Espuma de polietileno.

Espuma de polietileno físicamente soplada que tiene una densidad entre 20 y 300 kg/m3 basada en:

a. una mezcla que comprende 95,5% en peso - 99,5% en peso de polietileno de baja densidad y 0,5% en peso - 4,5% enpeso de polietileno de alta densidad en la que el % en peso es con respecto a la cantidad total de polietileno de bajadensidad y polietileno de alta densidad en la mezcla y en la que la composición no comprende una cera de polietileno,

b. un agente de nucleación, y

c. un estabilizador de células.

Espuma de polietileno La invención se refiere a espuma de polietileno físicamente soplada.

Las espumas de polietileno se describen en Ullmann's Encyclopedia “Foamed Plastics” por Heinz Weber y col. (2002; Wiley VCH Verlag) . Estas espumas se clasifican como espumas de baja densidad y de alta densidad. Estas espumas pueden ser espumas no reticuladas o reticuladas. La mayoría de las espumas de poliolefina y la mayoría de las espumas de polietileno están hechas de polietileno de baja densidad (LDPE) .

La espuma basada en polietileno de baja densidad puede moldearse en diferentes productos semielaborados tales como, por ejemplo, láminas, barras, perfiles y tubos. La expansión de LDPE produce una reducción sustancial de la densidad del polietileno. El LDPE aplicado como material de partida para la espuma tiene una densidad específica de,

por ejemplo, aproximadamente 915-935 kg/m3 y a continuación la densidad promedio de la espuma de PE es, por ejemplo, aproximadamente 20-300 kg/m3. Además del peso que se cambia durante el procedimiento de espuma, otras propiedades que se obtienen por el PE en su estado espumado también son conjuntamente responsables de las muchas aplicaciones de la espuma obtenida.

La espuma de LDPE puede producirse, por ejemplo, mediante tecnología de extrusión. En este procedimiento, el gas de soplado se inyecta directamente en el fundido de PE a presión y se disuelve y mezcla homogéneamente en el polietileno fundido. Se necesita una presión mínima, que depende del gas usado y la temperatura de fusión reinante, para mantener el gas disuelto en la masa fundida de PE. Esta presión necesita mantenerse a lo largo de la extrusora con el fin de evitar que el gas expanda prematuramente la masa fundida. Al salir de la boquilla, la presión del fundido disminuye a la presión atmosférica y el gas disuelto expande inmediatamente el fundido para formar la espuma.

Las células en las espumas pueden ser abiertas o cerradas. En células cerradas, el gas está encerrado dentro de una membrana de PE. Las espumas de células cerradas tienen mejores propiedades de aislamiento térmico y mejores propiedades de amortiguamiento que las espumas de células abiertas o espumas de células parcialmente abiertas.

El tamaño de las células es, por una parte, un equilibrio entre la presión del gas en la célula y la resistencia del polímero aparentada por la viscosidad a esta presión del gas y, por otra parte, dependiente del número de núcleos (=partículas de agentes de nucleación) y de ahí del número de células que se han formado. El crecimiento celular cesa en el que momento en el que el fundido de polietileno alcanza su temperatura de cristalización y el fundido cambia a la fase sólida.

Con el fin de aumentar la viscosidad en el fundido y acortar el tiempo de crecimiento celular, la temperatura del fundido de polietileno en la extrusora y/o enfriadores del fundió especiales se reduce a justo por encima de la temperatura de cristalización del polietileno.

La tendencia entre los productores de espuma es lograr el tamaño de células más pequeño con estructura de células cerradas y así obtener mejor óptica, mejor aislamiento térmico y mayor deformación permanente por compresión. Para lograr espumas con células predominantemente cerradas, el fundido debe tener una alta viscosidad. En espumas en lámina esto se alcanza actualmente reticulando los extruidos antes de la espumación en hornos. Generalmente, el procedimiento de espumación en láminas se realiza en presencia de caros agentes de expansión químicos.

La espumación directa de LDPE que tiene un caudal de fundido (MFR) bajo en una extrusora es difícil debido a la introducción de calor debido a la fricción. Cuanto mayor sea el calor de fricción, más calor se disipará para llevar la temperatura del fundido en la boquilla próxima a la temperatura de cristalización. Por tanto, una composición ideal de LDPE para espumación debe tener un buen equilibrio entre la resistencia del fundido y la procesabilidad.

Debido a la necesidad de equilibrar la resistencia del fundido y la procesabilidad, algunas propiedades de la espuma preparada tienen que comprometerse por otras propiedades más deseables, por ejemplo, la corrugación es un fenómeno no deseable en láminas y tubos de espuma preparados por un procedimiento de extrusión directa. Las corrugaciones que pueden estar presentes en todos los productos de espuma extruidos directos se manifiestan en bandas periódicas que están orientadas transversalmente en la dirección de extrusión dentro de la espuma extruida que varían entre 1 y 5

cm de anchura dependiendo del espesor de la espuma, densidad de la espuma y dimensiones de las células. En términos generales, el número y altura de las ondas aumenta con, por ejemplo, una disminución en la densidad de la espuma, dimensiones de las células, espesor de la espuma, relación de expansión de burbujas de una espuma tubular y aumento en la anchura de una boquilla de colada. La corrugación no solo quita valor a la estética, sino que también reduce las propiedades mecánicas globales de partes hechas de la espuma. Como ejemplo, las ondas en la espuma en 60 lámina sobre un suelo de hormigón o de madera dificultarán aplicar parquet sobre él.

Es un objetivo de la presente invención evitar la corrugación, a la vez que se mantienen las otras características deseadas de la espuma.

La espuma de polietileno que tiene una densidad entre 20 y 300 kg/m3 según la invención se basa en: a. una mezcla que comprende 95, 5% en peso - 99, 5% en peso de polietileno de baja densidad y 0, 5% en peso - 4, 5% en peso de polietileno de alta densidad y en la que la composición no comprende una cera de polietileno b. un agente de nucleación y 5

c. un estabilizador de células.

El % en peso es con respecto a la cantidad total de polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE) en la mezcla que comprende HDPE y LDPE.

La espuma de polietileno según la invención obtenida con, por ejemplo, un procedimiento de espuma tubular o un procedimiento de espuma de burbuja produce un comportamiento mejorado con respecto a la corrugación debido a que la composición de polímero específica que comprende las cantidades específicas de polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad produce una sincronización de la expansión direccional transversal de las células y la expansión del diámetro de burbuja debido a la relación de soplado.

La espuma de polietileno según la invención obtenida con un procedimiento de boquilla de colada produce un comportamiento mejorado con respecto a la corrugación debido a que la composición de polímero específica que comprende las cantidades específicas de polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad produce una sincronización de la expansión direccional transversal de las células y la velocidad de arrastre de la espuma extruida.

La espuma de polietileno según la invención es espuma libre de corrugación.

La espuma de polietileno según la invención muestra una excelente calidad de la espuma de alta resistencia del fundido.

Otras ventajas de la espuma según la invención son las mejoradas características ópticas, el mejorado aislamiento térmico y las mejoradas propiedades mecánicas tales como, por ejemplo, la resistencia a la compresión. Estas ventajas se obtienen sin sacrificar la procesabilidad.

La espuma de polietileno según la invención tiene una densidad entre 20 y 300 kg/m3. La densidad depende, entre otras cosas, de la selección del agente de expansión.

Generalmente, el LDPE aplicado en la mezcla tiene un caudal de fundido (MFR) a 2, 16 kg de carga y 190 ºC que oscila entre 0, 1 y 30 g/10 min.

Preferentemente, la MFR oscila entre 0, 2 y 3 g/10 min.

Generalmente, la densidad del LDPE aplicado en la mezcla oscila entre 915 kg/m3 y 935 kg/m3. Preferentemente, la densidad de la mezcla de LDPE oscila entre 921 kg/m3 y 935 kg/m3

El homo o copolímero de LDPE puede obtenerse, por ejemplo, por un procedimiento tubular, por un procedimiento en autoclave o por un procedimiento basado en metaloceno.

Un copolímero de LDPE adecuado puede obtenerse con un procedimiento como se desvela en el WO 2006094723. Esta 45 publicación de patente desvela LDPE obtenido con un procedimiento en el que la polimerización de etileno tiene lugar en un reactor tubular a una temperatura pico entre 290 ºC y 350 ºC, el co-monómero es un (met) acrilato difuncional o de mayor funcionalidad tal como, por ejemplo, BDDMA y en el que el co-monómero se aplica en una cantidad entre el 0, 008% en moles y el 0, 200% en moles con respecto... [Seguir leyendo]

1. Espuma de polietileno físicamente soplada que tiene una densidad entre 20 y 300 kg/m3 basada en:

a. una mezcla que comprende 95, 5% en peso - 99, 5% en peso de polietileno de baja densidad y 0, 5% en peso - 4, 5% en peso de polietileno de alta densidad en la que el % en peso es con respecto a la cantidad total de polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad en la mezcla y en la que la composición no comprende una cera de polietileno,

b. un agente de nucleación, y 10

c. un estabilizador de células.

2. Espuma de polietileno según la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla comprende 97, 0% en peso - 99, 5%

en peso de polietileno de baja densidad y 0, 5% en peso -3, 0% en peso de polietileno de alta densidad. 15

3. Espuma de polietileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque la densidad del polietileno de baja densidad oscila entre 921 kg/m3 y 935 kg/m3

4. Un procedimiento para la espumación física de polietileno a una temperatura inferior a 118 ºC en presencia de un

agente de expansión físico y un agente de nucleación para obtener una espuma de polietileno físicamente soplada que tiene una densidad entre 20 y 300 kg/m3, caracterizado porque el polietileno es una mezcla que comprende 95, 5% en peso - 99, 5% en peso de polietileno de baja densidad y 0, 5% en peso - 4, 5% en peso de polietileno de alta densidad, en el que el % en peso es con respecto a la cantidad total de polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad en la mezcla, en el que durante el procedimiento está presente un estabilizador de células y en el que la composición no comprende una cera de polietileno.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el agente de expansión es isobutano, CO2, pentano, butano, nitrógeno y/o un fluorohidrocarburo.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el agente de expansión es isobutano o CO2.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4-6, caracterizado porque el agente de nucleación es talco, sílice, una mezcla de bicarbonato sódico y ácido cítrico, una amida, una amina y/o un éster de un ácido carboxílico (C10-C34) alifático saturado o insaturado.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4-7, caracterizado porque el estabilizador de células es monoestearato de glicerol, monopalmitato de glicerol, palmitamida y/o una amida.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4-8, caracterizado porque la mezcla se obtiene 40 combinando HDPE y LDPE durante la granulación después de la producción de LDPE.

10. Uso de la espuma de polietileno según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y uso de la espuma de polietileno obtenida mediante el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4-9 en la producción de películas, láminas, perfiles, barras y tubos.