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

Partículas de polímero expandibles termoplásticas, constituidas por una mezcla de polímeros polifásica quecontiene agentes propulsores con al menos una fase continua de un polímero termoplástico,

caracterizadas porquese presentan al menos dos fases dispersas diferentes P1 y P2 distribuidas en la fase continua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/067138.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: HAHN, KLAUS, LAMBERT, JURGEN, ASSMANN,JENS, SCHIPS,CARSTEN, JANSSENS,GEERT, GRÄSSEL,Georg, RUCKDÄSCHEL,HOLGER, HOFMANN,MAXIMILIAN, ZYLLA,CHRISTOF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08L25/06 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 25/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, que tienen cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un ciclo carbocíclico aromático; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Poliestireno.

PDF original: ES-2402874_T3.pdf

 

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

Fragmento de la descripción:

Espuma en partículas elástica a base de mezclas de poliolefina/polímeros de estireno La invención se refiere a partículas de polímero expandibles, termoplásticas, constituidas por una mezcla de polímeros polifásica que contiene agentes propulsores con al menos una fase continua de un polímero termoplástico, presentándose al menos dos fases dispersas diferentes P1 y P2 distribuidas en la fase continua, así como a procedimientos para su obtención y empleo para la obtención de cuerpos moldeados de espuma en partículas elásticos.

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.

El diámetro medio de las fases dispersas de la mezcla de polímeros se sitúa generalmente en el intervalo de 1 a 2000 nm.

En partículas de polímero expandibles termoplásticas preferentes a) la fase continua está constituida esencialmente por polímeros de estireno,

b) la primera fase dispersa P1 está constituida esencialmente por poliolefinas, y

c) la segunda fase dispersa P2 está constituida esencialmente por un copolímero en bloques de estirenobutadieno o estireno-isopreno, un poliuretano termoplástico (TPU) , un polímero de butadieno injertado con poliestireno, o partículas núcleo-cubierta con una cubierta de polímero de estireno.

Las partículas de polímero expandibles termoplásticas diferentes, que contienen un 45 a un 89, 5 por ciento en peso de un polímero de estireno, comprenden B1) un 5 a un 20 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC,

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

C1) un 3 a un 25 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno, C2) un 0, 5 a un 5 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno, D) un 1 a un 15 por ciento en peso de un agente propulsor, E) un 0 a un 5 por ciento en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de A) a E) un 100 % en peso, y situándose la suma de C1) y C2) en el intervalo de un 3, 5 a un 30 por ciento en peso, presentan generalmente la morfología descrita anteriormente. Las partículas de polímero expandibles termoplásticas contienen de modo especialmente preferente un 55 a un 78, 1 por ciento en peso de un polímero de estireno,

B1) un 7 a un 15 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, B2) un 5 a un 10 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC, C1) un 6 a un 15 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno, C2) un 0, 8 a un 3 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno, un 3 a un 10 por ciento en peso de un agente propulsor, un 0, 1 a un 2 por ciento en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado la suma de componentes A) a E) un 100 % en peso. La suma de componentes C1) y C2) se sitúa en el intervalo de un 3, 5 a un 30 por ciento en peso, preferentemente en el intervalo de un 6, 8 a un 18 por ciento en peso.

La proporción ponderal de la suma de componentes B1) y B2) respecto al componente C2) se sitúa preferentemente

en el intervalo de 5 a 70 en las partículas de polímero expandibles termoplásticas según la invención. La proporción ponderal de componentes C1) respecto a C2) se sitúa preferentemente en el intervalo de 2 a 5 en las partículas de polímero expandibles termoplásticas según la invención.

De modo especialmente preferente, las partículas de polímero expandibles según la invención están constituidas

esencialmente por los componentes A) a E) . Las partículas de polímero expandibles termoplásticas están constituidas de modo especialmente preferente por una mezcla de polímeros polifásica que contiene agentes propulsores, con al menos una fase continua y al menos dos fases dispersas P1 y P2 distribuidas en la fase continua, estando constituida

a) la fase continua esencialmente por el componente A, b) la primera fase dispersa P1 esencialmente por los componentes B1 y B2, y c) la segunda fase dispersa P2 esencialmente por el componente C1.

El componente C2) forma preferentemente una interfase entre la fase dispersa P1 y la fase continua.

Las partículas de polímero expandibles termoplásticas según la invención presentan preferentemente un revestimiento que contiene un estearato de glicerina. Como componente A) entran en consideración polímeros de estireno, 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 113 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 otros componentes B) , las partículas de polímero expandibles termoplásticas contienen poliolefinas B1) con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, y poliolefinas B2) con un punto de fusión por debajo de 105ºC. El punto de fusión es el pico de fusión determinado por medio de DSC (Dynamical Scanning Calorimetrie) a una velocidad de calefacción de 10ºC/minuto.

Como poliolefina B1) es preferente 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... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Partículas de polímero expandibles termoplásticas, constituidas por una mezcla de polímeros polifásica que contiene agentes propulsores con al menos una fase continua de un polímero termoplástico, caracterizadas porque se presentan al menos dos fases dispersas diferentes P1 y P2 distribuidas en la fase continua.

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2. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 1, caracterizadas porque el diámetro medio de fases dispersas de la mezcla de polímeros se sitúa en el intervalo de 1 a 2000 nm.

3. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 1 o 2, caracterizadas porque a) la fase continua está constituida esencialmente por polímeros de estireno, b) la primera fase dispersa P1 está constituida esencialmente por poliolefinas, y

c) la segunda fase dispersa P2 está constituida esencialmente por un copolímero en bloques de estirenobutadieno o estireno-isopreno, un poliuretano termoplástico (TPU) , un polímero de butadieno injertado con poliestireno, o partículas núcleo-cubierta con una cubierta de polímero de estireno.

4. Partículas de polímero expandibles termoplásticas, que contienen A) un 45 a un 89, 5 por ciento en peso de un polímero de estireno,

B1) un 5 a un 20 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, B2) un 1 a un 15 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC, C1) un 3 a un 25 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno, C2) un 0, 5 a un 5 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno,

D) un 1 a un 15 por ciento en peso de un agente propulsor, E) un 0 a un 5 por ciento en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado un 100 % en peso la suma de los componentes A) a E) , caracterizadas porque la suma de componentes C1) y C2) se sitúa en el intervalo de un 3, 5 a un 30 por ciento en peso.

5. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 4, caracterizadas porque contienen A) un 55 a un 78, 1 por ciento en peso de un polímero de estireno,

B1) un 7 a un 15 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión en el intervalo de 105 a 140ºC, B2) un 5 a un 10 por ciento en peso de una poliolefina con un punto de fusión por debajo de 105ºC, C1) un 6 a un 15 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno o estireno-isopreno,

C2) un 0, 8 a un 3 por ciento en peso de un copolímero en bloques de estireno-etileno-butileno, D) un 3 a un 10 por ciento en peso de un agente propulsor, E) un 0, 1 a un 2 por ciento en peso de un agente de nucleación,

dando por resultado un 100 % en peso la suma de los componentes A) a E) , caracterizadas porque la suma de fracciones de componentes C1) y C2) se sitúa en el intervalo de un 6, 8 a un 18 por ciento en peso. 3.

6. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 4, caracterizadas porque la proporción ponderal de la suma de los componentes B1) y B) respecto a C2 se sitúa en el intervalo de 5 a 70.

7. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 4, caracterizadas porque la proporción ponderal de la suma de los componentes C1 respecto a C2 se sitúa en el intervalo de 2 a 5. 8. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizadas porque contienen como polímero de estireno A) poliestireno standard (GPPS) .

.

9. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizadas porque contienen como poliolefina B1) polietileno. 10. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizadas porque contienen como poliolefina B2) un copolímero de etileno y octeno.

11. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizadas 10 porque están constituidas por una mezcla de polímeros polifásica que contiene agentes propulsores, con al menos una fase continua y al menos dos fases dispersas P1 y P2 distribuidas en la fase continua, estando constituida a) la fase continua esencialmente por el componente A, b) la primera fase dispersa P1 esencialmente por los componentes B1 y B2, y c) la segunda fase dispersa P2 esencialmente por el componente C1. 1.

12. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según la reivindicación 11, caracterizadas porque el

componente C2 forma una interfase entre la fase dispersa P1 y la fase continua. 13. Partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizadas porque presentan un revestimiento que contiene un estearato de glicerina.

14. Procedimiento para la obtención de partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque a) se obtiene una fusión de polímeros con una fase continua y al menos dos fases dispersas P1 y P2 mediante mezclado de los componentes A) a C) , y en caso dado E) ,

b) se impregna esta fusión de polímeros con un agente propulsor D) , c) y se granula para dar partículas de polímero expansibles termoplásticas mediante granulado sumergido a 25 una presión de 1, 5 a 10 bar.

15. Procedimiento para la obtención de partículas de polímero expandibles termoplásticas según una de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque a) se obtiene una fusión de polímeros con una fase continua y al menos dos fases dispersas P1 y P2 mediante mezclado de los componentes A) a C) , y en caso dado E) , 30 b) se granula esta fusión de polímeros, y c) se impregna adicionalmente, en fase acuosa bajo presión y temperatura elevada, con un agente propulsor D) para dar partículas de polímero expandibles termoplásticas.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 o 15, 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 35 agente propulsor.


 

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