Preparación de una espuma acústica macrocelular.

Espuma acústica macrocelular que comprende

(A) uno o más homopolímeros de etileno,

uno o más polímeros de α-olefina C3-C20 o una combinación de ellos;

(B) uno o más retardantes de llama halogenados;

(C) opcionalmente uno o más polímeros distintos de los del componente A; y

(D) opcionalmente uno o más compuestos sinérgicos con los retardantes de llama; de modo que la espuma tenga un tamaño medio de celda, según la norma ASTM D3576, comprendido en el intervalo de 3 mm hasta 15 mm y, para un espesor de 35 mm, un coeficiente medio de absorción del sonido superior a 0,15 medido según la norma ASTM E1050 a 250, 500, 1000 y 2000 Hz.

Preparación de una espuma acústica macrocelular ANTECEDENTES DE LA PRESENTE INVENCIÓN

Las espumas y los artículos espumados suelen emplearse en sistemas acústicos para absorber y aislar el ruido. Las espumas de este tipo se desarrollaron para diferentes segmentos de mercado (electrodomésticos, automoclón, edificación y construcción, etc.) donde a menudo hay que cumplir ciertas prestaciones acústicas y las pertinentes normas de ensayos de resistencia al fuego. Para conseguir la calificación ignífuga deseada suelen incorporarse diversos retardantes de llama a las formulaciones de resina para espumación. Por desgracia los típicos retardantes de llama y otros aditivos incorporados a la formulación causan muchos problemas de espumación. Los retardantes de llama producen una mala estructura celular y el colapso de la celda por el efecto que tienen en la viscosidad del gel polimérico y en la consistencia del producto fundido. Los retardantes de llama también actúan como agentes nucleantes durante el proceso de espumación, proporcionando puntos adicionales de nucleación que dan lugar a la formación de un gran número de celdas pequeñas de características variables. Desafortunadamente la espuma de celda pequeña no tiene tanto poder de absorción acústica como la espuma de celda grande.

La patente U.S. n° 4,277,569 revela la preparación de espumas poliolefínicas retardantes de llama para aislamiento térmico y relleno. Sin embargo esta patente no describe espumas macrocelulares, con o sin retardantes de llama, para aplicaciones acústicas ni su preparación.

La solicitud de patente conexa U.S. n° de serle 6/178,516, presentada el 19 de enero de 2 a nombre de Martin Reimers y otros, revela la composición de espumas macrocelulares que sirven para regular el sonido y un proceso para elaborarlas. La solicitud de patente conexa U.S. n° de serle 6/168844, presentada el 3 de diciembre de 1999 a nombre de Bharat Chaudhary y otros, revela el uso de retardantes de llama y agentes sinérgicos en la preparación de artículos fabricados a partir de ¡nterpolímeros de etlleno y estlreno sustancialmente aleatorios y sus mezclas.

La patente US-A-4 277 569 se refiere a una espuma retardante de llama de baja densidad para usar en tapicería, aislamiento térmico y similares, que comprende una mezcla espumable formada por un polímero, un óxido de antimonio y un compuesto halogenado.

La patente WO-A-97/27958 describe composiciones poliolefínicas espumables, las cuales Incluyen al menos un compuesto que es un éster parcial de ácido graso con poliol y al menos un compuesto elegido del grupo formado por alquil-aminas superiores, amidas de ácido graso y/o ásteres completos de ácidos grasos superiores.

La patente WO-A-96/1197 revela un proceso para elaborar una estructura de polímero termoplástlco espumada con un agente de soplado que lleva agua, a) calentando el polímero hasta formar una masa fundida; b) Incorporando al polímero fundido un retardante de llama allfátlco bromado; c) agregando y mezclando con el polímero fundido un primer agente de soplado para formar un primer gel espumable; d) enfriando el primer gel espumable hasta una temperatura de espumación adecuada; e) agregando y mezclando con el primer gel espumable enfriado un segundo agente de soplado que lleva agua, para un segundo gel espumable; f) opcionalmente enfriando más el segundo gel espumable hasta una temperatura de espumación adecuada, y g) extruyendo el segundo gel espumable a través de una matriz, para formar una estructura espumada. Además se revela un aparato para hacer la estructura espumada.

No obstante, para un mercado Importante aún se necesita una espuma de celda grande acústicamente activa, con buen retardo de llama. Esta descripción revela una composición y un método de preparación de este tipo de espuma acústica macrocelular que posee buenas propiedades ignífugas y acústicas y que sirve para varias aplicaciones comerciales. La clave de la presente Invención consiste en elegir una composición espumante de baja nucleación, combinada con un retardante de llama escogido, y extruir la formulación a una presión específica en la matriz. Las formulaciones están basadas en una o más resinas homopolimérlcas de etileno o a-olefina o en sus mezclas. La formulación Incluye opclonalmente un segundo componente polimérico, agentes para aumentar el tamaño de celda y compuestos orgánicos o Inorgánicos sinérgicos con el retardante de llama.

BREVE RESUMEN DE LA PRESENTE INVENCIÓN

Un aspecto de la presente Invención es una espuma acústica macrocelular que comprende:

A) uno o más homopolímeros de etlleno, uno o más polímeros de a-olefina C3-C2 o una combinación de ellos;

B) uno o más retardantes de llama halogenados;

C) opclonalmente uno o más polímeros distintos de los del componente A; y

D) opclonalmente uno o más compuestos sinérgicos con los retardantes de llama; de modo que

la espuma tenga un tamaño medio de celda, según la norma ASTM D3576, comprendido en el intervalo de 3 mm hasta 15 mm y, para un espesor de 35 mm, un coeficiente medio de absorción del sonido superior a ,15 medido según la norma ASTM E15 a 25, 5, 1 y 2 Hz.

También se revela un proceso para elaborar espuma acústica macrocelular como las descritas abajo, que consiste en someter un gel espumable - formado por al menos un agente de soplado y al menos una composición de resina pollmérlca - a una presión en el molde mayor que la presión crítica de preespumación en el mismo, pero menor o igual al cuádruple de dicha presión crítica de preespumación.

Otro aspecto de la presente invención son espumas acústicas macrocelulares que se pueden obtener o preparar mediante el proceso arriba citado de la presente Invención, en concreto aquellas que comprenden:

A) uno o más homopolímeros de etileno, uno o más polímeros de a-oleflna C3-C2 o una combinación de ellos;

B) uno o más retardantes de llama halogenados;

C) opclonalmente uno o más polímeros distintos de los del componente A; y

D) opclonalmente uno o más compuestos slnérglcos con los retardantes de llama; de modo que

la espuma tenga un tamaño medio de celda, según la norma ASTM D3576, comprendido en el intervalo de 3 mm hasta 15 mm y, para un espesor de 35 mm, un coeficiente medio de absorción del sonido superior a ,15 medido según la norma ASTM E15 a 25, 5, 1 y 2 Hz, ya sea tal cual o preferiblemente en forma de mamparas de oficina, desacopladores de automoción, aislamiento acústico para aparatos electrodomésticos, paneles de ¡nsonorlzaclón o pantallas acústicas de maquinarla.

Otro aspecto de la presente invención es el método de usar dicha espuma acústica macrocelular como material de absorción o aislamiento acústico, sobre todo en entornos donde se requiere ignifugación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN

Definiciones

Todas las referencias a elementos o metales pertenecientes a un determinado grupo se refieren a la tabla periódica de los elementos publicada y registrada por CRC Press, Inc., 1989. Cualquier referencia al grupo o grupos también corresponde a la reflejada en esta tabla periódica de los elementos, utilizando el sistema IUPAC de numeración de los grupos.

Cualquier valor numérico indicado aquí incluye todos los valores, desde el inferior hasta el superior, en incrementos de una unidad, suponiendo que haya una separación de al menos 2 unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. Por ejemplo, si se enuncia que la cantidad de un componente o de un valor de una variable del proceso tal como temperatura, tiempo y similar está comprendida por ejemplo entre 1 y 9, preferiblemente entre 2 y 8, con mayor preferencia entre 3 y 7, significa que valores tales como 15 hasta 85, 22 hasta 68, 43 hasta 51, 3 hasta 32, etc. están expresamente incluidos en esta exposición. Para valores inferiores a uno se considera ,1, ,1, ,1 o ,1 como unidad correcta. Estas cifras son solo ejemplos de lo específicamente dispuesto y todas las posibles combinaciones de valores numéricos entre el valor más bajo y el valor más alto mencionado se consideran expresamente enunciadas de manera similar en esta solicitud.

El término retardante de llama se usa aquí para indicar un compuesto o mezcla de compuestos cualesquiera que pueden contener halógeno e imparten resistencia al fuego a las composiciones de la presente invención.

El término compuesto sinérgico con retardantes de llama se emplea en este caso para referirse a los compuestos inorgánicos u orgánicos que incrementan la efectividad de los retardantes de llama, en particular de los retardantes de llama halogenados.

El término interpolímero... [Seguir leyendo]

1. Espuma acústica macrocelular que comprende

(A) uno o más homopolímeros de etileno, uno o más polímeros de a-olefina C3-C2 o una combinación de ellos;

(B) uno o más retardantes de llama halogenados;

(C) opcionalmente uno o más polímeros distintos de los del componente A; y

(D) opcionalmente uno o más compuestos sinérgicos con los retardantes de llama; de modo que

la espuma tenga un tamaño medio de celda, según la norma ASTM D3576, comprendido en el intervalo de 3 mm hasta 15 mm y, para un espesor de 35 mm, un coeficiente medio de absorción del sonido superior a ,15 medido según la norma ASTM E15 a 25, 5, 1 y 2 Hz.

2. La espuma acústica macrocelular de la reivindicación 1, en que

(B) dicho retardante de llama halogenado, el componente B, comprende uno o más compuestos entre: éteres de hexahalodifenilo, éteres de octahalodifenilo, éteres de decahalodifenilo, decahalobifenil-etanos, 1,2-bis(trihalo- fenoxl)etanos, 1,2-bis(pentahalofenoxi)etanos, hexahalociclododecano, un tetrahalobisfenol-A, etilen(N,N)-bis- tetrahaloftallmldas, tetrabromobisfenol A bis(2,3-dibromopropil éter), anhídridos tetrahaloftálicos, hexahalo- bencenos, indanos halogenados, ásteres de fosfato halogenados, parafinas halogenadas, poliestirenos halogenados, polímeros de bisfenol-A y epiclorhidrina halogenados o una combinación de ellos.

3. La espuma acústica macrocelular de la reivindicación 1 o 2, en que

(C) el componente C está presente y comprende uno o más polímeros entre: un interpolímero aleatorio, un

interpolímero heterogéneo de etileno/a-olefina, un interpolímero homogéneo de etileno/a-olefina, una oleflna termoplástica, un copolímero en bloque estirénico, un homopolímero o copolímero estirénico, un elastómero, un polímero termoplástico, un polímero termoestable, un homopolímero o copolímero de halogenuro de vlnllo o de vinilideno, o una combinación de ellos.

4. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que

(D) el componente D está presente y comprende uno o más óxidos metálicos, compuestos de boro y peróxidos

orgánicos, o una combinación de ellos.

5. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que

(B) dicho retardante de llama halogenado, el componente B, comprende hexabromoclclododecano (HBCD), tetrabromobisfenol-A-b¡s(2,3-d¡bromopropil éter), o una combinación de los mismos.

6. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que

(D) dicho componente sinérgico del retardante de llama, el componente D, está presente y comprende uno o más óxidos de hierro, óxido de estaño, óxido de cinc, trióxido de aluminio, alúmina, trióxido de antimonio, pentóxido de antimonio, óxido de bismuto, trióxido de molibdeno y trióxido de tungsteno, borato de cinc, silicatos de antimonio, estannato de cinc, hidroxiestannato de cinc, ferroceno, peróxido de dicumilo y peróxido de policumilo, o una combinación de los mismos.

7. La espuma acústica macrocelular de la reivindicación 1, en que

(A) el componente A es un homopolímero de etileno o un polímero de propileno, o una combinación de ellos;

(B) dicho retardante de llama halogenado, el componente B, comprende hexabromociclododecano (HBCD), tetrabromobisfenol-A-bis(2,3-dibromopropil éter), o una combinación de los mismos;

(C) el componente C, cuando está presente, comprende un interpolímero heterogéneo de etileno/a-olefina, un interpolímero homogéneo de etileno/a-olefina, o una combinación de ellos; y

(D) dicho componente sinérgico del retardante de llama, el componente D, cuando está presente, comprende uno o más óxidos de hierro, óxido de estaño, óxido de cinc, trióxido de aluminio, alúmina, trióxido de antimonio, pentóxido de antimonio, óxido de bismuto, trióxido de molibdeno y trióxido de tungsteno, borato de cinc, silicatos de antimonio, estannato de cinc, hidroxiestannato de cinc, ferroceno, peróxido de dicumilo y peróxido de policumilo, o una combinación de los mismos.

8. La espuma acústica macrocelular de la reivindicación 7, en que

(A) el componente A es LDPE o polipropileno, o una combinación de ellos;

(B) el componente B es hexabromoclclododecano (HBCD), tetrabromobisfenol-A-bls(2,3-d¡bromopropil éter), o una combinación de los mismos;

(C) el componente C, cuando está presente, es un interpolímero de etileno/estireno sustancialmente aleatorio, un copolímero lineal de etileno/1-octeno, o una combinación de ellos; y

(D) el componente D, cuando está presente, es trióxido de antimonio.

9. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que la espuma contiene componente B en una cantidad que proporciona un contenido de halógeno comprendido en el intervalo de ,1 hasta 15% e.p.

1. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que la espuma contiene componente D y la relación ponderal de componente B a componente D está comprendida en el intervalo de ,5:1 hasta 15:1.

11. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene un tamaño

medio de celda comprendido entre 3 mm y 1 mm, conforme a la norma ASTM D3576.

12. La espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en forma de una mampara de oficina, un desacoplador de automoción, aislamiento acústico de aparatos electrodomésticos, un panel

de insonorización o una pantalla acústica de maquinaria.

13. Uso de la espuma acústica macrocelular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, como material de absorción del sonido.