Gránulos expansibles poliméricos de copolímeros de acrilonitrilo.

Gránulo termoplástico polimérico expandible que contiene 5 a 100 % en peso de un componente (A) que contiene a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A)) de un copolímero de α

-metilestireno/acrilonitrilo y/o un terpolímero de α-metilestireno/estireno/acrilonitrilo y

a2) 0 a 95 % en peso (respecto de A) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo;

0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y

0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) diferente de (A) y (B),

el cual puede obtenerse mediante un método que comprende los pasos

a) Polimerización de monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno (A) así como opcionalmente polimerización de estireno en poliestireno (B), generando un polímero fundido,

b) desgasificación del polímero fundido obtenido,

c) opcionalmente mezclamiento con los demás polímeros de los componentes (A), (B) y (C),

d) incorporación a la mezcla de un propelente en una fracción total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero fundido que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos al polímero fundido por medio de mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C,

e) enfriamiento del polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C,

f) descarga a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la entrada de las boquillas es máximo de 1,5 mm y

g) granulación del material fundido que contiene el propelente.

Gránulos expansibles poliméricos de copolímeros de acrilonitrilo.

La invención se refiere a gránulos poliméricos expansibles que contienen copolímero de acrilonitrilo, así como a un método de preparación los gránulos poliméricos expansibles que contienen copolímero de acrilonitrilo.

Métodos para la preparación de polímeros de estireno expansibles, como el poliestireno expansible (EPS) , mediante polimerización en suspensión son conocidos desde hace mucho tiempo. Estos métodos tienen la desventaja que se obtienen grandes cantidades de agua residual y deben eliminarse. Los polímeros deben secarse con el fin de retirar el agua interna. Además, la polimerización en suspensión conduce por lo regular a amplias distribuciones de los tamaños de las perlas, las cuales deben tamizarse en diferentes fracciones de perlas de una manera costosa.

Además, los polímeros de estireno expandibles pueden producirse por medio de métodos de extrusión. En este caso, el agente propelente se incorpora a una mezcla con el polímero fundido mediante una extrusora, por ejemplo, se transporta a través de una placa de boquillas y se granulan en partículas o cordones (US 3, 817, 669, GB 1, 062, 307, EP-A 0 126 459, US 5, 000, 891) .

La EP-A 0 668 139 describe un proceso para la producción económica de gránulos expansibles de poliestireno (EPS) , en cuyo caso el material fundido que contiene agente propelente se prepara por medio de elementos de mezcla estáticos en una etapa de dispersión, sostenimiento y enfriamiento, y a continuación se granula. Debido al enfriamiento del material fundido a unos pocos grados sobre la temperatura de solidificación, es necesaria la disipación de grandes cantidades de calor.

Con el objetivo de impedir en gran medida el espumado después de la extrusión, han sido propuestos diversos métodos para la granulación, como la granulación bajo agua (EP-A 305 862) , niebla por aspersión (WO 03/053651)

o atomización (US 6, 093, 750) .

La WO 98/51735 describe poliestirenos expansibles que contienen partículas de grafito con conductividad térmica reducida, los cuales pueden obtenerse mediante polimerización en suspensión o mediante extrusión en una extrusora de hélice doble. Debido a la alta fuerza de cizallamiento en una extrusora de hélice doble, por lo regular se observa una degradación significativa del peso molecular del polímero empleado y/o descomposición parcial de aditivos adicionados, como composiciones ignífugas.

Para lograr propiedades óptimas de aislamiento y buenas superficies de los cuerpos espumados, el número de celdas y la estructura de la espuma que se establecen durante el espumado de los poliestirenos expandibles (EPS) es de importancia decisiva. Los gránulos de EPS producidos por extrusión con frecuencia no pueden espumarse para formar espumas con estructura óptima de la espuma.

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

En la WO 2005/06652 se describen piezas moldeadas de espuma en partículas con una densidad de 10 a 100 g/l, las cuales pueden obtenerse soldando partículas de espuma pre-espumadas de gránulos poliméricos termoplásticos expansibles, que contienen 5 a 100 % en peso de un copolímero de estireno A) , 0 a 95 % en peso de poliestireno B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico C) diferente de a) y b) , así como métodos para la preparación de los gránulos poliméricos termoplásticos expandibles. Como copolímero de estireno A) se describen, por ejemplo, copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN) .

DE-A-3711028 se refiere a un método para la preparación de cuerpos moldeados plásticos espumados a partir de partículas de plástico de materiales termoplásticos como, por ejemplo, terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo o poliestireno y/o sus mezclas. Las partículas plásticas pre-espumadas pueden generarse extrudiendo una resina sintética con adición de un propelente a través de una extrusora, luego el material extrudido se despresuriza, después sale de la boquilla de la extrusora y a continuación se corta en pequeñas partículas plásticas pre-espumadas.

GB-A-994, 074 se refiere a un método para la producción de polímeros expansibles, en cuyo caso se espuma una resina termoplástica fundida en presencia de un propelente orgánico en condiciones de presión adecuadas y esta mezcla se extrude directamente a un baño refrigerante antes de que ocurra una expansión de la mezcla. La resina polimérica que contiene propelente puede granularse y las partículas expandibles obtenidas de esta manera pueden procesarse en una pieza moldeada de espuma en partículas. Como polímeros adecuados se mencionas poliestireno y copolímeros de estireno y otros co-monómeros como, por ejemplo, α-metilestireno y acrilonitrilo.

US-A-3288731 se refiere a la preparación de partículas poliméricas expandibles, producidas mediante polimerización en suspensión, preferentemente en presencia de un propelente, las cuales pueden seguir procesándose en una espuma en partículas y en cuerpos moldeados correspondientes. Como polímeros adecuados se mencionan principalmente terpolímeros de estireno-acrilonitrilo-α-metilestireno.

Si bien ya se han obtenido buenos resultados en muchos campos con las espumas conocidas, sin embargo siempre existe el objetivo de mejorar tales materiales, por ejemplo con respecto a la resistencia ante solventes, estabilidad térmica, rigidez mecánica y capacidad de retención de propelente. Al mismo tiempo, es deseable que los nuevos desarrollos puedan procesarse en las máquinas existentes para la producción de EPS.

Se ha encontrado ahora que se obtienen espumas en partícula y cuerpos moldeados producidos a partir de las primeras con propiedades particularmente favorables, si los gránulos poliméricos termoplásticos expandibles, que pueden obtenerse básicamente según la reivindicación 1, contienen un componente de polímero de αmetilestireno/acrilonitrilo (AMSAN, por sus siglas en inglés) . Por lo tanto, son objeto de la invención gránulos poliméricos termoplásticos expandibles que contienen

a 100 % en peso de un componente (A) que contiene

a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A) ) de un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo o terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo y a2) 0 a 95 % en peso (respecto de (A) ) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo; 0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) distinto de (A) y B) , que puede obtenerse por el método de la

invención. Las piezas moldeadas de espuma en partícula que pueden obtenerse soldando partículas de espuma previamente espumadas a partir de gránulos poliméricos termoplásticos expandibles según la reivindicación 1 tienen una alta

resistencia a los solventes, buena estabilidad térmica, alta rigidez mecánica, una buena capacidad de retención de propelente y una buena capacidad de procesarse en máquinas de EPS. Espumas en partícula que pueden obtenerse a partir de gránulos poliméricos según la reivindicación 1 tienen en

términos generales una densidad de 5 a 500 g/l, preferible de 10 a 250 g/l, particularmente preferible de 15 a 150 g/l. Las piezas moldeadas de espuma en partícula tienen muchas celdas cerradas, en cuyo caso por lo regular más del

60%, preferible más del 70 %, particularmente preferible más del 80 % de las celdas de las partículas de espuma individuales son celdas cerradas. De manera particularmente preferida, el gránulo polimérico termoplástico contiene 50 a 100 % en peso de componente (A) y 0 a 50 % en peso de polímero termoplástico (C) . Como componente (A) se prefieren mezclas que contienen 10 a 100 % en peso, preferentemente 20 a 100 % en peso, particularmente preferible 25 a 100 % en peso, muy

particularmente preferible 50 a 100 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente polimérico AMSAN (a1)

y 0 a 90 % en peso, preferentemente 0 a 80 % en peso, particularmente preferible 0 a 75 % en peso, muy particularmente preferible

0 a 50 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente (a2) . Como componentes poliméricos AMSAN (a1) se prefieren copolímeros de α-metilestireno/acrilonitrilo... [Seguir leyendo]

1. Gránulo termoplástico polimérico expandible que contiene 5 a 100 % en peso de un componente (A) que contiene

a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A) ) de un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo y/o un terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo y a2) 0 a 95 % en peso (respecto de A) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo; 0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) diferente de (A) y (B) , el cual puede obtenerse mediante un método que comprende los pasos a) Polimerización de monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno

(A) así como opcionalmente polimerización de estireno en poliestireno (B) , generando un polímero fundido, b) desgasificación del polímero fundido obtenido, c) opcionalmente mezclamiento con los demás polímeros de los componentes (A) , (B) y (C) , d) incorporación a la mezcla de un propelente en una fracción total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero

fundido que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos al polímero fundido por medio de mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C,

e) enfriamiento del polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C,

f) descarga a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la entrada de las boquillas es máximo de 1, 5 mm y g) granulación del material fundido que contiene el propelente.

2. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 1, en cuyo caso como propelente se emplea iso-butano, n-butano, iso-pentano o n-pentano con etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente.

3. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 1 o 2, en cuyo caso el gránulo polimérico termoplástico contiene

50 a 100 % en peso de componente (A) y 0 a 50 % en peso de polímero termoplástico (C) .

4. Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene como componente (A) una mezcla que contiene

a 100 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente polimérico AMSAN (a1) , y 0 a 90 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente (a2) .

5. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 4 que contiene como componente (A) una mezcla que contiene

a 100 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente polimérico de AMSAN (a1) y 0 a 80 % en peso (cada caso respecto de (A) ) del componente (a2) .

6. Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 5, que contiene como componente polimérico de AMSAN

(a1) un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo (a11) .

7. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 6, en cuyo caso el copolímero (a11) puede obtenerse a partir de

(a111) 10 a 50 % en peso (respecto de (a11) ) de acrilonitrilo y (a112) 50 a 90 % en peso (respecto de (a11) ) de α-metilestireno.

8. Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 5, que contiene como componente polimérico de AMSAN

(a1) un terpolímero de α-metilestireno/estireno/acrilonitrilo (a12) .

9. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 8, en cuyo caso el terpolímero (a12) puede 5 obtenerse a partir de (a121) 61 a 85 % en peso (respecto de (a12) ) de α-metilestireno,

(a122) 1 a 15 % en peso (respecto de (a12) ) de estireno y (a123) 14 a 34 % en peso (respecto de (a12) ) de acrilonitrilo.

10. Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 9, en cuyo caso como 10 componente (C) se adiciona una poliamida termoplástica.

11. Método para la preparación de un gránulo polimérico termoplástico expandible según la reivindicación 1, que

comprende los pasos de a) polimerizar monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno (A) así como opcionalmente polimerizar estireno en poliestireno (B) , generando un polímero fundido,

b) desgasificar el polímero fundido obtenido, c) opcionalmente mezclar con los demás polímeros de los componentes (A) , (B) y (C) , d) incorporar a la mezcla un propelente en una fracción en total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero fundido

que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos, al polímero fundido por medio de 20 mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C,

e) enfriar el polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C, f) descargar a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la salida de la boquilla es máximo de 1, 5 mm y

g) granular el material fundido que contiene propelente.