GRANULADOS EXPANSIBLES DE POLIMEROS DE ESTIRENO, CON UNA DISTRIBUCION BIMODAL O MULTIMODAL DEL PESO MOLECULAR.

Granulados expandibles de polímeros de estireno con una distribución bimodal o multimodal del peso molecular,

caracterizados porque contienen, referido respectivamente al total de la proporción del polímero de estireno

i)desde un 0,1 hasta un 30% en peso de un copolímero del estireno con un peso molecular promedio en peso Mw situado en el intervalo comprendido entre 1.000 y 20.000 g/mol, y

ii)desde un 99,9 hasta un 70% en peso de poliestireno ordinario (GPPS) con un peso molecular promedio en peso Mw situado en el intervalo comprendido entre 160.000 y 400.000 g/mol

Granulados expansibles de polímeros de estireno, con una distribución bimodal o multimodal del peso molecular.

La invención se refiere a granulados expansibles de polímeros de estireno con una distribución, al menos bimodal o multimodal, del peso molecular, a un procedimiento para su obtención y al empleo para la obtención de piezas moldeadas con espuma en forma de partículas.

Se conocen desde hace mucho tiempo procedimientos para la obtención de polímeros expansibles de estireno, tal como el poliestireno expansible (EPS) por medio de la polimerización en suspensión. Estos procedimientos tienen el inconveniente de que se forman grandes cantidades de aguas residuales y éstas tienen que ser eliminadas. Los polímeros tienen que ser secados con objeto de eliminar el agua interna. Por otra parte, la polimerización en suspensión conduce, por regla general, a distribuciones demasiado amplias del tamaño de las perlas, que tienen que tamizarse de manera costosa en diversas fracciones de perlas.

Por otra parte, los polímeros de estireno expandidos y expansibles tienen que ser preparados por medio de procedimientos de extrusión. En este caso se mezcla en la fusión del polímero el agente propulsor, por ejemplo por medio de una extrusora, se transporta a través de una placa de inyector y se granula en forma de partículas o de macarrones (US 3,817,669, GB 1,062,307, EP-B 0126 459, US 5,000,891 así como US 2003/0162852).

La publicación EP-A 668 139 describe un procedimiento para la obtención económica de granulado de poliestireno expansible (EPS), llevándose a cabo la obtención de la fusión que contiene agente propulsor, por medio de elementos mezcladores estáticos en una etapa de dispersión, de mantenimiento y de enfriamiento y, a continuación, se lleva a cabo una granulación. Como consecuencia del enfriamiento de la fusión hasta pocos grados por encima de la temperatura de solidificación es necesario llevar a cabo una disipación de elevadas cantidades de calor.

Con el fin de evitar ampliamente la formación de espuma después de la extrusión, se han propuesto diversos procedimientos para llevar a cabo la granulación, tal como la granulación bajo agua (EP-A 305 862), la nebulización por aspersión (WO 03/053651) o la pulverización (US 6,093,750).

La publicación WO 98/51735 describe polímeros expansibles de estireno, que contienen partículas de grafito, con una conductibilidad térmica disminuida, que pueden ser obtenidos por medio de una polimerización en suspensión o por medio de una extrusión en una extrusora de dos husillos. Como consecuencia de las elevadas fuerzas de cizallamiento en una extrusora de dos husillos, se observa, por regla general, una degradación significativa del peso molecular del polímero empleado y/o una descomposición parcial de los aditivos aportados, tales como los agentes protectores contra la llama.

Con objeto de alcanzar propiedades de aislamiento óptimas y buenas superficies de los cuerpos de material espumado, tienen un significado decisivo el número de celdillas y la estructura de la espuma, que se establece en el momento de la transformación en espuma de los polímeros de estireno expansibles (EPS). Los granulados de EPS, preparados por extrusión, no pueden transformarse en espuma frecuentemente para dar materiales espumados con una estructura óptima de la espuma.

La tarea de la presente invención consistía en proporcionar granulados expansibles de polímeros de estireno con aptitudes de expansión mejoradas. Las partículas de material espumado, que pueden ser obtenidas a partir de dichos granulados por medio de un espumado previo, deberían presentar, además, una aptitud mejorada a la soldadura y deberían conducir a cuerpos moldeados de espuma en forma de partículas con una superficie del material espumado exenta de penachos.

Por consiguiente, se encontraron granulados expansibles de polímeros de estireno con una distribución del peso molecular al menos bimodal o multimodal, de conformidad con la reivindicación 1.

La distribución bimodal o multimodal del peso molecular puede ajustarse, por ejemplo, específicamente por medio de la mezcla y de la fusión de los polímeros de estireno con diversos pesos moleculares medios. En este caso se emplean mezclas constituidas por un polímero de estireno de bajo peso molecular con un peso molecular promedio en peso M_w situado en el intervalo comprendido entre 1.000 y 20.000 g/mol, especialmente en el intervalo comprendido entre 2.000 y 10.000 g/mol y por un polímero del estireno de elevado peso molecular con un peso molecular promedio en peso M_w situado en el intervalo comprendido entre 160.000 y 400.000 g/mol, de manera preferente situado en el intervalo comprendido entre 220.000 y 300.000 g/mol.

El polímero de estireno de bajo peso molecular se emplea en cantidades situadas en el intervalo comprendido entre un 0,1 y un 30% en peso, de manera preferente en el intervalo comprendido entre un 1 y un 10% en peso, referido a la mezcla de los polímeros de estireno. Hasta una proporción de un 2% en peso de los polímeros del estireno de bajo peso molecular, con relación a la mezcla de los polímeros de estireno, no se observa una disminución digna de consideración de la temperatura de transición vítrea del granulado expansible de polímeros de estireno y, por consiguiente, hbox{de la estabilidad dimensional frente al calor de la pieza moldeada de material espumado, fabricada a partir del mismo.}

Se consigue una aptitud a la expansión claramente mejorada con proporciones del polímero del estireno de bajo peso molecular situadas en el intervalo comprendido entre un 3 y un 8% en peso.

De conformidad con la invención, son empleadas mezclas constituidas por

De manera preferente son empleados a título de polímeros del estireno el poliestireno transparente (GPPS), el poliestireno resiliente (HIPS), el poliestireno polimerizado por vía aniónica o el poliestireno resiliente (A-IPS), los copolímeros de estireno-a-metilestireno, los polímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), el estireno-acrilonitrilo (SAN), el acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), el metacrilato-butadieno-estireno (MBS), los polímeros de metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS) o mezclas de los mismos o con polifenilenéteres (PPE).

Los citados polímeros del estireno pueden estar mezclados con polímeros termoplásticos, tales como las poliamidas (PA), las poliolefinas, tales como el polipropileno (PP) o el polietileno (PE), los poliacrilatos, tales como el polimetacrilato de metilo (PMMA), el policarbonato (PC), los poliésteres, tal como el tereftalato de polietileno (PET) o el tereftalato de polibutileno (PBT), las poliétersulfonas (PES), las poliétercetonas o los sulfuros de poliéter (PES) o mezclas de los mismos con objeto de mejorar las propiedades mecánicas o la estabilidad frente a la temperatura, en caso dado con empleo de agentes compatibilizantes, por regla general en proporciones totales de hasta un 30% en peso como máximo, de manera preferente situadas en el intervalo comprendido entre un 1 y un 10% en peso, referido a la fusión de los polímeros. Por otra parte, también son posibles mezclas, en los intervalos cuantitativos citados, también con, por ejemplo, polímeros o con oligómeros modificados de manera hidrófuga o funcionalizados, con cauchos, tales como los poliacrilatos o los polidienos, por ejemplo los copolímeros bloque de estireno-butadieno o los copoliésteres alifáticos o alifáticos/aromáticos biodegradables.

Como promotores de la compatibilidad son adecuados, por ejemplo, los copolímeros del estireno modificados con anhídrido del ácido maleico, los polímeros que contienen grupos epóxido o los órganosilanos.

De la misma manera, pueden aportarse a las fusiones de los polímeros...

1. Granulados expandibles de polímeros de estireno con una distribución bimodal o multimodal del peso molecular, caracterizados porque contienen, referido respectivamente al total de la proporción del polímero de estireno

2. Polímeros expandibles de estireno según la reivindicación 1, caracterizados porque como copolímero del estireno se emplea un copolímero constituido por estireno, por ácido acrílico y/o por a-metilestireno.

3. Granulados expansibles de polímeros de estireno según la reivindicación 1 o 2, caracterizados porque contienen desde un 3 hasta un 7% en peso de un agente propulsor orgánico.

4. Procedimiento para la obtención de granulados expansibles de polímeros de estireno según la reivindicación 1, que comprende las etapas de

5. Procedimiento para la obtención de piezas moldeadas de espuma en forma de partículas, caracterizado porque, en una primera etapa, se someten a una espumación previa a los granulados expansibles de polímeros de estireno, de conformidad con la reivindicación 1, por medio de aire caliente o de vapor de agua para formar partículas de espuma con una densidad situada en el intervalo comprendido entre 8 y 100 g/l y, en una segunda etapa, se sueldan en un molde cerrado.