BR112021002795A2

BR112021002795A2 - composição de polímero aromático vinílico expansível com propriedades mecânicas e isolantes aprimoradas

Info

Publication number: BR112021002795A2
Application number: BR112021002795-5A
Authority: BR
Inventors: Emilij Soncin; Dario Ghidoni; Andrea Castiglioni
Original assignee: Versalis S.P.A.
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-05-04
Also published as: MX2021001781A; CN112823186A; JP2021534278A; WO2020035434A1; EP3837314A1; US20210189084A1; IT201800008073A1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO AROMÁTICO VINÍLICO EXPANSÍVEL COM PROPRIEDADES MECÂNICAS E ISOLANTES APRIMORADAS. A presente invenção se refere a uma composição de polímero aromático vinílico expansível com propriedades mecânicas e isolantes aprimoradas que inclui: a) 60 % a 96 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 3 % a 10 % em peso de um agente de expansão (b); c) 1 % a 30 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo de 1 % a 10 % em peso de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso; juntamente com o processo para sua preparação e uso correspondente e bens fabricados obtidos a partir dessa composição.

Description

“COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO AROMÁTICO VINÍLICO EXPANSÍVEL COM PROPRIEDADES MECÂNICAS E ISOLANTES APRIMORADAS” Sumário da invenção

[0001] A presente invenção se refere a uma composição de polímero aromático vinílico expansível com propriedades mecânicas e isolantes aprimoradas que inclui: a) 60 % a 96 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 3 % a 10 % em peso de um agente de expansão (b); c) 1 % a 30 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo de 1 % a 10 % em peso de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso; juntamente com o processo para sua preparação e uso correspondente, e artigos fabricados obtidos a partir dessa composição. Campo da invenção

[0002] A presente invenção se refere a uma composição de polímero aromático vinílico expansível com propriedades de isolamento térmico e mecânico aprimoradas, o processo de produção para sua preparação, bem como os artigos fabricados que podem ser obtidos a partir de tal composição.

[0003] As ditas composições proporcionam elevada resistência à absorção de impacto, como um efeito de "amortecimento", flexibilidade, excelentes propriedades de compressão e maciez ao toque, bem como boas características de isolamento térmico, aos artigos fabricados finais que os contêm.

[0004] O principal campo de aplicação das composições descritas e reivindicadas é como material de embalagem flexível nos setores alimentício e industrial, onde uma sensação de maciez ao toque, propriedades de amortecimento ao impacto e isolamento térmico são necessárias.

[0005] Um equilíbrio entre propriedades mecânicas (flexibilidade), capacidade de isolamento, agradabilidade (suavidade) ao toque e alto grau de sinterização que abrem novos segmentos de mercado dos quais o poliestireno expansível padrão (EPS) é atualmente excluído é alcançado com a composição de acordo com esta invenção.

[0006] No presente pedido de patente, todas as condições operacionais incluídas no texto devem ser consideradas como condições preferenciais, mesmo que não expressamente declaradas.

[0007] Para os propósitos desta descrição, o termo "compreende" ou "inclui" também compreende o termo "consiste em" ou "consiste essencialmente em".

[0008] Para os propósitos desta descrição, as descrições das faixas sempre incluirão os membros finais, a não ser que especificado de outra forma.

[0009] Os polímeros expansíveis são geralmente produzidos na forma de pérolas ou grânulos, que, como resultado da ação do calor, fornecido, por exemplo, por vapor, são primeiro expandidos para a densidade desejada e, em seguida, após um determinado tempo de envelhecimento, são sinterizados em moldes fechados para produzir blocos ou os produtos finais desejados.

[0010] Pérolas expansíveis podem ser obtidas por um processo de polimerização em lote em uma suspensão aquosa. Este processo, bem conhecido dos versados na técnica, inclui as seguintes etapas: • dispersar o monômero aromático vinílico líquido em um meio aquoso com o uso de agentes de suspensão; • adicionar os catalisadores de polimerização e polimerizar o monômero aromático vinílico em um reator aquecido agitado; • adicionar o agente de expansão em um nível particular de conversão de monômero, • completar a polimerização; • descarregar, lavar, secar e filtrar as pérolas resultantes. O diâmetro das pérolas geralmente varia entre 0,1 e 3 mm.

[0011] Um produto de boa qualidade pode ser obtido por meio desse processo de suspensão, mas ele apresenta várias desvantagens, como: • uma distribuição de tamanho muito ampla para as pérolas, daí a necessidade de separar as diferentes frações por peneiramento, com descarte dos produtos fora do tamanho; • limites significativos para a produção de produtos especiais, como pérolas coloridas e/ou pérolas contendo cargas ou aditivos heterogêneos, por exemplo, agentes nucleantes e/ou retardantes de chama, pois são difíceis de incorporar nas pérolas ou podem inibir a polimerização.

[0012] No estado da técnica, as composições adequadas para formar embalagens são preparadas com o uso de processos muito caros - suspensão aquosa ou granulação seguida de pós- impregnação em suspensão aquosa.

[0013] O processo de suspensão aquosa produz lotes de grânulos com um tamanho de diâmetro médio particular que varia das frações menores (0,1-0,3 mm) às frações mais grossas (acima de 2 mm). Frações menores são usadas nas indústrias de espuma perdida e moldagem para embalagens alimentícias e industriais. As frações grossas são usadas para isolamento térmico. Para embalagens flexíveis, o pedido de produtos contendo as composições às quais este pedido de patente se refere, apenas as frações com diâmetros médios ponderados entre 0,4-0,6 mm, 0,6-0,9 mm, 0,9-1,2 mm e 1,2- 1,6 mm são usadas, dependendo do tipo de produto.

[0014] O processo de suspensão aquosa produz grandes quantidades de frações indesejadas, mesmo quando tecnologias sofisticadas como o uso de sulfato de Na e outros aditivos são usados para reduzir a distribuição do tamanho das partículas. As frações menores ou maiores que a fração de 0,4 a 1,6 mm, inevitavelmente produzida com a suspensão, não podem ser usadas.

[0015] A granulação seguida de pós-impregnação também é cara, pois a penetração do agente de expansão no centro do grânulo requer longos ciclos de impregnação no reator. Com a última tecnologia, apenas a fração desejada de grânulos é preparada, mas duas plantas são necessárias: uma planta de polimerização e granulação e uma planta de pós-impregnação. Este último sistema é muito semelhante ao sistema de suspensão, com a diferença de que grânulos em vez de gotas de monômero de estireno são suspensos. A impregnação com o agente de expansão é, portanto, muito mais cara porque já temos um grânulo de polímero que deve ser amolecido acima da temperatura de amolecimento ou Tg (temperatura de transição vítrea), então tornado esférico e então impregnado. Esta etapa é muito crítica porque se o agente de expansão não atingir o centro do grânulo, a espuma final terá um centro que se expandiu pouco ou às vezes ainda é compacto. A presença desse centro mal expandido faz com que os fios de corte dos blocos quebrem, com consequente desligamento da planta de processamento.

[0016] A Tg de um material polimérico é definida como a temperatura na qual ocorre a transição de segunda ordem entre o estado sólido e líquido de uma composição polimérica, como, por exemplo, descrito em "Principles and applications of Thermal Analysis" por Paul Gabbott, Blackwell Publishing Ltd., 2008.

[0017] O documento US 6.232.358 (publicado em 1999) revela uma composição de resina de estireno modificada com borracha que é capaz de fornecer uma espuma com uma alta razão de expansão, excelente resistência ao impacto e flexibilidade e aparência satisfatória. Como método de preparação, o documento fornece o exemplo de granulação seguida de pós-impregnação, mas o processo é caro porque a resina de estireno é primeiro preparada, em seguida extrudada, depois os grânulos são suspensos em água e impregnados por 5 horas.

[0018] A penetração do agente de expansão no centro do grânulo requer longos ciclos de impregnação (5 horas) no reator. Com esta última tecnologia, apenas a fração desejada é preparada, mas duas plantas são necessárias - a planta de polimerização/granulação e a planta de pós-impregnação. A impregnação com agente de expansão é, portanto, muito mais cara porque os grânulos de polímero que devem ser amolecidos a uma temperatura superior à Tg, depois tornados esféricos e depois impregnados, já estão disponíveis. Esta etapa é muito crítica porque se o agente de expansão não atingir o centro dos grânulos, o material expandido final terá um centro que se expandiu pouco ou às vezes ainda é compacto. A presença desse centro mal expandido faz com que os fios de corte dos blocos quebrem, com consequente desligamento da planta de processamento.

[0019] Outro exemplo do mesmo método de preparação é o documento EP 0722974 (publicado em 1996), que descreve esferas de estireno expandidas modificadas com borracha e artigos de resina de estireno modificados com borracha.

[0020] Um outro exemplo é o documento EP 1266929 (publicado em 2012) que revela partículas de resina de poliestireno expansível que são partículas de resina de poliestireno expansível (d) incluindo partículas de resina de poliestireno modificadas (c) contendo um agente de expansão (e), partículas de resina de poliestireno modificadas (c) compreendendo uma resina de poliestireno e partículas de polímero de borracha (b) dispersas na resina, em que as partículas de polímero de borracha (b) estão uniformemente dispersas em uma fase contínua da resina de poliestireno ou em um estado em que a densidade de partícula (b) é mais alta em uma porção central da partícula de resina do que em uma porção de sua camada superficial, e as partículas de resina de poliestireno modificadas (c) são partículas de resina de poliestireno modificadas preparadas por impregnação de uma mistura de monômeros compreendendo essencialmente um monômero de estireno e um monômero de dieno conjugado, e compreendendo o monômero de estireno em uma quantidade maior do que o monômero de dieno conjugado nas partículas de resina de poliestireno (a), e o desempenho de copolimerização.

[0021] Outro exemplo é o documento DE 19710442 (publicado em 1998) que descreve um polímero de estireno expansível (I) contendo: (A) uma matriz de polímero compreendendo 70 a 95 % em peso de poliestireno ou um copolímero de estireno contendo até 50 % de comonômeros e 5 a 30 % em peso de um copolímero em bloco de estireno-butadieno; (B) 1-15 % em peso (em relação a (A)) de um agente de expansão volátil; e opcionalmente (C) aditivos convencionais.

[0022] Em contraste, o documento US 5.166.221 (documento EP 0425973 publicado em 1991) revela que polímeros de estireno expansíveis contendo 10 a 90 % em peso de um copolímero em bloco em estrela de estireno-dieno contendo 2 a 45 % em peso de dieno e 1 a 10 % em peso de um C3-C6 hidrocarboneto como agente de expansão podem ser processados para fornecer espumas com alta resistência a aromáticos. O documento fornece como exemplo um método de preparação que compreende a polimerização em suspensão aquosa, mas grandes quantidades de frações indesejadas são produzidas com essa tecnologia, embora tecnologias sofisticadas sejam usadas para reduzir a distribuição (por exemplo, o uso de sulfato de Na e outros aditivos). As frações menores ou maiores inevitavelmente produzidas com a suspensão não podem ser usadas.

[0023] Outro exemplo de polimerização em suspensão aquosa é o documento EP 0872513 (publicado em 1998), que descreve um polímero de estireno modificado de forma expansível com borracha (I), incluindo: (A) uma fase contínua de poliestireno ou um comonômero de estireno contendo até 50 % em peso de comonômero; (B) 5-30 % em peso (mistura de polímero bruto) de partículas de borracha dispersas e (C) 2-15 partes em peso (por 100 % de partes em peso de mistura de polímero) de um agente de expansão de ligação fraca.

[0024] Em contraste, o documento WO 1994/025516 (publicado em 1994) descreve partículas expandidas para um polímero de estireno modificado com borracha compreendendo uma pluralidade de células fechadas definidas por paredes celulares que formam uma matriz para as partículas, em que cada uma das paredes celulares compreende duas superfícies separadas por uma distância igual à espessura da parede celular. O método de preparação compreende extrusão com granulação em água.

[0025] Um exemplo do mesmo método de preparação é o documento US 3.558.534 (publicado em 1971), que descreve polímeros alquenílicos aromáticos expansíveis que não adquirem ou retêm uma carga estática e são preparados pela incorporação de uma pequena quantidade de um polímero de borracha no polímero expansível.

[0026] Um outro exemplo é o documento JP 2004115690 (publicado em 2004), que descreve um método para fabricar uma partícula expansível de boa qualidade que não contém espuma através do uso de uma resina do tipo estireno, em particular um produto de resina do tipo estireno reciclado.

[0027] A tecnologia de preparação contínua em massa (por exemplo, documento EP 1541621, publicada em 2005) de acordo com as seguintes etapas também é conhecida:

1. incorporar um agente de expansão em um polímero aromático vinílico contendo borracha através de um misturador estático ou dinâmico;

2. resfriar o polímero fundido a 150-200 °C;

3. descarregar através de uma placa de matriz com bocais que têm um diâmetro de pelo menos 1,5 mm;

4. granular debaixo de água a uma pressão entre 5 e 20 bar. Descrição detalhada da invenção

[0028] O objeto da presente invenção é preparar uma composição de polímero aromático vinílico adequada para a preparação de embalagens flexíveis.

[0029] Em um aspecto preferencial da presente invenção, é possível preparar estas composições em uma única fase com o uso de tecnologia de processamento em massa contínuo.

[0030] Assim, o objeto da presente invenção é uma composição de polímero aromático vinílico expansível com propriedades mecânicas e isolantes aprimoradas, compreendendo: a) 60 % a 96 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 3 % a 10 % em peso de um agente de expansão (b); c) 1 % a 30 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo 1 % a 10 % em peso de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

[0031] O termo "compreendendo" e seus derivados não se destina a excluir a presença de quaisquer componentes, etapas ou procedimentos adicionais, sejam eles revelados ou não neste texto. Para evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas neste texto através do uso do termo "compreendendo" podem incluir qualquer aditivo, coadjuvante ou outros compostos adicionais, do polímero ou outro tipo, a não ser que indicado de outra forma.

[0032] Outros objetos e vantagens da presente invenção serão mais claramente evidentes a partir da seguinte descrição, fornecida puramente a título de exemplo e não se limitando aos mesmos, que ilustra modalidades preferenciais da presente invenção.

[0033] A Figura 1 ilustra os testes de amortecimento referentes aos exemplos da invenção e aos exemplos comparativos.

[0034] A propriedade de amortecimento de uma embalagem expressa sua capacidade de absorver energia após um impacto. O desempenho é expresso em termos de um "fator de impacto" (desaceleração máxima expressa em múltiplos da aceleração devido à gravidade g (em m/s2) após o impacto em função do "estresse estático” (força por unidade de área em KPa).

[0035] Para os propósitos desta invenção, polímero aromático vinílico (a) significará um polímero obtido a partir de pelo menos 65 % em peso de um monômero aromático vinílico.

[0036] Os monômeros aromáticos vinílicos que podem ser usados para preparar o polímero aromático vinílico (a) usado nas composições descritas e reivindicadas na presente invenção têm a fórmula geral (I):

(I)

[0037] Na fórmula (I) R é hidrogênio ou um grupo metila; n é zero ou um número inteiro que varia de 1 a 3, Y é selecionado de um halogênio, de preferência cloro ou bromo, uma clorometila, um grupo alquila ou um grupo alcoxila que tem 1 a 3 átomos de carbono.

[0038] Monômeros aromáticos vinílicos preferenciais que têm a fórmula (I) são selecionados de estireno, α- metilestireno, metilestireno, etilestireno, isômeros de viniltolueno, isômeros de etilestireno, isômeros de propilestireno, isômeros de cloroestireno, isômeros de metilcloroestireno, isômeros de isômeros de metoxiestireno, isômeros de acetoxiestireno, isômeros de hidroxiestireno, isômeros de metil-hidroxiestireno e misturas dos mesmos. Mais preferencialmente, estireno e α-metilestireno podem ser selecionados destes monômeros aromáticos vinílicos. O estireno é o monômero aromático vinílico predominante e é de preferência pelo menos 50 % da mistura de monômeros aromáticos vinílicos usada para preparar o polímero aromático vinílico (a), mais preferencialmente pelo menos 75 %, ainda mais preferencialmente pelo menos 85 %. O outro comonômero preferencial é α-metilestireno.

[0039] Os monômeros aromáticos vinílicos da fórmula geral (I) podem ser usados em separado, em uma mistura ou em uma mistura de até 35 % em peso de outros monômeros vinílicos copolimerizáveis.

[0040] Monômeros vinílicos copolimerizáveis preferenciais são selecionados dentre ácido (met)acrílico, anidrido maleico, ésteres alquílicos de ácido (met)acrílico que têm de 1 a 18 átomos de carbono, amidas e nitrilas de ácido (met)acrílico. Entre os ditos ésteres de ácido (met)acrílico, os preferenciais são compostos selecionados dentre acrilato de etila, metacrilato de metila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de dodecila, metacrilato de dodecila, acrilato de estearila, metacrilato de estearila, metacrilato de glicidila, dimetacrilato de etilenoglicol e suas misturas.

[0041] Entre as ditas nitrilas de ácido (met)acrílico, as preferenciais são os compostos selecionados dentre acrilamida, metacrilamida, metacrilato de dimetilaminoetila, acrilonitrila, metacrilonitrila. Outros comonômeros vinílicos copolimerizáveis podem ser butadieno e divinil benzeno.

[0042] O peso molecular ponderal médio MW do polímero e/ou copolímero (a) medido pela técnica de Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) descrita na Parte Experimental (método ASTM D5296-11 GPC PS) está entre 90 kDa e 300 kDa.

[0043] MW abaixo de 90 kDa dá uma fluidez muito alta que causa o colapso das pérolas durante o processo de expansão.

MW acima de 300 kDa dá uma taxa de expansão insuficiente e uma densidade final inadequada para a parte espumada.

[0044] As composições de acordo com a presente invenção podem incluir uma quantidade de polímero aromático vinílico (a) de 60 a 96 % em peso, de preferência de 67 a 88 % em peso, mais preferencialmente de 69 a 83 % em peso, em comparação com a soma de (a), (b) e (c), como definido acima.

[0045] Para os propósitos desta invenção, o copolímero aromático vinílico (c) é definido como um copolímero produzido a partir de pelo menos um monômero aromático vinílico, como definido acima, contendo um componente emborrachado como uma fase dispersa.

[0046] Alguns exemplos de copolímero aromático vinílico (c) são "Edistir®850E", "Edistir®ICE R830D", "Edistir®RC600", produzidos e comercializados por Versalis s.p.a.

[0047] O componente emborrachado usado no copolímero aromático vinílico (c) está entre 1 % e 10 % em peso e pode ser selecionado de polibutadieno, poliisopreno, butadieno e/ou copolímeros de isopreno com estireno ou com outros monômeros vinílicos.

[0048] Alguns exemplos de componentes emborrachados adequados são polibutadieno, como "Intene® 40", "Intene® 50" e "Intene® 60", produzidos e comercializados pela Versalis s.p.a.

[0049] Alternativamente, também existem copolímeros em bloco de estireno-dieno disponíveis no mercado, como "SOLPRENE® 1205", "SOLPRENE® S1430", "SOLPRENE® 308" e "SOLPRENE® 314" produzidos e comercializados pela Dynasol ou "Europrene® SOL B 183", produzido e comercializado pela

Versalis s.p.a.

[0050] O copolímero (c) pode ser preparado de acordo com qualquer processo conhecido de suspensão, suspensão em massa ou polimerização em massa contínua.

[0051] Se ainda não for especificado, a quantidade de polibutadieno disperso pode ser convenientemente determinada com o uso do método de titulação iodométrica descrito abaixo na Parte Experimental.

[0052] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o copolímero aromático vinílico (c) é preparado por pré- polimerização do monômero aromático vinílico na presença de iniciadores de radicais livres adequados e o componente emborrachado em um primeiro reator até uma conversão de menos de 50 % em peso dos monômeros alimentados ter sido alcançada. Posteriormente, a polimerização é completada em um ou mais reatores sucessivos até que os monômeros estejam completamente polimerizados. O polímero resultante é então desvolatilizado e granulado.

[0053] As composições de acordo com a presente invenção podem compreender uma quantidade de copolímero aromático vinílico (c) de 1 a 30 % em peso, de preferência de 9 a 25 % em peso, mais preferencialmente de 13 a 24 % em peso, ainda mais preferencialmente de 15 a 25 % em peso e ainda mais preferencialmente de 17 a 22 % em peso em comparação com a soma de (a), (b) e (c), como definido acima.

[0054] O componente emborrachado disperso no copolímero aromático vinílico (c) pode variar entre 1 a 10 % em peso, de preferência entre 2 e 10 % em peso, mais preferencialmente entre 3 e 9 % em peso, ainda mais preferencialmente entre 4 e 9 % em peso, ainda mais preferencialmente entre 5 e 9 % em peso, ainda mais preferencialmente entre 6 e 8,5 % em peso e ainda mais preferencialmente entre 7 e 8,5 % em peso.

[0055] Conclui-se, portanto, que se o copolímero (c) estiver presente como 1 % em peso, o componente emborrachado, presente em quantidades de 1 % a 10 % em peso em comparação com o copolímero (c), pode variar entre 0,01 % e 1 % em peso em comparação com a soma de (a), (b) e (c), como definido acima.

[0056] De modo similar, no caso em que o copolímero (c) esteja presente como 30 % em peso, o componente emborrachado presente como 1 % a 10 % em peso em comparação com o copolímero (c), pode variar entre 0,3 % a 3 % em peso em comparação com a soma de (a), (b) e (c), como definido acima.

[0057] De modo semelhante, como mostrado nos Exemplos, se o copolímero (c) estiver presente em uma quantidade de 15 %, 20 %, 25 % em peso da soma de (a), (b) e (c), como definido acima, o componente emborrachado presente em uma quantidade de 7 %, 7,5 %, 8,5 % terá os seguintes valores em relação à soma de (a), (b) e (c), como definido acima. Exemplo % de polímero (c) em % de PB em % de PB em relação à soma de polímero (c) relação à (a), (b) e (c) soma de (a), (b) e (c) Ex. 1 20 7 1,4 Ex. 2 25 7 1,75 Ex. 3 15 7 1,05 Ex. 4 20 8,5 1,7 Ex. 5 20 7,5 1,5

Exemplo % de polímero (c) em % de PB em % de PB em relação à soma de polímero (c) relação à (a), (b) e (c) soma de (a), (b) e (c) Ex. 8 9 7,5 0,675

[0058] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o componente emborrachado disperso no copolímero aromático vinílico (c) é polibutadieno (PB) e/ou copolímeros em bloco de estireno-dieno.

[0059] As composições de acordo com a presente invenção podem incluir de 3 % a 10 % em peso, de preferência de 3 % a 8 % em peso, de pelo menos um agente de expansão (b).

[0060] Qualquer agente de expansão que pode ser incorporado em um polímero pode ser usado nas composições às quais esta invenção se refere.

[0061] De preferência, os agentes de expansão podem ser substâncias líquidas com um ponto de ebulição que varia entre 10 °C e 100 °C à pressão atmosférica; preferencialmente entre 20 °C e 60 °C. Os agentes de expansão que podem ser usados nesta invenção são selecionados a partir de hidrocarbonetos alifáticos ou cicloalifáticos contendo de 3 a 6 átomos de carbono; por exemplo, n-pentano, isopentano, ciclopentano, butano, isobutano e suas misturas; ou derivados halogenados de hidrocarbonetos alifáticos contendo 1 a 3 átomos de carbono, como diclorodifluorometano, 1,2,2- trifluoroetano e 1,1,2-trifluoroetano; ou dióxido de carbono.

[0062] As composições de acordo com a presente invenção podem incluir uma quantidade de agente de expansão (b) de 3 a 10 % em peso, de preferência de 3 a 8 % em peso, mais preferencialmente de 4 a 7 % em peso em relação à soma de (a), (b) e (c), como definido acima.

[0063] Com a finalidade de encorajar a retenção do agente de expansão na matriz polimérica (a), aditivos que podem formar ligações fracas com o agente de expansão (por exemplo, ligações de hidrogênio) ou ligações fortes (por exemplo, adutos de ácido-base) podem ser usados. De preferência, estes aditivos são selecionados de álcool metílico, álcool isopropílico, carbonato de dimetila ou derivados contendo um grupo amina. Aditivos adicionais (geralmente introduzidos em polímeros aromáticos vinílicos convencionais), como agentes de nucleação, por exemplo ceras de polietileno ou talco, antioxidantes, pigmentos, estabilizantes, agentes antiestáticos e agentes de liberação, podem ser adicionados às composições de acordo com a presente invenção.

[0064] Em um aspecto preferencial da presente invenção, as composições de polímero com propriedades mecânicas e isolantes aprimoradas compreendem: a) 67 % a 88 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 3 % a 8 % em peso de um agente de expansão (b); c) 9 a 25 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo 2 % a 10 % de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

[0065] Em um aspecto preferencial adicional da presente invenção, as composições de polímero compreendem:

a) 69 a 83 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 4 % a 7 % em peso de um agente de expansão (b); c) 13 % a 24 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo 3 % a 9 % de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

[0066] Em um outro aspecto preferencial da presente invenção, as composições de polímero compreendem: a) 69 a 81 % em peso de poliestireno; b) 4 % a 6 % em peso de um agente de expansão (b); c) 15 a 25 % em peso de um copolímero que consiste em poliestireno resistente ao impacto contendo 4 a 9 % em peso de um componente emborrachado; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

[0067] Em ainda outro aspecto preferencial da presente invenção, as composições de polímero compreendem: a) 72 a 79 % em peso de poliestireno; b) 4 % a 6 % em peso de uma mistura de agentes de expansão (b); c) 17 a 22 % em peso de um copolímero que consiste em um poliestireno resistente ao impacto contendo 7 a 8,5 % em peso de um componente emborrachado com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

[0068] As composições de polímero de acordo com a presente invenção podem ser preparadas de acordo com métodos conhecidos na técnica.

[0069] Em um aspecto da presente invenção, as composições de polímero de acordo com a presente invenção são convenientemente preparadas por um processo em massa contínuo que compreende as seguintes etapas em sequência: i. misturar polímero aromático vinílico (a) como definido acima e copolímero aromático vinílico (c) como grânulos, pó ou já fundido, ii. se necessário, se já não estiver fundido, levar a mistura de polímero a uma temperatura acima ou igual ao ponto de fusão do polímero aromático vinílico (a) e do copolímero (c); iii. incorporar pelo menos um agente de expansão (b) na mistura de polímero fundido, formando a composição de polímero aromático vinílico de acordo com a presente invenção; iv. misturar a composição de polímero assim obtida por meio de elementos de mistura estáticos ou dinâmicos; v. enviar a composição de polímero assim obtida após a mistura para uma placa de matriz de corte pressurizada.

[0070] Uma placa de matriz de corte usada é, por exemplo, essa descrita no documento US 7.320.585 com um sistema de corte do tipo "Spraying Nozzles System". Os grânulos/pérolas expansíveis aos quais esta invenção se refere também podem ser produzidos com um tipo diferente de placa de matriz onde o polímero é cortado em uma câmara de granulação cheia de água, um sistema conhecido como corte "subaquático". Neste caso, o polímero permanece completamente imerso em água durante a etapa de corte, e a pressão da água na câmara de granulação é superior a 300 KPa.

[0071] No final do processo em massa contínuo, as composições finais de acordo com a presente invenção obtidas estão na forma de grânulos de polímero de forma esferoidal com diâmetros médios diferentes que podem ser usados de acordo com a natureza do artigo fabricado individual e convenientemente entre 0,4-0,6 mm, 0,6-0,9 mm, 0,9-1,2 mm e 1,2-1,6 mm.

[0072] Em uma modalidade da presente invenção, as composições de polímero de acordo com a presente invenção incluem: a) 60 % a 96 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) 3 % a 10 % em peso de um agente de expansão (b); c) 1 % a 30 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo 1 % a 10 % em peso de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso, pode ser obtida por meio do processo em massa contínuo que compreende as seguintes etapas em sequência: i. misturar um polímero (a) como definido acima e/ou copolímero aromático vinílico (c) como grânulos, pó ou já fundido, ii. se necessário, se já não estiver fundido, levar a mistura de polímero a uma temperatura acima ou igual ao ponto de fusão do polímero aromático vinílico (a) e do copolímero (c); iii. incorporar pelo menos um agente de expansão (b) na mistura de polímero fundido, formando a composição de polímero aromático vinílico de acordo com a presente invenção; iv. misturar a composição de polímero assim obtida por meio de elementos de mistura estáticos ou dinâmicos;

v. enviar a composição de polímero assim obtida após a mistura para uma placa de matriz de corte pressurizada.

[0073] Um número de exemplos de demonstração é fornecido abaixo para um melhor entendimento da invenção e seu escopo de aplicação. Estes exemplos não constituem de forma alguma uma limitação do escopo da presente invenção.

PARTE EXPERIMENTAL Determinação de peso molecular (MW) e distribuição de peso molecular (MWD) por GPC.

[0074] As composições de acordo com a presente invenção têm um peso molecular ponderal médio (MW) entre 90 e 300 kDalton, medido por cromatografia por exclusão de tamanho molecular de alta eficiência de acordo com ASTM D5296 - 11, e têm um índice de fluidez (Índice de Fluxo de Fusão MFI a 200 °C, 5 kg) dentre 2,5 e 50.

[0075] O índice de fluxo é medido de acordo com ISO 1133, quarta edição, 2005.

[0076] A distribuição de peso molecular é medida por cromatografia por exclusão de tamanho molecular de alta eficiência de acordo com ASTM D5296-11 com o uso de um detector de índice de refração (RID) e é realizada no polímero após a separação do resíduo seco e precipitação subsequente. Determinação de teor de polibutadieno por titulação iodométrica

[0077] A titulação iodométrica é realizada com o uso do Titulador 785 DMP Titrino Metrohm de acordo com este método. (a) Análise em branco como a seguir 1) Preparação (tempo 15 min) Adicionar 20 ml de CHCl3 e um agitador magnético a um frasco Erlenmeyer de 100 ml. 2) Adição de reagente Wijs (tempo 15 min) Adicionar 2,5 ml de Reagente Wijs com o uso do titulador.

Encher o gargalo com Iodeto de Potássio e agitar em uma placa giratória por 10 min, possivelmente no escuro. 3) Determinação (tempo 15 min) Remover a tampa para permitir que o Iodeto de Potássio entre, misturar e adicionar H2O.

Titular contra Tiossulfato de Sódio com forte agitação.

Para iniciar a titulação pressionar START, inserir o valor da alíquota de reagente Wijs adicionado ao branco e alterar a unidade de medida de gramas para ml.

Determinar Vb = ml de solução de tiossulfato usada para o teste em branco (b) Análise de amostra 1) Preparação (tempo 25 min) Pesar cerca de 0,25 g de copolímero aromático vinílico (c) e cerca de 0,05 g (polibutadieno) em um frasco Erlenmeyer de 100 ml, registrar P = peso de amostra de polímero (g). Adicionar 20 ml de CHCl3 e um agitador magnético.

Colocar o frasco Erlenmeyer em uma placa giratória para dissolver o polímero (~20 min). 2) Adição de reagente Wijs (tempo 20 min) Adicionar 5 ml de Reagente Wijs com o uso do titulador.

Encher o gargalo com Iodeto de Potássio e agitar em uma placa giratória por 15 min, possivelmente no escuro. 3) Determinação (tempo 15 min) Remover a tampa para permitir que o Iodeto de Potássio entre, misturar e adicionar H2O.

Titular contra Tiossulfato de Sódio com forte agitação. Para iniciar a titulação, pressionar START, digitar o nome da amostra (ID 1), o valor da alíquota adicionada de reagente Wijs (ID 2) e o peso da amostra. Determinar Vc = ml da solução de tiossulfato usada para a amostra.

[0078] Expressão do resultado (% de PB) − ∙ 2 ∙ 100 % / = 2 3 ∙ 1000 Em que: = çã ! "# # # #$# %$#&' = çã ! "# # # #$# # # $# ( ( ) =& $ #! # # çã ! "# 0,1 0 23,451 = - !.# & !% # ! & / 1 = 1 = 27,046: = #$ # $# ! é$!'# <$ EXEMPLO 1 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0079] Em um reator agitado, 90 partes de etilbenzeno e 910 partes de estireno foram alimentadas em um total de 1000 partes. A reação foi conduzida a 125 °C com um tempo de residência médio de 2 horas. A composição de fluido da saída foi então alimentada a um segundo reator onde a reação foi completada a 135 °C com um tempo de residência médio de 2 horas.

[0080] A composição de polímero reativo, com 72 % de conversão, foi aquecida a 240 °C e, em seguida, alimentada ao desviador para remover o solvente e o monômero residual.

[0081] A composição resultante tinha uma temperatura de transição vítrea de 101 °C, um índice de fluxo de fusão (MFI 200 °C, 5 kg) de 5 g/10 min, um peso molecular MW de 210000 g/mol e uma razão MW/Mn de 2,2, onde MW é o peso molecular ponderal médio e Mn é o peso molecular numérico médio. A composição aromática vinílica foi alimentada a um trocador de calor para baixar sua temperatura para 200 °C (componente (a) da invenção).

[0082] 200 partes de poliestireno resistente ao impacto (HIPS, Poliestireno de Alto Impacto) com 7 % de polibutadieno determinado iodometricamente (disponível comercialmente, Edistir® 850E, Versalis spa), como copolímero aromático vinílico (c), foram alimentadas a uma extrusora. Uma bomba de engrenagens aumentou a pressão de alimentação do HIPS plastificado para 260 bar absoluto: 60 partes de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %), agente de expansão (b) e 750 partes da composição aromática vinílica (a) do trocador de calor foram então adicionadas. Os ingredientes foram então misturados com elementos de mistura estáticos por um tempo médio calculado (residência) de 7 minutos.

[0083] A composição final continha 20 % em peso de copolímero (c) com 7 % de polibutadieno, 6 % em peso de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %), (componente (b)) e 74 % em peso de poliestireno (componente (a)). A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 1,4 % em peso da composição total.

[0084] A composição foi então entregue à placa de matriz, onde foi extrudada através de um número de orifícios com um diâmetro de 0,6 mm, imediatamente resfriada com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas (como descrito no documento US 2005/0123638). A pressão de granulação foi de 500 KPa absoluto e a taxa de deslocamento de cisalhamento foi selecionada de modo a obter grânulos com um diâmetro médio de 1,1 mm. Água foi usada como um líquido de pulverização e nitrogênio como gás de transporte. A temperatura da água era de 45 °C.

[0085] As esferas granuladas resultantes foram secas com um secador centrífugo e depois revestidas. O revestimento foi preparado adicionando-se 1 parte de monoestearato de glicerila, 1 parte de triestearato de glicerila, 1 parte de estearato de zinco por 1000 partes de pérolas granuladas secas. Os aditivos de revestimento foram misturados com o granulado por meio de um misturador de rosca contínuo. O tamanho dos grânulos expansíveis submetidos ao processo de expansão, entendido como o diâmetro médio ponderado, estava entre 0,9 e 1,2 mm.

[0086] O produto foi pré-expandido em um pré-expansor descontínuo produzido pela empresa AMD, modelo P125 D (volume utilizável no nível: 125 litros), com o uso de vapor a uma temperatura de 100 °C. A pressão de vapor usada para pré- expansão dos grânulos de polímero foi ajustada para 1,1 bar absoluto (110 KPa). A quantidade de grânulos expansíveis alimentados ao pré-expansor foi de 1000 g. As pérolas expandidas foram deixadas amadurecer por 12 horas e então usadas para moldar blocos (tamanho 1040x1030x550 mm).

[0087] Algumas placas obtidas do bloco de material expandido foram colocadas em estufa a 70 °C por 3 dias (pentano residual inferior a 0,15 %): foram então obtidas amostras para testes de flexão, compressão, amortecimento e condutividade térmica.

[0088] A condutividade térmica a 15,8 g/l medida de acordo com ISO 8301 (1991) foi de 36,7 mW/mK.

[0089] A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) de acordo com ISO 1209-2, foi de 209 KPa (tamanho do espécime - 350x100x25 mm).

[0090] O estresse de compressão a 10 %, de acordo com ISO 844 (2007) foi de 110 KPa a 17,4 g/l (tamanho do espécime = 50x50x50 mm).

[0091] A densidade das placas expandidas foi de 18,0 g/l e a sinterização foi de 90 % (número de pérolas fraturadas por 100 examinadas).

[0092] Os testes de amortecimento foram realizados de acordo com ISO 4651 (1988). A Figura 1 mostra os valores máximos de desaceleração expressos como múltiplos da aceleração da gravidade (g em m/s2) em função da força aplicada em KPa.

[0093] Esta composição teve um excelente equilíbrio entre propriedades mecânicas (ambas flexão e compressão e amortecimento), sinterização e isolamento térmico. EXEMPLO 2 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0094] O Exemplo 1 foi repetido com o uso de 25 % de copolímero (c).

[0095] A composição final continha 25 % em peso de copolímero (c), 7 % de polibutadieno, 5 % em peso de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %), (componente (b)) e 70 % em peso de poliestireno (componente (a)). A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 1,75 % em peso da composição total.

[0096] A condutividade térmica era de 38 mW/mK a 16,50 g/l. O estresse compressivo a 10 % foi de 100 KPa. A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) foi de 204 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,0 g/l e a sinterização era de 80 %. EXEMPLO 3 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0097] O Exemplo 1 foi repetido com o uso de 15 % de copolímero (c).

[0098] A composição final continha 15 % em peso de copolímero (c), 7 % de polibutadieno, 6 % em peso de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %), (componente (b)) e 79 % em peso de poliestireno (componente (a)). A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 1,05 % em peso da composição total.

[0099] A condutividade térmica era de 36 mW/mK a 16,40 g/l. O estresse compressivo a 10 % foi de 110 KPa.

[0100] A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) foi de 215 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,2 g/l e a sinterização 85 %. EXEMPLO 4 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0101] O Exemplo 1 foi repetido com o uso de um copolímero diferente (c), isto é, poliestireno resistente ao impacto com 8,5 % de polibutadieno (PB) determinado pelo método iodométrico (disponível comercialmente, Edistir® ICE R830D, Versalis spa).

[0102] No final do processo, como descrito no Exemplo 1,

foi obtida uma composição com os mesmos valores percentuais, mas o copolímero c) usado neste exemplo tinha uma porcentagem maior de polibutadieno, 8,5 % em vez de 7 %. A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 1,7 % em peso da composição total.

[0103] A condutividade térmica era de 34,8 mW/mK a 16,5 g/l. A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) foi de 198 KPa. O estresse compressivo a 10 % foi de 99,5 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,3 g/l e sinterização 85 %. EXEMPLO 5 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0104] O Exemplo 1 foi repetido com o uso de um poliestireno resistente ao impacto com 7,5 % de PB determinado pelo método iodométrico (disponível comercialmente, Edistir®RC600, Versalis spa). Nesse caso, a quantidade do componente (b) foi de 4,7 %.

[0105] No final do processo conforme descrito no Exemplo 1, uma composição foi obtida com os mesmos valores percentuais de copolímero (c), mas o copolímero c) usado neste exemplo tinha uma porcentagem maior de polibutadieno, 7,5 % em vez de 7 %. A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 1,5 % em peso da composição total.

[0106] A condutividade térmica era de 35 mW/mK a 15,60 g/l. A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) foi de 191 KPa. O estresse compressivo a 10 % foi de 90 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,0 g/l e sinterização 80 %. Os testes de amortecimento são relatados na Figura 1.

EXEMPLO 6 Preparação de uma composição por um processo de suspensão

[0107] Uma mistura de 150 partes em peso de água, 0,2 partes de pirofosfato de sódio, 80 partes de estireno, 0,25 partes de t-butilperoxi-2-etil-hexanoato, 0,25 partes de perbenzoato de t-butila e 20 partes de copolímero (c) usado no Exemplo 1 foram carregados em um recipiente agitado vedado.

[0108] O lote foi aquecido a 90 °C com agitação. Após cerca de 2 horas a 90 °C, foram adicionadas 4 partes de uma solução a 10 % de polivinilpirrolidona. Sempre com agitação, aqueceu-se por mais 2 horas a 100 °C; 7 partes de uma mistura 70/30 de n-pentano e i-pentano foram adicionadas, aqueceu- se por mais 4 horas a 125 °C, em seguida, resfriou-se e descarregou-se.

[0109] Os grânulos de polímero expandido assim produzidos continham 20 % de copolímero (c) com 7 % de polibutadieno, 6 % de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %) (componente b) e 74 % de poliestireno (componente a).

[0110] Os grânulos foram então recuperados e lavados com água desmineralizada contendo 0,05 % de um tensoativo não iônico que consiste em um álcool graxo condensado com óxido de etileno e óxido de propileno, vendido pela Huntsman sob o nome comercial Empilan 2638. Os grânulos foram então secos em uma corrente de ar morno, 0,02 % de um tensoativo não iônico que consiste em um condensado de óxido de etileno e óxido de propileno à base de glicerina, vendido pela Dow (Voranol CP4755), foi adicionado e os grânulos foram então selecionados separando-se a fração com um diâmetro entre 0,9 e 1,2 mm.

[0111] Essa fração representou 50 %, sendo 20 % a fração entre 0,4 e 0,9 mm, 5 % a fração entre 0,2 e 0,4 mm e 25 % a fração grossa entre 1,5 e 3 mm.

[0112] O mesmo revestimento que o do Exemplo 1 foi então adicionado à fração entre 0,9 e 1,2 mm. O produto foi pré- expandido, moldado e caracterizado da mesma maneira que no Exemplo 1. A condutividade térmica era de 37,5 mW/mK a 15,9 g/l. A força de flexão, medida sempre a 30 mm (5 % de deformação) foi de 205 KPa. O estresse compressivo, novamente a 10 %, foi de 100 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,3 g/l e sinterização 80 %.

[0113] Como pode ser visto, tanto as propriedades mecânicas quanto a condutividade são comparáveis às do Exemplo 1, mas a fração útil (0,9-1,2 mm) foi de apenas 50 %. O rendimento foi de apenas 50 %, o resto sendo desperdício. Exemplo 7 (comparação) Preparação de uma composição comparativa contendo 94 % de polímero (c)

[0114] 940 partes de uma composição aromática vinílica de Edistir® R850 E (usada no Exemplo 1 acima) originária da seção de polimerização foram colocadas em um recipiente aquecido e alimentadas a um trocador de calor para baixar sua temperatura para 200 °C.

[0115] Uma bomba de engrenagens aumentou a pressão de alimentação do HIPS plastificado para 260 bar: 60 partes de uma mistura de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %) foram então adicionadas, como no Exemplo 1.

[0116] A composição foi então misturada por meio de elementos de mistura estáticos por um tempo médio calculado (residência) de 7 minutos. A composição foi então distribuída no sistema, onde foi extrudada através de um número de orifícios com um diâmetro de 0,6 mm, imediatamente resfriada com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas da mesma forma que no Exemplo 1.

[0117] A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 6,58 % em peso da composição total, uma vez que o polímero (c) era o único constituinte da composição.

[0118] O produto foi pré-expandido, moldado e caracterizado da mesma forma que no Exemplo 1.

[0119] A condutividade térmica era de 39 mW/mK a 16 g/l. A força de flexão, medida sempre a 30 mm (5 % de deformação) foi de 180 KPa.

[0120] O estresse compressivo, novamente a 10 %, foi de 70 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,1 g/l e sinterização 60 %. Os testes de amortecimento são relatados na Figura 1. EXEMPLO 8 Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0121] O Exemplo 5 foi repetido com o uso de 9 % de copolímero (c) ou Edistir®RC600. A composição final continha 9 % em peso de copolímero c) com 7,5 % de polibutadieno, 5 % em peso de pentano (componente (b)) como uma mistura de n- pentano (70 %) e iso-pentano (30 %), e 86 % em peso de poliestireno (componente (a)). A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 0,675 % em peso da composição total.

[0122] A condutividade térmica era de 34,1 mW/mK a 18,1 g/l. A força de flexão, medida a 30 mm (5 % de deformação) foi de 234 KPa. O estresse compressivo a 10 %

foi de 112 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,0 g/l e sinterização 75 %. Os testes de amortecimento são relatados na Figura 1. EXEMPLO 9 (comparação) Preparação de uma composição por um processo em massa contínuo

[0123] 90 partes de etilbenzeno e 910 partes de estireno para um total de 1000 partes foram alimentadas a um reator agitado. A reação foi conduzida a 125 °C com um tempo de residência médio de 2 horas. A composição de fluido da saída foi então alimentada a um segundo reator onde a reação foi completada a 135 °C com um tempo de residência médio de 2 horas.

[0124] A composição de polímero reativo, com uma conversão de 72 %, foi aquecida a 240 °C e então alimentada ao desvolatilizador para remover o solvente e o monômero residual.

[0125] A composição resultante tinha uma temperatura de transição vítrea de 101 °C, um índice de fluxo de fusão (MFI 200 °C, 5 kg) de 5,3 g/10 min, um peso molecular MW de 208000 g/mol e uma razão MW/Mn de 2,2, onde MW é o peso molecular ponderal médio de média e Mn é o peso molecular numérico médio. A composição aromática vinílica foi alimentada a um trocador de calor para baixar sua temperatura para 200 °C (componente (a) da invenção). Uma bomba de engrenagens aumentou a pressão de alimentação do componente (a); 60 partes de uma mistura (componente (b)) de n-pentano (70 %) e iso-pentano (30 %) foram então adicionadas, como no Exemplo 1. Os ingredientes foram então misturados por meio de elementos de mistura estáticos por um tempo médio calculado (residência) de 7 minutos. A composição final continha 6 % em peso de uma mistura de pentano (componente (b)) e 94 % em peso de poliestireno (componente (a)). A quantidade de polibutadieno correspondia, portanto, a 0 % em peso da composição total.

[0126] O produto foi pré-expandido, moldado e caracterizado da mesma forma que no Exemplo 1.

[0127] A condutividade térmica era de 38,6 mW/mK a 17,2 g/l. No teste de estresse de flexão, a amostra não atingiu 30 mm (correspondendo a 5 % de deformação), mas quebrou mais cedo, em 20,7 mm.

[0128] O estresse compressivo, novamente a 10 %, foi de 75 KPa. A densidade das folhas expandidas era de 18,2 g/l e sinterização 25 %. Análise da Figura 1

[0129] Como pode ser visto na Figura 1, as curvas de amortecimento para o Exemplo 1 e Exemplo 8 são quase idênticas às do Exemplo de comparação 7, apesar do conteúdo diferente de componente emborrachado na composição total (1,4 % no Exemplo 1 e 0,675 % no Exemplo 8 contra 6,58 % em comparação com o Exemplo 7). Não se deve esquecer que a propriedade de amortecimento de uma embalagem expressa sua capacidade de absorver energia após o impacto em função do estresse estático aplicado (força por unidade de área). Essa capacidade é medida com o fator de impacto expresso em múltiplos da aceleração da terra g e é a desaceleração causada pela absorção do produto da energia de impacto.

[0130] Os valores de sinterização nos Exemplos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8 são maiores do que aqueles para os Exemplos de comparação 7 (6,58 % de componente emborrachado) e 9 (0 % de componente emborrachado).

[0131] Os valores de condutividade térmica para os Exemplos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8 são maiores do que aqueles para os Exemplos de comparação 7 (6,58 % de componente emborrachado) e 9 (0 % de componente emborrachado).

[0132] O comportamento de flexão dos Exemplos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 é melhor do que o do Exemplo 9 (0 % de componente emborrachado).

[0133] O comportamento compressivo dos Exemplos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8 é melhor do que o dos Exemplos de comparação 7 (6,58 % de componente emborrachado) e 9 (0 % de componente emborrachado).

TABELA 1 Exemplo Polímero % de % de PB % de Condutividade Estresse Sinterização (número de Força de (c) polímero em PB do térmica compressivo pérolas fraturadas por 100 flexão a (c) polímero total (mW/mK) - 10 % de examinadas) 30 mm (KPa) (c) deformação (KPa) Ex. 1 Edistir 20 7 1,4 36,7 110 90 209 R850E Ex. 2 Edistir 25 7 1,75 38 100 80 204 R850E Ex. 3 Edistir 15 7 1,05 36 110 85 215 R850E Ex. 4 Edistir 20 8,5 1,7 34,8 99,5 85 198 R830D Ex. 5 Edistir 20 7,5 1,5 35 90 80 191 RC600 Ex. 6 Suspensão 20 7 1,4 37,5 100 80 205 Edistir R850E Ex. 7 Edistir 94 7 6,58 39 70 60 180 (comparação) R850E Ex.8 Edistir 9 7,5 0,675 34,1 112 75 234 RC600 Ex. 9 - - - - 38,6 75 25 fraturado (comparação)

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de polímero aromático vinílico expansível caracterizada por compreender: a) de 60 % a 96 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) de 3 % a 10 % em peso de um agente de expansão (b); c) de 1 % a 30 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo como fase dispersa de 1 % a 10 % em peso de um componente emborrachado; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero aromático vinílico (a) é um polímero obtido a partir de pelo menos 65 % em peso de um monômero aromático vinílico.

3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-2, caracterizada pelo fato de que os monômeros aromáticos vinílicos usados para preparar o polímero aromático vinílico (a) têm a fórmula geral (I):

em que R é hidrogênio ou um grupo metila; n é zero ou um número inteiro que varia de 1 a 3; Y é selecionado de um halogênio, preferencialmente cloro ou bromo, uma clorometila, um grupo alquila ou um grupo alcóxi que tem de 1 a 3 átomos de carbono.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizada pelo fato de que os monômeros aromáticos vinílicos da fórmula (I) são selecionados de estireno, α-metil estireno, metilestireno, etilestireno, isômeros de vinil tolueno, isômeros de etil estireno, isômeros de propil estireno, 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, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizada pelo fato de que os monômeros aromáticos vinílicos da fórmula geral (I) podem ser usados em separado, em uma mistura ou em mistura até 35 % em peso com outros monômeros vinílicos copolimerizáveis selecionados de ácido (met)acrílico, anidrido maleico, ésteres alquílicos de ácido (met)acrílico que têm de 1 a 18 átomos de carbono, amidas e nitrilas de ácido (met)acrílico.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o monômero aromático vinílico é estireno.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o estireno é pelo menos 85 % da mistura de monômeros aromáticos vinílicos usada para preparar o polímero aromático vinílico (a).

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizada pelo fato de que o copolímero aromático vinílico (c) é um copolímero produzido a partir de pelo menos um monômero aromático vinílico conforme definido na reivindicação 3 contendo, como uma fase dispersa, um componente emborrachado selecionado de polibutadieno, poli-isopreno, copolímeros de butadieno e/ou isopreno com estireno ou outros monômeros vinílicos.

9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, caracterizada pelo fato de que o copolímero aromático vinílico (c) está presente em uma quantidade de 9 a 25 % em peso, e em que o componente emborrachado disperso no copolímero aromático vinílico (c) pode variar entre 3 e 9 % em peso.

10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizada pelo fato de que o componente emborrachado disperso no copolímero aromático vinílico (C) é polibutadieno (PB) e/ou copolímeros em bloco de estireno-dieno.

11. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-10, caracterizada pelo fato de que o agente de expansão (b) está presente em uma quantidade de 4 a 7 % em peso.

12. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizada pelo fato de que o agente de expansão (b) é selecionado de hidrocarbonetos alifáticos ou ciclo-alifáticos contendo de 3 a 6 átomos de carbono, como n-pentano, isopentano, ciclopentano, butano, isobutano e suas misturas; ou os derivados halogenados de hidrocarbonetos alifáticos contendo de 1 a 3 átomos de carbono, como diclorodifluorometano, 1,2,2-trifluoroetano e 1,1,2-trifluoroetano; ou dióxido de carbono.

13. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizada por compreender: a) 67 % a 88 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) de 3 % a 8 % em peso de um agente de expansão (b); c) de 9 a 25 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo de 2 % a 10 % de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

14. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-13, caracterizada por compreender: a) de 69 a 83 % em peso de um polímero aromático vinílico (a); b) de 4 % a 7 % em peso de um agente de expansão (b); c) de 13 % a 24 % em peso de um copolímero aromático vinílico (c) contendo de 3 % a 9 % de um componente emborrachado como uma fase dispersa; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

15. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 12, caracterizada por consistir em: a) de 69 a 81 % em peso de poliestireno; b) de 4 % a 6 % em peso de um agente de expansão (b); c) de 15 a 25 % em peso de um copolímero feito de poliestireno resistente ao impacto contendo de 4 a 9 % em peso de polibutadieno;

com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

16. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 12, caracterizada por consistir em: a) de 72 a 79 % em peso de poliestireno; b) de 4 % a 6 % em peso de um agente de expansão (b); c) de 17 a 22 % em peso de um copolímero feito de poliestireno resistente ao impacto contendo de 7 a 8,5 % em peso de polibutadieno; com a condição de que a soma de (a), (b) e (c) seja 100 % em peso.

17. Processo em massa contínuo para preparar as composições conforme definidas nas reivindicações de 1 a 16 caracterizado por compreender as seguintes etapas em sequência: i. misturar polímero aromático vinílico (a) e o copolímero aromático vinílico (c) na forma de grânulos, pó ou já no estado fundido, ii. se necessário, se já não estiver no estado fundido, levar a mistura de polímero a uma temperatura acima ou igual ao ponto de fusão do polímero aromático vinílico (a) e do copolímero (c); iii. incorporar pelo menos um agente de expansão (b) na mistura de polímero fundido, formando a composição de polímero aromático vinílico conforme definido na reivindicação 1; iv. misturar a composição de polímero assim obtida por meio de elementos de mistura estáticos ou dinâmicos; v. enviar a composição de polímero assim obtida após a mistura para uma placa de matriz de corte pressurizada.

18. Artigo expandido caracterizado por compreender a composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 16.