El uso de un agente atenuante de infrarrojos, para proporcionar una integridad dimensional mejorada atemperaturas elevadas en la producción de una espuma polimérica extrudida,

que comprende una composiciónpolimérica que tiene celdas definidas en la misma, en el que la composición polimérica contiene polímero deestireno-acrilonitrilo, y la cantidad de acrilonitrilo polimerizado en la composición polimérica es de uno por ciento enpeso o más, basado en el peso de la composición polimérica.

Espuma de copolímero de estireno y acrilonitrilo con agentes atenuantes de infrarrojos.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una espuma polimérica que comprende copolímero de estireno y acrilonitrilo, y uno o más agentes atenuantes de infrarrojos, tales como negro de carbono y grafito. La invención se refiere además, a un procedimiento para preparar esta espuma.

Descripción de la técnica relacionada

Los agentes de soplado clorados, en particular, los agentes de soplado clorofluorocarbono (CFC) e hidroclorofluorocarbono (HCFC) , han jugado históricamente dos papeles importantes en la técnica de espumas poliméricas aislantes; como agentes de soplado y como componentes de aislamiento térmico en espumas poliméricas. Sin embargo, las preocupaciones de cómo afectan los agentes de soplado CFC y HCFC el medioambiente, han dado lugar a normativas sobre su uso. Estas normativas han motivado la innovación de medios alternativos, para mejorar la capacidad de aislamiento térmico de las espumas poliméricas, al usar agentes de soplado distintos a los agentes de soplado clorados.

La inclusión de agentes atenuantes de infrarrojos (IAA, del inglés infrared attenuating agents) en las espumas poliméricas, ha sido una manera de mejorar la capacidad de aislamiento térmico de las espumas poliméricas, distinta a los agentes de soplado clorados. IAA pueden mejorar la capacidad de aislamiento térmico de las espumas poliméricas al absorber, reflejar, o absorber y reflejar la radiación infrarroja. Un IAA inhibe la penetración de la radiación infrarroja a través de una espuma que el IAA. Existen, por ejemplo, numerosas referencias que describen ejemplos de espumas de poliestireno que contienen negro de carbono y grafito como IAA.

La patente de EE.UU. 4.795.763, enseña que el negro de carbono es útil para ser incorporado en materiales plásticos de espuma rígida, para mejorar las propiedades de aislamiento térmico del material plástico en espuma. La patente de EE.UU. 4.795.763 proporciona ejemplos específicos de espumas de poliisocianurato y enseña que en los aspectos más amplios de la invención los materiales plásticos son poliuretano, poliisocianurato, poliurea, poliolefina, poliestireno, fenol-formaldehído, epoxi y otras espumas poliméricas.

La patente europea EP 0372343, enseña que la inclusión de negro de carbono en espumas de celdas cerradas de polímeros y copolímeros de estireno, puede reducir la conductividad térmica de esas espumas. La patente europea EP 0372343 proporciona ejemplos específicos de espumas de poliestireno que contienen negro de carbono.

La solicitud de patente internacional publicada WO 94/13721, describe una forma particularmente preferida de negro de carbono para dispersar en la espuma polimérica y proporciona ejemplos específicos de espumas de poliestireno que contienen el negro de carbono.

Las patentes europeas EP 1196486 y EP 1031600, describen espumas poliméricas basadas en estireno que contienen partículas de grafito. La patente europea EP 1661939 describe espumas poliméricas basadas en estireno que pueden contener IAA, tales como negro de carbono y grafito.

Aunque estas referencias describen beneficios al reducir la conductividad térmica cuando se incorpora negro de carbono o grafito a la espuma polimérica, ninguna de estas aborda el efecto que tiene un IAA sobre la integridad dimensional de una espuma, particularmente a temperaturas elevadas. Cuando se tiene una alta integridad dimensional a temperaturas elevadas, es importante asegurar que una espuma aislante no cambiará dimensiones de manera significativa, cuando se usa en aplicaciones de aislamiento a altas temperaturas.

La patente japonesa JP 2002 155161 A (base de datos WPI Week 200274, Derwent Publications Ltd., Londres, AN 2002-684942) describe partículas de resinas de caucho acrílico/estireno-acrilonotrilo que se preparan dispersando 50-5 partes en peso de componente de caucho polimérico de injerto de acrilo (II) , negro de carbono, y un antioxidante y/o absorbedor de rayos ultravioleta en 50-95 partes en peso. El componente matriz (I) , que comprende un copolímero de estireno-acrilonitrilo, es impregnado con 3-10% en peso (basado en las partículas) de agente de soplado, logrando el objetivo de partículas de resina espumables. Además, se proporciona el método para la producción de partículas espumables y una espuma moldeada preparada a partir de partículas espumables.

Breve sumario de la invención

El trabajo de investigación que llevó al descubrimiento de la presente invención ha revelado que añadir un IAA, tal como negro de carbono o grafito, a la espuma de poliestireno, ocasiona que esta sufra una pérdida de integridad dimensional a temperaturas elevadas. Es deseable encontrar una espuma polimérica, en particular, una espuma polimérica termoplástica, que se pueda beneficiar de la contribución de aislamiento térmico del agente atenuante de infrarrojos (IAA) pero que retenga la integridad dimensional a temperaturas elevadas mejor que el poliestireno.

La presente invención proporciona una espuma polimérica que contiene un IAA, que tiene una integridad dimensional inesperadamente alta a temperaturas elevadas. La presente invención, es un resultado de explorar IAA en combinación con espuma de copolímero de estireno y acrilonitrilo (SAN, del inglés styrene acr y lonitrile) . Los ensayos revelaron un sorprendente efecto sinergístico entre SAN y el IAA, que dio como resultado una integridad dimensional de la espuma a temperaturas más elevadas de lo esperado, con respecto a espumas de poliestireno similares. Sorprendentemente, incorporar IAA a una espuma de SAN, incluso un IAA absorbedor de infrarrojos, dio como resultado un aumento de la integridad dimensional a temperaturas elevadas. Esto es en contraste con la espuma de PS (del inglés polystyrene) , que muestra una reducida integridad dimensional tras la incorporación de IAA. La inesperada reacción sinergística de IAA con SAN proporciona una espuma polimérica tremoaislante, que tiene una particularmente deseable integridad dimensional a temperaturas elevadas.

En un primer aspecto, la presente invención es el uso de un agente atenuante de infrarrojos, para proporcionar una integridad dimensional mejorada a temperaturas elevadas en la producción de una espuma polimérica extrudida, que comprende una composición polimérica que tiene celdas ahí definidas, en la que la composición polimérica contiene polímero de estireno-acrilonitrilo, y la cantidad de acrilonitrilo polimerizado en la composición polimérica es de uno por ciento en peso o más, basado en el peso de la composición polimérica. En realizaciones deseables, la espuma polimérica tiene una o cualquier combinación de las siguientes características: el agente atenuante de infrarrojos se selecciona de negros de carbono y grafitos, la cantidad de agente atenuante de infrarrojos está entre uno y veinte por ciento en peso, la cantidad de acrilonitrilo es de uno por ciento en peso o más y de cincuenta por ciento en peso o menos (mas deseablemente de cuatro por ciento en peso o más y de veinte por ciento en peso o menos) , la espuma tiene un contenido de celdas abiertas de 30% o menos (según el método ASTM D6226-05) , la espuma tiene una densidad de 33 kilogramos por metro cúbico o menos, la espuma está libre de pieles de gránulos, todo polímero en la composición polimérica tiene un peso molecular medio en peso inferior a 1.000.000, la espuma tiene un conductividad térmica de 32 milivatios por metro por grado Kelvin o menos, y la espuma tiene una resistencia a la compresión vertical de 100 kilopascales o más (según el método ISO 845-95) . Los porcentajes en peso son relativos al peso total de la composición polimérica.

En un segundo aspecto, la presente invención es un uso según el primer aspecto, que comprende formar una composición espumable que contiene una composición polimérica, que contiene copolimero de estireno-acrilonitrilo, y un agente atenuante de infrarrojos y expandir la composición espumable en una espuma polimérica, en la que la cantidad de acrilonitrilo polimerizado en la espuma polimérica, en la que la cantidad de acrilonotrilo polimerizable en la composición polimérica es de uno por ciento o más, basado en el peso de la composición polimérica, y en la que el procedimiento es un procedimiento de extrusión en el que la composición polimérica experimenta una presión de extrusión dentro de una extrusora y una... [Seguir leyendo]

1. El uso de un agente atenuante de infrarrojos, para proporcionar una integridad dimensional mejorada a temperaturas elevadas en la producción de una espuma polimérica extrudida, que comprende una composición polimérica que tiene celdas definidas en la misma, en el que la composición polimérica contiene polímero de estireno-acrilonitrilo, y la cantidad de acrilonitrilo polimerizado en la composición polimérica es de uno por ciento en peso o más, basado en el peso de la composición polimérica.

2. El uso según la reivindicación 1, en el que el agente atenuante de infrarrojos se selecciona de negros de carbono y grafitos.

3. El uso según la reivindicación 1, en el que el agente atenuante de infrarrojos es un negro de carbono.

4. El uso según la reivindicación 1, en el que la espuma tiene un contenido de celdas abiertas inferior a 30% según el método ASTM D6226-05.

5. El uso según la reivindicación 1, en el que la cantidad de acrilonitrilo en la composición polimérica es de cincuenta por ciento en peso o menos, basado en el peso de la composición polimérica.

6. El uso según la reivindicación 1, en el que la cantidad de acrilonitrilo en la composición polimérica es de cuatro a veinte por ciento en peso, basado en el peso de la composición polimérica.

7. El uso según la reivindicación 1, en el que la composición polimérica contiene una mezcla de estireno-acrilonitrilo y poliestireno.

8. El uso según la reivindicación 1, en el que la espuma tiene una densidad de 33 kilogramos por metro cúbico o menos.

9. El uso según la reivindicación 1, en el que todos los polímeros en la composición polimérica tienen un peso molecular medio ponderal inferior a 1.000.000.

10. El uso según la reivindicación 1, en el que la espuma polimérica tiene una conductividad térmica de 32 milivatios por metro por grado Kelvin o menos.

11. El uso según la reivindicación 1, en el que la espuma polimérica tiene una resistencia a la compresión vertical de 100 kilopascales o más, según el método de ensayo IS.

84. 95.

12. El uso según la reivindicación 1, en el que el acrilonitrilo está presente en una cantidad de cuatro por ciento en peso o más y de veinte por ciento en peso o menos, y el agente atenuante de infrarrojos se selecciona de negro de carbono y grafito, y está presente en una concentración de uno por ciento en peso o más y de diez por ciento en peso o menos, basándose los porcentajes en peso, en el peso total del polímero.

13. El uso según la reivindicación 1, que comprende formar una composición espumable que contiene una composición polimérica, que contiene copolímero de estireno-acrilonitrilo y un agente atenuante de infrarrojos, y expandir la composición espumable para formar una espuma polimérica, en el que la cantidad de acrilonitrilo polimerizado en la composición polimérica es de uno por ciento o más, basado en el peso de la composición polimérica, y en el que el procedimiento, es un procedimiento de extrusión en el que la composición polimérica experimenta una presión de extrusión dentro de una extrusora y una presión inferior a la presión de extrusión, posterior a la extrusión en la extrusora y donde la expansión de la composición espumable ocurre tras extrudir la composición espumable de la extrusora.

14. El uso según la reivindicación 13, en el que la composición espumable comprende un agente de soplado que contiene dióxido de carbono.

15. El uso según la reivindicación 13, en el que la composición espumable comprende un agente de soplado que contiene agua.