BR102014023492B1

BR102014023492B1 - expanded polymeric composition, process for obtaining polymeric nanocomposite, polymeric nanocomposite, use of the nanocomposite, and, polymeric article

Info

Publication number: BR102014023492B1
Application number: BR102014023492-6A
Authority: BR
Inventors: Ana Paula De Azeredo; Renan Demori; Susana Alcira Liberman; Raquel Santos Mauler
Original assignee: Braskem S.A.; Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2021-03-02
Also published as: BR102014023492A2

Abstract

COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA EXPANDIDA, PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE NANOCOMPÓSITO POLIMÉRICO, NANOCOMPÓSITO POLIMÉRICO, USO DO NANOCOMPÓSITO, E, ARTIGO POLIMÉRICO. A presente invenção descreve uma composição expandida compreendendo nanotubos de haloisita em matrizes poliméricas e um processo de expansão de poliolefinas para a obtenção de nanocompósitos apropriados para moldagem de artigos com alta resistência mecânica, excelente acabamento superficial e reciclabilidade, com melhoramento do isolamento térmico.EXPANDED POLYMERIC COMPOSITION, PROCESS FOR OBTAINING POLYMERIC NANOCOMPOSITES, POLYMERIC NANOCOMPOSITES, NANOCOMPOSITE USE, AND, POLYMERIC ARTICLE. The present invention describes an expanded composition comprising halosite nanotubes in polymeric matrices and a polyolefin expansion process for obtaining nanocomposites suitable for molding articles with high mechanical resistance, excellent surface finish and recyclability, with improved thermal insulation.

Description

FIELD OF THE INVENTION

[0001] A presente invenção descreve uma composição expandida de poliolefinas, ramificadas ou não, com menor condutividade térmica e um processo de expansão de poliolefinas com haloisita para obtenção de nanocompósitos.[0001] The present invention describes an expanded composition of polyolefins, branched or not, with lower thermal conductivity and a process for expanding polyolefins with haloisite to obtain nanocomposites.

DESCRIPTION OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

[0002] A nanotecnologia é considerada atualmente uma disciplina promissora para diversas áreas e, consequentemente, encontra-se em contínuo desenvolvimento em busca de melhor desempenho e valor agregado. Um de seus campos de aplicação e de elevado impacto tecnológico consiste na preparação de materiais, comumente denominados nanocompósitos, nos quais a interação entre os componentes ocorre em escala nanométrica ou molecular.[0002] Nanotechnology is currently considered a promising discipline for several areas and, consequently, is in continuous development in search of better performance and added value. One of its fields of application and of high technological impact consists in the preparation of materials, commonly called nanocomposites, in which the interaction between the components occurs on a nanometric or molecular scale.

[0003] Os nanocompósitos são materiais híbridos em que um de seus componentes serve de matriz, onde se encontram dispersas as partículas do segundo componente de natureza orgânica ou inorgânica e de dimensões nanométricas, comumente chamadas de nanopartículas ou nanocargas, bem distribuídas na matriz.[0003] Nanocomposites are hybrid materials in which one of its components serves as a matrix, where the particles of the second component of an organic or inorganic nature and of nanometric dimensions, commonly called nanoparticles or nanocharges, are well distributed in the matrix.

[0004] Os materiais assim obtidos apresentam propriedades diferenciadas, encontrando aplicação nas mais diversas áreas tecnológicas, tais como catálise, na indústria farmacêutica e alimentícia, eletrônica, automobilística, dispositivos magnéticos, tintas e revestimentos, entre outras.[0004] The materials thus obtained have differentiated properties, finding application in the most diverse technological areas, such as catalysis, in the pharmaceutical and food industry, electronics, automobiles, magnetic devices, paints and coatings, among others.

[0005] Neste sentido, observa-se que a incorporação de cargas inorgânicas nanométricas em matrizes poliméricas promove um aumento na resistência mecânica, dureza e estabilidade térmica dos polímeros, bem como a melhoria nas suas propriedades físicas como resultado da sinergia existente entre os diferentes componentes empregados. No caso da moldagem por injeção de microcélulas, as nanocargas aumentam a quantidade de células na matriz e a homogeneidade do tamanho das células formadas.[0005] In this sense, it is observed that the incorporation of nanometric inorganic fillers in polymeric matrices promotes an increase in the mechanical resistance, hardness and thermal stability of the polymers, as well as the improvement in their physical properties as a result of the synergy existing between the different components employees. In the case of injection molding of microcells, the nanocharges increase the number of cells in the matrix and the homogeneity of the size of the cells formed.

[0006] Os estudos de preparação e caracterização dos nanocompósitos, bem como as interações e os efeitos que ocorrem a nível molecular têm sido explorados na tentativa de se obter materiais aperfeiçoados e melhor direcionados para a aplicação a que se destinam. Conforme a aplicação pretendida, podem ser empregados diversos tipos de cargas que diferem entre si como, por exemplo, nas propriedades morfológicas, na resistência térmica ou na reatividade química. Entre as cargas mais comumente utilizadas em nanocompósitos de matriz polimérica encontram-se os argilominerais, os carbonatos, os sulfatos, os aluminossilicatos e os óxidos metálicos.[0006] The studies of preparation and characterization of nanocomposites, as well as the interactions and effects that occur at the molecular level have been explored in an attempt to obtain improved materials and better directed to the application for which they are intended. Depending on the intended application, different types of loads can be used that differ from each other, for example, in morphological properties, thermal resistance or chemical reactivity. Among the fillers most commonly used in polymeric nanocomposites are clay minerals, carbonates, sulfates, aluminum silicates and metal oxides.

[0007] Dentre o grupo de argilominerais encontra-se a haloisita, um argilomineral aluminossilicato do grupo caulim. Nanotubos de haloisita (HNT) têm ganhado interesse na fabricação de nanocompósitos de poliolefmas porque se apresentam naturalmente na forma de nanotubos ocos e são abundantes na natureza.[0007] Among the group of clay minerals is haloisite, an aluminosilicate clay mineral from the kaolin group. Haloisite nanotubes (HNT) have gained interest in the manufacture of polyolefin nanocomposites because they are naturally present in the form of hollow nanotubes and are abundant in nature.

[0008] Assim, a incorporação de nanotubos de haloisita em matrizes poliméricas contendo, por exemplo, o polipropileno (PP) ramificado pode resultar no aumento do desempenho das formulações microcelulares, ou seja, apresentar incremento da resistência extensional da matriz e reduzir a anisotropia (formato) das células formadas durante a expansão por injeção de microcélulas. Sabe-se que o polipropileno ramificado, por apresentar ramificações longas, exibe maior resistência à elongação, o que melhora sua performance em processos onde a deformação elongacional está presente, como durante o processo de expansão.[0008] Thus, the incorporation of halosite nanotubes in polymeric matrices containing, for example, branched polypropylene (PP) may result in an increase in the performance of microcellular formulations, that is, present an increase in the extensional resistance of the matrix and reduce anisotropy ( format) of the cells formed during the expansion by injection of microcells. It is known that branched polypropylene, due to its long branches, exhibits greater resistance to elongation, which improves its performance in processes where elongational deformation is present, such as during the expansion process.

[0009] No estado da técnica, a moldagem por injeção de polipropileno com cargas minerais é comumente usada para variados fins. Os documentos de patente US 2011/0057355 e US2002/0135102 mostram o uso de carga como agente de reforço e também como aumento do desempenho durante a moldagem injeção de PP. No entanto, nos documentos citados foram relatadas apenas a melhoria no acabamento superficial do artefato produzido, bem como a redução do tempo de ciclo durante a moldagem.[0009] In the state of the art, polypropylene injection molding with mineral fillers is commonly used for various purposes. Patent documents US 2011/0057355 and US2002 / 0135102 show the use of filler as a reinforcing agent and also as an increase in performance during PP injection molding. However, in the cited documents, only the improvement in the surface finish of the produced artifact was reported, as well as the reduction of the cycle time during molding.

[00010] O documento US2010/0310802 descreve o uso de uma formulação para expansão dé polipropileno com argila montmorilonita (MMT) com o objetivo de melhorar a expansão da matriz. Neste documento, é possível verificar que a adição de carga aumentou a viscosidade extensional do PP e assim produziu espumas com maior homogeneidade na distribuição de tamanho de células. Este efeito é conhecido como redução da anisotropia das células, na qual a razão de aspecto (quando olhada por um microscópio eletrônico) encontra-se na faixa de ordem 1, o que significa que as células formadas e dispersas na matriz se apresentam mais circulares e similares dentre si.[00010] Document US2010 / 0310802 describes the use of a formulation for expansion of polypropylene with montmorillonite clay (MMT) in order to improve the expansion of the matrix. In this document, it is possible to verify that the addition of filler increased the extensional viscosity of the PP and thus produced foams with greater homogeneity in the cell size distribution. This effect is known as reduction of cell anisotropy, in which the aspect ratio (when viewed through an electron microscope) is in the order 1 range, which means that cells formed and dispersed in the matrix are more circular and similar to each other.

[00011] Os estudos de espumas poliméricas publicados até o momento mostram que a capacidade de isolamento térmico está diretamente associada à densidade de células, anisotropia e distribuição das células na matriz polimérica. Quando as células formadas possuem razão de aspecto na ordem de 1, esta apresenta-se no formato circular, assim quaisquer modo de medida, perpendicular ou axial ao sentido da expansão a qual o material for submetido, mostra o mesmo resultado de condutividade térmica. Quando se trata de células alongadas, razão de aspecto maior que 1, a medida da condutividade térmica é afetada, podendo o mesmo perder a propriedade de isolamento térmico.[00011] Studies of polymeric foams published so far show that the thermal insulation capacity is directly associated with cell density, anisotropy and distribution of cells in the polymeric matrix. When the formed cells have an aspect ratio in the order of 1, it has a circular shape, so any measurement method, perpendicular or axial to the direction of expansion to which the material is subjected, shows the same result of thermal conductivity. When it comes to elongated cells, aspect ratio greater than 1, the measurement of thermal conductivity is affected, and it may lose its thermal insulation property.

[00012] No documento US 2013/8557884 é descrita uma tecnologia em que se aumentou o efeito de isolamento térmico em espumas poliméricas rígidas de PS (poliestireno) obtidas por extrusão. O uso de um novo desenho de ferramenta durante a extrusão foi então sugerido com o objetivo de reduzir a anisotropia das células. Desta forma, as células da espuma formada apresentaram razão de aspecto na ordem de 1 e a condutividade térmica medida apresentou-se reduzida.[00012] US 2013/8557884 describes a technology in which the thermal insulation effect in rigid polymeric PS (polystyrene) foams obtained by extrusion has been increased. The use of a new tool design during extrusion was then suggested with the aim of reducing the anisotropy of the cells. Thus, the cells of the formed foam showed an aspect ratio in the order of 1 and the measured thermal conductivity was reduced.

[00013] Ameli e colaboradores (2014) publicaram um trabalho em que foi estudada a condutividade térmica de espumas de poli(acido lático) (PLA) com nanopartícuias de argila montomorilonita Cloisite 30B (C30B) (com teor de 5%) e talco (teor de 5%) obtidas por moldagem por injeção. No estudo, verificou-se que as medidas de condutividade térmica para as formulações o expandidas com densidade na faixa de 0,5 g/cm aumentaram com a adição de argila C30B em 2%, sendo que com a adição de talco o aumento ficou em 6%. Desta forma, não houve aumento do efeito de isolamento térmico utilizando a nanocarga do tipo montmorilonita. Este estudo, publicado na revista Composites Science and Technology 90, 2014, 88- 95p, e traz uma relevante contribuição para o estado da técnica, pois os autores compararam o uso de um argilomineral nanoparticulado comercial com o talco.[00013] Ameli et al. (2014) published a study in which the thermal conductivity of poly (lactic acid) foams (PLA) with nanoparticles of montomorilonite clay Cloisite 30B (C30B) (with a content of 5%) and talc ( content of 5%) obtained by injection molding. In the study, it was found that the thermal conductivity measures for the expanded formulations with density in the range of 0.5 g / cm increased with the addition of C30B clay by 2%, and with the addition of talc the increase was in 6%. Thus, there was no increase in the effect of thermal insulation using the montmorillonite type nanocharge. This study, published in the journal Composites Science and Technology 90, 2014, 88- 95p, and makes a relevant contribution to the state of the art, as the authors compared the use of a commercial nanoparticulate clay mineral with talc.

[00014] O documento patente US 2002/6479156 apresenta a formulação de nanocompósito para aplicação em isolamento térmico. Foram utilizados 35% de nanopartícuias de sílica (SiCb) nas formulações; porém, não foram apresentadas as medidas de condutividade térmica dentre seus exemplos.[00014] The patent document US 2002/6479156 presents the nanocomposite formulation for application in thermal insulation. 35% of silica nanoparticles (SiCb) were used in the formulations; however, the thermal conductivity measurements were not presented among its examples.

[00015] Frente ao exposto, conclui-se que apesar das diversas publicações de estudos descrevendo o uso de aluminossilicatos tubulares e haloisita no preparo de nanocompósitos, nenhum documento do estado da técnica ensina a preparação de nanocompósitos, a partir de nanotubos de haloisita incorporados a uma matriz polimérica, compreendendo a expansão de poliolefinas e menor condutividade térmica.[00015] In light of the above, it is concluded that despite the various publications of studies describing the use of tubular aluminosilicates and haloisite in the preparation of nanocomposites, no document of the state of the art teaches the preparation of nanocomposites, from halosite nanotubes incorporated a polymeric matrix, comprising the expansion of polyolefins and lower thermal conductivity.

OBJECTIVES OF THE INVENTION

[00016] A presente invenção tem por objetivo uma composição polimérica expandida compreendendo: (i) 100 per de poliolefina; (ii) de 0,1 a 0,5 per de antioxidante, (iii) de 0,1 a 80 per de agente expansor, (iv) de 0,2 a 20 per de haloisita, em relação ao total de massa da poliolefina.[00016] The present invention aims at an expanded polymeric composition comprising: (i) 100 polyolefin per; (ii) from 0.1 to 0.5 per per antioxidant, (iii) from 0.1 to 80 per per expanding agent, (iv) from 0.2 to 20 per per haloosite, in relation to the total mass of the polyolefin .

[00017] A presente invenção tem também por objetivo um processo para obtenção de nanocompósito polimérico compreendendo as seguintes etapas: (a) Inserir a poliolefina, o antioxidante e a haloisita em uma extrusora; (b) Peletizar a mistura obtida na etapa (a); (c) Adicionar o agente de expansão à mistura obtida na etapa (b); e (d) Moldar a mistura resultante das etapas (a) - (c).[00017] The present invention also aims at a process for obtaining polymeric nanocomposite comprising the following steps: (a) Inserting the polyolefin, the antioxidant and the haloisite in an extruder; (b) Pelletize the mixture obtained in step (a); (c) Add the blowing agent to the mixture obtained in step (b); and (d) Shaping the mixture resulting from steps (a) - (c).

[00018] Ainda, a presente invenção tem por objetivo um nanocompósito polimérico que apresenta condutividade térmica entre 0,005 e 0,12 W.m^K’1 e densidade aparente entre 0,3 e 0,7g.cm-3.[00018] Still, the present invention aims at a polymeric nanocomposite that has thermal conductivity between 0.005 and 0.12 W.m ^ K'1 and apparent density between 0.3 and 0.7g.cm-3.

[00019] Finalmente, a presente invenção tem por objetivo o uso do nanocompósito definido para aplicação de artigos no segmento de calçados, espumas rígidas e flexíveis, painéis expandidos, embalagens, indústria automotiva, construção civil, aeronáutica e naval bem como em artigos de isolamento térmico.[00019] Finally, the present invention aims to use the nanocomposite defined for the application of articles in the footwear segment, rigid and flexible foams, expanded panels, packaging, automotive industry, civil construction, aeronautics and shipbuilding, as well as in insulation articles thermal.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0001] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado pelas figuras abaixo: - Figura 1 - análise de raio X; e - Figura 2 - análise de DSC das amostras microcelulares.[0001] The present invention will be described in more detail below based on an example of execution represented by the figures below: - Figure 1 - X-ray analysis; and - Figure 2 - DSC analysis of microcellular samples.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[00021] A presente invenção descreve uma composição polimérica expandida compreendendo: (i) 100 per de poliolefina; (ii) de 0,1 a 0,5 per de antioxidante, em relação à massa da poliolefma; (iii) de 0,1 a 80 per de agente expansor, em relação à massa da poliolefma; (iv) de 0,2 a 20 per de haloisita, em relação à massa da poliolefma.[00021] The present invention describes an expanded polymeric composition comprising: (i) 100 polyolefin per; (ii) from 0.1 to 0.5 per antioxidant, in relation to the mass of the polyolefin; (iii) from 0.1 to 80 per expansion agent, in relation to the mass of the polyolefin; (iv) from 0.2 to 20 per haloosite, in relation to the mass of the polyolefin.

[00022] A referida composição é capaz de proporcionar a expansão da matriz polimérica, bem como o aumento de suas propriedades mecânicas e reológicas, e ainda a redução da condutividade térmica da matriz polimérica. As significativas propriedades reológicas extensionais e o alto nível de expansão das poliolefinas derivadas da composição ora revelada proporcionam maior resistência no fundido, bem como de suas blendas. Ou seja, tais resinas e/ou blendas apresentam densidade de células entre 104 e 109 células por centímetro cúbico de material expandido (nanocompósito), além de excelente acabamento superficial e incremento nas propriedades mecânicas. O nanocompósito polimérico obtido na composição revelada na presente invenção é expandido preferencialmente por moldagem por injeção e é apropriado para a fabricação de artigos ou artefatos poliméricos celulares compreendendo ditos nanocompósitos expandidos.[00022] The said composition is capable of providing the expansion of the polymeric matrix, as well as the increase of its mechanical and rheological properties, and also the reduction of the thermal conductivity of the polymeric matrix. The significant extension rheological properties and the high level of expansion of the polyolefins derived from the composition now disclosed provide greater resistance in the melt, as well as its blends. That is, such resins and / or blends have cell density between 104 and 109 cells per cubic centimeter of expanded material (nanocomposite), in addition to excellent surface finish and increase in mechanical properties. The polymeric nanocomposite obtained in the composition disclosed in the present invention is preferably expanded by injection molding and is suitable for the manufacture of cellular polymeric articles or artifacts comprising said expanded nanocomposites.

[00023] Entre as vantagens da composição ora revelada, podem ser citados a diminuição da condutividade térmica e, portanto, o consequente aumento do isolamento térmico.[00023] Among the advantages of the composition now disclosed, mention can be made of the decrease in thermal conductivity and, therefore, the consequent increase in thermal insulation.

[00024] O artigo polimérico descrito nesta invenção é obtido preferencialmente por meio de processo de moldagem por injeção de microcélulas. Assim, a partir da presente composição, é possível fabricar uma variedade de artigos poliméricos para a indústria automotiva, de calçados, espumas rígidas e flexíveis, painéis expandidos, embalagens e também para a indústria de construção civil, aeronáutica e naval. Os materiais obtidos por meio da presente composição possuem excelente acabamento superficial, excelente processabilidade e reciclabilidade.[00024] The polymeric article described in this invention is preferably obtained by means of a micro-cell injection molding process. Thus, from the present composition, it is possible to manufacture a variety of polymeric articles for the automotive industry, footwear, rigid and flexible foams, expanded panels, packaging and also for the civil, aeronautical and shipbuilding industry. The materials obtained by means of the present composition have excellent surface finish, excellent processability and recyclability.

[00025] Assim, o processo para obtenção de nanocompósitos a partir da composição revelada na presente invenção compreende as seguintes etapas: (a) Misturar fisicamente a poliolefina, o antioxidante e a haloisita; (b) Inserir a mistura obtida na etapa (a) em uma extrusora; (c) Peletizar a mistura obtida na etapa (b); (d) Adicionar o agente de expansão à mistura obtida na etapa (c); e (e) Moldar a mistura resultante das etapas (a) - (d).[00025] Thus, the process for obtaining nanocomposites from the composition disclosed in the present invention comprises the following steps: (a) Physically mixing the polyolefin, the antioxidant and the haloisite; (b) Insert the mixture obtained in step (a) in an extruder; (c) Pelletize the mixture obtained in step (b); (d) Add the blowing agent to the mixture obtained in step (c); and (e) Shaping the mixture resulting from steps (a) - (d).

[00026] A etapa (a) é opcionalmente realizada de modo a misturar manualmente a poliolefina (preferencialmente em estado sólido), o antioxidante e a haloisita. Como é uma etapa opcional, é previsto na presente invenção que os componentes da composição sejam adicionados diretamente na extrusora.[00026] Step (a) is optionally carried out in order to manually mix the polyolefin (preferably in solid state), the antioxidant and the haloisite. As it is an optional step, it is provided in the present invention that the components of the composition are added directly to the extruder.

[00027] Assim, mais preferencialmente, o processo para obtenção de nanocompósitos a partir da composição revelada na presente invenção compreende as seguintes etapas: (a) Inserir a poliolefina, o antioxidante e a haloisita em uma extrusora; (b) Peletizar a mistura obtida na etapa (a); (c) Adicionar o agente de expansão à mistura obtida na etapa (b); e (d) Moldar a mistura resultante das etapas (a) - (c).[00027] Thus, more preferably, the process for obtaining nanocomposites from the composition disclosed in the present invention comprises the following steps: (a) Inserting the polyolefin, the antioxidant and the halosite in an extruder; (b) Pelletize the mixture obtained in step (a); (c) Add the blowing agent to the mixture obtained in step (b); and (d) Shaping the mixture resulting from steps (a) - (c).

[00028] Na presente invenção, entende-se por poliolefina qualquer polietileno e seus copolímeros e/ou polipropileno e seus copolímeros, polipropileno ramificado ou enxertado, ou mesmo copolímeros de etileno- octeno, bem como misturas dentre os mesmos. Adicionalmente, é possível a utilização de blendas compreendendo polipropileno de cadeia linear com polipropileno ramificado, ou mistura entre polipropileno linear com copolímero elastomérico ramificado ou polietileno ou ainda blendas compreendendo polipropileno ramificado com qualquer outra poliolefina com teores de polipropileno ramificado que podem variar de 10 a 80 per do total da blenda.[00028] In the present invention, polyolefin is understood to mean any polyethylene and its copolymers and / or polypropylene and its copolymers, branched or grafted polypropylene, or even ethylene-octene copolymers, as well as mixtures thereof. Additionally, it is possible to use blends comprising straight chain polypropylene with branched polypropylene, or mixture between linear polypropylene with branched elastomeric copolymer or polyethylene or blends comprising branched polypropylene with any other polyolefin with levels of branched polypropylene that can vary from 10 to 80 per of the total of the blend.

[00029] Preferencialmente a poliolefina utilizada está em estado sólido e possui 100 partes por cem de resina (per) de polipropileno linear ou 100 per de polipropileno ramificado, sendo que, mais preferencialmente, a poliolefina é uma blenda entre polipropileno linear com polipropileno ramificado, em quantidade de polipropileno ramificado que pode variar de 10 a 50 per do total de polipropileno linear. O índice de fluidez da poliolefina utilizada pode variar entre 0,1 g/10min e 80 g/10min (medido à temperatura de 230°C com carga de 2,16 Kg).[00029] Preferably the polyolefin used is in a solid state and has 100 parts per hundred of linear polypropylene (per) resin or 100 per branched polypropylene, the more preferably, the polyolefin is a blend between linear polypropylene with branched polypropylene, in quantity of branched polypropylene which can vary from 10 to 50 per cent of the total linear polypropylene. The fluidity index of the polyolefin used can vary between 0.1 g / 10min and 80 g / 10min (measured at a temperature of 230 ° C with a load of 2.16 kg).

[00030] Por antioxidante entende-se qualquer mistura de antioxidante fosfito e antioxidante fenólico. Na presente invenção, dita mistura equivale a 2:1 em massa de um fosfito e de um antioxidante fenólico. A quantidade de antioxidante (mistura) pode variar de 0,1 a 0,5 per, preferencialmente 0,15 per em relação à massa da poliolefina utilizada.[00030] Antioxidant means any mixture of phosphite antioxidant and phenolic antioxidant. In the present invention, said mixture is equivalent to 2: 1 by weight of a phosphite and a phenolic antioxidant. The amount of antioxidant (mixture) can vary from 0.1 to 0.5 per, preferably 0.15 per in relation to the weight of the polyolefin used.

[00031] Por agente de expansão entende-se qualquer agente de expansão químico e/ou físico, bem como a mistura dentre estes. Agente de expansão químico compreende compostos orgânicos ou inorgânicos, tais como bicarbonato de sódio, azodicarbonamida, azobisformamida, diazendicarboxamida, ácido succínico, bem como a mistura dentre estes, em quantidade que pode variar de 0,1 a 15 per do total da matriz polimérica. Preferencialmente, o agente expansor químico utilizado é azodicarbonamida em quantidade que pode variar de 3 a 10 per do total da matriz polimérica. Misturas entre agentes químico/químico podem variar dentre 0,1 a 50% entre os agentes químicos citados. Por outro lado, agentes expansores físicos compreendem gás carbônico (CO2), CO2 supercrítico, nitrogênio gasoso (N2), butano gasoso ou metano gasoso, bem como a mistura dentre estes, em quantidade que pode variar de 0,1 a 15 per do total da matriz polimérica Preferencialmente, o agente expansor físico utilizado é gás carbônico em quantidade que pode variar de 3 a 10 per do total da matriz polimérica. No caso de uso de agente de expansão físico, o mesmo deve ser adicionado no canhão da máquina com o uso de bico injetor de gás. Misturas dentre agente químico/físico podem variar entre 0,1 a 50% entre os tipos de agentes químicos e físicos. É também prevista pela presente invenção a mistura dentre agente físico/físico que, por sua vez, pode variar entre 0,1 a 50% entre os tipos de agentes físicos.[00031] By blowing agent is meant any chemical and / or physical blowing agent, as well as the mixture between them. Chemical blowing agent comprises organic or inorganic compounds, such as sodium bicarbonate, azodicarbonamide, azobisformamide, diazendicarboxamide, succinic acid, as well as the mixture among them, in an amount that can vary from 0.1 to 15 per cent of the total polymer matrix. Preferably, the chemical expanding agent used is azodicarbonamide in an amount that can vary from 3 to 10 per cent of the total polymer matrix. Mixtures between chemical / chemical agents can vary from 0.1 to 50% among the chemical agents mentioned. On the other hand, physical expanding agents comprise carbon dioxide (CO2), supercritical CO2, nitrogen gas (N2), gaseous butane or gaseous methane, as well as the mixture among them, in an amount that can vary from 0.1 to 15 per cent of the total of the polymeric matrix Preferably, the physical expanding agent used is carbon dioxide in an amount that can vary from 3 to 10 per cent of the total of the polymeric matrix. In the case of the use of a physical expansion agent, it must be added to the machine's cannon with the use of a gas injector nozzle. Mixtures between chemical / physical agents can vary between 0.1 to 50% between types of chemical and physical agents. It is also foreseen by the present invention the mixture between physical / physical agent, which, in turn, can vary between 0.1 to 50% between the types of physical agents.

[00032] A presente invenção prevê ainda o uso opcional de um catalisador, quando da utilização de agente de expansão químico, para reduzir a faixa de temperatura de ação do agente químico de expansão, compreendendo compostos de óxidos metálicos. Preferencialmente o catalisador utilizado é óxido de zinco, em quantidade que pode variar de 0,1 a 7% em relação ao teor de agente de expansão químico utilizado. Preferencialmente, a quantidade de óxido de zinco é de 3%.[00032] The present invention also provides for the optional use of a catalyst, when using a chemical blowing agent, to reduce the temperature range of action of the chemical blowing agent, comprising metal oxide compounds. Preferably the catalyst used is zinc oxide, in an amount that can vary from 0.1 to 7% in relation to the content of chemical blowing agent used. Preferably, the amount of zinc oxide is 3%.

[00033] Ademais, agentes compatibilizantes podem ser opcionalmente adicionados à composição revelada na presente invenção, desde que apresentem característica polar e natureza não iônica. Neste caso, os agentes compatibilizantes são adicionados juntamente com os outros componentes para mistura manual ou diretamente na extrusora. A quantidade de agentes compatibilizantes, tal como o polipropileno enxertado com anidrido malei.co e/ou tensoativos, pode variar na proporção entre 0,5:1 e 2:1 com a proporção entre a massa total da haloisita e o agente compatibilizante adicionados na composição. Preferencialmente, a quantidade de agentes compatibilizantes é de 2:1, (haloisita:tensoativo).[00033] Furthermore, compatibilizing agents can optionally be added to the composition disclosed in the present invention, as long as they have polar characteristics and non-ionic nature. In this case, the compatibilizing agents are added together with the other components for manual mixing or directly in the extruder. The amount of compatibilizing agents, such as polypropylene grafted with malei.co anhydride and / or surfactants, can vary in the proportion between 0.5: 1 and 2: 1 with the proportion between the total mass of the haloisite and the compatibilizing agent added in the composition. Preferably, the amount of compatibilizing agents is 2: 1, (haloisite: surfactant).

[00034] Por haloisita entende-se qualquer aluminossilicato natural não modificado e não purificado, ou sintético e modificado, purificado ou não. Preferencialmente, a haloisita utilizada na presente invenção está na forma de partículas nanométricas, mais preferencialmente na forma de nanotubos em faixas de granulometria que podem variar entre 50 e 70 m/g e densidade entre 2 e 3 g/cm . Entende-se por partículas nanométricas aquelas que possuem dimensões com ordem de grandeza na faixa de 10’9 metros. O teor de haloisita pode variar de 0,2 a 20 per do total de poliolefina utilizada, sendo preferencial a quantidade de 0,5 a 10 per.[00034] Haloisite means any unmodified and unpurified natural aluminosilicate, or synthetic and modified, purified or not. Preferably, the haloisite used in the present invention is in the form of nanometric particles, more preferably in the form of nanotubes in ranges of granulometry that can vary between 50 and 70 m / g and density between 2 and 3 g / cm. Nanometric particles are those that have dimensions with an order of magnitude in the range of 10'9 meters. The halosite content can vary from 0.2 to 20 per cent of the total polyolefin used, with an amount of 0.5 to 10 per cent being preferred.

[00035] Quando da realização da etapa (b) do processo para a obtenção do nanocompósito a partir da composição revelada na presente invenção, a mistura ocorre preferencialmente em extrusora dupla-rosca, utilizando temperatura de processamento da poliolefina para que o polímero se mantenha no estado fundido. No caso do PP ramificado puro ou da blenda de PP linear com PP ramificado, a temperatura de processamento ocorre preferencialmente entre 180 e 240°C.[00035] When carrying out step (b) of the process for obtaining the nanocomposite from the composition disclosed in the present invention, the mixing preferably takes place in a twin-screw extruder, using the polyolefin processing temperature so that the polymer remains at molten state. In the case of pure branched PP or blending of linear PP with branched PP, the processing temperature occurs preferably between 180 and 240 ° C.

[00036] Ao final da etapa de extrusão, a mistura obtida caracteriza-se por ser um nanocompósito de aluminossilicato nanotubular não expandido e, então, passa por um peletizador. Em seguida, é adicionado agente expansor ao nanocompósito obtido a fim de proporcionar condições para que o mesmo possa expandir-se na etapa de moldagem por injeção. Por fim, obtém-se um nanocompósito expandido moldado na forma de artigo ou artefato polimérico de interesse a ser comercializado.[00036] At the end of the extrusion step, the mixture obtained is characterized by being an unexpanded nanotubular aluminosilicate nanocomposite and then passes through a pelletizer. Then, an expanding agent is added to the obtained nanocomposite in order to provide conditions for it to expand in the injection molding stage. Finally, an expanded nanocomposite is obtained molded in the form of an article or polymeric artifact of interest to be commercialized.

[00037] Conforme descrito anteriormente, a expansão da poliolefina é realizada por meio da utilização de agentes de expansão e, particularmente, dita poliolefina expandida é apropriada para moldagem por injeção, preferencialmente para a moldagem por injeção de espumas microcelulares, processo amplamente divulgado no estado da técnica. O tipo, bem como a quantidade, de agente expansor utilizado para a expansão da poliolefina é determinado considerando a quantidade de gás que o agente expansor é capaz de produzir (no caso de agente expansor químico), a razão de expansão ou mesmo de acordo com as propriedades físicas de interesse.[00037] As previously described, the expansion of the polyolefin is accomplished through the use of blowing agents and, particularly, said expanded polyolefin is suitable for injection molding, preferably for the injection molding of microcellular foams, a process widely publicized in the state of the technique. The type, as well as the quantity, of the blowing agent used for the expansion of the polyolefin is determined considering the amount of gas that the blowing agent is capable of producing (in the case of chemical blowing agent), the expansion ratio or even according to the physical properties of interest.

[00038] A temperatura de processamento durante a moldagem por injeção pode variar de acordo com a escolha do agente de expansão, do modelo do artigo a ser fabricado ou do tamanho da máquina utilizada. Temperaturas típicas utilizadas em moldagem por injeção de poliolefinas podem ser utilizadas. No caso do PP ramificado puro ou da blenda de PP linear com PP ramificado, a temperatura para moldagem por injeção utilizada é de 180 a 240°C.[00038] The processing temperature during injection molding may vary according to the choice of the blowing agent, the model of the article to be manufactured or the size of the machine used. Typical temperatures used in injection molding of polyolefins can be used. In the case of pure branched PP or blended linear PP with branched PP, the temperature for injection molding used is 180 to 240 ° C.

[00039] A razão de expansão do nanocompósito polimérico pode ser controlada pela temperatura de processamento ou pelos parâmetros típicos de um processo de moldagem por injeção, como velocidade e teor de agente de expansão durante a moldagem por injeção. A razão de expansão ocorre preferencialmente na faixa de 1,5 a 6 vezes em relação à densidade inicial do nanocompósito não expandido, ou seja, antes de o mesmo ter passado pela etapa de moldagem.[00039] The expansion rate of the polymeric nanocomposite can be controlled by the processing temperature or by the typical parameters of an injection molding process, such as speed and content of blowing agent during injection molding. The expansion ratio occurs preferably in the range of 1.5 to 6 times in relation to the initial density of the unexpanded nanocomposite, that is, before it has passed through the molding step.

[00040] O bico de injeção valvulado, as válvulas controladoras de fluxo de injeção ou as válvulas injetoras de gás podem ser utilizados para controlar a razão de expansão do nanocompósito polimérico na etapa de moldagem por injeção.[00040] The valve injection nozzle, injection flow control valves or gas injection valves can be used to control the expansion rate of the polymeric nanocomposite in the injection molding step.

[00041] A expansão do nanocompósito, de acordo com a presente invenção, possui balanço adequado entre propriedades físicas e expansividade, permitindo a moldagem por injeção em moldes com cavidades de espessura fina ou larga. Além disso, a composição ora revelada gera um nanocompósito com condutividade térmica entre 0,005 e 0,12, o que o toma apropriado para moldagem por injeção de artigos leves e expandidos, com alta resistência mecânica, excelente acabamento superficial e reciclabilidade.[00041] The expansion of the nanocomposite, according to the present invention, has an appropriate balance between physical properties and expansiveness, allowing injection molding in molds with cavities of thin or wide thickness. In addition, the composition now disclosed generates a nanocomposite with thermal conductivity between 0.005 and 0.12, which makes it suitable for injection molding of light and expanded articles, with high mechanical resistance, excellent surface finish and recyclability.

[00042] Para permitir uma melhor compreensão da presente invenção e demonstrar claramente os avanços técnicos obtidos, são apresentados a seguir exemplos não limitantes da presente invenção. Os resultados obtidos foram comparados com o uso de talco (carga inorgânica comumente utilizada para fins de aumento de propriedades físicas, mecânicas e redução da anisotropia de células em espumas poliméricas) para mostrar os avanços e as vantagens do uso de nanotubos de haloisita.[00042] To allow a better understanding of the present invention and to clearly demonstrate the technical advances obtained, non-limiting examples of the present invention are presented below. The results obtained were compared with the use of talc (inorganic filler commonly used for the purpose of increasing physical and mechanical properties and reducing the anisotropy of cells in polymeric foams) to show the advances and advantages of using halosite nanotubes.

EXAMPLES

[00043] A poliolefina utilizada foi misturada fisicamente, à temperatura de 25°C, com antioxidante Irganox B215, com a haloisita. Essa mistura foi processada em extrusora de rosca dupla co-rotatória Coperion, modelo ZSK18K38, com diâmetro de 18 mm e L/D = 38. A temperatura de processamento foi de 190°C, com rotação das roscas de 200 rpm, com torque na extrusora de 70% do torque máximo da mesma. Após a extrusão, a mistura foi granulada/peletizada e, então, obteve-se o nanocompósito não expandido.[00043] The polyolefin used was physically mixed, at the temperature of 25 ° C, with antioxidant Irganox B215, with the haloisite. This mixture was processed in a Coperion co-rotating twin screw extruder, model ZSK18K38, with a diameter of 18 mm and L / D = 38. The processing temperature was 190 ° C, with a rotation of the threads at 200 rpm, with torque at the extruder 70% of its maximum torque. After extrusion, the mixture was granulated / pelleted and, then, the unexpanded nanocomposite was obtained.

[00044] Depois de obtido o nanocompósito não expandido, a este foi adicionado agente químico de expansão e catalisador, para em seguida ser moldado por injeção para a obtenção do artigo ou artefato expandido polimérico.[00044] After obtaining the unexpanded nanocomposite, it was added a chemical expansion agent and catalyst, and then it was molded by injection to obtain the expanded polymeric article or artifact.

[00045] As propriedades mecânicas dos nanocompósitos e artigos poliméricos preparados nos Exemplos foram avaliadas a partir de corpos de prova moldados por injeção microcelular a partir das seguintes normas/ metodologias: • Rigidez: análise mecânico-dinâmicas (DMA) • Densidade aparente: seguindo a norma ASTM D3575. • Condutividade térmica: seguindo a norma ISO 22007-2. • Análise do comportamento de fusão e cristalização da matriz polimérica (DSC) • Densidade de células na matriz expandida. • Medida de difração de raios-X[00045] The mechanical properties of nanocomposites and polymeric articles prepared in the Examples were evaluated from specimens molded by microcellular injection using the following standards / methodologies: • Rigidity: mechanical-dynamic analysis (DMA) • Apparent density: following the ASTM D3575 standard. • Thermal conductivity: following the ISO 22007-2 standard. • Analysis of the fusion and crystallization behavior of the polymeric matrix (DSC) • Density of cells in the expanded matrix. • X-ray diffraction measurement

[00046] As propriedades térmicas dos nanocompósitos obtidos foram determinadas por calorimetria diferencial de varredura efetuada em um sistema Thermal Analysis Instruments (DSC), utilizando-se as seguintes condições: as amostras foram submetidas a aquecimento de 30°C a 200°C a uma velocidade de aquecimento de 10°C/min. Na temperatura desejada, as amostras foram mantidas por 5 minutos e resfriadas até 30°C, na mesma taxa, em atmosfera de nitrogênio. O ciclo foi repetido e os valores de temperatura de fusão (Tm), temperatura de cristalização (Tc) e o teor de cristalinidade (Xc) foram obtidos no primeiro ciclo. Para o cálculo de teor de cristalinidade, foi utilizado como referência o valor do PP 100% cristalino de 190 J/g.[00046] The thermal properties of the obtained nanocomposites were determined by differential scanning calorimetry performed on a Thermal Analysis Instruments (DSC) system, using the following conditions: the samples were subjected to heating from 30 ° C to 200 ° C at a heating speed of 10 ° C / min. At the desired temperature, the samples were kept for 5 minutes and cooled to 30 ° C, at the same rate, in a nitrogen atmosphere. The cycle was repeated and the values of melting temperature (Tm), crystallization temperature (Tc) and crystallinity content (Xc) were obtained in the first cycle. For the calculation of crystallinity content, the value of the 100% crystalline PP of 190 J / g was used as a reference.

[00047] A condutividade térmica foi medida em um equipamento Hot Disk TPS-1500 conforme a norma ISO 22007-2, método transiente com disco aquecido (TPS). O diâmetro do sensor utilizado foi de 9.868 mm, a potência aplicada foi de 0,8 W e o tempo de medida de 20s no modo standard. Todas as medidas foram realizadas em duplicata.[00047] The thermal conductivity was measured in a Hot Disk TPS-1500 equipment according to the ISO 22007-2 standard, transient method with heated disk (TPS). The diameter of the sensor used was 9,868 mm, the power applied was 0.8 W and the measurement time was 20 seconds in standard mode. All measurements were performed in duplicate.

[00048] As análises mecânico-dinâmicas (DMA) foram realizadas em um aparelho T.A modelo QA800 operando em modo de single cantillever com dimensões aproximadas de 12,00 x 7,00 x 13,75 mm. As medidas foram realizadas com frequência de 1 Hz e amplitude da deformação de 0,02%. As amostras, obtidas por corte à laser do corpo de prova expandido, foram analisadas em perfil de temperatura na faixa de -30°C até 130°C com taxa de aquecimento de 3°C/min.[00048] Mechanical-dynamic analyzes (DMA) were performed on a T.A model QA800 device operating in single cantillever mode with dimensions of approximately 12.00 x 7.00 x 13.75 mm. The measurements were performed with a frequency of 1 Hz and a deformation amplitude of 0.02%. The samples, obtained by laser cutting the expanded specimen, were analyzed in a temperature profile in the range of -30 ° C to 130 ° C with a heating rate of 3 ° C / min.

[00049] A densidade de células (Ao), que se caracteriza pelo número de células por unidade de volume (cm3) da espuma, foi determinada usando a seguinte expressão: 3

onde: n‘. número de células presentes na micrografia obtida por microscopia eletrônica de varredura (MEV); A: árêa da micrografia, em cm2; ps: densidade da poliolefina; p/: densidade da amostra microcelular.[00049] The cell density (Ao), which is characterized by the number of cells per unit volume (cm3) of the foam, was determined using the following expression: 3

where: n '. number of cells present in the micrograph obtained by scanning electron microscopy (SEM); A: area of the micrograph, in cm2; ps: density of polyolefin; p /: density of the microcellular sample.

[00050] As medidas de difração de raios-X foram realizadas em radiação de CuKα com filtro de comprimento de onda de X = 1,541 Â em um Difratômetro Siemens D-500. As condições de análise utilizadas foram: ângulo inicial = 2o, ângulo final = 45°, passo = 0,05° e tempo por ponto =2s.[00050] X-ray diffraction measurements were performed in CuKα radiation with a wavelength filter of X = 1.541 Â on a Siemens D-500 Diffractometer. The analysis conditions used were: initial angle = 2nd, final angle = 45 °, step = 0.05 ° and time per point = 2s.

[00051] Os resultados dos testes são mostrados nas Tabelas 1 e 2 adiante. Os componentes mencionados nas referidas Tabelas correspondem aos seguintes produtos: • Poliolefinas: o Homopolímero de polipropileno (PP) na forma de grânulos porosos e índice de fluidez de lOg/lOmin (230°C/2,16kg), densidade de 0,905 g/cm3; o Polipropileno ramificado com maior resistência no fundido (PPHMS) na forma de pellets, com índice de fluidez de 3,5 g/10min (230°C/2,16kg), densidade de 0,905 g/cm3. o Copolímero ramificado Poli(etileno-co-octeno) (POE) na forma de pellets com índice de fluidez de 30 g/10min (230°C/2,16kg), □ densidade de 0,870 g/cm . • Carga Inorgânica: o Nanotubos de Haloisita, argilomineral do grupo do caulim com área superficial de 64 m2/g e densidade de 2,53 g/cm3. o Talco com densidade de 0,75 g/cm3 e área superficial mínima de 5 m2.g-1 e com 0,1% de retenção de partículas em peneira de 325 mesh (45 μm). • Agente Expansor e Catalisador: o Agente expansor azodicarbonamida (ACA). o Catalisador óxido de zinco (ZnO).[00051] The test results are shown in Tables 1 and 2 below. The components mentioned in the referred Tables correspond to the following products: • Polyolefins: the polypropylene (PP) homopolymer in the form of porous granules and a fluidity index of 10g / 10min (230 ° C / 2.16kg), density of 0.905 g / cm3 ; o Branched polypropylene with higher melt strength (PPHMS) in the form of pellets, with a fluidity index of 3.5 g / 10min (230 ° C / 2.16kg), density of 0.905 g / cm3. o Branched copolymer Poly (ethylene-co-octene) (POE) in the form of pellets with a fluidity index of 30 g / 10min (230 ° C / 2.16kg), □ density of 0.870 g / cm. • Inorganic Load: o Haloisita Nanotubes, a clay mineral from the kaolin group with a surface area of 64 m2 / g and a density of 2.53 g / cm3. o Talc with a density of 0.75 g / cm3 and a minimum surface area of 5 m2.g-1 and 0.1% particle retention in a 325 mesh (45 μm) sieve. • Expanding Agent and Catalyst: the Azodicarbonamide Expanding Agent (ACA). o Zinc oxide (ZnO) catalyst.

[00052] Para facilitar o entendimento da presente invenção, bem como mostrar os avanços tecnológicos da aplicação de nanotubos de haloisita em espumas microcelulares de PP, os mesmos resultados apresentados nos exemplos foram comparados com a amostra de PP/poliolefina ramificada (Amostras Branco 1 e Brancoó - sem carga) e misturas entre PP/poliolefina ramificada com o uso de micropartícuias de talco.[00052] To facilitate the understanding of the present invention, as well as to show the technological advances in the application of halosite nanotubes in microcellular PP foams, the same results presented in the examples were compared with the PP / branched polyolefin sample (Samples White 1 and Brancoó - no load) and mixtures between PP / branched polyolefin using talc microparticles.

[00053] A Tabela 1 apresenta os exemplos comparativos dentre as blendas de PP com teor fixo de 20 per de copolímero de etileno-octeno (POE), bem como dentre a adição de carga haloisita ou talco. Neste caso, a densidade aparente do material microcelular produzido com haloisita mostrou-se na mesma faixa das amostras sem carga, Amostra Branco 1, com haloisita nas Amostras 2 e 3, ou com talco nas Amostras 4 e 5. TABELA 1

[00053] Table 1 shows the comparative examples among the blends of PP with a fixed content of 20 per cent of ethylene-octene copolymer (POE), as well as among the addition of haloisite or talc filler. In this case, the apparent density of the microcellular material produced with halosite was found to be in the same range as the unloaded samples, White Sample 1, with halosite in

Samples

2 and 3, or with talc in Samples 4 and 5. TABLE 1

[00054] A densidade de células aumentou com adição de haloisita na matriz microcelular na faixa de 193% (Amostra 2) e cerca de 17% para Amostra 3 em comparação com a Amostra Branco 1. Os compósitos com talco tiveram aumento ainda maior na densidade de células (336% para o composto com 0,5 per e 527% para 3 per). Sabe-se que quanto maior a densidade de células, menor a condutividade térmica. Percebe-se, porém, que os compósitos com haloisita apresentaram condutividade térmica menor que os compósitos contendo talco, mesmo com uma menor densidade de células, o que evidencia a vantagem do uso de haloisita nas peças expandidas.[00054] Cell density increased with addition of halosite to the microcellular matrix in the range of 193% (Sample 2) and about 17% for Sample 3 compared to Sample White 1. Composites with talc had an even greater increase in density of cells (336% for the compound with 0.5 per and 527% for 3 per). It is known that the higher the density of cells, the lower the thermal conductivity. It is noticed, however, that composites with haloisite showed lower thermal conductivity than composites containing talc, even with a lower density of cells, which shows the advantage of using haloisite in expanded parts.

[00055] As amostras microcelulares com o uso de haloisita (Amostras 2 e 3) apresentaram redução dos valores médios de condutividade térmica de, ao menos, 8% quando comparadas com o uso de talco (Amostras 4 e 5).[00055] The microcellular samples with the use of halosite (Samples 2 and 3) showed a reduction of the average values of thermal conductivity of, at least, 8% when compared with the use of talc (Samples 4 and 5).

[00056] A Tabela 2 apresenta exemplos comparativos dentre as blendas de PP com teor fixo de 20 per de polipropileno ramificado com maior resistência no fundido (PPHMS), Amostra Brancoó, bem como dentre a adição de carga haloisita ou talco, correspondendo as Amostras 7 a 10. TABELA 2

[00056] Table 2 presents comparative examples among the blends of PP with fixed content of 20 perts of branched polypropylene with greater resistance in the melt (PPHMS), Sample Brancoó, as well as among the addition of haloisite or talc filler, corresponding to Samples 7 to 10. TABLE 2

[00057] Pela Tabela 2 é possível observar que a densidade de células aumentou com adição de haloista na matriz microcelular na faixa de 82% para a Amostra 7 e aproximadamente 137% para a Amostra 8, em comparação com a Amostra Brancoó.[00057] From Table 2 it is possible to observe that the cell density increased with the addition of haloist in the microcellular matrix in the range of 82% for Sample 7 and approximately 137% for Sample 8, in comparison with the Brancoó Sample.

[00058] No caso do uso de talco, o uso de 3 per apresentou aumento na condutividade térmica em +36% para a Amostra 10 em relação a Amostra Brancoó.[00058] In the case of the use of talc, the use of 3 per showed an increase in thermal conductivity by + 36% for Sample 10 in relation to Sample Brancoó.

[00059] Na comparação entre os valores de condutividade térmica, a haloisita apresentou redução de -66% (Amostra 8) quando comparada ao talco (Amostra 10). Assim, a haloisita mostra evidente incremento na propriedade de isolamento térmico para as formulações microcelulares citadas nos exemplos da presente invenção.[00059] In the comparison between the values of thermal conductivity, the haloisite showed a reduction of -66% (Sample 8) when compared to talc (Sample 10). Thus, haloisite shows an evident increase in the thermal insulation property for the microcellular formulations mentioned in the examples of the present invention.

[00060] Para os exemplos com talco (Amostras 4, 5, 9 e 10), a condutividade térmica dos artigos microcelulares mostrou-se maior do que os artigos com haloisita (Amostras 2, 3, 7 e 8). Portanto, a relação entre densidade de células e condutividade térmica mostra evidente melhoramento que a haloisita traz nos artigos microcelulares. Assim, é possível concluir que o uso da composição ora revelada, utilizando haloisita, toma possível alterar/melhorar a condutividade térmica do artigo expandido sem alterar a sua densidade aparente.[00060] For the examples with talc (Samples 4, 5, 9 and 10), the thermal conductivity of the microcellular articles was shown to be higher than the articles with halosite (Samples 2, 3, 7 and 8). Therefore, the relationship between cell density and thermal conductivity shows an evident improvement that halosite brings in microcellular articles. Thus, it is possible to conclude that the use of the composition now disclosed, using halosite, makes it possible to change / improve the thermal conductivity of the expanded article without changing its apparent density.

[00061] A adição de haloisita (Amostras 2, 3, 7 e 8) na composição revela um comportamento de nucleação de células e cristais da matriz polimérica com maior eficiência do que nas Amostras Branco 1 e Brancoó, pois promove a formação de cristais beta na matriz (Figuras 1 e 2), reduzindo a razão de aspecto da célula para 1, bem como aumentando a velocidade de formação e estabilização da célula na matriz, durante a expansão, evitando o colapso das mesmas.[00061] The addition of halosite (Samples 2, 3, 7 and 8) in the composition reveals a nucleation behavior of cells and crystals of the polymeric matrix with greater efficiency than in Samples Branco 1 and Brancoó, as it promotes the formation of beta crystals in the matrix (Figures 1 and 2), reducing the aspect ratio of the cell to 1, as well as increasing the speed of formation and stabilization of the cell in the matrix, during expansion, preventing their collapse.

[00062] O resultado de raio-X (Figura 1) e a análise de DSC (Figura 2) comprovam evidente formação da fase cristalina beta da matriz nas amostras com haloisita. Desta forma, as Amostras 2, 3, 7 e 8 mostram aumento em relação às propriedades mecânicas das Amostras Brancol e/ou Brancoó. Na comparação entre as amostras microcelulares com 0,5 per de haloisita (Amostras 2 e 7 ) ou 3 per (Amostras 3 e 8), a adição de 0,5 per de haloisita resulta em maior formação de fase cristalina beta na matriz, e, desta forma, maiores propriedades alcançadas.[00062] The X-ray result (Figure 1) and the DSC analysis (Figure 2) show an evident formation of the beta crystalline phase of the matrix in the samples with haloisite. Thus, Samples 2, 3, 7 and 8 show an increase in relation to the mechanical properties of the Brancol and / or Brancoó Samples. In the comparison between microcellular samples with 0.5 per halosite (Samples 2 and 7) or 3 per (Samples 3 and 8), the addition of 0.5 per haloisite results in greater formation of beta crystalline phase in the matrix, and , thus, greater properties achieved.

[00063] Por se apresentar naturalmente como um nanotubo oco, o teor de vazio presente na haloisita atua como isolante térmico interferindo positivamente nos valores de condutividade térmica, pois aumenta o teor de vazio da composição. Neste caso, a adição de 0,5 per ou 3 per nas composições pode estabilizar e até reduzir os valores de condutividade térmica, mostrando melhoramento no isolamento térmico dos artigos microcelulares.[00063] As it naturally appears as a hollow nanotube, the void content present in the halosite acts as a thermal insulator, positively interfering with the thermal conductivity values, as it increases the void content of the composition. In this case, the addition of 0.5 per or 3 per in the compositions can stabilize and even reduce the values of thermal conductivity, showing improvement in the thermal insulation of the microcellular articles.

[00064] Portanto, frente aos resultados dos exemplos apresentados, ficam evidentes as melhorias nas propriedades físicas e mecânicas de artigos expandidos microcelulares utilizando haloisita. Em relação às Amostras Branco 1 ou Brancoó, as amostras com adição de haloisita mostra evidente aumento nas propriedades mecânicas e físicas.[00064] Therefore, in view of the results of the examples presented, the improvements in the physical and mechanical properties of expanded microcellular articles using halosite are evident. In relation to the Branco 1 or Brancoó samples, the samples with the addition of haloisite show an evident increase in the mechanical and physical properties.

[00065] A expansão dos nanocompósitos de haloisita com poliolefmas ramificadas ou blendas entre poliolefmas lineares e poliolefmas ramificadas, como revelado na presente invenção, mostra excelente desempenho na moldagem por injeção, bem como balanço adequado entre propriedades mecânicas, térmicas e de isolamento térmico. Os artigos microcelulares obtidos a partir da composição revelada pela presente invenção possuem uniformidade de distribuição de células na matriz, excelente acabamento superficial e alta resistência mecânica.[00065] The expansion of halosite nanocomposites with branched or blended polyolefins between linear and branched polyolefins, as revealed in the present invention, shows excellent performance in injection molding, as well as an adequate balance between mechanical, thermal and thermal insulation properties. The microcellular articles obtained from the composition disclosed by the present invention have uniform distribution of cells in the matrix, excellent surface finish and high mechanical resistance.

[00066] A utilização de haloisita na presente composição de poliolefmas expandidas microcelulares mostra evidente avanço na velocidade de formação e estabilização da estrutura celular, durante o processo de moldagem, resultando em menor nível de colapso e razão de aspecto da célula formada na faixa de 1. Assim, toma-se possível fabricar artigos poliméricos microcelulares, derivados de poliolefmas com haloisita, com melhoramento do isolamento térmico.[00066] The use of halosite in the present microcellular expanded polyolefin composition shows an evident advance in the speed of formation and stabilization of the cell structure, during the molding process, resulting in a lower level of collapse and aspect ratio of the cell formed in the range of 1 Thus, it becomes possible to manufacture microcellular polymeric articles, derived from polyolefins with halosite, with improved thermal insulation.

Claims

1. Expanded polymeric composition characterized by the fact that it comprises: (i) 100 pcr of polyolefin; (ii) from 0.1 to 0.5 pcr of antioxidant, (iii) from 0.1 to 80 pcr of blowing agent; (iv) from 0.2 to 20 pcr of haloisite, in relation to the total mass of the polyolefin.

2. Composition according to claim 1, characterized in that the polyolefin is selected from the group comprising polyethylene and its copolymers and / or polypropylene and its copolymers, branched or grafted polypropylene, or ethylene-octene copolymers, as well as mixtures among them, blends comprising straight chain polypropylene with branched polypropylene, or mixture between linear polypropylene with branched elastomeric copolymer or polyethylene, or blends comprising branched polypropylene with any other polyolefin with branched polypropylene contents that can vary from 10 to 80% of the total of the blend.

Composition according to claim 1 or 2, characterized in that the polyolefin is a blend comprising 100 pcr of linear polypropylene and 10 to 50 pcr of branched polypropylene in relation to the total of linear polypropylene.

4. Composition according to claim 1, characterized by the fact that the antioxidant is a mixture of phosphite antioxidant and phenolic antioxidant, preferably 2: 1 by weight of a phosphite to a phenolic, in an amount ranging from 0.1 to 0 , 5 pcr in relation to the mass of the polyolefin used, preferably 0.15 pcr.

5. Composition according to claim 1, characterized by the fact that the blowing agent is a chemical and / or physical agent, or a mixture between them.

6. Composition according to claim 1 or 5, characterized by the fact that the chemical agent is selected from the group comprising organic or inorganic compounds, such as sodium bicarbonate, azodicarbonamide, azobisformamide, diazendicarboxamide, succinic acid, as well as the mixture among these, in an amount of 0.1 to 15 pcr.

Composition according to claim 5 or 6, characterized by the fact that the chemical agent is azodicarbonamide in an amount of 3 to 10 pcr.

8. Composition according to claim 1 or 5 characterized by the fact that the physical agent is selected from the group comprising carbon dioxide (CO2), supercritical CO2, nitrogen gas (N2), gaseous butane or gaseous methane, as well as the mixture among these, in an amount of 0.1 to 15 pcr.

9. Composition according to claim 5 or 8, characterized by the fact that the physical agent is carbon dioxide (CO2) in an amount of 3 to 10 pcr.

10. Composition according to claim 1 or 5, characterized by the fact that the blowing agent is a mixture of chemical / chemical, chemical / physical or physical / physical agent that varies from 0.1 to 50% between agents.

11. Composition according to claim 1, characterized by the fact that it comprises from 0.5 to 10 pcr of haloisite in the form of nanotubes and in granulometry ranges that vary between 50 and 70 m2 / g and density between 2 and 3 g / cm3.

Composition according to any one of Claims 1 to 11, characterized by the fact that it optionally comprises from 0.5: 1 to 2: 1 of compatibilizing agent with polar characteristic and non-ionic nature, selected from the group comprising grafted polypropylene with maleic anhydride and / or surfactants.

13. Composition according to claim 12, characterized by the fact that the compatibilizing agent is a surfactant in the ratio 2: 1 between the total mass of the added haloisite and the compatibilizing agent.

Composition according to any one of Claims 1 to 13, characterized in that it optionally comprises a catalyst selected from the group comprising compounds of metal oxides in an amount ranging from 0.1 to 7% in relation to the content of chemical expansion used.

15. Composition according to claim 14, characterized by the fact that it comprises 3% zinc oxide.

16. Process for obtaining polymeric nanocomposite comprising the expanded polymeric composition as defined in any one of claims 1 to 15, characterized by the fact that it comprises the following steps: (a) Inserting the polyolefin, antioxidant and halosite in an extruder; (b) Pelletize the mixture obtained in step (a); (c) Add the blowing agent to the mixture obtained in step (b); and (d) Shaping the mixture resulting from steps (a) - (c).

17. Process according to claim 16, characterized by the fact that in step (d) the molding takes place by injection, preferably by injection of microcellular foams.

18. Process according to claim 16 or 17, characterized by the fact that the expansion ratio occurs from 1.5 to 6 times in relation to the initial density of the unexpanded nanocomposite.

19. Polymeric nanocomposite produced by the process as defined in any of claims 16 to 18, characterized by the fact that it has thermal conductivity between 0.005 and 0.12 Wm-1K-1 and apparent density between 0.3 and 0.7g.cm- 3.

20. Use of the nanocomposite as defined in claim 19, characterized by the fact that it is for application in footwear, rigid and flexible foams, expanded panels, packaging, the automotive industry, civil construction, aeronautics and shipbuilding, as well as in thermal insulation articles.

21. Polymeric article characterized by the fact that it comprises the polymeric nanocomposite as defined in claim 19.