ES2294408T3 - Piezas moldeadas a partir de materiales espumosos de melamina/formaldehido con baja emision de formaldehido. - Google Patents
Piezas moldeadas a partir de materiales espumosos de melamina/formaldehido con baja emision de formaldehido. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la producción de piezas moldeadas de material espumoso de melamina/formaldehído, caracterizado por los siguientes pasos: a) a partir de un precondensado de melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído mayor de 0, 5 se produce un material espumoso, b) el material espumoso obtenido se tempera a una temperatura inferior a 200°C, y c) el material espumoso temperado se prensa en una prensa a una temperatura de 160 a 240°C y una presión absoluta de 5 a 100 bar durante de 15 a 120 seg para formar la pieza moldeada.
Description
Piezas moldeadas a partir de materiales
espumosos de melamina/formaldehído con baja emisión de
formaldehído.
La presente invención hace referencia a piezas
moldeadas de material espumoso de melamina/formaldehído, teniendo
las piezas moldeadas una emisión de formaldehído inferior a 0,1 ppm,
determinada según la DIN 55666, y siendo obtenibles según el
siguiente procedimiento:
- a)
- a partir de un precondensado de melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído mayor de 0,5, se produce un material espumoso,
- b)
- el material espumoso obtenido se tempera a una temperatura inferior a 200ºC, y
- c)
- el material espumoso temperado se prensa en una prensa a una temperatura de 160 a 240ºC y una presión absoluta de 5 a 100 bar durante de 15 a 120 s para formar la pieza moldeada.
La invención se relaciona además con el citado
procedimiento para la producción de las piezas moldeadas, y el
empleo de las piezas moldeadas para el aislamiento acústico o
térmico.
Los cuerpos moldeados tridimensionales de
materiales espumosos de celda abierta, elásticos, duroplásticos
resultan particularmente apropiados debido a sus propiedades del
material, como la alta resistencia térmica, el comportamiento
favorable ante el fuego y la buena estabilidad química,
especialmente para aplicaciones difíciles en la protección térmica
y acústica.
Los materiales espumosos elásticos de celda
abierta a base de productos de condensación melamina/formaldehído,
así como los procedimiento para su producción son conocidos y se
describen, por ejemplo, en los registros de patentes
EP-A 17 671, 17 672 y 37 470, así como en las
patentes correspondientes. Además, una disolución o dispersión de
un precondensado de melamina/formaldehído conteniendo leudante se
espuma mediante calentamiento, por ejemplo, con aire caliente,
vapor de agua, radiación de alta frecuencia, radiación de microondas
o mediante aprovechamiento de calor de reacción, a una temperatura
superior al punto de ebullición del leudante. Se obtiene,
dependiendo del procedimiento y forma de espumado, un bloque o
cordón de espuma, que se endurece por temperado (tratamiento
térmico, en el que la espuma se mantiene a lo largo de un periodo
definido a temperatura más definida, generalmente elevada) para
obtener el material espumoso final.
Mientras que las piezas moldeadas simples, como
por ejemplo, placas o bandas, se pueden fabricar a partir del
material espumoso mediante corte o serrado, para las piezas
moldeadas con forma espacial más complicada se necesitan
procedimientos de conformado más costosos. Estas piezas conformadas
de manera complicada están contenidas, por ejemplo, en vehículos
(por ejemplo, aislamiento del compartimento del motor) o en máquinas
o sirven como aislamiento de conductos. Para la producción de estas
piezas, la FR-A 1 108 336 pone de manifiesto
prensar una espuma en estado endurecido, aunque aún deformable, y
endurecer, a continuación, la espuma así comprimida. La
US-A 3 504 064 y la EP-A 464 490
describen procedimientos, en los que la espuma se trata con agua o
vapor de agua y se deforma antes o después. La EP-A
111 860 describe el prensado de materiales espumosos de resina de
melamina entre 60 y 300ºC y a, al menos, 1,2 bar de presión
absoluta.
Las piezas moldeadas de resina de
melamina/formaldehído obtenidas según los procedimientos citados
anteriormente contienen concentraciones residuales de formaldehído
no reaccionado, que se emiten de manera continua, a lo largo de un
extenso periodo, al aire ambiental. Estas emisiones de formaldehído
aumentan con la temperatura y la humedad. No son deseadas y
resultan particularmente desfavorables en caso de empleo de las
piezas moldeadas en espacios cerrados. Así, por ejemplo, en los
espacios interiores de edificios o en el interior de los vehículos,
la concentración de formaldehído del aire debería ser tan pequeña
como sea posible.
La WO 01/94436 enseña un procedimiento para la
producción de materiales espumosos de melamina/formaldehído con
emisión reducida de formaldehído, a los que se les aplica un
precondensado de melamina/formaldehído con una razón molar
melamina : formaldehído mayor de 1:2. La mezcla a espumar,
conteniendo leudante, se espuma mediante calentamiento en, por
ejemplo, cordones o bloques rectangulares. Posteriormente se
temperan los bloques expandidos de espuma de 1 a 180 min a entre
120 y 300ºC (en los ejemplos, 30 min a 220ºC) y se endurecen. Los
materiales espumosos obtenidos de este modo son en realidad pobres
en formaldehído, aunque no térmicamente
moldeables.
moldeables.
En la EP-A 451 535 se describe
un procedimiento para la producción de una pieza moldeada a partir
de material espumoso de resina de melamina, en el que el material
en bruto de la pieza moldeada se impregna con un aglomerante
termoendurecedor y, a continuación, se prensa en caliente. Como
aglomerante se emplean resinas fenólicas y/o resinas de melamina,
que se aplican sobre la superficie del material en bruto y/o se
extienden como espuma.
La DE-A 196 49 796 muestra un
procedimiento similar, empleándose como aglomerante una dispersión
polimérica de (met)acrilamida. Los dos últimos
procedimientos citados requieren, en consecuencia, una materia prima
empleada adicional, que se tiene que aplicar en una fase de
operación adicional.
Las piezas moldeadas obtenidas mediante prensado
sin impregnación con los procedimientos del estado de la técnica,
particularmente las piezas moldeadas laminares, no presentan en
todos los casos la geometría deseada, es decir, la forma espacial
de la pieza moldeada acabada difiere de la geometría de la
herramienta de prensado y la pieza moldeada no tiene la forma
deseada. Adicionalmente los bordes y/o filos de la pieza moldeada no
tienen a menudo no la estabilidad deseada, por ejemplo, no están
cerrados, o no pueden cargarse lo suficiente mecánicamente. En
estos casos, la pieza moldeada es inútil para empleos, que requieran
una buena precisión, por ejemplo, en la industria del automóvil, o
la geometría de la pieza moldeada y/o los bordes tienen que
mecanizarse posteriormente de manera costosa en un paso operacional
adicional.
Existía el objetivo de remediar los
inconvenientes descritos. Existía particularmente el objetivo de
proporcionar piezas moldeadas de material espumoso de
melamina/formaldehído, que tuvieran una escasa emisión de
formaldehído.
Adicionalmente debería facilitarse un
procedimiento, con el que puedan fabricarse las piezas moldeadas de
manera simple. Por ejemplo, la ayuda de agua o vapor de agua debería
estar de sobra para el conformado.
Además, las piezas moldeadas deberían poderse
fabricar sin el empleo de aglomerantes. Particularmente, el
procedimiento debería poder pasar sin un paso adicional de
impregnación, en el que se extiende el aglomerante.
Adicionalmente, las piezas moldeadas deberían
presentar exactamente la geometría deseada, y bordes y/o filos
estables, precisamente conformados.
Finalmente, deberían facilitarse piezas
moldeadas, que satisfagan simultáneamente todas las exigencias
citadas previamente, es decir, las piezas moldeadas deberían ser
pobres en formaldehído y poderse fabricar de manera simple, en la
geometría deseada y con bordes y/o filos estables y precisos, en
menos pasos procedimentales, sin conformado mediante vapor de agua,
y sin impregnación con aglomerantes.
Las piezas moldeadas, procedimiento y empleos
definidos inicialmente se encontraron conformes a esto. Las
ordenaciones preferentes de la invención se deducen de las
subreivindicaciones.
Las piezas moldeadas de material espumoso de
melamina/formaldehído presentan, conforme a la invención, una
emisión de formaldehído inferior a 0,1 ppm, determinada según la DIN
55666 de abril de 1995. 0,1 ppm corresponden a 0,12 mg de
formaldehído por m^{3} de aire.
La emisión de formaldehído se encuentra
preferentemente por debajo de las 0,05 ppm, determinada tal y como
se ha descrito anteriormente.
Las piezas moldeadas conformes a la invención
son, en consecuencia, especialmente pobres en formaldehído. Se
pueden obtener según un procedimiento conforme a la invención con
tres pasos a), b) y c).
En el paso a) del procedimiento se produce un
material espumoso a partir de un precondensado de
melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído
mayor de 0,5. Esto se lleva a cabo de manera conocida y se
describe, por ejemplo, en la WO 01/94436.
Se parte además de un precondensado de
melamina/formaldehído. Los productos de condensación de
melamina/formaldehído pueden contener, además de melamina, hasta el
50, preferentemente hasta el 20% en peso de compuestos
modificadores, y, además de formaldehído, hasta un 50,
preferentemente hasta el 20% en peso de otros aldehídos,
condensados. Se prefiere especialmente un producto de condensación
de melamina/formaldehído no modificado. Como compuestos
modificadores se emplean, por ejemplo: melamina alquil- y
aril-sustituida, urea, uretanos, amidas de ácido
carboxílico, dicianodiamina, guanidina, sulfurilamida, amidas del
ácido sulfónico, aminas alifáticas, glicoles, fenol y sus
derivados. Como otros aldehídos se pueden emplear, por ejemplo,
acetaldehído, trimetilol-acetaldehído, acroleína,
benzaldehído, furfurol, glioxal, glutaraldehído, ftalaldehído y
tereftalaldehído. Otras especificaciones acerca de los productos de
condensación de melamina/formaldehído se encuentran en
Houben-Weyl, métodos de la química orgánica,
Volumen 14/2, 1963, páginas 319 a 402.
La razón molar melamina : formaldehído se define
como el cociente cantidad de sustancia melamina/cantidad de
sustancia formaldehído y es, conforme a la invención, mayor que 0,5
(o sea, 1:2). Se encuentra preferentemente entre 1 (o sea, 1:1) y
0,526 (o sea, 1:1,9), particularmente entre 0,769 (es decir, 1:1,3)
y 0,556 (o sea, 1:1,8).
Según la EP-A 37470, las resinas
de melamina contienen favorablemente grupos sulfito condensados
dentro, lo que puede suceder, por ejemplo, mediante adición del 1
al 20% en peso hidrogenosulfito sódico durante la condensación de
la resina. Se ha demostrado ahora, que un contenido relativamente
alto en grupos sulfito para una razón melamina :
formaldehído constante tiene como consecuencia una mayor emisión de formaldehído del material espumoso. El precondensado empleado no debería contener, en consecuencia, preferentemente ningún grupo sulfito en la práctica, es decir, el contenido en grupos sulfito debería valer preferentemente menos del 1%, de manera especialmente preferente menos del 0,1% y, particularmente, cero, relativo al precondensado.
formaldehído constante tiene como consecuencia una mayor emisión de formaldehído del material espumoso. El precondensado empleado no debería contener, en consecuencia, preferentemente ningún grupo sulfito en la práctica, es decir, el contenido en grupos sulfito debería valer preferentemente menos del 1%, de manera especialmente preferente menos del 0,1% y, particularmente, cero, relativo al precondensado.
Para la emulsión del leudante y para la
estabilización de la espuma es necesaria la adición de un emulgente
o de una mezcla de emulgentes. Como emulgente se pueden emplear
tensoactivos aniónicos, catiónicos y no-iónicos,
así como sus mezclas. Son tensoactivos aniónicos apropiados los
sulfonatos de óxido de difenileno, alcano- y sulfonatos de
alquilbenceno, sulfonatos de alquilnaftalina, sulfonatos de olefina,
sulfonatos de alquiléter, sulfatos de alcohol graso, étersulfatos,
alfa-sulfoéster de ácido graso, acilamino
alcanosulfonatos, acilisetionatos, carboxilatos de alquiléter,
N-acilsarcosinatos, fosfatos de alcano- y
alquiléter. Como tensoactivos no-iónicos se pueden
emplear éter poliglicólico de alquilfenol, éter poliglicólico de
alcohol graso, éter poliglicólico de ácido graso, alcanolamidas de
ácido graso, copolímeros en bloque EO/PO, aminóxidos, éster
glicérico de ácido graso, éster de sorbitán y alquilpoliglucósidos.
Como emulgentes catiónicos se emplean sales de alquiltriamonio,
sales de alquilbencildimetilamonio y sales de alquilpiridinio. Los
emulgentes se añaden preferentemente en concentraciones del 0,2 al
5% en peso, relativas a la resina.
Para producir una espuma a partir de la
disolución de resina de melamina, ésta ha de contener un leudante
emulsionado, dependiendo la cantidad de la densidad deseada del
material espumoso. En principio, en el procedimiento conforme a la
invención se pueden aplicar leudantes tanto físicos como también
químicos. Como leudantes físicos se ofrecen, por ejemplo:
hidrocarburos; hidrocarburos halogenados, particularmente fluorados;
alcoholes, éteres, cetonas y ésteres en forma líquida o aire y
CO_{2} como gases. Como leudantes químicos se emplean, por
ejemplo, isocianatos en mezcla con agua, liberándose CO_{2} como
leudante activo, además de carbonatos e hidrogenocarbonatos en
mezcla con ácidos, que producen asimismo CO_{2}, así como
azocompuestos, como la azodicarbonamida. En un modo preferente de
ejecución de la invención, a la disolución y/o dispersión acuosas se
le añade entre el 1 y el 40% en peso, relativo a la resina, de un
leudante físico con un punto de ebullición entre 0 y 80ºC; en el
caso del pentano, preferentemente del 5 al 15% en peso.
Como endurecedor se emplean compuestos ácidos,
que catalizan la condensación ulterior de la resina de melamina.
Las concentraciones se hallan entre el 0,01 y el 20, preferentemente
entre el 0,05 y el 5% en peso, relativo a la resina. Se emplean
ácidos inorgánicos y orgánicos, por ejemplo, los ácidos clorhídrico,
sulfúrico, fosfórico, nítrico, fórmico, acético, oxálico,
toluolsulfónicos, amidosulfónicos; así como anhídridos ácidos.
La disolución y/o dispersión acuosa puede estar
libre de aditivos adicionales dependiendo del empleo de la pieza
moldeada. Para tales propósitos puede resultar sin embargo
favorable, añadir hasta un 20% en peso, preferentemente menos del
10% en peso, relativo a la resina, de aditivos convencionales, como
colorantes, protectores de la llama, estabilizadores UV, medios
para la reducción de la toxicidad del gas combustible o para la
fomento de la carbonización. Como los materiales espumosos son
generalmente de poro abierto y pueden absorber agua, puede ser
necesario para algunos propósitos de aplicación, añadir medios
hidrofobizantes en concentraciones del 0,2 al 5% en peso. Se
emplean además, por ejemplo, dispersiones, particularmente
emulsiones, de parafina, silicona y fluoralcano.
La concentración del precondensado de
melamina/formaldehído puede variar en la mezcla de precondensado y
disolvente, dentro de amplios límites, entre el 55 y el 85,
preferentemente entre el 63 y el 80% en peso. La viscosidad
preferida de la mezcla de precondensado y disolvente se encuentra
entre 1 y 3000 dPas, preferentemente entre 5 y 2000 dPas.
Los aditivos se mezclan homogéneamente con la
disolución o dispersión acuosa de la resina de melamina, pudiendo
inyectarse el leudante, si fuera necesario, también a presión. Se
puede partir también de una resina sólida de melamina, por ejemplo,
secada por atomizado y mezclarla entonces con una disolución acuosa
del emulgente, del endurecedor, así como del leudante. La mezcla de
los componentes puede efectuarse, por ejemplo, en una extrusora.
Tras la mezcla, la disolución o dispersión se reparte con un difusor
y, directamente a continuación, se calienta y, además, se
espuma.
El calentamiento de la disolución o dispersión
conteniendo leudante puede llevarse a cabo, en principio -tal y como
se describe, entre otras, en la EP-A 17671- con aire
caliente, vapor de agua, radiación de alta frecuencia, radiación de
microondas o mediante aprovechamiento del calor de reacción. Sin
embargo, el calentamiento necesario se efectúa preferentemente por
radiación de ultrafrecuencia acorde a la EP-A 37470.
En el caso de esta radiación dieléctrica puede operarse, en
principio, con microondas en el rango de frecuencias de 0,2 GHz a
100 GHz. Para la práctica industrial, se dispone de las frecuencias
de 0,915, 2,45 y 5,8 GHz, prefiriéndose especialmente 2,45 GHz. La
fuente de la radiación para la radiación dieléctrica es el
magnetrón, pudiendo irradiarse también simultáneamente con varios
magnetrones. Hay que prestar atención al hecho de que, durante la
irradiación, la distribución del campo sea lo más homogénea posible.
La irradiación se lleva a cabo convenientemente, de forma que la
potencia absorbida de la disolución o dispersión se encuentre entre
5 y 200, preferentemente entre 9 y 120 kW, relativo a 1 kg de agua
en la disolución y/o dispersión. Si la potencia absorbida es menor,
entonces no tiene lugar ningún espumado más y la mezcla se endurece
sólo por fuera. Si se opera dentro del rango preferido, la mezcla
se espuma tanto más rápido cuanto mayor sea la potencia absorbida.
Por encima de aproximadamente 200 kW por kg de agua, la velocidad
de espumado no sigue aumentando en principio.
La irradiación de la mezcla a espumar se lleva a
cabo convencionalmente directamente después de que haya salido de
la boquilla de espumado. Además, la mezcla que se espuma a causa del
aumento de temperatura y evaporación del leudante por ejemplo, se
aplica sobre bandas rotativas, que conforman un canal rectangular
para la formación de la espuma. Se obtiene un cordón de material
espumoso, que se fracciona convencionalmente en bloques.
Los materiales espumosos de
melamina/formaldehído apropiados se comercializan, por ejemplo, como
Basotect® de BASF.
En el paso b) del procedimiento conforme a la
invención se tempera el material espumoso obtenido en el paso a) a
una temperatura inferior a 200ºC. Se tempera preferentemente a
temperaturas (temperaturas de temperado) superiores a los 100ºC. La
temperatura de temperado asciende preferentemente a entre 110 y
200ºC, particularmente de 110 a 160ºC.
Durante el temperado se produce un así llamado
reendurecimiento, es decir, el material espumoso se endurece
ulteriormente. El temperado reduce adicionalmente la emisión de
formaldehído de la espuma. Durante el temperado se extraen también
considerablemente los residuos de otros constituyentes volátiles,
por ejemplo, residuos monoméricos, leudantes y otros
auxiliares.
La duración del temperado (tiempo de temperado)
depende, entre otros, de las dimensiones del material espumoso, su
composición, y la temperatura a la que se tempera. El tiempo y la
temperatura de temperado se seleccionan de manera conocida por el
experto, de forma que pueda verificarse el reendurecimiento
descrito. El tiempo de temperado asciende preferentemente a entre 5
y 60 min, particularmente de 10 a 30 min. La presión imperante
durante el temperado (presión de temperado) puede ser, por ejemplo,
la presión atmosférica, por ejemplo, la presión normal
(1013 mbar).
(1013 mbar).
La temperatura y presión del temperado pueden
ser constante a lo largo de todo el tiempo de temperado, o variar
de manera apropiada. Se opera preferentemente en condiciones
constantes, aunque también pueden resultar favorables las rutinas
de temperatura y/o presión.
El temperado puede realizarse por medio de
procedimientos habituales en equipos corrientes, por ejemplo, en
armarios o cámaras de calentamiento. Sin embargo, se tempera
preferentemente mediante aire caliente u otros gases calientes, que
se hacen pasar a través del material espumoso.
En un modo de ejecución especialmente preferente
se tempera directamente después de la producción del material
espumoso, tratando el material espumoso obtenido durante la
producción del mismo, por ejemplo, los citados bloques de material
espumoso, con aire caliente. El aire caliente circulante endurece el
bloque de material espumoso.
En un modo de ejecución asimismo preferente, a
partir del bloque de material espumoso temperado obtenido de esta
manera se fabrican láminas y/o capas individuales de, por ejemplo,
0,1 a 10, particularmente de 0,5 a 5 cm de espesor mediante corte.
A partir de la lámina y/o capa obtenida puede, si fuera necesario,
elaborarse un corte, por ejemplo, cortando correspondientemente los
bordes de la lámina y/o capa, o estampando el corte de la lámina
y/o capa. La lámina o capa de material espumoso obtenida y/o el
corte se prensa entonces en el paso c) del procedimiento.
Se sabe que las láminas, capas y/o cortes de
material espumoso apropiados material se pueden fabricar también de
otro modo, por ejemplo, mediante serrado en vez de corte, u otros
métodos habituales de preparación. Resulta también posible, aunque
no preferente, efectuar el espumado y temperado de tal manera, que
se produzca directamente, es decir, sin corte u otra preparación,
una lámina o capa del espesor deseado.
La lámina o capa de material espumoso y/o el
corte muestra preferentemente el mismo espesor en cada punto
(superficies paralelas planas). Dependiendo de la geometría y
distribución de densidad deseadas de la pieza moldeada acabada, se
pueden producir, sin embargo, láminas, capas y/o cortes -por
ejemplo, mediante la guía apropiada del corte durante el corte del
bloque de material espumoso, cortes de contorno o perfil- también
en forma de cuña o tejado o de otro modo no paralelo plano.
Resulta también posible, preparar primero
láminas, capas y/o cortes de material espumoso a partir del material
espumoso no temperado y temperarlas entonces.
En el paso c) del procedimiento conforme a la
invención se prensa el material espumoso temperado obtenido en el
paso b) en una prensa a una temperatura de 160 a 240ºC y una presión
absoluta de 5 a 100 bar durante de 15 a 120 seg para formar la
pieza moldeada.
Se prensa preferentemente a una temperatura
(temperatura de prensado) de 180 a 220ºC, y a una presión absoluta
(presión de prensado) de 10 a 80 bar. El tiempo de prensado
preferido asciende a entre 20 y 60 seg.
Las temperaturas, presiones y tiempos de
prensado a seleccionar en cada caso dependen habitualmente de la
composición de la espuma (por ejemplo, tipo y cantidad de
endurecedor), y de la densidad, espesor y dureza de la espuma a
prensar, por ejemplo, también del pretratamiento de la espuma, al
que pertenece también el temperado del paso b). Adicionalmente, han
de tenerse en cuenta, entre otras, la densidad, espesor, forma y
dureza de la pieza moldeada deseada y, si fuera necesario, la
laminaciones y/o capas superficiales (véase más adelante). La
temperatura, presión y tiempo de prensado se ajustan preferentemente
de tal manera, que la pieza moldeada obtenida en el paso c)
presenta ya esencialmente la forma espacial final.
Además, las piezas moldeadas de gran superficie
y/o volumen requieren posiblemente un mayor tiempo de prensado que
las piezas moldeadas menores. Adicionalmente, la presión de prensado
puede ser, si fuera necesario, tanto más alta y/o el tiempo de
prensado tanto más largo, cuanto más endurecida y/o gruesa sea la
espuma temperada, y más alta tenga que ser la deseada densidad de
la pieza moldeada acabada.
La temperatura y presión de prensado pueden ser
constantes a lo largo de todo el tiempo de prensado, o variar de
manera apropiada. Generalmente se prensa en condiciones constantes,
aunque, en el caso de piezas grandes o complicadas, también pueden
resultar favorables las rutinas de temperatura o presión.
El prensado se efectúa de manera habitual y
preferentemente en discontinuo, depositando el material espumoso
templado obtenido en el paso b) -preferentemente como lámina, capa
y/o corte de material espumoso- en una prensa apropiada y
prensándolo. El troquel (la herramienta de prensado) es generalmente
temperable, por ejemplo, mediante calentamiento eléctrico o
calentamiento por medio de un medio portador térmico y la prensa
está provista habitualmente de un dispositivo eyector. Resultan muy
apropiados como troquel las llamadas contorneadoras, con las que se
pueden fabricar especialmente bien las piezas moldeadas, que deban
presentar filos y/o bordes precisos, por ejemplo, filos perfilados
o bordes labiados.
Son prensas apropiadas, por ejemplo, las prensas
de pisos habituales (prensas de uno o varios pisos), prensas
troqueladoras, prensas de carrera descendente, prensas de inyección
(prensas de transferencia), prensas de vacío, así como las prensas
automáticas. Tras el prensado se abre convencionalmente la prensa y
se extrae la pieza moldeada acabada de la prensa con un dispositivo
eyector.
Las piezas moldeadas obtenibles según el
procedimiento conforme a la invención descrito anteriormente
presentan ya muy pocas emisiones de formaldehído de cómo máximo 0,1
ppm, determinadas tal y como se indicó anteriormente.
En un modo de ejecución preferente, las piezas
moldeadas acabadas se almacenan tras el prensado (paso c)) en un
paso d) a una temperatura (temperatura de almacenamiento) superior a
180ºC durante al menos 30 min (tiempo de almacenamiento).
La temperatura de almacenamiento asciende
preferentemente, como máximo, a 240ºC, y se encuentra de manera
especialmente preferente a entre 200 y 220ºC. Las piezas moldeadas
se almacenan preferentemente de 30 a 120 min. El almacenamiento
puede realizarse, por ejemplo, a presión atmosférica, por ejemplo, a
presión normal (1013 mbar).
Mediante el posterior almacenamiento se puede
reducir aún más la emisión de formaldehído. También puede reducirse
adicionalmente el contenido en otros constituyentes volátiles ya
citados. Se ha observado adicionalmente, que las piezas moldeadas
se vuelven más hidrófobas mediante el almacenamiento descrito. A una
temperatura de almacenamiento superior a los 180ºC se desprenden
posiblemente los grupos funcionales polares (o sea, hidrófilos),
contenidos aún en el polímero melamina/formaldehído, volviéndose el
polímero más apolar, o sea, más hidrófobo. Si se aplica una gota de
agua sobre uno de estos materiales espumosos hidrófobos, conserva su
forma semiesférica sobre la superficie de la espuma y no se absorbe
inmediatamente, como en el caso de una espuma hidrófila.
Las piezas moldeadas se pueden emplear como
tales, es decir, con superficies no tratadas, particularmente no
cubiertas. En un modo de ejecución preferente, se proporcionan capas
superficiales a una o varias superficies de las piezas moldeadas o
se cubren, por ejemplo, con capas de fibra de vidrio o textiles
(particularmente paños o tejidos), chapas, telas o láminas
metálicas, capas, tejidos, paños o láminas de plástico, que pueden
estar también espumadas. Como capas textiles se emplean paños y/o
tejidos fibrosos a base de fibras de vidrio, fibras de poliéster,
fibras de carbono, fibras aramídicas, o fibras naturales
ignífugas.
La capa superficial y/o cobertura puede
aplicarse de manera habitual sobre la superficie de la pieza
moldeada, por ejemplo, mediante pegado con adhesivos apropiados a
tal efecto; particularmente en el caso de paños y tejidos, también
mediante costura, pespunte, grapado, alfileres o remaches.
La capa superficial y/o cobertura se puede
aplicar posteriormente sobre la pieza moldeada final, o
-preferentemente- fijarla ya durante la producción de la pieza
moldeada. Por ejemplo, durante el prensado del material espumoso en
el paso c), se puede cubrir el material espumoso con
correspondientes capas superficiales y/o coberturas y prensarlo
posteriormente, o se pueden depositar las capas superficiales y/o
coberturas en el troquel y prensarlas con el material espumoso.
Cuando deba cubrirse, por ejemplo, una pieza moldeada laminar por su
cara inferior con un paño A y por su cara superior con un paño B,
se pueden disponer las capas en la secuencia
A-S-B y prensarlas a continuación
(S = capa de material espumoso), produciéndose en una fase de la
operación la pieza moldeada cubierta por ambas
caras.
caras.
Se sabe que también son posibles coberturas
multicapa, por ejemplo, mediante aplicación sucesiva de ulteriores
capas sobre la pieza moldeada final, o, ya durante la fabricación de
las piezas moldeadas, mediante prensado de las capas superpuestas,
dispuestas anteriormente en la secuencia deseada. Naturalmente,
también se puede fijar una primera cobertura durante el prensado y,
posteriormente, una cobertura adicional.
De manera especialmente preferente, una o varias
superficies de la pieza moldeada se cubren con una capa textil
hidrófoba u oleófoba. Como capa textil hidrófoba resultan
particularmente apropiadas, por ejemplo, las fibras de vidrio,
fibras de poliéster o fibras poliamídicas, equipadas
hidrofóbicamente de emulsiones de parafina, silicona o fluoralcano.
Como capa textil oleófoba se emplean, por ejemplo, fibras de vidrio,
fibras de poliéster o fibras poliamídicas, equipadas
oleofóbicamente con emulsiones de fluoralcano.
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Conforme a la anterior descripción, la invención
se relaciona, además de con las piezas moldeadas, también con el
procedimiento para la producción de las piezas moldeadas,
caracterizado por los siguientes pasos:
- a)
- a partir de un precondensado de melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído mayor de 0,5 se produce un material espumoso,
- b)
- el material espumoso obtenido se tempera a una temperatura inferior a 200ºC, y
- c)
- el material espumoso temperado se prensa en una prensa a una temperatura de 160 a 240ºC y una presión absoluta de 5 a 100 bar durante de 15 a 120 seg para formar la pieza moldeada.
y se relaciona con el citado procedimiento,
caracterizado porque tras el prensado (paso c))
- d)
- las piezas moldeadas se almacenan al menos 30 min a una temperatura superior a 180ºC.
Las piezas moldeadas conformes a la invención
tienen diversos empleos. El empleo de las piezas moldeadas para el
aislamiento acústico o térmico es preferente y asimismo objeto de la
invención-.
Se emplean, por ejemplo, en la construcción como
aislamiento térmico y para el aislamiento acústico de edificios y
partes de edificios, particularmente de techos y paredes, además de
para la aislamiento térmico y acústico de habitáculos de
automóviles y aviones, para el aislamiento acústico de habitáculos
de motores de vehículos, así como para el aislamiento de
temperaturas muy bajas, por ejemplo, de cámaras frigoríficas y
depósitos de gases licuados del petróleo. Debido a la alta dureza
de las resinas reticuladas de melamina, las piezas moldeadas pueden
ser también esponjas de limpieza, lijadoras o pulidoras ligeramente
abrasivas, aplicándose sobre la superficie de la esponja los
agentes de limpieza, lijado o pulido apropiados y/o introduciéndolos
en su interior. Las esponjas pueden equiparse también hidro- y
oleofóbicamente para objetivos especiales de limpieza.
Se prefiere especialmente el empleo en la
industria del automóvil, en la industria mecánica, en la
construcción o para el aislamiento de canalizaciones. En la
industria del automóvil, las piezas moldeadas se emplean, por
ejemplo, como amortiguación del capó del motor, aislamiento de
paredes frontales o cubierta del túnel de transmisión. En la
industria mecánica se pueden emplear, por ejemplo, en cooperación
con capas de materiales pesados, para el aislamiento acústico de
motores ruidosos. Estos empleos son igualmente objeto de la
invención.
Las piezas moldeadas conformes a la invención se
caracterizan por muy bajas emisiones de formaldehído. Se pueden
fabricar de manera simple. La pieza moldeada final presenta un buen
moldeado de la geometría de la herramienta de prensado, es decir,
tiene la geometría deseada, y presenta bordes y/o filos precisos,
cerrados, estables y mecánicamente cargables.
El procedimiento conforme a la invención para la
producción de las piezas moldeadas se caracteriza por pocos pasos
procedimentales simples. De este modo no se necesita agua o vapor de
agua para el conformado. Asimismo, tampoco se tiene que emplear
ningún aglomerante, particularmente no se tiene que impregnar con un
aglomerante en una fase adicional de la operación.
Ejemplo
1
A partir de un precondensado de
melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído de
0,625 (o sea, 1:1,6) se produjo un material espumoso de manera
habitual y se temperó a 160ºC con aire caliente. El material
espumoso temperado se cortó en láminas de 25 mm de espesor.
El corte se cubrió por sus caras superior e
inferior, en cada caso, con un paño textil hidrófobo. Posteriormente
se prensó en una contorneadora durante 30 seg a una temperatura de
prensado de 200ºC y una presión de prensado de 60 bar
(absoluta).
La pieza moldeada extraída de la herramienta de
prensado mostró un buen moldeado de la geometría de la herramienta
de prensado con bordes labiados estables, cerrados y mecánicamente
cargables. La emisión de formaldehído ascendió a 0,02 ppm, medido
según la DIN 55666.
Ejemplo Comparativo
1
Se repitió el Ejemplo 1, ascendiendo la razón
molar melamina : formaldehído del precondensado a 0,333 (o sea,1:3),
y el material espumoso se temperó a 240ºC.
La pieza moldeada extraída de la herramienta de
prensado mostró un moldeado incompleto de la geometría de la
herramienta de prensado con bordes labiados no cerrados y fue, en
consecuencia, inútil. La emisión de formaldehído ascendió a 0,03
ppm, medido según la DIN 55666.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El Ejemplo Comparativo demuestra, que también se
pueden fabricar piezas moldeadas a partir de resinas de melamina
ricas en formaldehído. Sin embargo, para ello fue necesaria una alta
temperatura de temperado -no conforme a la invención- de 240ºC. La
pieza moldeada obtenida fue mercancía defectuosa, ya que se formó
defectuosamente, y presenta bordes insuficientes.
Ejemplo Comparativo
2
Se repitió el Ejemplo 1, ascendiendo la razón
molar melamina : formaldehído del precondensado a 0,333 (o sea,1:3),
y el material espumoso se temperó a 160ºC, como en el Ejemplo
1.
La pieza moldeada extraída de la herramienta de
prensado mostró un buen moldeado de la geometría de la herramienta
de prensado con bordes labiados estables, cerrados y mecánicamente
cargables. La emisión de formaldehído ascendió a 7 ppm, medido
según la DIN 55666.
Al reducir la temperatura de temperado conforme
a la invención por debajo de los 200ºC, aquí 160ºC, se obtuvo, sin
embargo, una pieza moldeada sin defectos con buenos bordes, aunque
la pieza moldeada no era pobre en formaldehído: la emisión de
formaldehído fue 7 ppm mayor que el valor máximo conforme a la
invención de 0,1 ppm.
Claims (8)
1. Procedimiento para la producción de piezas
moldeadas de material espumoso de melamina/formaldehído,
caracterizado por los siguientes pasos:
- a)
- a partir de un precondensado de melamina/formaldehído con una razón molar melamina : formaldehído mayor de 0,5 se produce un material espumoso,
- b)
- el material espumoso obtenido se tempera a una temperatura inferior a 200ºC, y
- c)
- el material espumoso temperado se prensa en una prensa a una temperatura de 160 a 240ºC y una presión absoluta de 5 a 100 bar durante de 15 a 120 seg para formar la pieza moldeada.
2. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1,
caracterizado porque tras el prensado (paso c))
- d)
- las piezas moldeadas se almacenan al menos 30 min a una temperatura superior a 180.
3. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque en el paso a) la razón molar melamina
: formaldehído se encuentra entre 1 : 1 y 1:1,9.
4. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material
espumoso se tempera en el paso b) de 5 a 60 min a una temperatura
de 110 a 160ºC.
5. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material
espumoso temperado se prensa en el paso c) a una temperatura de 180
a 220ºC.
6. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el paso c) se
aplica una cobertura de una capa textil hidrófoba u oleófoba.
7. Piezas moldeadas de material espumoso de
melamina/formaldehído con una emisión de formaldehído inferior a
0,1 ppm, determinada según la DIN 55666, obtenibles según el
procedimiento conforme a las Reivindicaciones 1 a 6.
8. Empleo de las piezas moldeadas conformes a la
Reivindicación 7 para el aislamiento acústico o térmico en la
industria del automóvil, en la industria mecánica, en la
construcción o para el aislamiento de canalizaciones.
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