Espuma en partículas elástica a base de mezclas de poliolefina/polímeros de estireno.

Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, que contienen

A) un 45 a un 97,

8 % en peso de un polímero de estireno,

B1) un 1 a un 45 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC,

B2) un 0 a un 25 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC,

C1) un 0,1 a un 25 % en peso de un copolímero en bloques o de injerto con un peso molecular promedio en peso Mwde al menos 100 000 g/mol, que contiene

a) al menos un bloque S constituido por un 95 a un 100 % en peso de monómeros aromáticos vinílicos y un0 a un 5 % en peso de dienos, y

b) al menos un bloque copolímero (S/B)A constituido por un 63 a un 80 % en peso de monómerosaromáticos vinílicos y un 20 a un 37 % en peso de dienos con una temperatura de transición vítrea TgA enel intervalo de 5 a 30ºC,

situándose la fracción ponderal de la suma de todos los bloques S en el intervalo de un 50 a un 70 % en peso,referido al copolímero en bloques o de injerto A,

C2) un 0 a un 20 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno distinto de C1,

C3) un 0,1 a un 9,9 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno,

D) un 1 a un 15 % en peso de un agente propulsor,

E) un 0 a un 5 % en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso.

Espuma en partículas elástica a base de mezclas de poliolefina/polímeros de estireno La invención se refiere a partículas de polímero expandibles, termoplásticas, que contienen A) un 45 a un 97, 8 % en peso de un polímero de estireno,

B1) un 1 a un 45 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC,

B2) un 0 a un 25 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC,

C1) un 0, 1 a un 25 % en peso de un copolímero en bloques o de injerto con un peso molecular promedio en peso Mw de al menos 100 000 g/mol, que contiene a) al menos un bloque S constituido por un 95 a un 100 % en peso de monómeros aromáticos vinílicos y un 0 a un 5 % en peso de dienos, y

b) al menos un bloque copolímero (S/B) A constituido por un 63 a un 80 % en peso de monómeros aromáticos vinílicos y un 20 a un 37 % en peso de dienos con una temperatura de transición vítrea TgA en el intervalo de 5 a 30ºC,

situándose la fracción ponderal de la suma de todos los bloques S en el intervalo de un 50 a un 70 % en peso, referido al copolímero en bloques o de injerto A,

C2) un 0 a un 20 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno distinto de C1,

C3) un 0, 1 a un 9, 9 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno,

D) un 1 a un 15 % en peso de un agente propulsor,

E) un 0 a un 5 % en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso.

Mezclas de polímeros expandibles, constituidas por polímeros de estireno, poliolefinas, y en caso dado solubilizadores, como copolímeros en bloques de estireno-butadieno hidrogenados, son conocidas, a modo de ejemplo, por la DE 24 13 375, la DE 24 13 408 o la DE 38 14 783. Las espumas accesibles a partir de las mismas presentarán mejores propiedades mecánicas frente a espumas de polímeros de estireno, en especial una mayor elasticidad y una menor fragilidad a bajas temperaturas, así como una insensibilidad frente a disolventes, como acetato de etilo o tolueno. No obstante, el poder de retención de agentes propulsores y la aptitud para espumado de las mezclas de polímeros expandibles a bajas densidades no son suficientes para la elaboración.

La WO 2005/056652 describe piezas moldeadas de espuma en partículas con una densidad en el intervalo de 10 a 100 g/l, que son obtenibles mediante soldadura de partículas de espuma espumadas previamente, constituidas por granulados polímeros expandibles, termoplásticos. Los granulados polímeros contienen mezclas de polímeros de estireno y otros polímeros termoplásticos, y se pueden obtener mediante impregnado en fusión y subsiguiente granulado sumergido a presión.

Por lo demás, son conocidas espumas en partículas elásticas constituidas por partículas de interpolímeros expandibles (por ejemplo US 2004/0152795 A1) . Los interpolímeros son accesibles mediante polimerización de estireno en presencia de poliolefinas en suspensión acuosa, y forman un retículo interpenetrante a partir de polímeros de estireno y polímeros de olefina. No obstante, a partir de las partículas de polímero expandibles, el agente propulsor se difunde rápidamente, de modo que se deben almacenar a bajas temperaturas, y presentan una aptitud para espumado sólo durante un tiempo breve.

La WO 2005/092959 describe espumas de polímero nanoporosas que son obtenibles a partir de mezclas de polímeros polifásicas, que contienen agentes propulsores, con dominios en el intervalo de 5 a 200 nm. Los dominios están constituidos preferentemente por partículas núcleo-cubierta accesibles mediante polimerización en emulsión, en las que la solubilidad del agente propulsor es al menos el doble de elevada que en las fases limitantes.

Era tarea de la presente invención poner a disposición partículas de polímero expandibles, termoplásticas, con pérdida de agente propulsor reducida y poder de expansión elevado, que son elaborables para dar espumas en partículas con rigidez elevada, y simultáneamente buena elasticidad, así como un procedimiento para su obtención.

Por consiguiente se encontraron las partículas de polímero expandibles, termoplásticas, descritas anteriormente.

Las partículas de polímero expandibles, termoplásticas, contienen preferentemente A) un 55 a un 89, 7 % en peso de un polímero de estireno,

B1) un 4 a un 25 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC,

B2) un 1 a un 15 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC,

C1) un 3 a un 25 % en peso de copolímero en bloques o de injerto,

C2) un 3 a un 20 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno distinto de C1,

C3) un 1 a un 5 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno,

D) un 3 a un 10 % en peso de un agente propulsor,

E) un 0, 3 a un 3 % en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso.

Las partículas de estireno expandibles termoplásticas contienen un 45 a un 97, 8 % en peso, de modo especialmente preferente un 55 a un 89, 7 % en peso de un polímero de estireno A) , como poliestireno standard (GPPS) o tenaz al impacto (HIPS) , o copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN) o copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) . Son especialmente preferentes tipos de poliestireno standard con pesos moleculares promedio en peso en el intervalo de 120 000 a 300 000 g/mol, y una velocidad volumétrica de fusión MVR (200ºC/5 kg) según ISO 1133 en el intervalo de 1 a 10 cm3/10 min, a modo de ejemplo PS 158 K, 168 N o 148 G de BASF Aktiengesellschaft. Para la mejora de la soldadura de partículas de espuma en la elaboración para dar pieza moldeada se pueden añadir tipos muy fluidos, a modo de ejemplo Empera® 156 L (Innovene) .

Como componentes B) adicionales, las partículas de polímero expandibles termoplásticas contienen un 1 a un 45 por ciento en peso, en especial un 4 a un 35 % en peso de una poliolefina B1) . Como poliolefina B1) es preferente 25 un homo- o copolímero de etileno y/o propileno con una densidad en el intervalo de 0, 91 a 0, 98 g/L (determinada según ASTM D792) , en especial polietileno. Como polipropilenos entran en consideración en especial tipos de moldeo por inyección. Como polietilenos entran en consideración homopolímeros de etileno adquiribles en el comercio, como PE-LD (tipos de moldeo por inyección) , -LLD, -HD, o copolímeros de etileno y propileno (por ejemplo Molen® RP220 y Moplen® RP320 de Basell) , etileno y acetato de vinilo (EVA) , acrilatos de etileno (EA) o acrilatos de etileno-butileno (EBA) . El índice volumétrico de fusión MVI (190ºC/2, 16 kg) de polietilenos se sitúa habitualmente en el intervalo de 0, 5 a 40 g/10 min, la densidad se sitúa en el intervalo de 0, 91 a 0, 95 g/cm3. Además se pueden emplear mezclas con poliisobuteno (PIB) (por ejemplo Oppanol® B150 de BASF SE) . De modo especialmente preferente se emplea LLDPE con un punto de fusión en el intervalo de 110 a 125ºC, y una densidad en el intervalo de 0, 92 a 0, 94 g/L.

Con fracción reducida de poliolefina B1 aumenta claramente el poder de retención de agente propulsor. De este modo se mejoran claramente la almacenabilidad y la elaborabilidad de partículas de polímero expandibles, termoplásticas. En el intervalo de un 4 a un 20 % en peso de poliolefina se obtienen partículas de polímero expandibles, termoplásticas, con almacenabilidad más prolongada, sin que se reduzcan las propiedades elásticas de la espuma en partículas obtenida a partir de las mismas. Esto se muestra, a modo de ejemplo, en una deformación remanente 8remanente más reducida, en el intervalo de un 25 a un 35 %.

Como poliolefina B2) , las partículas de polímero expandibles, termoplásticas, contienen un 0 a un 25 % en peso, en especial un 1 a un 15 % en peso de una poliolefina B2) . La poliolefina B2) presenta preferentemente una densidad en el intervalo de 0, 86 a 0, 90 g/L (determinada según ASTM D792) . A tal efecto son apropiados en especial elastómeros termoplásticos a base de olefinas (TPO) . Son especialmente preferentes copolímeros de etileno-octeno,

que son obtenibles en el comercio, a modo de ejemplo bajo la denominación Engage® 8411 de la firma Dow. Partículas expandibles, termoplásticas, que contienen el componente B2) , muestran una clara mejora en el trabajo de flexión y en la resistencia al desgarro tras la elaboración para dar piezas moldeadas de espuma.

Del sector de sistemas polímeros polifásicos es sabido que la mayor parte de polímeros no son miscibles entre sí, o lo... [Seguir leyendo]

1. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, que contienen A) un 45 a un 97, 8 % en peso de un polímero de estireno, B1) un 1 a un 45 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, B2) un 0 a un 25 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC,

C1) un 0, 1 a un 25 % en peso de un copolímero en bloques o de injerto con un peso molecular promedio en peso Mw

de al menos 100 000 g/mol, que contiene a) al menos un bloque S constituido por un 95 a un 100 % en peso de monómeros aromáticos vinílicos y un 0 a un 5 % en peso de dienos, y

b) al menos un bloque copolímero (S/B) A constituido por un 63 a un 80 % en peso de monómeros aromáticos vinílicos y un 20 a un 37 % en peso de dienos con una temperatura de transición vítrea TgA en el intervalo de 5 a 30ºC,

situándose la fracción ponderal de la suma de todos los bloques S en el intervalo de un 50 a un 70 % en peso, referido al copolímero en bloques o de injerto A, C2) un 0 a un 20 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno distinto de C1, C3) un 0, 1 a un 9, 9 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno, D) un 1 a un 15 % en peso de un agente propulsor, E) un 0 a un 5 % en peso de un agente de nucleación, dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso. 2. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según la reivindicación 1, caracterizadas porque contienen A) un 55 a un 89, 7 % en peso de un polímero de estireno, B1) un 4 a un 25 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, B2) un 1 a un 15 % en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC, C1) un 3 a un 25 % en peso de copolímero en bloques o de injerto, C2) un 3 a un 20 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno distinto de C1, C3) un 1 a un 5 % en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno, D) un 3 a un 10 % en peso de un agente propulsor, E) un 0, 3 a un 3 % en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso. 3. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según la reivindicación 1 o 2, caracterizadas porque contienen como polímero de estireno A) poliestireno standard (GPPS) .

4. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas

porque contienen como poliolefina B1) polietileno. 5. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque contienen como poliolefina B2) un copolímero de etileno y octeno.

6. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque el copolímero en bloques o de injerto C1 presenta una estructura lineal con la secuencia de bloques S1 (S/B) A-S2- (S/B) A-S3, representando S1, S2 y S3 respectivamente un bloque S.

7. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque la suma de C1, C2 y C3 se sitúa en el intervalo de 3, 5 a 40.

8. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque el diámetro medio de la fase dispersa de la mezcla de polímeros se sitúa en el intervalo de 1 a 1500 nm.

9. Partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque presentan un revestimiento que contiene un estearato de glicerina.

10. Procedimiento para la obtención de partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque a) se obtiene una fusión de polímero con una fase continua y una fase dispersa mediante mezclado de los componentes A) a C) , y en caso dado E) ,

b) se impregna esta fusión de polímero con un agente propulsor D) ,

c) y se granula para dar partículas de polímero expandibles termoplásticas mediante granulado sumergido a una presión de 1, 5 a 10 bar.

11. Procedimiento para la obtención de partículas de polímero expandibles, termoplásticas, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque a) se obtiene una fusión de polímero con una fase continua y una fase dispersa mediante mezclado de los componentes A) a C) , y en caso dado E) ,

b) se granula esta fusión de polímero, y se impregna adicionalmente con un agente propulsor D) en fase acuosa bajo presión y temperatura elevada para dar partículas de polímero expandibles termoplásticas.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado porque en la etapa b) se emplea un 1 a un 10 por ciento en peso, referido a la mezcla de polímeros, de un hidrocarburo con 3 a 8 átomos de carbono como agente propulsor.