos de compuestos indicados se encuentran clorofluoretilenos específicos que contienen un átomo de cloro y de 1 a 3 átomos de flúor junto con pentafluorpropeno, tetrafluorpropeno y difluorpropeno específicos. Los hidroclorofluorpropenos no se describen de manera concreta ni tampoco las HCFOs de cadena más larga. Tampoco se describen agentes expansionantes para el espumado de material termoplástico ni los beneficios de las HCFOs en el espumado de material termoplástico antes mencionado, así como tampoco los beneficios de combinaciones de agentes expansionantes que comprenden HCFOs y HFOs.

Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere al uso de agentes expansionantes con un potencial de agotamiento del ozono despreciable y con un bajo GWP que comprenden (1) al menos una hidrofluorolefina (HFO) y (2) al menos una hidroclorofluorolefina (HCFO) . La presente invención describe composiciones de agente expansionante y resina espumable útiles para la producción de espumas con menor densidad y con un factor k mejorado que se pueden utilizar como espumas aislantes. En una modalidad preferida de esta invención, la HFO del componente (1) es 3, 3, 3-trifluorpropeno (HFO-1243zf) ; (cis y/o trans) -1, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno (HFO-1234ze) , en particular el isómero trans; 2, 3, 3, 3-tetraftuoropropeno (HFO-1234yf) ; (cis y/o trans) -1, 2, 3, 3, 3-pentafluorpropeno (HFO-1225ye) y mezclas de los mismos. La HCFO del componente (2) es (cis y/o trans) -1-cloro-3, 3, 3-trifluorpropeno (HCFO-1233zd) , en particular el isómero trans, 2-cloro-3, 3, 3-trifluorpropeno (HCFO-1233xf) , 1, 1-dicloro-3, 3, 3-trifluorpropeno, 1, 2-dicloro3, 3, 3-trifluorpropeno y mezclas de los mismos.

Otra modalidad de esta invención consiste en composiciones de resina espumable que contienen más de aproximadamente 1 parte por 100 partes (pph) y menos de aproximadamente 100 pph de la composición de agente expansionante con respecto a la resina, con preferencia más de aproximadamente 2 pph y menos de aproximadamente 40 pph, más preferentemente más de aproximadamente 3 pph y menos de 25 pph, e incluso más preferentemente más de aproximadamente 4 pph y menos de aproximadamente 15 pph de la composición de agente expansionante con respecto a la resina.

El procedimiento para preparar un producto termoplástico espumado es como sigue: preparar una composición polimérica espumable mezclando entre sí componentes que comprenden composición polimérica espumable en cualquier orden. Habitualmente, preparar una composición polimérica espumable plastificando una resina polimérica y mezclando entonces los componentes de una composición de agente expansionante a una presión inicial. Un procedimiento común para plastificar una resina polimérica es la plastificación térmica, la cual implica calentar una resina polimérica lo suficiente para reblandecerla para su mezcla en una composición de agente expansionante. En general, la plastificación térmica implica calentar una resina polimérica termoplástica cerca o por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg) o temperatura de fusión (Tm) para polímeros cristalinos.

Las composiciones poliméricas espumables pueden contener otros aditivos tales como agentes nucleantes, agentes controladores de las células, colorantes, pigmentos, cargas, antioxidantes, auxiliares de extrusión, agentes estabilizantes, agentes antiestáticos, ignífugos, agentes atenuantes de IR y aditivos para aislamiento térmico. Los agentes nucleantes incluyen, entre otros, materiales tales como talco, carbonato cálcico, benzoato sódico, y agentes expansionantes químicos tales como azodicarbonamida o bicarbonato sódico y ácido cítrico. Los agentes atenuantes de IR y los aditivos para aislamiento térmico pueden incluir negro de humo, grafito, dióxido de silicio, escamas o polvo de metal, entre otros. Los ignífugos pueden incluir, entre otros, materiales bromados tales como hexabromociclodecano y bifeniléter polibromado.

Los procedimientos de preparación de la espuma de la presente invención incluyen procedimientos discontinuos, semi-discontinuos y continuos. Los procedimientos discontinuos implican la preparación de al menos una porción de la composición polimérica espumable en... [Seguir leyendo]

1. Una composición de agente expansionante para el espumado de material termoplástico que comprende (1) al menos una hidrofluorolefina y (2) de 2% en peso a 90% en peso de hidroclorofluorolefinas seleccionadas entre 1cloro-3, 3, 3-trifluorpropeno, 2-cloro-3, 3, 3-trifluorpropeno, 1, 1-dicloro-3, 3, 3-trifluorpropeno, 1, 2-dicloro-3, 3, 3trifluorpropeno, o mezclas de las mismas.

2. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende de 5% en peso a 80% en peso de hidroclorofluorolefinas.

3. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende de 10% en peso a 70% en peso de hidroclorofluorolefinas.

4. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende de 20% en peso a 65% en peso de hidroclorofluorolefinas.

5. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende de 30% en peso a 60% en peso de hidroclorofluorolefinas.

6. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende además un hidrofluorcarburo, alcano, dióxido de carbono, formato de metilo, gas inerte, gas atmosférico, alcohol, éter, éter fluorado, éter fluorado insaturado, cetona, fluorcetona, agua y mezclas de los anteriores.

7. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, en donde dicha hidrofluorolefina se elige entre alquenos fluorados C3 a C5 o mezclas de los mismos.

8. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 7, en donde dicho alqueno fluorado C3 a C5 se elige entre trifluorpropeno, tetrafluorpropeno, pentafluorpropeno o mezclas de los mismos.

9. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 8, en donde dicho trifluorpropeno es 3, 3, 3trifluorpropeno.

10. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 8, en donde dicho tetrafluorpropeno se elige entre cis-1, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno, trans-1, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno, 2, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno o mezclas de los mismos.

11. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 8, en donde el pentafluorpropeno es E1, 2, 3, 3, 3-pentafluorpropeno, Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluorpropeno y mezclas de los mismos.

12. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, en donde dicho 1-cloro-3, 3, 3trifluorpropeno comprende más de 75% del isómero trans.

13. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 6, en donde dicho hidrofluorcarburo se elige entre HFC-32, HFC-161, HFC-152, HFC-152a, HFC-143, HFC-143a, HFC-134, HFC-134a, HFC-125, HFC-245fa, HFC-365mfc, HFC-227ea, o mezclas de los mismos.

14. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 13, en donde dicho hidrofluorcarburo se elige entre HFC-134a, HFC-152a, HFC-32, HFC-143a, HFC-245fa, o mezclas de los mismos.

15. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 6, en donde dicho alcano se elige entre propano, butano, pentano o hexano.

16. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 15, en donde dicho pentano se elige entre npentano, ciclopentano, isopentano o mezclas de los mismos.

17. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 6, en donde dicho alcohol se elige entre etanol, isopropanol, butanol, etilhexanol, metanol o mezclas de los mismos.

18. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 6, en donde dicho éter se elige entre dimetiléter, dietiléter, metiletiléter o mezclas de los mismos.

19. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 6, en donde dicha cetona se elige entre acetona, metiletilcetona o mezclas de las mismas.

20. Una composición de agente expansionante para espuma termoplástica según la reivindicación 1, en donde dicho termoplástico se elige entre poliestireno, polietileno, polipropileno o mezclas de los mismos.

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

22. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, en donde dicha resina termoplástica se elige entre poliestireno, polietileno, polipropileno o mezclas de los mismos.

23. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, que comprende menos de 100 pph de dicho agente expansionante con respecto a dicha resina termoplástica.

24. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, que comprende de 1 pph a 100 pph de dicho 10 agente expansionante con respecto a dicha resina termoplástica.

25. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, que comprende de 2 pph a 40 pph de dicho agente expansionante con respecto a dicha resina termoplástica.

26. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, que comprende de 3 pph a 25 pph de dicho agente expansionante con respecto a dicha resina termoplástica.

27. Una composición de resina espumable según la reivindicación 21, que comprende de 4 pph a 15 pph de dicho agente expansionante con respecto a dicha resina termoplástica.

28. Una composición de agente expansionante según la reivindicación 1, que comprende además colorantes, pigmentos, agentes controladores de las células, cargas, antioxidantes, auxiliares de la extrusión, agentes estabilizantes, agentes antiestáticos, ignífugos, agentes atenuantes de IR, aditivos para el aislamiento térmico, plastificantes, modificadores de la viscosidad, modificadores del impacto, resinas de barrera de gases, negro de humo, surfactantes y mezclas de los anteriores.

29. Un producto espumado producido empleando la composición de agente expansionante de la reivindicación 1.