Composiciones de sustancias activas sensibles térmicamente destinadas a la disminución de la densidad en materiales sintéticos.

Composición de sustancias activas que contiene

i) uno o varios agentes de expansión finamente distribuidos,

ii) una o varias ceras poliolefínicas metalocénicas,

iii) opcionalmente una o varias ceras escogidas entre unas ceras poliolefínicas no metalocénicas polares y no polares y

iv) eventualmente uno o varios homo- y/o copolímeros del etileno y/o del propileno,

estando contenido/a el agente de expansión en una proporción de por lo menos 5 a 90 % en peso y la cera poliolefínica ii) en por lo menos 10 % en peso en la composición, y siendo la cera poliolefínica metalocénica una cera copolimérica a base de propileno y de 0,1 a 50 % en peso de etileno o de 0,1 a 50 % de por lo menos un 1-alqueno ramificado o sin ramificar con 4 hasta 20 átomos de C, con un punto de goteo (de anillo y bola) que está situado entre 80 y 170 °C, determinado según la norma DIN 51801/2, siendo formulada y confeccionada la composición de sustancias activas mediante una extrusión, teniendo las ceras poliolefínicas metalocénicas una viscosidad en estado fundido según la norma DIN , medida a una temperatura de 170 °C con un viscosímetro rotatorio, que está situada en el intervalo de 40 a 80.000 mPa.s, y fundiéndose todos los componentes cerosos de la composición de sustancias activas en el intervalo de temperaturas que está situado entre 80 y 170 °C.

Composiciones de sustancias activas sensibles térmicamente destinadas a la disminución de la densidad en materiales sintéticos

El presente invento se refiere a unas composiciones de sustancias activas sensibles térmicamente, que están cargadas en alto grado con materiales de carga y relleno, que contienen unos agentes de expansión, y que conducen a una disminución de la densidad en materiales sintéticos.

Ciertos materiales sintéticos son espumados usualmente mediando utilización de una tanda patrón de agentes de expansión. Las tandas patrón de agentes de expansión, que se han producido usualmente en el procedimiento de extrusión, tienen unos contenidos de agentes de expansión que están situados en el intervalo de 1 a 75 % en peso, y contienen frecuentemente, junto a un soporte polimérico, una alta proporción de ceras poliolefínicas, que apoyan al proceso de incorporación de los agentes en la matriz de material sintético, y que procuran una distribución lo más uniforme que sea posible de los agentes de expansión.

Atales concentrados se les plantean en el sector técnico unos elevados requisitos:

Los agentes de expansión deberían estar distribuidos óptimamente, se solicita la formación de una estructura de celdillas lo más fina que sea posible, el soporte debe de ser óptimamente compatible con el polímero y sobre todo se debe de evitar una prematura espumación en la máquina de elaboración.

Para la producción de unas tandas patrón y de unas formulaciones de agentes de expansión, que estén exentas de polvo fino, en forma de granulados y de polvos, se conocen en el momento actual los siguientes procedimientos de una sola etapa o de múltiples etapas.

Con frecuencia se utiliza una mezcla fría, que se compone de un apropiado soporte polimérico, tal como un polietileno, un polipropileno o un copolímero de etileno y acetato de vinilo, o de unos polímeros similares, y adicionalmente puede contener unos agentes coadyuvantes del dispersamiento, tales como unas ceras, unos derivados de ácidos grasos, unos estearatos, etc. La desventaja de estas mezclas de polímeros reside en que, debido a la porción polimérica, se sobrepasa fácilmente la temperatura crítica de la masa de los agentes de expansión, y por consiguiente se alcanza o respectivamente se sobrepasa la temperatura de descomposición del agente de expansión. La compatibilidad con diversos polímeros está fuertemente restringida.

En el documento de patente japonesa JP 1212372 se describe la producción de una tanda patrón expandióle, que se compone de un polímero exento de pegajosidad, que se había preparado por medio de un catalizador. El catalizador utilizado puede ser un material compuesto de catalizadores del grupo 4 del sistema periódico de los elementos químicos. La proporción empleada de los productos de microesferas expandióles era de 3 %.

El documento de patente de los EE.UU. US 5.611.962 o respectivamente el documento de patente canadiense CA 21356 describe la producción de unos concentrados de agentes de expansión químicos que están constituidos sobre la base de unos polímeros, cuyo punto de fusión está situado por encima de 149 °C.

El documento US 4.632.942 o respectivamente el documento de patente europea EP 143 545 describe la calidad y la constitución de unos polímeros de soporte para la producción de unos concentrados de agentes de expansión.

El documento de solicitud de patente europea EP-A- 89 584 describe unos homopolímeros polipropilénica y unas ceras copoliméricas, que se habían preparado mediante una polimerización mediando utilización de unos compuestos de metalocenos en presencia de hidrógeno.

El documento EP-A- 26 445 describe unas resinas modificadas de un polifenileno y un éter en unión con unos agentes ignifugantes, unos agentes de expansión y unas ceras de PE.

Los documentos de solicitudes de patente de los EE.UU. US 22/198122 A1 y US 24/214927 A1 describen unos concentrados de agentes colorantes multifuncionales, que contienen unos agentes de expansión y unas ceras.

Todas las formulaciones de agentes de expansión que se han empleado en la práctica hasta ahora deben de ser preparadas en el momento en que ellas tengan un alto contenido de agentes de expansión de más del 4 %, con un equipamiento del proceso relativamente costoso tal como p.ej. una granulación bajo el agua. Debido al alto grado de carga, disminuye en efecto la resistencia mecánica de los cordones de las tandas patrón que se han producido. Unas granulaciones por extrusión constituyen un estado de la técnica para las entidades que producen tandas patrón. Una posibilidad de un mejoramiento sería, en teoría, el empleo de unos polímeros especiales, que fluyan fácilmente y, que sean elaborables a unas temperaturas más bajas, con el fin de evitar una puesta en funcionamiento prematura del agente de expansión, y que sean bien compatibles con diversos polímeros. Los polímeros que presentan este cuadro de propiedades, tienen sin embargo unos costos comerciales más altos.

Para la granulación bajo el agua y los equipamientos requeridos para ello son necesarias por regla general unas cantidades producidas más grandes, a fin de llegar a unos rentables costes de producción. Unas composiciones de sustancias activas que contienen unos agentes de expansión especiales, que están adaptados a los deseos de los clientes, son por lo tanto costosas y no se pueden producir con las mismas altas concentraciones que son usuales.

La misión del presente invento consistió en poder cargar a unas composiciones de sustancias activas, que contienen unos agentes de expansión, para la elaboración de unos polímeros con una proporción lo más alta que sea posible de los agentes de expansión más diversos, para que la producción de unos plastómeros y elastómeros espumados se pueda realizar de una manera económica y ecológicamente ventajosa con una composición o formulación uniforme de sustancias activas, y de esta manera se puedan suministrar unos productos muy valiosos.

En este caso se debe de prescindir amplísimamente de la utilización de un soporte polimérico, con lo que, por una parte, han de ser posibles unas formulaciones que tengan un contenido manifiestamente más alto de sustancias activas y éstas, por otra parte, se han de poder emplear en manifiestamente mas diferentes polímeros que hasta ahora, que tengan una diversa composición química, puesto que se presentan menos problemas de compatibilidad provocados a causa del alto grado de carga. El soporte de cera ha de hacer posible además una incorporación y un dispersamiento más fáciles en los polímeros, lo que ha de tener como consecuencia una más fina estructura de las celdillas o una más uniforme distribución molecular o respectivamente de los pesos moleculares.

El problema planteado por esta misión se resuelve, conforme al invento, mediante el recurso de que los componentes del agente de expansión se incorporan en una cera metalocénica, es decir una cera que se ha obtenido por catálisis con un metaloceno, o en una mezcla de una cera metalocénica con una cera de Ziegler, es decir una cera que se ha obtenido por el procedimiento de Ziegler, o en una mezcla de un polímero y unas ceras. Las ceras metalocénicas o las ceras poliolefínicas metalocénicas son, de acuerdo con la definición, unas ceras que se han producido en presencia de unos metalocenos como catalizadores. La composición producida de esta manera se formula y confecciona mediante una extrusión para dar la composición de sustancias activas conforme al invento.

Por consiguiente, es un objeto del presente invento una composición de sustancias activas que contiene

i) uno o varios agentes de expansión finamente distribuidos,

ii) una o varias ceras poliolefínicas metalocénicas,

iii) opcionalmente una o varias ceras escogidas entre unas ceras poliolefínicas no metalocénicas polares y no polares, es decir unas ceras que no se han obtenido por una catálisis con metalocenos,

¡v) eventualmente uno o varios homo- y/o copolímeros del etileno y/o del propileno,

estando contenido/a el agente de expansión en una proporción de por lo menos 5 a 9 % en peso y la cera poliolefínica ii) en por lo menos 1 % en peso en la composición, y siendo la cera poliolefínica metalocénica una cera copolimérica a base de propileno y de ,1 a 5 % en peso de etileno o de ,1 a 5 % de por lo menos un 1-alqueno ramificado o sin ramificar con 4 hasta 2 átomos de C, con un punto de goteo (de anillo y bola) que está situado entre 8 y 17 °C, determinado según la norma DIN 5181/2, siendo formulada y confeccionada la composición de sustancias activas mediante una extrusión, teniendo las ceras poliolefínicas... [Seguir leyendo]

1. Composición de sustancias activas que contiene

i) uno o varios agentes de expansión finamente distribuidos,

ii) una o varias ceras poliolefínicas metalocénicas,

iii) opcionalmente una o varias ceras escogidas entre unas ceras poliolefínicas no metalocénicas polares y no polares y

iv) eventualmente uno o varios homo- y/o copolímeros del etileno y/o del propileno,

estando contenido/a el agente de expansión en una proporción de por lo menos 5 a 9 % en peso y la cera poliolefínica ii) en por lo menos 1 % en peso en la composición, y siendo la cera poliolefínica metalocénica una cera copolimérica a base de propileno y de ,1 a 5 % en peso de etileno o de ,1 a 5 % de por lo menos un 1-alqueno ramificado o sin ramificar con 4 hasta 2 átomos de C, con un punto de goteo (de anillo y bola) que está situado entre 8 y 17 °C, determinado según la norma DIN 5181/2, siendo formulada y confeccionada la composición de sustancias activas mediante una extrusión, teniendo las ceras poliolefínicas metalocénicas una viscosidad en estado fundido según la norma DIN , medida a una temperatura de 17 °C con un viscosímetro rotatorio, que está situada en el intervalo de 4 a 8. mPas, y fundiéndose todos los componentes cerosos de la composición de sustancias activas en el intervalo de temperaturas que está situado entre 8 y 17 °C.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que las ceras o respectivamente los homo- y/o copolímeros del etileno y/o del propileno de los componentes ii), iii) e iv) se funden a una temperatura que está situada en el intervalo de 8 a 17 °C.

3. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 2, caracterizada por que la cera poliolefínica metalocénica posee un punto de goteo situado en el intervalo de temperaturas que están comprendidas entre 8 y 17 °C y una viscosidad en estado fundido, medida a una temperatura de 17 °C, que están comprendida en el intervalo de 45 a 35. mPa s.

4. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizada por que ésta contiene de 7 a 8 % en peso de una cera poliolefínica metalocénica, de a 3 % en peso de una o varias ceras no metalocénicas y/o de unos homo- y/o copolímeros del etileno y/o del propileno, de 5 a 9 % en peso de uno o varios agentes de expansión, y de a 3 % en peso de unos usuales materiales de carga o aditivos.

5. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada por que los agentes de expansión se escogen entre unos productos orgánicos e inorgánicos.

6. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada por que ésta contiene uno o varios agentes de expansión endotérmicos o exotérmicos, escogidos entre el conjunto que se compone de unas azodicarbonamidas, unos compuestos que contienen el radical nitroso, unas hidrazidas y el ácido cítrico, así como unas/os sales, ásteres y otros derivados del ácido cítrico, y el hidrógenocarbonato de sodio o unas mezclas de éstos, así como unas microesferas provistas de una envoltura polimérica, que están cargadas con gases o con unos líquidos volátiles tales como isopentano o isooctano.

7. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada por que ésta contiene como agentes de expansión unas azodicarbonamidas modificadas, de manera preferida unas azodicarbonamidas en unión con unos agentes aceleradores del curado de espumas, tales como el ZnO, el estearato de zinc o ciertas sales de plomo, o por que como agente de expansión ella contiene unas combinaciones con unas sustancias orgánicas, tales como unos ácidos y unas bases u otros agentes de expansión exotérmicos tales como la 4,4'-oxibis- (bencenosulfonilhidrazida), el 5-fenil-tetrazol, la p-toluilen-sulfonil-semicarbazida o la p-toluileno-sulfonil-hidrazida.

8. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizada por que ésta contiene una o varias ceras poliolefínicas no metalocénicas escogidas entre unas ceras oxidadas y no oxidadas, que poseen un punto de goteo situado por debajo de 135 °C y una viscosidad más pequeña que 3. mPa s, medida a 14 °C.

9. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 9, caracterizada por que ésta posee una muy buena compatibilidad con los polímeros, en particular con unos polímeros escogidos entre el conjunto que se compone de unas poliolefinas, unos copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA), un poliestireno (PS), unos copolímeros de estireno y acrilonitrilo (SAN), unos copolímeros de acrilonitrilo, butadieno y estireno (ABS), un poli(cloruro de vinilo) (PVC), una poliamida (PA), un poli(tereftalato de etilenglicol) (PET), un poli(tereftalato de butilenglicol (PBT) y sus copoliésteres, así como un policarbonato (PC) así como algunos polímeros especiales.

1. Procedimiento para la producción de una composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 9, caracterizado por que los componentes individuales se mezclan en frío y a continuación se efectúa la homogeneización de los componentes individuales en una extrusora o una amasadora.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los educios (productos de partida) se emplean en forma de un granulado, de unas escamas, de unos polvos o como una mezcla de grano fino.

12. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 y/u 11, caracterizado por que los agentes de expansión se pueden emplear también en una forma líquida.

13. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones 1 hasta 12, caracterizado

por que después de la homogeneización se efectúa una granulación por extrusión y por la cabeza o a través de un desmoronamiento en caliente o una granulación bajo el agua.

14. Utilización de una composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 9 para la producción 1 de unas piezas espumadas de materiales sintéticos.