BR112019001544B1

BR112019001544B1 - Composição polimérica expansível, grânulos expandidos e embalagens compreendendo as ditas composições

Info

Publication number: BR112019001544B1
Application number: BR112019001544-2A
Authority: BR
Inventors: Giovanni Cuder; Stefano COMBA
Original assignee: Versalis S.P.A.
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2024-01-16
Also published as: PL3491061T3; CN109476894B; MY198505A; RU2018138784A; US20190309138A1; HUE059299T2; WO2018019995A1; CN109476894A; BR112019001544A2; JP7004670B2; IT201600080035A1; MX2018013329A; RU2745224C2; JP2019523310A; EP3491061B1; ES2917614T3; US11078342B2; RU2018138784A3; EP3491061A1

Abstract

a presente invenção se refere a uma composição polimérica expansível que compreende: a) de 60% a 88% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a)+(b); b) de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e/ou pelo menos um polímero dieno hidrogenado, calculado em relação a (a)+(b); c) de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a)+(b).

Description

Descrição

[001]A presente invenção se refere a composições poliméricas expansíveis contendo copolímeros em bloco saturados de elastômero aromático de vinila e um processo de preparação dos mesmos.

[002]Em particular, a presente invenção se refere a composições poliméricas expansíveis contendo polímero e/ou copolímero aromático de vinila, e copolímeros em bloco que compreendem blocos de polímero aromático de vinila e blocos de polímero de elastômero completamente saturados.

[003]A presente invenção também se refere a espumas de polímero no formato de grânulos que contêm as composições descritas e reivindicadas no presente pedido de patente.

[004]As referidas composições reduziram o poder abrasivo e melhoraram a resistência ao impacto, pelo que podem ser utilizadas à produção de embalagens. Assim, a presente invenção também se refere a embalagens que contêm as composições descritas e reivindicadas; e o uso das referidas composições à fabricação de embalagens.

[005]No presente pedido de patente, todas as condições operacionais incluídas no texto devem ser consideradas como condições preferenciais, mesmo que isto não seja especificamente indicado.

[006]Para os propósitos deste texto, o termo “compreende” ou “incluir” também compreende o termo “consistir em” ou “consistir essencialmente em”.

[007]Para o propósito deste texto, as definições dos intervalos sempre incluem os extremos, a menos que especificado de outra maneira.

[008]Para o propósito da presente descrição, todas as composições como descritas e reivindicadas são incluídas, em que as porcentagens dos componentes individuais são selecionadas de modo a que a sua soma seja sempre menor que ou igual a 100%.

[009]Embalagens obtidas a partir de poliestireno expansível ainda constituem uma grande maioria dos componentes destinados a proteger os bens embalados contra impactos. No entanto, as espumas à base de poliestireno, como tal, são espumas de células fechadas e são notoriamente rígidas. A rigidez intrínseca do material significa que a superfície da embalagem tem, de acordo com a densidade e o grau de sinterização dos grânulos expandidos, a tendência a arranhar as superfícies embaladas (que devem ser protegidas com revestimentos de polietileno ou similares) ou a tendência de descascar devido à falta de adesão dos grânulos. Além disso, a elasticidade reduzida da espuma permite que ela absorva melhor o impacto quando as cargas por unidade de áre de superfície (definida como a razão entre o peso do item embalado com a superfície de contato) são maiores que 5 kPa, o que pode ser significativo para bens como TVs, equipamentos eletrônicos ou móveis. Normalmente, este problema é superado pela redução da superfície “ativa” da embalagem de absorção de choque, moldando-a com nervuras relevantes, que, no entanto, dão à embalagem formatos complexos e recortes que só podem ser feitos através da moldagem de peças individuais.

[010]Alternativamente às espumas que contêm poliestireno, podem ser usadas espumas à base de poliolefinas (polietileno expandido e polipropileno) que, embora possuam boas propriedades de amortecimento tribológicas e dinâmicas, são caracterizadas por alta difusividade dos agentes de expansão e não podem ser transportadas na fase expansível (com densidades aparentes> 500 kg/m3), mas apenas no formato já expandido e, portanto, com menor eficiência em termos de custos de transporte.

[011]O documento CA 2148992 descreve uma composição expansível que pode ser usada para produzir espumas elásticas. A referida composição compreende de 50% a 90% em peso de um polímero estirênico; de 5% a 30% em peso de pelo menos um elastômero solúvel em estireno, por exemplo polibutadieno, de preferência no formato de partículas; de 5% a 20% em peso de pelo menos um copolímero em bloco contendo estireno e um monômero de olefina insaturado, tal como estireno- butadieno, estireno-isopreno ou misturas dos mesmos, de preferência no formato de partículas que têm um tamanho médio que varia de 0,2 a 2 μm; de 1% a 15% em peso de um agente de expansão com baixo ponto de ebulição, calculado sobre a composição total.

[012]O documento CA 149002 descreve composições expansíveis que compreendem de 50% a 75% em peso de um polímero de estireno; de 5% a 30% em peso de um elastômero solúvel em estireno; de 5% a 20% em peso de pelo menos um copolímero em bloco contendo estireno e um monômero de olefina insaturado, tal como estireno-butadieno, estireno-isopreno ou misturas dos mesmos; de 15% a 50% em peso de pelo menos uma poliolefina; de 1% a 15% em peso de um agente de expansão com baixo ponto de ebulição.

[013]O documento DE 19710442 se refere a polímeros que são usados para preparar espumas resilientes. Em particular, um copolímero em bloco é descrito tendo uma estrutura SB/S-(S)n em que SB indica o copolímero de estireno-butadieno e S é um bloco de estireno contido em uma quantidade compreendida entre 5 e 40% em volume. A distribuição dos monômeros é casual (aleatória ou estatística); n é 0 ou 1. Os polímeros também compreendem 50% a 95% em peso de polímero estirênico.

[014]Os documentos US 2013/0140728 e US 2010/143697 descrevem composições termoplásticas expansíveis que compreendem de 45% a 98,9% em peso de um polímero de estireno; de 1% a 45% em peso de uma poliolefina, por exemplo um copolímero de acetato de vinila etileno, de 0,1% a 10% em peso de um copolímero em bloco de estireno-butadieno hidrogenado ou não hidrogenado; e um agente de expansão. As composições assim formadas permitem que a perda do agente de expansão seja reduzida; elas têm uma alta capacidade de expansão e permitem que os grânulos sejam preparados com alta rigidez e ao mesmo tempo boa elasticidade.

[015]O documento US 2011/0065819 descreve grânulos poliméricos expansíveis de material termoplástico que compreendem de 45% a 97,8% em peso de um polímero de estireno; de 1 a 45% em peso de uma poliolefina, por exemplo um copolímero de acetato de vinila etileno, que tem um ponto de fusão que varia de 105°C a 140°C; de 0% a 25% em peso de uma poliolefina cujo ponto de fusão é menor que 105°C; de 0,1% a 25% em peso de um copolímero em bloco de estireno-butadieno; de 0,1% a 10% em peso de copolímero em bloco de estireno-etileno-butadieno; de 1% a 15% em peso de um agente de expansão.

[016]Os grânulos de polímero assim formados permitem que a perda do agente de expansão seja reduzida; tendo uma alta capacidade de expansão e pode ser processadas em grânulos com alta rigidez e ao mesmo tempo boa elasticidade.

[017]O documento US 2011/268972 descreve grânulos poliméricos expansíveis de material termoplástico que compreendem de 45% a 89,5% em peso de um polímero de estireno; de 5 a 20% em peso de uma poliolefina, por exemplo um copolímero de acetato de vinila etileno, que tem um ponto de fusão que varia de 105°C a 140°C; de 1% a 15% em peso de uma poliolefina cujo ponto de fusão é menor que 105°C; de 3% a 25% em peso de um copolímero em bloco de estireno-butadieno ou estireno-isopreno; de 0,5 a 5% em peso de copolímero em bloco de estireno-etileno- butadieno; de 1% a 15% em peso de um agente de expansão e possivelmente até 5% em peso de um agente de nucleação. No total, a soma dos copolímeros em bloco contendo estireno varia de 3,5% a 30% em peso.

[018]Os grânulos assim formados determinam a perda reduzida do agente de expansão a uma alta capacidade de expansão e pode ser processadas em grânulos com alta rigidez e ao mesmo tempo boa elasticidade.

[019]Normalmente, as composições expansíveis conhecidas no estado da técnica, contendo polímeros aromáticos de vinila e elastoméricos, destinados a embalagem, são obtidas com materiais ou processos poliméricos caros que requerem condições especiais de armazenamento e transporte, ou devem ser transformados logo após a impregnação de um agente de expansão.

[020]O Depositante descobriu que as dispersões contendo copolímeros em bloco, em que os blocos têm um componente aromático de vinila e um componente elastomérico completamente saturado, permitem obter composições expansíveis que são fáceis de preparar, nas quais o agente de expansão mantém a sua concentração ao longo do tempo.

[021]Um objetivo do presente pedido de patente se refere a uma composição polimérica expansível que compreende: a) de 60% a 88% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a) + (b); b) de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e/ou pelo menos um polímero dieno hidrogenado, calculado em relação a (a) + (b); c) de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a) + (b).

[022]As composições poliméricas descritas e reivindicadas no presente pedido de patente reduziram o poder abrasivo e melhoraram a resistência ao impacto, pelo que podem ser utilizadas à produção de embalagens.

[023]A embalagem assim obtida possui excelente amortecimento dinâmico, não risca as superfícies dos produtos embalados e não se quebra durante o uso, mantendo a adesão dos grânulos expandidos sinterizados entre si e tendo um deslocamento máximo maior que 30 mm (conforme norma ISO 1209).

[024]Portanto, outro objetivo da presente invenção está relacionado com o uso das referidas composições à fabricação de embalagens e embalagens que contêm as referidas composições descritas e reivindicadas.

[025]Para ser capaz de fabricar a embalagem descrita e reivindicada, é necessário transformar as composições poliméricas cobertas pelo presente pedido de patente em espumas poliméricas no formato de grânulos. As referidas espumas constituem também outro objetivo do presente pedido de patente.

[026]As referidas espumas podem ser usadas para obter materiais de embalagem onde as propriedades elásticas melhoradas da espuma levam a uma vantagem em termos da absorção de impactos e da qualidade da superfície. De fato, a presença do elastômero permite que a embalagem absorva melhor o impacto a baixas cargas (isto é, razão baixo peso / de área da superfície) e seja deformada através de dobragem, recuperando o formato original e especialmente reduzindo o poder abrasivo contra as superfícies embaladas.

[027]A embalagem obtida pode proporcionar um amortecimento dinâmico, é flexível, agradável ao toque e reduz o poder abrasivo. Os grânulos expandidos que formam a embalagem aderem bem uns aos outros e não se separam durante o uso. Além disso, o agente de expansão, contido na composição, não migra para fora dos grânulos durante o armazenamento à pressão atmosférica e à temperatura usual para polímeros aromáticos de vinila expansíveis.

[028]Esses benefícios técnicos também representam uma vantagem econômica, pois permitem que as embalagens sejam produzidas com superfícies de contato maiores, obtendo-as cortando blocos de grande volume, em vez de obtê-las moldando peças moldadas, uma técnica que normalmente requer um processo mais caro, que é menos eficiente em termos de capacidade de produção e menos flexível na produção. Na verdade, normalmente requer moldes dedicados a uma única série de produtos. Além disso, a possibilidade de deformar a espuma é uma característica que não pode ser obtida com os polímeros de estireno expandidos conhecidos no estado da técnica. Para estes, é adicionada a característica tribológica melhorada, que preserva as superfícies, particularmente as brilhantes, de produtos embalados.

[029]As composições descritas e reivindicadas são particularmente competitivas em comparação com as poliolefinas expandidas usadas nas aplicações já mencionadas, porque, sendo expansíveis, permitem poupar custos durante a etapa de transporte em que ainda não estão expandidas.

[030]No que diz respeito a outras espumas flexibilizadas expansíveis com poliolefinas do estado da técnica, as composições descritas e reivindicadas exibem melhor estabilidade do agente de expansão com consequências diretas na processabilidade do produto e na etapa de expansão (menor densidade alcançável), e consequências indiretas nos métodos de armazenamento menos rigorosos. De fato, os produtos do estado da técnica são transportados em tambores de metal vedados dispendiosos e armazenados em células de refrigeração para atrasar a separação do agente de expansão que é capaz de gerar atmosferas altamente inflamáveis e/ou explosivas.

[031]Finalmente, outro objetivo do presente pedido de patente é um processo para preparar as referidas composições expansíveis.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[032]O depositante descreve agora em detalhes as composições poliméricas de acordo com o presente pedido de patente.

[033]A presente invenção se refere a uma composição polimérica compreendendo: a) de 60% a 88% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a) + (b); b) de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e/ou pelo menos um polímero dieno hidrogenado, calculado em relação a (a) + (b); c) de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a) + (b).

[034]De preferência, as composições poliméricas descritas e reivindicadas compreendem: a) de 60% a 88% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a) + (b); b) de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e/ou pelo menos um copolímero dieno hidrogenado, calculado em relação a (a) + (; c) de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a) + (b).

[035]Os monômeros aromáticos de vinila que podem ser usados para preparar o polímero e/ou copolímero aromático de vinila, usados nas composições aqui descritas e reivindicadas, têm a fórmula geral (I):

[036]Na fórmula (I), R é um hidrogênio ou um grupo metila; n é zero ou um inteiro que varia de 1 a 3; Y é selecionado dentre um halogênio, de preferência cloro ou bromo; uma clorometila; um grupo alquila ou um grupo alcóxi tendo de 1 a 3 átomos de carbono.

[037]Os monômeros aromáticos de vinila preferenciais tendo fórmula (I) são selecionados dentre estireno, α-metilestireno, metilestireno, etilestireno, isômeros de viniltolueno, isômeros de etilestireno, isômeros de propilestireno, isômeros de cloroestireno, isômeros de metilcloroestireno, isômeros de metoxiestireno, isômeros de acetoxiestireno, isômeros de hidroxiestireno, isômeros de metil-hidroxiestireno e misturas dos mesmos. Com mais de preferência, os referidos monômeros aromáticos de vinila podem ser selecionados dentre o estireno e o α-metilestireno.

[038]Os monômeros aromáticos de vinila de fórmula geral (I) podem ser usados sozinhos, misturados entre si ou em misturas até 35% em peso com outros monômeros de vinila copolimerizáveis.

[039]De preferência, os monômeros de vinila copolimerizáveis são selecionados dentre ácido (met) acrílico, anidrido maleico, ésteres de alquila de ácido (met) acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, amidas e nitrilas de ácido (met) acrílico. Entre os referidos ésteres de ácido (met) acrílico, são preferenciais os compostos selecionados dentre etilacrilato, metilmetacrilato, butilacrilato, 2-etilhexilacrilato, dodecilacrilato, dodecilmetacrilato, estearilacrilato, estearilmetacrilato, glicidil metacrilato, etileno glicol dimetacrilato e misturas dos mesmos.

[040]Entre as referidos nitrilas de ácido (met) acrílico, são preferenciais compostos selecionados dentre acrilamida, metacrilamida, dimetilaminoetilmetacrilato, acrilonitrila, metacrilonitrila, butadieno, etileno e divinilbenzeno.

[041]O peso molecular médio em peso MW do polímero e/ou copolímero (a) está compreendido entre 130 kDa e 250 kDa. MWs menores que 130 kDa conferem fluidez muito alta, o que faz com que os grânulos colapsem durante o processo de expansão. MWs maiores que 250 kDa conferem uma velocidade de expansão insuficiente e uma densidade final inadequada do produto expandido.

[042]O copolímero em bloco (b) pode conter pelo menos um, de preferência pelo menos dois, blocos de polímero aromático de vinila, e pelo menos um bloco de polímero de dieno hidrogenado. Os copolímeros em bloco preferenciais são do tipo poliestireno-poli (etileno-butileno)-poliestireno (SEBS), derivados da hidrogenação do copolímero em bloco de poliestireno-polibutadieno-poliestireno; copolímeros em bloco do tipo poliestireno-poli (etileno-propileno) -poliestireno (SEPS), derivados da hidrogenação do copolímero em bloco de poliestireno-poli-isopreno-poliestireno. Copolímeros em bloco SEBS são preferenciais.

[043]Os dienos conjugados que podem ser usados para a preparação de copolímeros em bloco (b) são aqueles que têm de 4 a 8 átomos de carbono na molécula; de preferência, são selecionados dentre 1,3-butadieno, isopreno, 2,3- dimetil-1, 3-butadieno, piperileno e misturas dos mesmos; o 1,3-butadieno é particularmente preferencial.

[044]Os copolímeros em bloco lineares são tratados para hidrogenação total da porção de borracha do copolímero. A hidrogenação pode ser realizada na presença de qualquer catalisador de hidrogenação conhecido, tal como o cromato de níquel/Kieselguhr ou cobre de níquel Runey. O processo de hidrogenação a seguir é descrito, por exemplo, nas patentes US 3.595.942 e 3.810.957. As condições de hidrogenação são críticas e qualquer temperatura e pressão podem ser usadas. Estes produtos encontram-se no mercado com o nome EUROPRENE SOL TH 2311, EUROPRENE SOL TH 2312, fabricados e vendidos pela empresa Versalis SpA.

[045]No copolímero em bloco, o teor do componente aromático de vinila pode estar compreendido entre 20% e 45% em peso, com mais de preferência entre 25% e 32% em peso, em relação ao peso do copolímero em bloco. O Índice de Fluxo à Fusão (MFI) do componente aromático de vinila no copolímero em bloco pode ser maior ou igual a 1 g/10 min, (medido com o método ASTM D1238; 5 kg, 200°C).

[046]Cada agente de expansão capaz de ser incorporado no polímero e/ou copolímero aromático de vinila (a) pode ser usado nas composições descritas e reivindicadas. De preferência, o agente de expansão é uma substância líquida com um ponto de ebulição, à pressão atmosférica, compreendida entre 10°C e 80°C, com mais de preferência compreendida entre 20°C e 60°C. O agente de expansão pode estar contido em quantidades que variam de 3 partes a 10 partes, de preferência de 3 partes a 7 partes, calculadas em 100 partes do componente (a) adicionadas ao componente (b).

[047]Os agentes de expansão preferenciais são selecionados dentre hidrocarbonetos alifáticos ou cicloalifáticos contendo de 3 a 6 átomos de carbono e os derivados halogenados de hidrocarbonetos alifáticos contendo de 1 a 3 átomos de carbono. Os hidrocarbonetos alifáticos ou cicloalifáticos preferenciais contendo de 3 a 6 átomos de carbono são os agentes de expansão selecionados dentre n-pentano, iso-pentano, ciclo-pentano, butano, iso-butano e misturas dos mesmos. Derivados halogenados preferenciais de hidrocarbonetos alifáticos contendo de 1 a 3 átomos de carbono incluem agentes de expansão selecionados dentre diclorodifluorometano, 1,2,2-trifluoroetano e 1,1,2-trifluoroetano e dióxido de carbono.

[048]De preferência, nas composições descritas e reivindicadas, existe de 65% a 85% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a) + (b); e de 15% a 35% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e pelo menos um polímero dieno hidrogenado; calculado em relação a (a) + (b).

[049]Com mais de preferência, nas composições descritas e reivindicadas, existe é 70% a 82% em peso de um polímero e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação a (a) + (b); e de 18% a 30% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero e/ou copolímero aromático de vinila e pelo menos um polímero dieno hidrogenado; calculado em relação a (a) + (b).

[050]As composições poliméricas de acordo com o presente pedido de patente podem ser preparadas com um processo contínuo ou descontínuo, misturando os componentes de estado fundido (a) e (b) e adicionando (c) diretamente em extrusão ou subsequentemente em suspensão aquosa. A tecnologia contínua é preferencial.

[051]Portanto, outro assunto do presente pedido de patente é um processo em massa contínuo para preparar as composições descritas e reivindicadas que compreende as seguintes etapas em sequência: i) se o polímero e/ou copolímero (a) estiver em grânulos 1. aquecer o referido polímero e/ou copolímero a uma temperatura acima do seu ponto de fusão juntamente com um copolímero em bloco (b), de modo a formar uma composição polimérica no estado fundido; 2. em seguida incorporar um agente de expansão na referida composição polimérica no estado fundido; ii) se o polímero e/ou copolímero (a) já estiver no estado fundido, adicionar um copolímero (b) e em seguida incorporar um agente de expansão de modo a formar uma composição polimérica.

[052]Todas as técnicas de expansão conhecidas são aplicáveis, por exemplo, expansão com vapor ou com ar quente.

[053]As composições expansíveis descritas e reivindicadas aqui após expansão formam espumas expandidas ou moldadas.

[054]Abaixo estão alguns exemplos para melhor compreensão da invenção e dentro do escopo do pedido de patente, embora não constituindo de qualquer maneira uma limitação ao escopo da presente invenção.

EXEMPLO COMPARATIVO: 100% de composição GPPS

[055] 100 partes de EDISTIR N1782 (produzido pela Versalis SpA, desde janeiro de 2016 comercializado como N3782), são alimentadas em uma extrusora de parafuso único que alimenta, com um tempo de residência de 7 minutos, a 260 bar e cerca de 190°C, um misturador estático, na entrada do qual são adicionadas 5,5 partes de mistura de n-pentano (75%) e isopentano (25%). A mistura assim obtida é distribuída em orifícios com 0,5 mm de diâmetro, imediatamente arrefecida com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas, de acordo com a tecnologia descrita no pedido de patente WO03053650, que é aqui incorporado em sua totalidade para fins de referência. A pressão na câmara de granulação é de 5 bar e a faca de corte é determinada para obter grânulos de diâmetro médio de 1,2 mm. A água é pulverizada como um líquido de resfriamento e o nitrogênio é usado como gás de arraste para os grânulos, que são então secos com um secador centrífugo. Uma vez secos, eles são alimentados em um misturador de parafuso contínuo com 3 partes de monoestearato de glicerol, uma parte de estearato de zinco e 0,2 partes de glicerina por 1.000 partes de grânulos. Uma parte desses grânulos é armazenada em um tambor de papelão (capacidade de 20kg) em um ambiente fechado a uma temperatura de 25° ± 2°C para avaliar a perda de peso do agente de expansão; um mês após o processamento, encontra-se 5,3% de pentano residual e, após 3 meses, 4,3% de residual. Os grânulos restantes assim obtidos são pré-expandidos com vapor a 100°C, deixados descansar durante um dia e usados para a formação de paralelepípedos em conformidade com os testes ISO 4651, ISO 1209 e testes internos para determinar o pode abrasivo.

EXEMPLO 1 Composição com 88% do GPPS e 12% do SEBS

[056]88 partes de EDISTIR N1782 (fabricado pela Versalis spa, desde janeiro de 2016 comercializado como N3782), GPPS com MW de 180 kDa e 12 partes de EUROPRENE SOLTH 2311 (fabricado pela Versalis spa), em que a porcentagem de estireno é de 30% são alimentadas em uma extrusora de parafuso único que alimenta, com um tempo de residência de 7 minutos, a 260 bar e cerca de 190°C, um misturador estático, na entrada do qual são adicionadas 5,5 partes de mistura de n-pentano (75%) e isopentano (25%). A mistura assim obtida é distribuída em orifícios com 0,5 mm de diâmetro, imediatamente arrefecida com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas, de acordo com a tecnologia descrita no pedido de patente WO03053650, incorporado em sua totalidade. A pressão na câmara de granulação é de 5 bar e a faca de corte é determinada de modo a obter grânulos de diâmetro médio de 1,2 mm. A água é pulverizada como um líquido de resfriamento e o nitrogênio é usado como gás de arraste para os grânulos. Os grânulos são então secos com um secador centrífugo e são alimentados em um misturador de parafuso contínuo com 3 partes de monoestearato de glicerol, uma parte de estearato de zinco e 0,2 partes de glicerina por 1.000 partes de grânulos. Uma parte desses grânulos é armazenada em um tambor de papelão (capacidade de 20kg) em um ambiente fechado a uma temperatura de 25° ± 2°C para avaliar a perda de peso do agente de expansão; um mês após o processamento, encontra-se 5,2% de pentano residual e, após 3 meses, 4,3% de residual. Os grânulos restantes assim obtidos são pré-expandidos com vapor a 100°C, deixados descansar durante um dia e usados para a formação de paralelepípedos em conformidade com os testes ISO 4651, ISO 1209 e testes internos para determinar o poder abrasivo.

EXEMPLO 2 Composição com 85% do GPPS e 15% do SEBS

[057]85 partes de EDISTIR N1782 (fabricado pela Versalis spa, desde janeiro de 2016 comercializado como N3782), GPPS com MW de 180 kDa e 15 partes de EUROPRENE SOLTH 2311, em que a porcentagem de estireno é de 30% são alimentadas em uma extrusora de parafuso único que alimenta, com um tempo de residência de 7 minutos, a 260 bar e cerca de 190°C, um misturador estático, na entrada do qual são adicionadas 5,5 partes de mistura de n-pentano (75%) e isopentano (25%). A mistura assim obtida é distribuída em orifícios com 0,5 mm de diâmetro, imediatamente arrefecida com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas, de acordo com a tecnologia descrita no pedido de patente WO03053650, incorporado em sua totalidade. A pressão na câmara de granulação é de 5 bar e a faca de corte é determinada de modo a obter grânulos de diâmetro médio de 1,2 mm. A água é pulverizada como um líquido de resfriamento e o nitrogênio é usado como gás de arraste para os grânulos. Os grânulos são então secos com um secador centrífugo e são alimentados em um misturador de parafuso contínuo com 3 partes de monoestearato de glicerol, uma parte de estearato de zinco e 0,2 partes de glicerina por 1.000 partes de grânulos. Uma parte desses grânulos é armazenada em um tambor de papelão (capacidade de 20kg) em um ambiente fechado a uma temperatura de 25° ± 2°C para avaliar a perda de peso do agente de expansão; um mês após o processamento, encontra-se 5,1% de pentano residual e, após 3 meses, 4,2% de residual. Os grânulos restantes assim obtidos são pré-expandidos com vapor a 100°C, deixados descansar durante um dia e usados para a formação de paralelepípedos em conformidade com os testes ISO 4651, ISO 1209 e testes internos para determinar o poder abrasivo.

EXEMPLO 3 Composição com 80% do GPPS e 20% do SEBS

[058]80 partes de EDISTIR N1782 (fabricado pela Versalis spa, desde janeiro de 2016 comercializado como N3782), GPPS com MW de 180 kDa e 20 partes de EUROPRENE SOLTH 2311, em que a porcentagem de estireno é de 30% são alimentadas em uma extrusora de parafuso único que alimenta, com um tempo de residência de 7 minutos, a 260 bar e cerca de 190°C, um misturador estático, na entrada do qual são adicionadas 5,5 partes de mistura de n-pentano (75%) e isopentano (25%). A mistura assim obtida é distribuída em orifícios com 0,5 mm de diâmetro, imediatamente arrefecida com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas, de acordo com a tecnologia descrita no pedido de patente WO03053650, incorporado em sua totalidade. A pressão na câmara de granulação é de 5 bar e a faca do corte é determinada de modo a obter grânulos de diâmetro médio de 1,2 mm. A água é pulverizada como um líquido de resfriamento e o nitrogênio é usado como gás de arraste para os grânulos, que são então secos com um secador centrífugo e alimentados em um misturador de parafuso contínuo, com 3 partes de monoestearato de glicerol, uma parte de estearato de zinco e 0,2 partes de glicerina por 1.000 partes de grânulos. Uma parte desses grânulos é armazenada em um tambor de papelão (capacidade de 20kg) em um ambiente fechado a uma temperatura de 25° ± 2°C para avaliar a perda de peso do agente de expansão; um mês após o processamento, encontra-se 5,1% de pentano residual e, após 3 meses, 4% de residual. Os grânulos restantes assim obtidos são pré-expandidos com vapor a 100°C, deixados descansar durante um dia e usados para a formação de paralelepípedos em conformidade com os testes ISO 4651, ISO 1209 e testes internos para determinar o poder abrasivo. Testes de desempenho experimentais de amortecimento dinâmico de acordo com a norma ISO 4651.

[059]De acordo com a norma ISO 4651, as composições preparadas nos EXEMPLOS 1-3, com a mesma densidade de 22 g/litro, foram submetidas a testes de desempenho de amortecimento dinâmico. A Tabela 1 mostra os valores máximos de desaceleração expressos em múltiplos da aceleração devido à gravidade (g em m/s2) em função da pressão aplicada (P em kPa), em que a razão entre a altura de queda do dardo e a espessura da amostra é 15. A Tabela 2 mostra os dados para o segundo impacto.

[060]Os valores da Tabela 1 e da Tabela 2 para as composições preparadas nos EXEMPLOS 1-3 são muito similares. Além disso, para o segundo impacto, as composições preparadas nos EXEMPLOS 1-3 têm melhores valores em relação à composição preparada no EXEMPLO COMPARATIVO. Portanto, a vantagem de manter um baixo valor de desaceleração traduz-se em um melhor desempenho de amortecimento dinâmico pela espuma, preservando os produtos embalados de forma mais eficaz em relação ao exemplo comparativo. Tabela 1 - primeiro impacto Tabela 2 - segundo impacto

Ensaios experimentais de flexão ISO 1209

[061]De acordo com a norma ISO 1209, as composições preparadas nos EXEMPLOS 1-3, com a mesma densidade de 22 g/litro, foram submetidas a testes de granulação. A Tabela 3 mostra os valores de tensão máximos (P em kPa) alcançados antes da quebra da amostra e o deslocamento máximo relativo (mm).

[062]A Tabela 3 mostra que as composições obtidas nos EXEMPLOS 1-3 apresentam um bom desempenho em termos da resistência máxima ao esforço obtido em relação às composições do EXEMPLO COMPARATIVO, mas com deslocamentos distintamente mais altos. Além disso, a composição obtida no EXEMPLO 3 é surpreendentemente deformável. Estes valores indicam que o material obtido possui maior deformação por flexão, excedendo em grande parte os valores de deslocamento intrínsecos ao material obtido no exemplo comparativo. A maior deformabilidade implica menor quebra de flexão. Tabela 3 * melhor resultado em 5 testes de densidade de 20 g/l Método para determinar o poder abrasivo

[063] Esta parte do texto apresenta as medidas de poder abrasivo realizadascom as composições preparadas nos exemplos 1 a 3 e no exemplo comparativo. As medidas foram feitas usando um método que é ilustrado abaixo.

[064]O método para calcular o poder abrasivo dos produtos expandidos contempla amostras cilíndricas de material expandido, com um diâmetro de 290 mm e espessura de 50 mm, sendo disposto em equipamento rotativo conforme descrito na Figura 1. Este método se baseia no fenômeno do deslizamento de um painel de material expandido em uma amostra de poliestireno homopolimérico compacta (representativa do material embalado). Três placas (60x60 mm) são dispostas em cada painel de material expandido, igualmente espaçadas umas das outras e em relação ao centro de rotação. O painel é fixado em uma placa rotativa, de modo a criar movimento relativo.

[065]A Figura 1 mostra o sistema usado para medir o poder abrasivo. Na Figura 1: 1 é o suporte de montagem para as placas de poliestireno homopolimérico compactas para às bases fixadas do instrumento, 2 são as placas de poliestireno homopolímero compactas com espessura de 3,2 mm, 3 são os elementos de fixação do suporte 1 4 é o cilindro de composição expandida, fixado ao rotor, em contato com as placas de homopolímero compactas.

[066]Portanto, as placas são fixadas, enquanto a rotação é aplicada apenas ao painel de EPS. As condições de teste são as seguintes: 1Uma carga centrada em cada placa individual de 0,4 kg a fim de replicar a pressão equivalente («0.1 kg/cm2) que um item de mobiliário exerce sobre a embalagem; 2Velocidade de rotação w = 125 rpm ; 3Tempo de uso t = 60 seg.

[067]O dano causado pela abrasão é avaliado com a análise óptica do “Névoa” e “Clareza” nas placas de poliestireno homopolímero compactas. "Névoa" é a parte da luz incidente difundida em ângulos acima de 2,5°, enquanto "Clareza" é a parte da luz incidente difundida em ângulos menores que 2,5°.

[068]O tamanho analisado é reduzido de 25 mm de diâmetro para 10 mm, a fim de selecionar o dano mais consistente causado pela matriz. As composições expandidas têm a mesma densidade, tamanho de grânulos sinterizados e superfície de contato plana com as placas. Isso permite a aplicação de danos uniformes e repetíveis nas placas.

[069]A presença de fragmentos de composição expandida indica uma aderência reduzida dos grânulos expandidos entre si ou sua quebra durante o ensaio de abrasão. A Tabela 4 mostra os resultados dos testes de abrasão em termos de “Névoa”, “Clareza” e presença de fragmentos. Tabela 4

[070]A Tabela 4 mostra como, à medida que o conteúdo do SEBS aumenta, o valor do dano diminui, particularmente em comparação com o EXEMPLO COMPARATIVO.

Claims

1. Composição polimérica expansível CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: a. de 60% a 88% em peso de um polímero aromático de vinila e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação à (a) + (b), em que o polímero aromático de vinila e/ou copolímero aromático de vinila é obtido a partir de um monômero aromático de vinila de fórmula (I) sozinho, a partir de misturas dos referidos monômeros ou misturas em que existe até 35% em peso de monômeros de vinila copolimerizáveis; em que R é um hidrogênio ou um grupo metila; n é zero ou um inteiro que varia de 1 a 3; Y é selecionado dentre um halogênio, de preferência cloro ou bromo; uma clorometila; um grupo alquila ou um grupo alcóxi tendo de 1 a 3 átomos de carbono; b. de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero aromático de vinila e/ou copolímero aromático de vinila e pelo menos um polímero de dieno hidrogenado, calculado em relação à (a)+(b); c. de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a) + (b).

2. Composição polimérica expansível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que consiste em: a) de 60% a 88% em peso de um polímero aromático de vinila e/ou copolímero aromático de vinila, calculado em relação à (a)+(b); b) de 12% a 40% em peso de um copolímero em bloco, contendo pelo menos um polímero aromático de vinila e/ou copolímero aromático de vinila e/ou pelo menos um copolímero dieno hidrogenado, calculado em relação à (a) + (b); c) de 3 partes a 10 partes em peso de um agente de expansão, calculado em 100 partes de (a) + (b).

3. Composição polimérica expansível, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o copolímero em bloco é um estireno-etileno- butileno-estireno.

4. Composição polimérica expansível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o monômero aromático de vinila é selecionado dentre estireno, α-metilestireno, metilestireno, etilestireno, isômeros de viniltolueno, isômeros de etilestireno, isômeros de propilestireno, isômeros de cloroestireno, isômeros de metilcloroestireno, isômeros de metoxiestireno, isômeros de acetoxiestireno, isômeros de hidroxiestireno, isômeros de metil-hidroxiestireno e misturas dos mesmos.

5. Composição polimérica expansível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os monômeros de vinila copolimerizáveis são selecionados dentre ácido (met) acrílico, anidrido maleico, ésteres de alquila de ácido (met) acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, amidas e nitrilas de ácido (met) acrílico.

6. Composição polimérica expansível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que os copolímeros em bloco são selecionados dentre poliestireno-poli(etileno-butileno)-poliestireno ou copolímeros em bloco do tipo poliestireno poli(etileno-propileno)-poliestireno.

7. Composição polimérica expansível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que os dienos conjugados que podem ser usados para a preparação de copolímeros em bloco (b) são aqueles que têm de 4 a 8 átomos de carbono.

8. Composição polimérica expansível, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os dienos conjugados são selecionados dentre 1,3-butadieno, isopreno, 2,3-dimetil-1,3-butadieno, piperileno e misturas dos mesmos.

9. Composição polimérica expansível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o teor de componente aromático de vinila no copolímero em bloco (b) varia de 20% a 45% em peso.

10. Composição polimérica expansível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o Índice de Fluxo à Fusão (MFI) do componente aromático de vinila no copolímero em bloco é maior ou igual a 1 g/10 min, medido com o método ASTM D1238, 5 kg, 200 °C.

11. Composição polimérica expansível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o agente de expansão é selecionado dentre hidrocarbonetos alifáticos ou cicloalifáticos contendo de 3 a 6 átomos de carbono e os derivados halogenados de hidrocarbonetos alifáticos contendo de 1 a 3 átomos de carbono.

12. Grânulos expandidos CARACTERIZADOS pelo fato de que contêm as composições como definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. Embalagem CARACTERIZADA pelo fato de que compreende os grânulos como definidos na reivindicação 12.

14. Embalagem CARACTERIZADA pelo fato de que compreende as composições como definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.