BRPI0615054B1

BRPI0615054B1 - Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente e método de produzir o referido painel

Info

Publication number: BRPI0615054B1
Application number: BRPI0615054-3A
Authority: BR
Inventors: Mark E. Polasky; Raymond M. Breindel; Bharat Patel; Roland R. Loh; Yadollah Delaviz
Original assignee: Owens Corning Intellectual Capital, Llc
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2019-06-18
Also published as: BRPI0615054A2; CN101243123A; CA2616142A1; US20070149628A1; US8314161B2; JP2009504896A; MX2008002469A; WO2007024682A3; US8524792B2; US9150719B2; CN101243123B; EP1917298A2; CA2616142C; US20130030069A1; WO2007024682A2; US20070043131A1; US20140011899A1

Abstract

painel de espuma de poliestireno, deformável. são providos métodos para produção de um painel de espuma de poliestireno de alta resistência, porém facilmente deformável, que pode suportar deformações repetidas de sua configuração original em formas curvas mais complexas, sem danificar a integridade do painel ou reduzir substancialmente sua resistência estrutural. também são providos painéis rígidos de espuma de poliestireno produzidos por esse método que exibem resistência à deformação e ao impacto aperfeiçoada, enquanto outras propriedades são substancialmente mantidas ou aperfeiçoadas, por exemplo, a estabilidade térmica dimensional e a resistência ao fogo, exibidas pelos painéis de espuma xps convencionais correspondentes. as composições espumáveis podem incorporar uma ou mais de uma variedade de adjuvantes de processamento polimérico com a finalidade de alterar o desempenho dos produtos de espuma finais, pelo que, permitindo que as propriedades do produto de espuma final possam ser de alguma forma especificadas.

Description

PAINEL DE ESPUMA DE CÉLULA FECHADA, DEFORMÁVEL, NÃO RESILIENTE E MÉTODO DE PRODUZIR O REFERIDO PAINEL

CAMPO TÉCNICO E APLICABILIDADE INDUSTRIAL [001] A presente invenção se refere às composições e métodos para produzir painel rígido de espuma de poliestireno extrusado (XPS), de deformação fácil e alta resistência (HS-ED) apropriado para aplicações de isolamento, especificamente para sistema de acabamento de isolamento externo (EIFS) na construção de edifícios, estruturas de isolamento de rodovias que possuem superfícies irregulares e produtos estruturais de espuma. O painel rígido de espuma de poliestireno produzido de acordo com a invenção, também pode exibir resistência ao impacto aperfeiçoada, em relação aos produtos de painel de espuma correspondentes que são fabricados empregando composições e métodos convencionais e podem, portanto, ser apropriados também para produtos estruturais de espuma. A presente invenção também pode ser aplicada às espumas de células convencionais (isto é, exibindo densidades de célula tipicamente de cerca de 10⁴-10⁶ células/cm³), espumas microcelulares (isto é, aquelas exibindo densidades de célula tipicamente de cerca de 10⁷-10⁹ células/cm3) e possivelmente espumas ultramicrocelulares (isto é, aquelas exibindo densidades de célula tipicamente de cerca de 10⁹-10¹²células/cm3). Conforme o tamanho médio da célula diminui para um dado material, o fator de expansão também diminui e a resistência polimérica tende a aumentar, de modo a manter a integridade da célula, pelo menos em parte, pela redução da coalescência da célula e manutenção de paredes da célula relativamente mais espessas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Essa invenção se refere aos produtos de espuma para isolamento, especificamente de espuma de poliestireno extrusada, contendo uma quantidade menor de um ou mais aditivos incluindo, por exemplo, uma ou mais resinas de vinila,

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2/15 suficientes para obter uma combinação desejada de flexibilidade e resistência. Os painéis rígidos de espuma de poliestireno extrusado fabricados de acordo com a invenção podem ser deformados repetidamente no processo, em temperatura ambiente, para criar formas de painel conformadas possuindo uma ou mais curvaturas, envergamento ou deformações sem ricochete, craqueamento ou rompimento, enquanto mantendo substancialmente as propriedades térmicas e físicas do painel original, não deformado.

[003] Conforme será apreciado é especificamente vantajosa a capacidade de deformação dos painéis expandidos de espuma para isolamento, em várias formas, de modo a se ajustarem ao projeto arquitetônico de uma estrutura, enquanto tendendo a preservar sua integridade estrutural e de isolamento nas aplicações em construção. Essa capacidade é também desejável nos painéis expandidos de espuma para isolamento destinados ao emprego como painéis de isolamento de parede externa ou como painéis de isolamento na pavimentação de rodovias, nas estruturas de concreto possuindo perfis ondulados, curvados, oscilantes ou de outra forma complexos e arredondados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] A presente invenção se refere à produção de um painel rígido de espuma de poliestireno, de fácil deformação e alta resistência (HS-ED) que pode ser deformado repetidamente, a partir de sua configuração original substancialmente plana, em uma forma curva, sem ricochete, craqueamento ou de outra forma danos à integridade do painel ou substancialmente reduzindo a resistência estrutural do painel, mesmo após deformações repetidas. A presente invenção produz painéis rígidos de espuma de poliestireno que exibem aperfeiçoada resistência à deformação e ao impacto, pelo que, aperfeiçoando o desempenho e manuseio do painel rígido de espuma de XPS, enquanto substancialmente mantendo ou aperfeiçoando outras propriedades, por exemplo, a estabilidade dimensional térmica

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3/15 e de resistência ao fogo, exibidas pelos painéis de espuma XPS convencionais, correspondentes.

[005] Uma variedade de coadjuvantes de processamento de polímero (PPA) pode ser incluída na fusão polimérica, a fim de alterar o desempenho processual da fusão polimérica incluindo, por exemplo, redução das fraturas na fusão, aperfeiçoamento das propriedades de superfície em uma variedade de artigos de poliolefina; aperfeiçoamento da estabilidade, redução do cisalhamento, aumento da saída com força semelhante ou reduzida, aperfeiçoamento do controle de temperatura na fusão e reduzindo a fricção na fusão. De modo semelhante, a composição do polímero de base pode ser alterada por adição de um ou mais outros polímeros e copolímeros à fusão, de modo a formar uma composição combinada para produção de uma espuma que exibe propriedades e desempenho diferentes daquelas do poliestireno de base. Desse modo, as propriedades do produto de espuma final podem ser adequadas, de alguma forma, as várias aplicações pretendidas.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] Os aspectos e operação da invenção ficarão claros da descrição mais detalhada que se segue das várias modalidades da invenção e conforme ilustrado nos desenhos apensos. Esses desenhos são providos apenas para fins ilustrativos e não estão em escala. As relações espaciais e tamanho relativo dos elementos ilustrados, nas várias modalidades podem ter sido reduzidos, expandidos ou rearranjados, de modo a melhorar a clareza da figura com relação à descrição correspondente. As figuras, portanto, não devem ser interpretadas como refletindo exatamente o tamanho ou posicionamento relativos dos elementos estruturais correspondentes, que seriam englobados pelas modalidades exemplares da invenção.

[007] A figura 1 é uma ilustração esquemática de um aparelho de extrusão

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4/15 exemplar, útil para praticar os métodos de acordo com a invenção;

[008] A figura 2 é uma ilustração esquemática de outro aparelho de extrusão exemplar, útil para praticar os métodos de acordo com a invenção;

[009] As figuras 3A e 3B ilustram um primeiro procedimento de teste de curvatura; e [0010] As figuras 4A e 4B ilustram um segundo procedimento de teste de curvatura.

[0011] As modalidades detalhadas que se seguem são providas de modo que essa revelação seja completa e seu escopo dirigido aos versados na técnica. Os princípios e aspectos dessa invenção podem ser empregados em inúmeras modalidades, sem com isto fugir do escopo da invenção. Na realidade, os versados na técnica apreciarão, prontamente, que vários componentes ilustrados nas figuras 1 e 2 podem ser alterados ou de outra forma modificados para prover uma faixa de configurações de extrusor. Conforme será apreciado, contudo, é primariamente a composição do extrusado, ao invés da configuração específica do extrusor, que fornece as vantagens inesperadas detalhadas a seguir.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLARES [0012] Os painéis de espuma, de acordo com a invenção, especificamente os painéis de espuma de poliestireno são formados por incorporação de uma quantidade de uma ou mais resinas de vinila na fusão polimérica, sendo eficaz para obter flexibilidade aumentada, enquanto mantendo substancialmente a resistência dos produtos de painel de espuma resultantes fabricados de poliestireno ou poliestireno combinado com outros polímeros e/ou copolímeros. Consequentemente, os painéis rígidos de espuma de poliestireno extrusado, fabricados de acordo com a invenção podem ser deformados de forma fácil e repetida em temperaturas ambientes, de modo a produzir um raio de curvatura relativamente pequeno, em comparação à espuma XPS convencional, correspondente, sem ricochete,

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5/15 craqueamento ou rompimento, embora de modo geral, mantendo outras propriedades desejáveis das espumas convencionais. Essa combinação de flexibilidade e resistência torna rígidos os painéis de espuma de poliestireno extrusado fabricados de acordo com a invenção, especificamente apropriados para produção de formas conformadas complexas.

[0013] A espuma polimérica rígida de célula fechada, de acordo com a invenção, pode ser preparada usando um processo de extrusão convencional com resina de vinila selecionada do grupo consistindo em acetato de vinila (EVA), álcool polivinílico (PVA), copolímero de álcool vinílico/etileno (EVOH), cloreto de polivinilideno (PVDC), cloreto de polivinila (PVC), copolímero de cloreto de vinila/cloreto de vinilideno e copolímero de cloreto de vinilideno/acrilato de metila, um ou mais agentes de sopro e outros aditivos e/ou PPAs. Sem desejar estar ligado a qualquer teoria específica, suspeita-se que os benefícios associados à incorporação de uma ou mais resinas de vinila a uma resina de poliestireno ou resina de combinação de poliestireno, especificamente a capacidade de deformação aperfeiçoada das espumas resultantes, sejam atribuídos, pelo menos em parte, à ligação de hidrogênio do grupo de hidroxila da resina de vinila. Consistente com essa teoria, outros polímeros e copolímeros incluindo, por exemplo, poliácidos e poliamidas, contendo hidroxila apropriada ou outros substituintes polares podem exibir funcionalidade semelhante.

[0014] Uma resina de vinila representativa é um copolímero de álcool etileno vinílico (EVOH) possuindo taxa de copolímero de etileno de cerca de 20 a 40%, mais especificamente cerca de 30 a 34% (conforme determinado usando o método de teste Kuraray EV-QC-4.17), um índice de fluidez de 1 a 2, mais tipicamente cerca de 1,4 a cerca de 1,8 g/10 minutos, a 190°C e cerca de 2,5 a cerca de 5 g/10 minutos e, mais tipicamente, cerca de 3 a cerca de 4 g/10 minutos a 210°C (conforme determinado usando o método de teste ASTM-D1505).

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6/15 [0015] Espumas de polímero de poliestireno extrusado dessa invenção podem ser preparadas em extrusores de fuso duplo (cisalhamento baixo) e de fuso simples (cisalhamento alto). Um extrusor típico compreende múltiplos alimentadores contendo precipitados ou microesferas de resina de vinila selecionada ou combinação de resinas de vinila, que serão incorporadas à fusão de poliestireno, conforme a mesma é forçada através do extrusor sendo adicionada ao extrusor juntamente com a composição de polímero básica e quaisquer outros PPAs ou aditivos, através das várias entradas de alimentação. O procedimento geral utilizado na preparação de produtos de espuma extrusada inclui as etapas de fusão da composição polimérica de base, incorporação de um ou mais agentes de sopro e outros aditivos à fusão polimérica. Essas composições são preparadas sob condições que se pretende resultem na mistura completa do(s) agente(s) de sopro, aditivos e polímero de base, enquanto impedindo a mistura de espumar prematuramente, por exemplo, mantendo a composição combinada sob pressão alta relativa, pelo menos até o processo de mistura ter sido completado.

[0016] Essa mistura espumável é então tipicamente ajustada a uma temperatura de matriz alvo, que pode estar um pouco abaixo da temperatura na qual as misturas espumáveis deixam o extrusor. A mistura espumável é então extrusada através de uma matriz de extrusão simples ou de múltiplos estágios, para reduzir a pressão na mistura espumável para pressão atmosférica ou mesmo subatmosférica, permitindo que a mistura espume e produza um produto espumado. A expansão rápida tende a produzir algum resfriamento da composição espumada, porém resfriamento suplementar, tal como banho de imersão, pode ser utilizado para resfriamento mais rápido.

[0017] Conforme será apreciado, as quantidades relativas do(s) polímero(s), agente(s) de sopro e aditivos, bem como a temperatura de espumamento e a maneira pela qual a pressão é reduzida (por exemplo, em estágios ou em uma etapa

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7/15 simples) e o ambiente no qual o polímero é extrusado e qualquer processamento subsequente tenderão a afetar uma ou mais das propriedades mecânicas e qualidade da superfície do produto de espuma resultante. Após a etapa de extrusão, a espuma pode ser submetida às etapas de processamento adicionais incluindo, por exemplo, resfriamento dinâmico/estático, conformação, corte e embalamento.

[0018] Conforme ilustrado na figura 1, um aparelho de extrusão 100 útil para praticar os métodos da invenção pode compreender um extrusor de fuso simples ou duplo (não mostrado), incluindo um tambor 102 circundando um fuso 104, no qual são providas abas espirais 106 configuradas para compressão, e pelo que, aquecendo o material introduzido no extrusor de fuso. Conforme ilustrado na figura 1, a composição polimérica básica pode ser alimentada ao extrusor de fuso como um sólido escoável, tais como, microesferas, grânulos ou precipitados, ou como uma fusão líquida ou semilíquida, a partir de uma ou mais tremonhas alimentadoras 108 (não mostradas).

[0019] Conforme a composição polimérica básica avança através do extrusor de fuso, a diminuição do espaçamento da aba 106 define um espaço sucessivamente menor, através do qual, a composição polimérica é forçada por rotação do fuso. Essa diminuição do volume atua para aumentar a temperatura da composição polimérica, de modo a obter uma fusão polimérica (se o material de partida sólido for empregado) e/ou para aumentar a temperatura da fusão polimérica.

[0020] Conforme a composição polimérica avança através do extrusor de fuso 100, um ou mais orifícios podem ser providos através do tambor 102 com aparelhos associados 110 que podem ser configurados para injetar EVOH e um ou mais coadjuvantes de processamento poliméricos adicionais à composição polimérica. De modo semelhante, um ou mais orifícios podem ser providos através do tambor 102 com o aparelho 112 associado ou injeção de um ou mais agentes de sopro na composição polimérica. Uma vez que o(s) adjuvante(s) de processamento

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8/15 polimérico(s) tenha(m) sido introduzido(s) na composição polimérica, a mistura resultante é submetida a alguma combinação adicional, suficiente para distribuir cada um dos aditivos geralmente de modo uniforme, através de toda a composição polimérica para obter uma composição de extrusão.

[0021] Essa composição de extrusão é então forçada através de uma matriz de extrusão 114 e deixa a matriz em uma região de pressão reduzida (que pode estar abaixo da pressão atmosférica), pelo que permitindo que o agente de sopro expanda e produza uma camada de espuma polimérica ou lingote. A espuma polimérica pode ser submetida ao processamento adicional, tal como, calandragem, imersão em água, aspersões para resfriamento ou outras operações para controlar a espessura e outras propriedades do produto de espuma polimérica resultante.

[0022] Conforme ilustrado na figura 2, um aparelho de extrusão 200 útil para praticar os métodos de acordo com a invenção pode compreender um extrusor de fuso simples ou duplo (não mostrado) incluindo um tambor 202 circundando um fuso 204 onde são providas abas em espiral 206 configuradas para comprimir e pelo que, aquecer o material introduzido no extrusor de fuso. Conforme ilustrado na figura 2, a composição polimérica básica, opcionalmente composta com um EVOH e um ou mais adjuvantes de processamento polimérico adicionais, podem ser alimentados ao extrusor de fuso como um sólido escoável, tal como, microesferas, grânulos ou precipitados ou como uma fusão líquida ou semilíquida, a partir de uma ou mais tremonhas alimentadoras 208 (não mostradas).

[0023] Conforme a composição polimérica básica avança através do extrusor de fuso, a diminuição do tamanho da aba 206, define um espaço sucessivamente menor, através do qual a composição polimérica é forçada por rotação do fuso. Essa diminuição do volume atua para aumentar a temperatura da composição polimérica, de modo a obter uma fusão polimérica (se o material de partida sólido for usado) e/ou para aumentar a temperatura da fusão polimérica.

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9/15 [0024] Conforme a composição polimérica avança através de um extrusor de fuso 200, um ou mais orifícios podem ser providos através do tambor 202 com o aparelho 212 associado, configurados para injetar um ou mais agentes de sopro e, opcionalmente, um ou mais adjuvantes de processamento polimérico na composição polimérica. Uma vez que as quantidades desejadas de polímero, adjuvante(s) de processamento polimérico e agente(s) de sopro tenham sido introduzidas no extrusor de fuso, a mistura resultante é submetida a alguma combinação adicional, suficiente para distribuir cada um dos aditivos de modo geral, uniformemente, através de toda a composição polimérica, de modo a obter uma composição de extrusão.

[0025] Essa composição de extrusão é então forçada através de uma matriz de extrusão 214 e deixa a matriz em uma região de pressão reduzida (que pode estar abaixo da pressão atmosférica), pelo que permitindo que o agente de sopro expanda e produza uma camada de espuma polimérica ou lingote. Conforme ilustrado na figura 2, essa redução da pressão pode ser obtida gradualmente conforme a mistura polimérica avança através de aberturas sucessivamente mais largas providas na matriz, para controlar de algum modo a maneira pela qual a pressão aplicada à composição polimérica é reduzida. A espuma polimérica pode também ser submetida ao processamento adicional, tal como, calandragem, imersão em água, aspersões de resfriamento ou outras operações para controlar a espessura ou outras propriedades do produto de espuma polimérica resultante.

[0026] Um produto de espuma XPS, de acordo com a invenção pode ser fabricado em uma operação de espumamento possuindo uma temperatura de mistura de fusão de cerca de 200 a cerca de 250°C, tipicamente ao redor de 240°C, uma temperatura de fusão de matriz de cerca de 100 a cerca de 130°C, tipicamente de cerca de 120°C e uma pressão de matriz de cerca de 5 a 8 MPa, tipicamente ao redor de 6 MPa, quando se utiliza um agente de sopro HCFC 142b, com ou sem

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10/15 incorporação de dióxido de carbono como um agente de sopro adicional ou outro adjuvante de sopro. A razão de expansão, isto é, a razão de espessura da espuma para a fenda de matriz de extrusão, pode estar na faixa de cerca de 20 a 70, tipicamente cerca de 60.

[0027] Vários agentes de sopro podem ser utilizados na formação da mistura espumável incluindo HCFCs, HFCs, CO2, H2O, gases inertes, hidrocarbonetos e misturas dos mesmos. Conforme os versados na técnica apreciarão, embora determinados agentes de sopro possam ser úteis na prática da invenção, existem outras considerações, especificamente a contribuição aparente dos compostos de CFC, e talvez compostos HCFC e HCF para a degradação da camada de ozônio da terra o que tende a limitar seu uso difundido. Os hidrocarbonetos, por exemplo, pentano, hexano e ciclopentano são menos prejudiciais ao ozônio, criando questões de segurança e emissão de VOC.

[0028] Sistemas de sopro convencionais podem incluir uma composição incluindo um ou mais agentes de sopro, que podem também ser combinados para injeção com um ou mais PPAs. Tais sistemas incluem, por exemplo HCFC-142b compreendendo cerca de 8 a cerca de 14%, mais tipicamente cerca de 11% de mistura espumável; HFC-134a compreendendo cerca de 4 a cerca de 10%, mais tipicamente cerca de 5,5%, em combinação com cerca de 3% de etanol; dióxido de carbono compreendendo cerca de 3 a cerca de 6%, tipicamente cerca de 3,5 a cerca de 4,0%, em combinação com cerca de 1,8% de etanol e/ou com um ou mais PPAs adicionais. Os PPAs podem ser usados para aumentar a solubilidade ou distribuição do agente de sopro através da mistura espumável e/ou para alterar uma ou mais propriedades do produto de espuma completado, por exemplo, a porcentagem de células abertas, qualidade de superfície e densidade da espuma.

[0029] A invenção foi demonstrada por preparação de exemplos representativos dos painéis rígidos de espuma de poliestireno da invenção e um

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11/15 exemplo comparativo de um painel rígido de espuma de poliestireno empregando ambos 1) um extrusor LMP de fuso duplo, em combinação com uma matriz plana e placa conformadora e 2) um extrusor em tandem de fuso simples, em combinação com uma matriz radial e conformador furtivo. A espuma pode deixar Vácuo pode também ser aplicado em ambas as linhas piloto e de fabricação acima.

[0030] A tabela 1 mostra as condições processuais para exemplos e exemplos de controle, sem aditivo EVOH em um extrusor de fuso duplo. O copolímero de EVOH é preparado do material classificado EVAL F171 32% em mol da Eval Company of America. A resina de poliestireno empregada foi NOVA 1220 da NOVA Chemical Inc. possuindo um índice de fluidez de cerca de 1,6 g/10 minutos. Hexabromociclododecano estabilizado (Great Lakes Chemical, HBCD SP-75) foi incorporado como agente retardante de chama a uma concentração de cerca de 1% em peso do polímero de espuma sólido. Outros aditivos incluíram cerca de 0,5% em peso de talco e traços de corante.

Tabela 1

Componente/Parâmetro	Exemplos	Exemplo de Controle
Porcentagem em peso de EVOH	0,5-2,5	0
Porcentagem em peso de talco	0,5	0,5
Porcentagem em peso de co2	3,7	3,7
Porcentagem em peso de Etanol	1,5	1,5
Pressão do extrusor, kPa	13.000-17.000	15.800
Temperatura de fusão da matriz, °C	117-123	121
Pressão da matriz, kPa	5.400-6.600	5.600
Velocidade da linha, m/hr	110-170	97
Rendimento, kg/hora	100	100
Fenda da matriz, mm	0,6-0,8	0,8

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Vácuo kPa

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[0031] Dois exemplos da invenção e um comparativo dos produtos de espuma de XPS possuindo concentrações de EVOH e dimensões físicas diferentes, além de propriedades de espuma conforme refletidas abaixo na Tabela 2, foram então submetidos a determinada resistência compressiva e avaliações de deformação (curvatura).

Tabela 2

	Controle	Exemplo 1	Exemplo 2
Porcentagem em peso de EVOH	0	2,5	0,5
Espessura do painel - mm	26,54	25,50	25,17
Densidade (kg/m³)	29	33	30

[0032] Os resultados das avaliações de resistência compressiva e deformação (curvatura) são detalhados abaixo na Tabela 3.

Tabela 3

	Controle	Exemplo 1	Exemplo 2
Resistência Compressiva (kPa)	221	234	214
Testes de Curvatura¹
Rf - mm ²	813	38,1	45,7
Rc - mm ³	NA	50,8	50,8
Tr ⁴	NA	>10	>10

¹O método de teste empregado nos testes de curvatura é detalhado a seguir nos parágrafos [30038-43], conforme aplicado às amostras cortadas de folhas com a dimensão maior sendo orientada transversalmente à direção de extrusão.

²Rf é o raio na falha, conforme definido a seguir.

³Rc é o raio crítico, conforme definido a seguir.

⁴Tr é uma medida do número de vezes que o painel pode se aproximar

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13/15 de Rc sem falha.

[0033] Conforme pode ser visto na Tabela 2, a adição de porções menores de EVOH, por exemplo, não mais de cerca de 2,5% em peso de EOVH com base no polímero de espuma sólida, à mistura de poliestireno espumável tendeu a manter a resistência à compressão, enquanto aperfeiçoando significativamente a flexibilidade e a durabilidade do produto de XPS resultante. Além de manter a resistência compressiva, as espumas da composição exemplar foram capazes de controlar a espuma com relação à condutividade térmica em torno de 0,2 peso/m.k (envelhecidas 180 dias) e retardo de chama, ao redor de 15 a 17 segundos de tempo de queima para o teste de queima em pequena escala.

[0034] A invenção provê assim um painel rígido de espuma de poliestireno, de deformação fácil e alta resistência (HS-ED) que amplia a faixa de aplicações de isolamento onde o isolamento XPS pode ser empregado, por exemplo, aquelas que necessitam de formas complexas e diferentes, e simplifica a instalação reduzindo ou eliminando a necessidade de corte e vedação das folhas de isolamento convencionais ou mantém as configurações encomendadas ou semi-encomendadas para formas complexas, pelo que, reduzindo os custos de mão-de-obra na construção, enquanto mantendo ou aperfeiçoando o desempenho de isolamento do produto instalado.

[0035] O desempenho em deformação (curvatura) das composições de espuma da invenção e uma composição de espuma convencional, conforme reportado acima na Tabela 3 foi avaliado empregando o(s) seguinte(s) procedimento(s).

Testes de Curvatura [0036] Os depositantes não têm conhecimento de um ASTM ou ISO convencional e equivalente a esse teste, porém desenvolveram o teste de curvatura guiada para avaliar e quantificar a flexibilidade/ductilidade das várias amostras de

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14/15 espuma. Esse teste não se destina e não tem a finalidade de cobrir todas as propriedades de flexibilidade mecânica da espuma rígida, tais como, módulo de curvatura aparente (conforme determinado pelo ASTM D747) ou distinguir entre componentes elásticos e plásticos. Esse teste provê, contudo, uma avaliação relativamente simples de um valor aparente do raio de curvatura permitida, bem como uma medida da durabilidade do painel de espuma por curvatura do painel de espuma até dez vezes (ou a falha se o painel não for suficientemente durável para suportar deformações repetidas).

[0037] Outros testes que poderiam ser empregados para avaliar o desempenho dos produtos de espuma XPS incluem testes de curvatura voltados aos vários tipos de curvaturas incluindo, curvatura livre, curvatura guiada (por exemplo, ASTM E190), curvatura semiguiada (por exemplo, ASTM E290) e curvatura em torno do envoltório. Outros testes incluem módulo de curvatura de feixe em cantiléver (por exemplo, ASTM D747) que determina o módulo de curvatura aparente por medição da força e ângulo da curvatura de um feixe em cantiléver.

[0038] Os testes foram conduzidos em amostras de teste retangulares, cortadas de folhas de XPS medindo 10 x 61 cm. A espessura das amostras de teste refletiu a espessura das folhas de produto sendo testadas. Estas amostras de teste foram então submetidas a dois testes de curvatura diferentes.

[0039] Conforme ilustrado nas figuras 3A e 3B, o Teste A era um teste de curvatura semiguiada, no qual as amostras de teste foram colocadas sobre o gabarito guia de curvatura da figura 3A (o gabarito guia é um tubo de aço possuindo um diâmetro selecionável de 5 cm a 15 cm) e força suficiente foi aplicada para manter comprimidos os dois lados da amostra. Conforme a amostra era deformada, a região convexa central C da amostra era então examinada quanto ao craqueamento ou outros defeitos induzidos pela resistência que indicariam falha da amostra. A deflexão ou ordenada média, Δ, na falha foi registrada para cada

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15/15 amostra. O raio na falha, Rf, foi então calculado de acordo com a fórmula I:

Rf = (L²/8Á) + Δ/2 (I) onde L = comprimento da corda para medir a deflexão (60,96 cm para essas amostras) e Δ = a deflexão ou ordenada média, em cm.

[0040] Conforme ilustrado nas figuras 4A e 4B, o Teste B era um teste de curvatura propriamente paralelo a 180°, onde os procedimentos de teste são como se segue, empregando o mesmo gabarito guia de curvatura utilizado no procedimento do Teste A. A amostras foram colocadas sobre o gabarito guia de curvatura e força suficiente F foi aplicada, de modo a colocar os lados opostos da amostra em orientação paralela. Na figura 4A, a separação entre os lados paralelos e consequentemente o raio da porção arqueada da amostra, foi reduzida até a amostra falhar, por exemplo, rachar na região convexa central. Esse raio foi registrado como o raio crítico, Rc.

[0041] Conforme ilustrado na figura 4B, as amostras foram então curvadas repetidamente para se aproximar desse raio crítico, primeiro em uma direção primária e então na direção inversa (indicada por linhas pontilhadas) até o craqueamento ser observado na superfície conexa central da amostra ou até 10 ciclos de curvatura terem sido completados. O número de ciclos suportados pela amostra, Tr, foi registrado na falha ou no término do teste, isto é, Tr > 10.

[0042] Embora modalidades exemplares não limitantes da invenção tenham sido descritas em detalhes aqui anteriormente, deve ser entendido que muitas variações e/ou modificações dos conceitos inventivos básicos ensinados aqui, e que podem ser reconhecidos por um versado na técnica, ainda se encontram dentro do espírito e escopo das modalidades exemplares da invenção e conforme definido nas reivindicações apensas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende poliestireno e uma resina de vinila, em que a resina de vinila compreende um polímero de vinila apresentando um índice de fluidez de 1 a 2 gramas/10 minutos a 190° C, o polímero de vinila contendo 20 a 40% em mol de álcool vinílico copolimerizado e em que a quantidade de resina de vinila contida no painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, não é superior a 2,5% em peso; e em que a quantidade de polímero de vinila é suficiente para que: (a) o painel de espuma contenha 0,2 a 1,1% em peso de álcool vinílico polimerizado, e ainda que (b) uma amostra transversal do painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exiba um raio na falha, Rf, de 1 polegada (2,54 cm) a menos de 12 polegadas (30,5 cm).
2. Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a amostra transversal do painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exibe um raio na falha, Rf, de 1 polegada (2,54 cm) a menos de 6 polegadas (15,2 cm).
3. Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a amostra transversal do painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exibe um raio na falha, Rf, de 1 polegada (2,54 cm) a menos de 4 polegadas (10,16 cm) e um raio crítico, Rc, de 2 polegadas (5,08 cm) a menos de 6 polegadas (15,2 cm) de acordo com o Procedimento de Teste B.
4. Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é capaz de

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2/4 resistir a deformação repetida.
5. Painel de espuma de célula fechada, deformável, não resiliente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a resina de vinila é selecionada do grupo consistindo em acetato de vinila (EVA), álcool polivinílico (PVA), copolímero de álcool vinílico/etileno (EVOH), cloreto de polivinilideno (PVDC), cloreto de polivinila (PVC), copolímero de cloreto de vinila/cloreto de vinilideno e copolímero de cloreto de vinilideno/metacrilato.
6. Método de produzir um painel de espuma, deformável, não resiliente capaz de ser formado em uma forma curvada sem envergar ou deformar significativamente ou danificar a integridade do painel de espuma, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma operação de espumamento possuindo uma temperatura de fusão de matriz de 100 a 130°C e uma pressão de matriz de 30 a 80 bar (3.000.000 a 8.000.000 Pa) para prover uma razão de expansão de 20 a 70, em que o painel de espuma é formado a partir de uma mistura fundida solidificada, expandida de poliestireno e um polímero de vinila tendo um índice de fluidez de 1 a 2 g/10 minutos a 190°C, o polímero de vinila contendo 20 a 40% em mol de álcool vinílico copolimerizado, em que a quantidade do polímero de vinila na mistura fundida é suficiente para que

a) o painel de espuma contenha 0,2 a 1,1% em peso de álcool vinílico copolimerizado, e ainda que

b) uma amostra transversal do painel de espuma tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exiba um raio na falha, Rf, de menos de 12 polegadas (30,05 cm), e em que a quantidade de polímero de vinila contido na mistura fundida não é superior a 2,5% em peso.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero de vinila tem um índice de fluidez de 1,4 a 1,8 g/10 min a

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3/4

190°C.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero de vinila contém 30 a 34% em mol de álcool vinílico copolimerizado.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a amostra transversal do painel de espuma tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exibe um raio na falha, Rf, de menos de 6 polegadas (15,2 cm).
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a amostra transversal do painel de espuma tendo uma espessura nominal de 1 polegada (2,54 cm) exibe um raio na falha, Rf, de menos de 4 polegadas (10,16 cm) e um raio crítico, Rc, de menos de 6 polegadas (15,2 cm) de acordo com o Procedimento de Teste B.
11. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o painel de espuma é capaz de resistir a deformação repetida.
12. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a deformação do painel de espuma em um formato curvado adequado para a instalação em uma estrutura para fornecer isolamento.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda o uso do painel de espuma curvado para fornecer isolamento a uma parede externa compreendendo um perfil complexo arredondado.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda o uso do painel de espuma curvado para fornecer isolamento a uma estrutura de concreto compreendendo um perfil complexo arredondado.
15. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo

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4/4 fato de que o painel de espuma, não resiliente, é célula fechada.