Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandibles.

Composición que contiene al menos un componente de polímero de estireno expandible (S) y al menos un éster de ácido ciclohexanocarboxílico así como dado el caso otros componentes.

Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióles

La presente invención se refiere a composiciones de polímero de estireno expandióles, a procedimientos para la preparación de polímeros de estireno expandióles y a productos con alta capacidad de carga mecánica. Además la invención se refiere a procedimientos para la preparación de espumas de polímeros de estireno y a los polímeros de estireno expandióles así como a las propias espumas de polímero de estireno y a los distintos usos de polímeros de estireno expandióles y de espumas.

Se usan desde hace décadas distintas espumas como materiales para distintas aplicaciones. Como productos de partida para la preparación de espumas se tienen en cuenta estireno, óutadleno y otros compuestos insaturados. Con los monómeros se pueden obtener polímeros que se pueden transformar frecuentemente con expansión - con uso de un agente expansivo - en espumas.

Polímeros de estireno expandióles, es decir, de forma particular polímeros con una proporción de al menos 5 por ciento en peso de unidades estructurales de estireno en el polímero, se adicionan en un procedimiento de preparación frecuentemente con otros componentes, por ejemplo, componentes coadyuvantes, como aceite ólanco. Esto se ha evidenciado también como ventajoso para homopolímeros de estireno.

A este respecto se añaden otros componentes frecuentemente en una cantidad de ,5 a 5%, entre otras cosas para mejorar el comportamiento de formación de espuma de los polímeros. Los aceites blancos (por tanto parafinas) actúan también como mejoradores del flujo y plastificantes. Estos componentes disminuyen también la temperatura de transición vitrea de la matriz de polímero. El uso de aceites blancos en la preparación de polímeros expandióles tiene también desventajas. Con el término aceite blanco se puede entender una mezcla líquida de hidrocarburos allfátlcos, lineales o ramificados o hidrocarburos funcionalizados (por lo general con un peso molecular medio de aproximadamente 3 a 3 g/mol). La distribución de pesos moleculares de distintas cargas de aceite blanco y tipos puede estar sometida también a fuertes oscilaciones.

La elección de los componentes adicionales actúa sobre las propiedades de la espuma y la calidad de procesamiento de la composición expandióle. Si el aceite blanco posee, por ejemplo, una mayor proporción de componentes de bajo peso molecular, entonces baja el punto de transición vitrea del polímero en el que se usa. Como consecuencia la composición de polímero de estireno expandióle que se obtiene muestra un comportamiento de expansión muy fluctuante.

Las espumas de polímero de estireno obtenidas presentan también otras resistencias mecánicas. Una desventaja adicional del uso conocido de aceite blanco es que la composición de polímero de estireno expandióle presenta con adición de otros aditivos con aceite blanco un empeoramiento considerable de la resistencia mecánica, como resistencia a la presión y a la flexión, frente a una espuma de polímero de estireno sin aceite blanco.

En el estado de la técnica se describen distintos procedimientos con los que se pueden obtener otros componentes (coadyuvanes para polimerlzados). De este modo, por ejemplo, en el documento WO 1999/32427 se describe un procedimiento para la hldrogenaclón de ácidos bencenopolicarboxílicos, en el que se obtienen distintos ésteres de ácido clclohexanocarboxíllco. Estos productos de reacción se pueden usar como plastificantes en plásticos. En el documento DE-A 1 32 58 se describen plastificantes para distintos plásticos, que se pueden obtener partiendo de ésteres de ácido itálico.

Un objetivo de la presente Invención es proporcionar composiciones de polímero de estireno expandióles que conduzcan a una capacidad de carga mecánica mejorada de las espumas. Además se deben controlarla calidad y las propiedades de polímeros de estireno expandióles (o bien de composiciones) y de las espumas de polímero de estireno preparadas a partir de estos (o bien que se pueden preparar) mediante adición de plastificantes especiales. Por polímeros de estireno se entiende poliestireno y aquellos polímeros mixtos de estireno que contienen al menos 5 por ciento en peso de estireno. Como comonómeros se tienen en cuenta de forma particular alfa-metilestireno, estírenos alquilados en el núcleo, estírenos halogenados en el núcleo, acrilonitrilo, ésteres de ácido acrílico y de ácido metacrílico con alcoholes C1 a C8, compuestos de N-vinilo como vinilcarbazol, anhídrido de ácido maleico y también compuestos con dos enlaces dobles polimerizables (por ejemplo, pequeñas cantidades de butadieno, dlvlnllbenceno o diacrilato de butanodiol).

De forma sorprendente se ha encontrado que determinados ésteres de ácido ciclohexanocarboxílico presentan una influencia muy positiva en el comportamiento de espumas y al mismo tiempo las propiedades de espuma mecánicas de polímeros de estireno, como EPS ("poliestireno expandióle" como Styropor). De forma particular el uso del producto comercial Hexamoll Dinch (fabricante: BASF SE, Alemania), que ya es conocido como plastificante para PVC, conduce de forma sorprendente a mejores composiciones de polímero de estireno y espumas.

Mediante la adición ya de pequeñas cantidades de ésteres de ácido ciclohexanocarboxílico como, por ejemplo, Hexamoll Dinch, no solo se puede mejorar el comportamiento de expansión del EPS, sino que se pueden conseguir simultáneamente también mejores resistencia a presión y doblado de las espumas de partículas obtenidas de estas.

El Hexamoll Dinch se trata con dicarboxilato de diisononil-ciclohexano de un compuesto químico (frecuentemente una mezcla de varios Isómeros) y no de una mezcla de hidrocarburos compleja como, por ejemplo, aceite blanco. Tales ásteres de ácido ciclohexanocarboxíllco como, por ejemplo, Hexamoll Dinch, pueden prepararse o suministrarse en una calidad constante y con mayores grados de pureza. El uso de Hexamoll Dinch en polímeros como PVC se describe en el documento DE 221356 U1.

Para la preparación de composiciones de polímero de estireno y de productos en forma de espumas (EPS) se puede usar Hexamoll Dinch, por ejemplo, en un procedimiento de suspensión de EPS. Se ha encontrado que el componente conocido aceite blanco se puede sustituir en la polimerización sin ajuste costoso de la formulación de la composición con Hexamoll Dinch (por ejemplo, con uso de una solución "Drop-ln"). La composición de polímero de estireno obtenida de esta (por ejemplo, la materia prima EPS) muestra una espumabilidad claramente mejor y posee mayores resistencias a la presión y al doblado que el producto comparativo, que se preparó con el aceite blanco.

Los distintos objetivos de la invención se consiguen entre otras cosas proporcionando un procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióles que comprenden la polimerización de al menos un monómero de estireno (y dado el caso otros monómeros como AMS, butadieno y/o acrilonitrilo) con uso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico. Por áster de ácido ciclohexanocarboxílico se entiende aquellos compuestos que presentan un anillo de ciclohexano y dos o varios grupos de áster de ácido carboxílico.

La Invención se refiere a una composición que contiene al menos un componente de polímero de estireno (S) y al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico, así como dado el caso otros componentes. La invención se refiere de forma particular a una composición que contiene al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico, así como dado el caso otros componentes. La invención se refiere de forma particular a una composición que contiene al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I). Esta contiene preferiblemente de 1 ppm a 1,% en peso (y de forma particular de 1 ppm a 5,% en peso, frecuentemente también de 15 ppm a 3,% en peso) de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I),

(RV

\ T (COOR)n

(I)

en la que

R1 significa alquilo C1-C1 o clcloalquilo C3-C8; preferiblemente alquilo C1-C1; m significa , 1, 2 ó 3; preferiblemente de a 2, de forma particular ó 1; n significa 2, 3 ó 4; preferiblemente 2 ó 3, de forma particular 2;

R significa alquilo C1-C3, preferiblemente alquilo Ci-C2o-

Es objeto de la Invención también una composición que contiene al menos 5% en peso (de forma particular al menos 8% en peso, frecuentemente incluso al menos 9% en peso) de un polímero de estireno (S), estando constituido este polímero por al menos 8 por ciento en peso de monómeros de estireno (frecuentemente por más de 9 por ciento), conteniendo... [Seguir leyendo]

1. Composición que contiene al menos un componente de polímero de estireno expandióle (S) y al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico así como dado el caso otros componentes.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición contiene de 1 ppm a 1,% en peso de al menos de un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I),

(RV

-4 (COOR)n

(I)

en la que

R1 significa alquilo C1-C1 o cicloalquilo C3-C8; m significa , 1, 2 ó 3; n significa 2, 3 ó 4;

R significa alquilo C1-C3.

3. Composición según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la composición contiene al menos 5% en peso de un polímero de estireno (S) que está constituido por al menos 8 por ciento de monómeros de estireno, y porque la composición contiene además de 1 ppm hasta 5,% en peso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I), en la que;

R1 significa alquilo C1-C1;

m significa , 1 ó 2;

n significa 2 ó 3;

R significa alquilo C6-Ci2.

4. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la composición contiene al menos 8% en peso de un polímero de estireno (S) que está constituido por al menos 95 por ciento de monómeros de estireno, y porque la composición contiene además de 15 ppm hasta 3,% en peso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I), en la que;

R1 significa alquilo C1-C1;

m significa ó 1;

n significa 2 ó 3;

R significa alquilo C6-Ci2.

5. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la composición contiene al menos 9% en peso de un homopolímero de estireno (S), y porque la composición contiene además de 15 ppm hasta 3,% en peso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I), en la que:

R1 significa alquilo C1-C1;

m significa ó 1;

n significa 2 ó 3;

R significa alquilo C6-Ci2.

y porque la composición contiene dado el caso hasta 8% en peso de uno o varios componentes adicionales.

6. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la composición contiene al menos 9% en peso de un homopolímero de estireno (S), y porque la composición contiene además de 15 ppm hasta 3,% en peso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxílico de fórmula (I), en la que m significa , n es 2

y R significa alquilo Cs-C-io, y porque la composición contiene de ,1 a 8% en peso de uno o varios componentes adicionales.

7. Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióle, en el que en la polimerización de los monómeros de estireno y dado el caso otros monómeros se usa al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxllico de fórmula general (I),

{R1)m

**(Ver fórmula)**

(COOR)n

(I)

en la que

R1 significa alquilo C1-C1 o cicloalquilo C3-C8; m significa , 1, 2 ó 3; n significa 2, 3 ó 4;

R significa alquilo C1-C3,

preferiblemente alquilo C1-C2, de forma particular alquilo C6-C12, de forma particular alquilo C8-Cio.

8. Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióle según la reivindicación 7, caracterizado porque en la polimerización se considera el uso de los siguientes componentes, en donde los % en peso se refieren a la cantidad total de todos los componentes orgánicos.

(A) de 1 ppm a 1% en peso de al menos un áster de ácido ciclohexanocarboxllico,

(B) al menos 5% en peso de monómeros de estireno y

(C) dado el caso hasta 8% en peso de otros componentes.

9. Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióles según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el áster de ácido ciclohexanocarboxllico se trata al menos de un áster diisononílico de ácido 1,2-ciclohexano-dicarboxílico.

1. Procedimiento para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióle según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque como componentes adicionales se usa al menos un componente seleccionado del grupo constituido por agentes expansivos, agentes ignífugos, sinergistas de ignifugidad, coadyuvantes de reticulación, iniciadores y grafito.

11. Procedimiento para la preparación de una espuma, en el que se espuma una composición según una de las reivindicaciones 1 a 7..

12. Espuma que se puede preparar mediante espumación de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 7.

13. Espuma preparada mediante espumación térmica de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6, presentando esta una densidad de 8, a 2 g/l, de forma particular de 1 a 5 g/l.

14. Uso de una espuma según una de las reivindicaciones 12 ó 13 para el aislamiento térmico, para el aislamiento térmico de máquinas y electrodomésticos, como pieza de moldeo o como material para envase.

15. Uso de un áster de ácido ciclohexanocarboxllico de fórmula (I) para la preparación de composiciones de polímero de estireno expandióles.