ES2390089T3

ES2390089T3 - Gránulos expansibles poliméricos de copolímeros de acrilonitrilo

Info

Publication number: ES2390089T3
Application number: ES08774315T
Authority: ES
Inventors: Carsten Schips; Klaus Hahn; Ingo Bellin; Daniela Longo; Jens Assmann; Andreas Gietl; Jochen Gassan
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2012-11-06
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: KR20100053524A; BRPI0813964A2; WO2009000872A1; US20100190877A1; DK2162269T3; CN101687349A; PL2162269T3; EP2162269A1; EP2162269B1

Abstract

Gránulo termoplástico polimérico expandible que contiene 5 a 100 % en peso de un componente (A) que contiene a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A)) de un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo y/o un terpolímero de α-metilestireno/estireno/acrilonitrilo y a2) 0 a 95 % en peso (respecto de A) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo; 0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) diferente de (A) y (B), el cual puede obtenerse mediante un método que comprende los pasos a) Polimerización de monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno (A) así como opcionalmente polimerización de estireno en poliestireno (B), generando un polímero fundido, b) desgasificación del polímero fundido obtenido, c) opcionalmente mezclamiento con los demás polímeros de los componentes (A), (B) y (C), d) incorporación a la mezcla de un propelente en una fracción total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero fundido que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos al polímero fundido por medio de mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C, e) enfriamiento del polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C, f) descarga a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la entrada de las boquillas es máximo de 1,5 mm y g) granulación del material fundido que contiene el propelente.

Description

Gránulos expansibles poliméricos de copolímeros de acrilonitrilo.

La invención se refiere a gránulos poliméricos expansibles que contienen copolímero de acrilonitrilo, así como a un método de preparación los gránulos poliméricos expansibles que contienen copolímero de acrilonitrilo.

Métodos para la preparación de polímeros de estireno expansibles, como el poliestireno expansible (EPS), mediante polimerización en suspensión son conocidos desde hace mucho tiempo. Estos métodos tienen la desventaja que se obtienen grandes cantidades de agua residual y deben eliminarse. Los polímeros deben secarse con el fin de retirar el agua interna. Además, la polimerización en suspensión conduce por lo regular a amplias distribuciones de los tamaños de las perlas, las cuales deben tamizarse en diferentes fracciones de perlas de una manera costosa.

Además, los polímeros de estireno expandibles pueden producirse por medio de métodos de extrusión. En este caso, el agente propelente se incorpora a una mezcla con el polímero fundido mediante una extrusora, por ejemplo, se transporta a través de una placa de boquillas y se granulan en partículas o cordones (US 3,817,669, GB 1,062,307, EP-A 0 126 459, US 5,000,891).

La EP-A 0 668 139 describe un proceso para la producción económica de gránulos expansibles de poliestireno (EPS), en cuyo caso el material fundido que contiene agente propelente se prepara por medio de elementos de mezcla estáticos en una etapa de dispersión, sostenimiento y enfriamiento, y a continuación se granula. Debido al enfriamiento del material fundido a unos pocos grados sobre la temperatura de solidificación, es necesaria la disipación de grandes cantidades de calor.

Con el objetivo de impedir en gran medida el espumado después de la extrusión, han sido propuestos diversos métodos para la granulación, como la granulación bajo agua (EP-A 305 862), niebla por aspersión (WO 03/053651)

o atomización (US 6,093,750).

La WO 98/51735 describe poliestirenos expansibles que contienen partículas de grafito con conductividad térmica reducida, los cuales pueden obtenerse mediante polimerización en suspensión o mediante extrusión en una extrusora de hélice doble. Debido a la alta fuerza de cizallamiento en una extrusora de hélice doble, por lo regular se observa una degradación significativa del peso molecular del polímero empleado y/o descomposición parcial de aditivos adicionados, como composiciones ignífugas.

Para lograr propiedades óptimas de aislamiento y buenas superficies de los cuerpos espumados, el número de celdas y la estructura de la espuma que se establecen durante el espumado de los poliestirenos expandibles (EPS) es de importancia decisiva. Los gránulos de EPS producidos por extrusión con frecuencia no pueden espumarse para formar espumas con estructura óptima de la espuma.

Los polímeros de estireno expansibles, modificados con caucho, para espumas de poliestireno elásticas se describen, por ejemplo, en WO 94/25516, EP-A 682 077, DE-A 97 10 442 y EP-A 0 872 513.

En la WO 2005/06652 se describen piezas moldeadas de espuma en partículas con una densidad de 10 a 100 g/l, las cuales pueden obtenerse soldando partículas de espuma pre-espumadas de gránulos poliméricos termoplásticos expansibles, que contienen 5 a 100 % en peso de un copolímero de estireno A), 0 a 95 % en peso de poliestireno B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico C) diferente de a) y b), así como métodos para la preparación de los gránulos poliméricos termoplásticos expandibles. Como copolímero de estireno A) se describen, por ejemplo, copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN).

DE-A-3711028 se refiere a un método para la preparación de cuerpos moldeados plásticos espumados a partir de partículas de plástico de materiales termoplásticos como, por ejemplo, terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo o poliestireno y/o sus mezclas. Las partículas plásticas pre-espumadas pueden generarse extrudiendo una resina sintética con adición de un propelente a través de una extrusora, luego el material extrudido se despresuriza, después sale de la boquilla de la extrusora y a continuación se corta en pequeñas partículas plásticas pre-espumadas.

GB-A-994,074 se refiere a un método para la producción de polímeros expansibles, en cuyo caso se espuma una resina termoplástica fundida en presencia de un propelente orgánico en condiciones de presión adecuadas y esta mezcla se extrude directamente a un baño refrigerante antes de que ocurra una expansión de la mezcla. La resina polimérica que contiene propelente puede granularse y las partículas expandibles obtenidas de esta manera pueden procesarse en una pieza moldeada de espuma en partículas. Como polímeros adecuados se mencionas poliestireno y copolímeros de estireno y otros co-monómeros como, por ejemplo, α-metilestireno y acrilonitrilo.

US-A-3288731 se refiere a la preparación de partículas poliméricas expandibles, producidas mediante polimerización en suspensión, preferentemente en presencia de un propelente, las cuales pueden seguir procesándose en una espuma en partículas y en cuerpos moldeados correspondientes. Como polímeros adecuados se mencionan principalmente terpolímeros de estireno-acrilonitrilo-α-metilestireno.

Si bien ya se han obtenido buenos resultados en muchos campos con las espumas conocidas, sin embargo siempre existe el objetivo de mejorar tales materiales, por ejemplo con respecto a la resistencia ante solventes, estabilidad térmica, rigidez mecánica y capacidad de retención de propelente. Al mismo tiempo, es deseable que los nuevos desarrollos puedan procesarse en las máquinas existentes para la producción de EPS.

Se ha encontrado ahora que se obtienen espumas en partícula y cuerpos moldeados producidos a partir de las primeras con propiedades particularmente favorables, si los gránulos poliméricos termoplásticos expandibles, que pueden obtenerse básicamente según la reivindicación 1, contienen un componente de polímero de αmetilestireno/acrilonitrilo (AMSAN, por sus siglas en inglés). Por lo tanto, son objeto de la invención gránulos poliméricos termoplásticos expandibles que contienen

5 a 100 % en peso de un componente (A) que contiene

a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A)) de un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo o terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo y a2) 0 a 95 % en peso (respecto de (A)) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo; 0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) distinto de (A) y B), que puede obtenerse por el método de la

invención. Las piezas moldeadas de espuma en partícula que pueden obtenerse soldando partículas de espuma previamente espumadas a partir de gránulos poliméricos termoplásticos expandibles según la reivindicación 1 tienen una alta

resistencia a los solventes, buena estabilidad térmica, alta rigidez mecánica, una buena capacidad de retención de propelente y una buena capacidad de procesarse en máquinas de EPS. Espumas en partícula que pueden obtenerse a partir de gránulos poliméricos según la reivindicación 1 tienen en

términos generales una densidad de 5 a 500 g/l, preferible de 10 a 250 g/l, particularmente preferible de 15 a 150 g/l. Las piezas moldeadas de espuma en partícula tienen muchas celdas cerradas, en cuyo caso por lo regular más del

60%, preferible más del 70 %, particularmente preferible más del 80 % de las celdas de las partículas de espuma individuales son celdas cerradas. De manera particularmente preferida, el gránulo polimérico termoplástico contiene 50 a 100 % en peso de componente (A) y 0 a 50 % en peso de polímero termoplástico (C). Como componente (A) se prefieren mezclas que contienen 10 a 100 % en peso, preferentemente 20 a 100 % en peso, particularmente preferible 25 a 100 % en peso, muy

particularmente preferible 50 a 100 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente polimérico AMSAN (a1)

y 0 a 90 % en peso, preferentemente 0 a 80 % en peso, particularmente preferible 0 a 75 % en peso, muy particularmente preferible

0 a 50 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente (a2). Como componentes poliméricos AMSAN (a1) se prefieren copolímeros de α-metilestireno/acrilonitrilo (a11). Se prefieren copolímeros (a11) que se obtienen de (a111) 10 a 50 % en peso, preferible 17 a 43 % en peso, particularmente 27 a 33 % en peso (respecto de (a11)) de

acrilonitrilo y (a112) 50 a 90 % en peso, preferible 57 a 83 % en peso, particularmente preferible 67 a 73 % en peso (respecto de

(a11)) de α-metilestireno.

Además, como componente polimérico de AMSAN (a1) se prefieren terpolímeros de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo (a12), que se obtienen de (a121) 61 a 85 % en peso (respecto de (a12)) de α-metilestireno, (a122) 1 a 15 % en peso (respecto de (a12)) de estireno y

(a123) 14 a 34 % en peso (respecto de (a12)) de acrilonitrilo.

Como copolímero de estireno/acrilonitrilo (SAN) (a2) se prefieren los de tipo SAN que pueden obtenerse de

(a21) 7 a 45 % en peso, preferible 17 a 35 % en peso, (respecto de (a2)) de acrilonitrilo y

(a22) 55 a 93 % en peso, preferible 65 a 83 % en peso, (respecto de (a2)) de estireno.

Como poliestireno (B) puede emplearse poliestireno con transparencia de vidrio (GPPS, por sus siglas en inglés), polimerizado por radicales libres, poliestireno modificado por impacto (HIPS) o poliestireno polimerizado aniónicamente (A-PS) o poliestireno resistente al impacto polimerizado aniónicamente (A-IPS). Como polímero termoplástico (C) pueden emplearse, por ejemplo, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), acrilonitrilo-estireno-éster acrílico (ASA), poliamida (PA), poliolefinas tales como polipropileno (PP) o polietileno (PE), poliacrilatos tales como polimetilmetacrilato (PMMA), policarbonato (PC), poliésteres tales como polietilentereftalato (PET) o polibutilentereftalato (PBT), polietersulfona (PES), polietercetonas (PEK) o polietersulfuros (PES) o mezclas de los mismos. Se prefiere poliamida (PA).

La composición de los gránulos poliméricos puede seleccionarse en correspondencia con las propiedades deseadas del cuerpo moldeado de espuma en partículas. Con las mezclas poliméricas de la invención, se mejoran la resistencia al aceite así como la resistencia a los solventes, principalmente frente a solventes aromáticos, y la estabilidad dimensional al calor.

Con el fin de obtener partículas de granulado tan pequeñas como sea posible, se debe minimizar en lo posible la dilatación de la matriz después la salida de la boquilla. Se ha mostrado que la dilatación de la matriz puede influenciarse, entre otras, por la distribución de peso molecular del AMSAN. Por lo tanto, el AMSAN expandible debe tener una distribución de peso molecular con una polidispersidad Mw/Mn de máximo 3,5, particularmente preferible en el rango de 1,5 a 2,8 y muy particularmente preferible en el rango de 1,8 a 2,6.

Como compatibilizadores son adecuados, por ejemplo, copolímeros de estireno modificados de anhídrido de ácido maleico, polímeros que contienen grupos epóxicos u organosilanos.

Las espumas en partículas pueden prepararse de acuerdo con métodos usuales, conocidos para el experto en la materia, como polimerización en suspensión. Sin embargo, se prefiere la impregnación del material fundido, es decir la puesta en contacto del polímero con propelente en una corriente del material fundido, tal como se describe, por ejemplo, en WO 03/106544.

Al polímero fundido también pueden mezclarse productos reciclados de polímero de los polímeros termoplásticos mencionados, principalmente polímeros de estireno y polímeros de estireno expandibles (EPS) en cantidades que no empeoran esencialmente sus propiedades, por lo regular en cantidades de máximo 50 % en peso, principalmente en cantidades de 1 a 20 % en peso.

El material fundido del polímero que contiene propelente contiene uno o más agentes propelentes en distribución homogéneo en una fracción en total de 2 a 10 % en peso, preferible de 3 a 7 % en peso, respecto del material fundido polimérica que contiene agentes propelentes. Como agentes propelentes son adecuados los hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono, o hidrocarburos halogenados. Preferiblemente se emplean iso-butano, nbutano, iso-pentano, n-pentano. Agentes co-propelentes son etanol, acetona y formiato de metilo.

Para mejoramiento la capacidad de espumarse pueden introducirse gotas de agua interna finamente distribuidas a la matriz polimérica. Esto puede efectuarse, por ejemplo, adicionando agua a la matriz polimérica fundida. La adición de agua puede efectuarse en el sitio antes, con o después de la dosificación de propelente. Una distribución homogénea del agua puede alcanzarse por medio de mezcladores dinámicos o estáticos.

Por lo regular son suficientes 0 a 2, preferiblemente 0,05 a 1,5 % en peso de agua, respecto de la totalidad del componente polimérico.

Gránulos poliméricos expandibles con al menos 90 % del agua interna en forma de gotas de agua interna con un diámetro en el rango de 0,5 a 15 m, al espumarse forman espumas con un número de celdas suficiente y estructura de espuma homogénea. La cantidad de propelente y de agua adicionada se selecciona de tal modo que los gránulos poliméricos expansibles presenten una capacidad de expansión α, definida como densidad aparente antes de espumado / densidad aparente después de espumado, de máximo 125, preferible de 25 a 100.

Los gránulos poliméricos expandibles según la invención tienen por lo regular una densidad aparente de máximo 700 g/l, preferiblemente en el rango de 590 a 660 g/l. Al usar materiales de carga, dependiendo del tipo y de la cantidad del material de carga, pueden aparecer densidades aparentes en el rango de 590 a 1200 g/l.

Además, al polímero fundido pueden adicionarse aditivos, formadores de núcleo, materiales de carga, plastificantes, materiales ignífugos, colorantes y pigmentos orgánicos y/o inorgánicos, solubles e insolubles, por ejemplo

absorbentes de IR, como negro de carbón, grafito o polvo de aluminio, conjuntamente o separados espacialmente, por ejemplo mediante mezclador o extrusoras laterales.

Las espumas en partículas son adecuadas principalmente para la adición de materiales de carga minerales tales como fibras de vidrio.

Por lo regular, los colorantes y pigmentos se adicionan en cantidades en el rango de 0,01 a 30, preferible en el rango de 1 a 5 % en peso. Para la distribución homogénea y microdispersa de los pigmentos en el polímero de estireno puede ser conveniente, principalmente en el caso de pigmentos polares, emplear agentes auxiliares de dispersión como, por ejemplo, organosilanos, polímeros que contienen grupos epóxicos o polímeros de estireno injertados con anhídrido de ácido maleico. Plastificantes preferidos son aceites minerales, polímeros de estireno con bajo peso molecular, ftalatos que pueden emplearse en cantidades de 0,05 a 10 % en peso, respecto del polímero de estireno.

Para preparar los gránulos poliméricos expandibles de la invención se incorpora mezclando el propelente al polímero fundido. El método de la invención comprende las etapas según la reivindicación 11. Cada una de estas etapas puede realizarse mediante aparatos o combinaciones de aparatos en el procesamiento de plásticos. Para la incorporación a la mezcla son adecuados mezcladores estáticos o dinámicos, por ejemplo extrusoras. El polímero fundido puede sacarse directamente de un reactor para polimerización o generarse directamente en la extrusora mezcladora o una extrusora de fundición separada fundiendo gránulos poliméricos. El enfriamiento del material fundido puede efectuarse en las unidades de mezcla o en refrigeradores separados. Para la granulación se toman en consideración, por ejemplo, la granulación bajo el agua, presurizada, granulación con cuchillos rotantes y enfriamiento mediante atomización por aspersión de los líquidos de control de temperatura o granulación por atomización. Instalaciones de aparatos adecuados para la realización del método son, por ejemplo:

a) reactor de polimerización – mezclador estático / refrigerador – granulador

b) reactor de polimerización – extrusora – granulador

c) extrusora – mezclador estático - granulador

d) extrusora - granulador

Además, la instalación puede tener extrusora lateral para introducir de aditivos, por ejemplo de sólidos o aditivos térmicamente susceptibles.

El polímero fundido que contiene propelente se transporta a través de la placa de boquilla por lo regular con una temperatura en el rango de 140 a 300 °C, preferiblemente en el rango de 160 a 240 °C. No es necesario enfriar hasta el rango de la temperatura de transición vítrea.

La placa de boquillas se calienta al menos a la temperatura del polímero fundido que contiene propelente. La temperatura de la placa de boquillas se encuentra preferiblemente en el rango de 20 a 100 °C sobre la temperatura del polímero fundido que contiene propelente. De esta manera se impiden depósitos de polímeros en las boquillas y se garantiza una granulación libre de impedimentos.

Con el fin de lograr tamaños de gránulos capaces de mercadearse, el diámetro (D) de las perforaciones de boquilla, a la salida de las boquillas, debe encontrarse en el rango de 0,2 a 1,5 mm, preferiblemente en el rango de 0,3 a 1,2 mm, particularmente preferible en el rango de 0,3 a 0,8 mm. De esta manera, después de la dilatación de la matriz se ajustan de manera dirigida los tamaños de gránulo por debajo de 2 mm, principalmente en el rango de 0,4 a 1,4 mm.

Aparte de a través de la distribución de peso molecular, la dilatación de la matriz puede influenciarse por la geometría de las boquillas. La placa de boquillas tiene preferiblemente perforaciones con una proporción L/D de al menos 2, en cuyo caso la longitud (L) designa la zona de boquillas cuyo diámetro corresponde a lo sumo al diámetro

(D) a la salida de las boquillas. La proporción L/D se encuentra preferiblemente en el rango de 3 - 20.

En términos generales, el diámetro (E) de las perforaciones a la entrada de las boquillas de la placa de boquilla debe ser al menos dos veces más grande que el diámetro (D) a la salida de la boquilla.

Una forma de realización de la placa de boquillas tiene perforaciones con entrada cónica y un ángulo de entrada α menor a 180°, preferiblemente en el rango de 30 a 120°. En otra forma de realización, la placa de boquillas posee perforaciones con salida cónica y un ángulo de salida β menor a 90°, preferible en el rango de 15 a 45°. A fin de generar distribuciones controladas de tamaño de gránulo de los polímeros de estireno, la placa de boquillas puede equiparse con perforaciones de diferentes diámetros de salida (D). Las diferentes modalidades de la geometría de las boquillas también pueden combinarse entre sí.

El método de la invención para la preparación de los gránulos poliméricos expandibles comprende los pasos de

a) Polimerizar monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno (A), así como opcionalmente polimerización de estireno en poliestireno (B), generando un polímero fundido,

b) desgasificar el polímero fundido obtenido,

c) opcionalmente mezclar con los demás polímeros de los componentes (A), (B) y (C),

d) incorporar a la mezcla un agente propelente en una fracción en total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero fundido que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos al polímero fundido por medio de un mezclador estático o dinámico a una temperatura de al menos 150°C, preferiblemente 180 - 260°C,

e) enfriar el polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es de al menos 120°C preferiblemente 150-200°C,

f) descargar a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la salida de las boquillas es de máximo 1,5 mm

y

g) granular el material fundido que contiene propelente.

En el paso g) la granulación puede efectuarse directamente detrás de la placa de boquillas bajo el agua a una presión en el rango de 1 a 25 bar, preferible 5 a 15 bar.

Debido a la polimerización en la etapa a) y la desgasificación en la etapa b) se encuentra disponible directamente un polímero fundido para la impregnación de propelente en la etapa c) y no es necesario fundir polímeros. Esto es no solo más económico sino que también conduce a polímeros expandibles con bajo contenido de monómeros, ya que se impide la acción de cizalla mecánica en la zona de fusión de una extrusora que por lo regular conduce a la redisociación de monómeros. Con el fin de mantener bajo el contenido de monómeros, principalmente por debajo de 500 ppm, también es conveniente mantener tan baja como sea posible la entrada de energía en todas las siguientes etapas del proceso. Por lo tanto, particularmente se prefiere mantener tasas de cizalla por debajo de 50/sec, preferible 5 a 30/sec, y temperaturas por debajo de 260 °C así como tiempos de residencia cortos en el rango de 1 a 20, preferiblemente 2 a 10 minutos en las etapas c) a e). Particularmente se prefiere emplear exclusivamente mezcladores estáticos y refrigeradores estáticos en todo el proceso. El polímero fundido puede transportarse y descargarse mediante bombas a presión, por ejemplo bombas de piñones.

Otra posibilidad para disminuir el contenido de monómeros y/o solvente residual como etilbenceno consiste en proporcionar en la etapa b) una desgasificación de alto nivel mediante agentes de arrastre (para hacer mezclas azeotrópicas) como, por ejemplo, agua, nitrógeno o dióxido de carbono, o realizar la etapa de polimerización a) de modo aniónico. La polimerización aniónica no conduce solamente a polímeros con baja fracción de monómeros sino simultáneamente a fracciones bajas de oligómeros.

Para mejorar la capacidad de procesamiento, los gránulos poliméricos expandibles terminados pueden recubrirse mediante ésteres de glicerina, antiestáticos o agentes contra formación de grumos.

Los gránulos poliméricos termoplásticos expansibles de la invención se espuman previamente en un primer paso preferentemente por medio de aire caliente o vapor de agua en partículas de espuma con una densidad en el rango de 10 a 250 g/l y en un segundo paso se suelda en una forma cerrada en piezas moldeadas de espuma en partículas.

Debido a la rigidez inicial superior frente a las espumas en partículas de EPS, las espumas en partículas de la invención son adecuadas principalmente para preparar paletas. Para mejorar la durabilidad de las paletas, estas pueden pegarse opcionalmente con madera, plástico o metal o revestirse en todos los lados con una película plástica, por ejemplo de poliolefinas o copolímeros en bloque de estireno-butadieno.

La invención se ilustra con mayor detalle mediante ejemplo sin ninguna intención de restringirla a los mismos.

Ejemplos:

Materias primas:

Luran VLP: SAN con un contenido de acrilonitrilo de 35 % y MW 145 800 (producto comercial de la BASF SE)

Luran VLS: AMSAN con un contenido de acrilonitrilo de 31 % y MW 101 000 (producto comercial de la BASF SE)

Luwax AH3: agente de nucleación con punto de fusión 110 - 118°C y MW 3500 (Producto comercial de la BASF SE)

Ejemplos comparativos 1 - 3 (Tabla 1)

En una extrusora de hélice doble de la empresa Leitritz ZSK 18 se fundieron 100 % en peso de Luran VLP a 230 250 °C. A continuación, el polímero fundido se cargó con 4,0 % o 5,0 % o 5,5 % en peso de s-pentano, respecto de la matriz polimérica. Después el polímero fundido se homogeneizó en dos mezcladores estáticos y se enfrió a 190 °C. A la corriente principal de material fundido, cargado con propelente, se adicionaron mediante una extrusora lateral 0,2 % en peso de Luwax AH3, respecto de la matriz polimérica, en calidad de agente de nucleación. Después de homogeneizar mediante otros dos mezcladores estáticos, el material fundido se enfrió a 140 °C - 150 °C y se extrudió a través de una placa de boquillas calentada (4 agujeros con perforación de 0,65 mm y 280 °C de

5 temperatura de placa de boquillas). La cuerda se polímero se cortó por medio de granulación por debajo de agua (12 bar de presión bajo agua, 60 °C de temperatura de agua), de tal modo que se obtuvo un minigránulo cargado con propelente con una distribución estrecha de tamaños de partícula (d’ = 1,2 mm).

Ejemplo 5

En una extrusora de hélice doble de la empresa Leitritz ZSK 18 se fundieron 50 % en peso de Luran VLP con 50 %

10 en peso de Luran VLS a 230 - 250 °C. A continuación se cargó el polímero fundido con 5,0 % en peso de s-pentano y adicionalmente 1,0 % en peso de etanol, respecto de la matriz polimérica. Después el polímero fundido se homogeneizó en dos mezcladores estáticos y se enfrió a 190 °C. A la corriente principal de material fundido cargado con propelente se adicionaron en calidad de agente de nucleación por una extrusora lateral 0,2 % en peso de Luwax AH3 (producto de BASF), respecto de la matriz polimérica. Después de homogeneizar mediante otros dos

15 mezcladores estáticos se enfrió el material fundido a 140 °C – 150 °C y se extrudió a través de una placa de agujeros calentada (4 agujeros con perforación de 0,65 mm y 280 °C de temperatura de placa de agujeros). La cuerda de polímero se cortó por medio de granulación por debajo de agua (12 bar de presión bajo agua, 60 °C de temperatura del agua), de tal modo que se obtuvo un minigránulo cargado con propelente con una distribución estrecha de tamaños de partícula (d’ = 1,2 mm).

20 El gránulo que contiene propelente se espumó previamente en un pre-espumador de EPS en perlas de espuma con una densidad de 55 g/l y se proceso en una unidad automática de piezas moldeadas de EPS a una sobrepresión de 0,5 bar en paletas.

Tabla 1 (ejemplos de comparación)

Ejemplo de comparación: Ejem. Compar. 1 Ejem. Compar. 2 Ejem. Compar. 3

Pentano (%): 4,0 5,0 5,5

Densidad aparente (g/l): 95,6 106,6 23

Número de celdas (1/mm): 7,5 7,9 12,9

Tensión de presión (kPa) 10 % compresión 25 % compresión (EN ISO 3386-1): 851 1092 1075 113 1382 141

25 Adicionando el co-propelente etanol en el ejemplo 5, pudo mejorarse ostensiblemente la capacidad de procesamiento (densidades aparentes bajas < 20 g/l) y la capacidad de soldarse de las partículas de espuma en una pieza moldeada más tarde.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Gránulo termoplástico polimérico expandible que contiene 5 a 100 % en peso de un componente (A) que contiene

a1) 5 a 100 % en peso (respecto de (A)) de un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo y/o un terpolímero de αmetilestireno/estireno/acrilonitrilo y a2) 0 a 95 % en peso (respecto de A) de un copolímero de estireno/acrilonitrilo; 0 a 95 % en peso de poliestireno (B) y 0 a 95 % en peso de un polímero termoplástico (C) diferente de (A) y (B), el cual puede obtenerse mediante un método que comprende los pasos a) Polimerización de monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno

(A) así como opcionalmente polimerización de estireno en poliestireno (B), generando un polímero fundido, b) desgasificación del polímero fundido obtenido, c) opcionalmente mezclamiento con los demás polímeros de los componentes (A), (B) y (C), d) incorporación a la mezcla de un propelente en una fracción total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero

fundido que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos al polímero fundido por medio de mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C,

e) enfriamiento del polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C,

f) descarga a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la entrada de las boquillas es máximo de 1,5 mm y g) granulación del material fundido que contiene el propelente.
2.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 1, en cuyo caso como propelente se emplea iso-butano, n-butano, iso-pentano o n-pentano con etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente.
3.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 1 o 2, en cuyo caso el gránulo polimérico termoplástico contiene

50 a 100 % en peso de componente (A) y 0 a 50 % en peso de polímero termoplástico (C).
4.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene como componente (A) una mezcla que contiene

10 a 100 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente polimérico AMSAN (a1), y 0 a 90 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente (a2).
5.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 4 que contiene como componente (A) una mezcla que contiene

20 a 100 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente polimérico de AMSAN (a1) y 0 a 80 % en peso (cada caso respecto de (A)) del componente (a2).
6.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 5, que contiene como componente polimérico de AMSAN

(a1) un copolímero de α-metilestireno/acrilonitrilo (a11).
7.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 6, en cuyo caso el copolímero (a11) puede obtenerse a partir de

(a111) 10 a 50 % en peso (respecto de (a11)) de acrilonitrilo y (a112) 50 a 90 % en peso (respecto de (a11)) de α-metilestireno.
8.

Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 5, que contiene como componente polimérico de AMSAN

(a1) un terpolímero de α-metilestireno/estireno/acrilonitrilo (a12).
9. Gránulo termoplástico polimérico expandible según la reivindicación 8, en cuyo caso el terpolímero (a12) puede 5 obtenerse a partir de (a121) 61 a 85 % en peso (respecto de (a12)) de α-metilestireno,

(a122) 1 a 15 % en peso (respecto de (a12)) de estireno y (a123) 14 a 34 % en peso (respecto de (a12)) de acrilonitrilo.
10. Gránulo termoplástico polimérico expandible según una de las reivindicaciones 1 a 9, en cuyo caso como 10 componente (C) se adiciona una poliamida termoplástica.
11. Método para la preparación de un gránulo polimérico termoplástico expandible según la reivindicación 1, que

comprende los pasos de a) polimerizar monómeros de α-metilestireno, estireno y/o acrilonitrilo en copolímeros de α-metilestireno (A) así como opcionalmente polimerizar estireno en poliestireno (B), generando un polímero fundido,

15 b) desgasificar el polímero fundido obtenido, c) opcionalmente mezclar con los demás polímeros de los componentes (A), (B) y (C), d) incorporar a la mezcla un propelente en una fracción en total de 2 a 10 % en peso, respecto del polímero fundido

que contiene propelente, de hidrocarburos alifáticos con 2 a 7 átomos de carbono o hidrocarburos halogenados y etanol, acetona o formiato de metilo como co-propelente y opcionalmente aditivos, al polímero fundido por medio de 20 mezcladores estáticos o dinámicos a una temperatura de al menos 150°C,

e) enfriar el polímero fundido que contiene propelente a una temperatura que es al menos de 120°C, f) descargar a través de una placa de boquillas con perforaciones cuyo diámetro a la salida de la boquilla es máximo de 1,5 mm y

g) granular el material fundido que contiene propelente.