Método para producir cuentas de poliestireno expandibles que tienen excelentes propiedades termoaislantes.

Un método para producir cuentas de poliestireno expandibles que comprende:

obtener microgránulos homogéneos suspendibles a partir de una composición mixta preparada al mezclarpartículas de grafito con una resina basada en estireno y extruir la composición; y

llevar a cabo polimerización por siembra al suspender microgránulos que contienen grafito en agua y añadirun monómero basado en estireno y un hidrocarburo aromático que tiene de 6 a 10 átomos de carbono que seselecciona del grupo que consiste en benceno, tolueno, p-xileno, o-xileno, m-xileno, etilbenceno,propilbenceno e i-propilbenceno, e impregnación al añadir un agente soplante, en donde el hidrocarburoaromático que tiene de 6 a 10 átomos de carbono se utiliza en una cantidad de 0,1 a 5% en peso con relaciónal peso total de las cuentas de poliestireno expandibles que contienen grafito.

Método para producir cuentas de poliestireno expandibles que tienen excelentes propiedades termoaislantes Campo Técnico La presente invención se refiere a un método para producir cuentas de poliestireno expandibles que tienen excelentes propiedades termoaislantes, y más particularmente a un método de producción de cuentas de poliestireno expandibles que es un procedimiento en dos etapas que comprende extrusión y polimerización por siembra.

Técnica Precedente Se conocen diversos métodos para producir poliestireno, que utilizan generalmente polimerización en emulsión, polimerización en suspensión, polimerización en dispersión, etc. Por ejemplo, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada nº Hei 2-14222 enseña un método de producción de poliestireno que utiliza polimerización en emulsión. Métodos para producir poliestireno expandible que utilizan polimerización en suspensión se divulgan en diversas bibliografías patentadas, incluyendo la Publicación de Patente Japonesa No Examinada nº Showa 4615112, la Publicación de Patente Japonesa No Examinada nº Hei 5-317688, la Patente de EE. UU. nº 5559202, la Patente de EE. UU. nº 2652392, la Patente del Reino Unido nº 1188252 y la Publicación de Patente Coreana 101999-0024927.

Sin embargo, los métodos conocidos para producir cuentas de poliestireno expandibles que utilizan polimerización en suspensión presentan varias desventajas, tales como una gran distribución del tamaño de las partículas, una calidad no deseada, creación de lodo o residuos, requiriendo un número de etapas de clasificación que utilizan aparatos de tamizado a fin de dar productos puros.

Otros métodos para producir partículas de poliestireno extruidas y cuentas de poliestireno expandibles es utilizar extrusión añadiendo partículas de poliestireno granuladas con un agente soplante. Sin embargo, en el transcurso de la adición del agente soplante al poliestireno, es necesario controlar la dispersión de productos fundidos y el calor generado. Además, durante la extrusión, el peso molecular de las cuentas de poliestireno se puede reducir y los aditivos utilizados se pueden descomponer. En particular, las cuentas de poliestireno producidas mediante extrusión y expansión no pueden fabricar artículos moldeados que tengan una densidad baja de 20 kg/m3 o menos.

La Publicación de Patente Coreana 10-2005-0111820 describe un método para preparar cuentas de poliestireno expandibles que contienen grafito, que comprende suspender gránulos producidos al reextruir gránulos de poliestireno generales junto con grafito en un reactor e impregnar añadiendo un agente soplante.

Según este método, puesto que los gránulos extruidos se extruyen adicionalmente y los gránulos reextruidos resultantes se someten a suspensión e impregnación, los costes del procesamiento de extrusión de los microgránulos se incrementan considerablemente. Además, es bastante difícil adoptar medidas de tratamiento adicionales para conseguir una gran funcionalidad, tal como gran expansibilidad, resistencia o estabilidad térmica.

En la expansión de las cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito obtenidas, se pueden emplear condiciones de expansión convencionales sin ninguna limitación particular.

Las cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito se pueden expandir para tener un tamaño de las celdillas de aproximadamente 70-300 micras, y tienen diversos beneficios y ventajas, incluyendo gran expansibilidad, excelentes propiedades termoaislantes, resistencia y absortividad.

DE 198 28 250 A1 se dirige a cuentas de espuma de poliestireno expandido y su producción y describe que la polimerización se realiza en una suspensión acuosa bajo condiciones comúnmente conocidas. Sin embargo, no se menciona un hidrocarburo aromático que tiene de 6 a 10 átomos de carbono.

JP 62 015238 A describe un método para la preparación de cuentas de resina basada en olefina expandibles modificadas con estireno que comprende la polimerización en suspensión de un monómero de tipo estireno que contiene estireno como componente principal en presencia de cuentas de resina basada en olefina que contienen carbono usando un iniciador de la polimerización que produce un radical alcoxi terciario, en un medio acuoso, y añadir al sistema un agente espumante orgánico que tiene un punto de ebullición inferior que la resina basada en estireno durante o después de la reacción de polimerización para impregnar las cuentas de resina basada en olefina modificadas con estireno. Se describe que se usan como disolvente tolueno, xileno o ciclohexano. Sin embargo, en la presente invención el hidrocarburo aromático no se usa como disolvente.

JP 2005-248098 A divulga un método para fabricar partículas de resina de estireno expandibles que comprenden suministrar un monómero de estireno a un líquido de dispersión obtenido al dispersar partículas seminales de resina de estireno expandibles que contienen un silicato escamoso en agua, impregnar y polimerizar el monómero estirénico con las partículas seminales de resina de estireno, e impregnar las partículas de resina de estireno resultantes con un agente espumante después de hacer crecer las partículas de resina de estireno para producir las partículas de resina de estireno. Según el párrafo [0048], se describe que se pueden añadir un disolvente y un plastificante a las partículas de resina de estireno. Como tal disolvente, se puede utilizar un hidrocarburo alifático cíclico, tal como materiales orgánicos aromáticos.

KR 2007 0053953 A describe un agente soplante que se añade a los gránulos sin una etapa de polimerización por siembra.

Divulgación Problema Técnico La presente invención se ha elaborado a la vista de los problemas precedentes, y un objetivo de la presente invención es proporcionar un nuevo método para producir cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito, mediante el cual se puede reducir la conductividad térmica de las cuentas de poliestireno expandibles y se puede compensar el envejecimiento de la conductividad térmica.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un nuevo método para producir cuentas de poliestireno expandibles de alto rendimiento que contienen partículas de grafito que tienen una distribución del tamaño de las partículas deseada, que no se puede alcanzar mediante polimerización en suspensión normal.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar un nuevo método para producir cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito, mediante el cual se pueden resolver los problemas asociados con los productos que utilizan grafito en la polimerización en suspensión, p. ej., un tamaño de las celdillas grande, falta de uniformidad del tamaño de las celdillas.

Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un nuevo método para producir cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito, un nuevo método para producir cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito, que se pueden utilizar en diversas aplicaciones, incluyendo materiales de aislamiento de alta calidad y bajo coste, al resolver el problema de los costes de procesamiento de extrusión incrementados asociados con el procedimiento para producir microgránulos que contienen grafito al añadir grafito a gránulos de poliestireno extruidos, fundir, reextruir e impregnar el producto resultante.

Solución Técnica Los objetivos anteriores se resuelven mediante la materia reivindicada según la reivindicación 1.

A fin de alcanzar los objetivos anteriores, en un aspecto de la presente invención se proporciona un método para producir cuentas de poliestireno expandibles a través de polimerización por siembra utilizando microgránulos que contienen grafito, que tienen una conductividad térmica reducida y que exhiben diversas propiedades físicas al añadir aditivos y ajustar los pesos moleculares durante la polimerización por siembra.

Efectos Ventajosos Las cuentas de poliestireno expandibles que contienen partículas de grafito así obtenidas tienen una conductividad térmica considerablemente baja en comparación con poliestireno expandible convencional, y pueden mantener propiedades termoaislantes durante un período de tiempo prolongado debido a un ligero cambio en la conductividad térmica a lo largo del tiempo, que está provocado por la adición de las partículas de grafito.

Mejor Modo La presente invención se consigue mediante un método para producir cuentas de poliestireno expandibles que incluyen microgránulos homogéneos suspendibles procedentes de una composición mixta preparada al... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir cuentas de poliestireno expandibles que comprende:

obtener microgránulos homogéneos suspendibles a partir de una composición mixta preparada al mezclar partículas de grafito con una resina basada en estireno y extruir la composición; y

llevar a cabo polimerización por siembra al suspender microgránulos que contienen grafito en agua y añadir un monómero basado en estireno y un hidrocarburo aromático que tiene de 6 a 10 átomos de carbono que se selecciona del grupo que consiste en benceno, tolueno, p-xileno, o-xileno, m-xileno, etilbenceno, propilbenceno e i-propilbenceno, e impregnación al añadir un agente soplante, en donde el hidrocarburo aromático que tiene de 6 a 10 átomos de carbono se utiliza en una cantidad de 0, 1 a 5% en peso con relación al peso total de las cuentas de poliestireno expandibles que contienen grafito.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la resina basada en estireno es un polímero de al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno, etilestireno, dimetilestireno, para-metilestireno, ametilestireno, a-etilestireno, a-propilestireno, a-butilestireno, cloroestireno y bromoestireno, o un copolímero del al menos un monómero y al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en viniltolueno, acrilonitrilo, butadieno, acrilato de metilo, metacrilato de metilo, isobutileno, cloruro de vinilo e isopreno, y el peso molecular medio en peso de la resina basada en estireno varía de 180.000 a 300.000 g/mol.

3. El método según la reivindicación 1, en el que las partículas de grafito utilizadas tienen un tamaño de las partículas que varía de 0, 1 a 20 μm y están presentes en una cantidad que varía de 0, 1 a 30% en peso con relación al peso total de la resina basada en estireno.

4. El método según la reivindicación 1, en el que la relación en peso de los microgránulos que contienen grafito al monómero basado en estireno es 10 90:90 10.

5. El método según la reivindicación 1, en el que el monómero basado en estireno es al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno, etilestireno, dimetilestireno, para-metilestireno, a-metilestireno, aetilestireno, a-propilestireno y a-butilestireno.

6. El método según la reivindicación 1, en el que la impregnación se lleva a cabo mediante la adición del agente soplante y el agente soplante se añade en una cantidad de 4 a 15% en peso con relación al peso total de las cuentas de poliestireno expandibles que contienen grafito.