BRPI0804422A2 - process for the production of hybrid reinforced polymeric materials and their applications - Google Patents

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BRPI0804422A2
BRPI0804422A2 BRPI0804422-8A BRPI0804422A BRPI0804422A2 BR PI0804422 A2 BRPI0804422 A2 BR PI0804422A2 BR PI0804422 A BRPI0804422 A BR PI0804422A BR PI0804422 A2 BRPI0804422 A2 BR PI0804422A2
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Marcelo Do Amaral Martins
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Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para a produção de materiais poliméricos híbridos reforçados e suas aplicações. O procedimento da invenção considera a incorporação de poliestireno pré-formado em partículas potiméricas de tamanho submicrométrico ou nanométrico obtidas em processos de polimerização em meio disperso. O processo é caracterizado preferencialmente, porém não exclusivamente, pelo emprego de resíduos de poliestireno ou poliestireno pós-consumo via dissolução em monómero ou mistura de monómeros adequados, preparação de uma emulsão de gotas híbridas polimero-monómero e subseqüente homogeneização dessa emulsão conforme técnicas de alto cisalhamento, e polimerização dos monómeros contidos nas gotas híbridas. O processo revelado nesta invenção permite a incorporação mais de 40% p/p de poliestireno pós-consumo em matrizes poliméricas, a preparação de gotas híbridas polímero-monómero estáveis e a obtenção de materiais reforçados sintetizados adequados para diversas aplicaçoes industriais.The present invention relates to a process for producing reinforced hybrid polymeric materials and their applications. The procedure of the invention contemplates the incorporation of preformed polystyrene into submicron or nanometric size potimeric particles obtained in polymerization processes in dispersed medium. The process is preferably, but not exclusively, characterized by the use of post-consumption polystyrene or polystyrene residues via dissolution in suitable monomer or mixture of monomers, preparation of a hybrid polymer-monomer droplet emulsion and subsequent homogenization of this emulsion according to high-tech techniques. shear, and polymerization of the monomers contained in the hybrid drops. The process disclosed in this invention allows the incorporation of more than 40% w / w post consumer polystyrene into polymeric matrices, the preparation of stable polymer-monomer hybrid droplets and the obtaining of synthesized reinforced materials suitable for various industrial applications.

Description

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOSHÍBRIDOS REFORÇADOS E SUAS APLICAÇÕESPROCESS FOR PRODUCTION OF ENHANCED HYBRID POLYMERIC MATERIALS AND THEIR APPLICATIONS

Campo TécnicoTechnical Field

A presente invenção está relacionada com um processo para aprodução de materiais híbridos reforçados tipo polímero-polímero e suasrespectivas aplicações. O método da invenção consiste basicamente naincorporação de poliestireno pré-formado em partículas poliméricassubmicrométricas ou nanométricas obtidas via polimerização em sistemadisperso, onde o poliestireno prá-formado confere a característica híbridareforçada ao material produzido. O processo é caracterizado pelo empregopreferencial, porém não exclusivo, de poliestireno pós-consumo. 0 processorevelado nesta patente constitui um novo método para a reciclagem depoliestireno, onde esses materiais reciclados podem ser empregadosdiretamente após o descarte, ou alternativamente após serem submetidos aprocessos convencionais de separação dos seus constituintes básicos. Oprocesso ainda caracteriza-se pela dissolução de poliestireno pós-consumo empelo menos um monômero etilênico insaturado ou misturas de monômerosetilênicos insaturados adequados, preparação de uma emulsão de gotashíbridas polímero-monômero, homogeneização de emulsão com técnicas dealto cisalhamento e subseqüente polimerização dos monômeros presentes nasgotas híbridã^7T)^roceS!So~objeto do presente -pedido-de-patente-permiteaincorporação de mais de 40% p/p de poliestireno pós-consumo em matrizespoliméricas, preparação de gotas híbridas polímero-monômero estáveis e demateriais reforçados, adequados para diversas aplicações industriais.The present invention relates to a process for producing polymer-polymer reinforced hybrid materials and their applications. The method of the invention basically consists in the incorporation of preformed polystyrene into submicron or nanometric polymer particles obtained via dispersed system polymerization, where the preformed polystyrene confers the reinforced hybrid characteristic of the material produced. The process is characterized by the preferential but not exclusive use of post-consumption polystyrene. The processor disclosed in this patent is a novel method for polystyrene recycling, where such recycled materials may be employed directly after disposal, or alternatively after conventional separation processes have been subjected to them. The process is further characterized by the dissolution of post-consumption polystyrene by minus an unsaturated ethylenic monomer or mixtures of suitable unsaturated ethylenic monomers, preparation of a polymer-monomer gotash hybrid emulsion, emulsion homogenization with high shear techniques, and subsequent polymerization of the hybrid inlets. It is the object of the present patent application to allow the incorporation of more than 40% w / w post-consumption polystyrene in polymeric matrices, preparation of stable polymer-monomer hybrid droplets and suitable for various materials. industrial applications.

Estado da TécnicaState of the Art

Por diversas razões é desejável a incorporação de um segundotipo de material polimérico em dispersões poliméricas aquosas existentes. Emdiversas aplicações, esses materiais híbridos apresentam característicasmelhoradas e reforçantes, quando comparados com a simples mistura demateriais distintos. A síntese de dispersões poliméricas aquosas viapolimerização em mini-emulsão é conhecida há vários anos e a técnicaapresenta diversas vantagens quando comparada com técnicas convencionaisde polimerização em sistema disperso. Por exemplo, a técnica depolimerização em mini-emulsão permite a incorporação ou o encapsulamentode componentes hidrofóbicos em polímeros durante a polimerização,caracterizando-se como uma valiosa ferramenta para a produção de materiaishíbridos. Adicionalmente ao monômero etilênico insaturado, ou misturas demonômeros etilênicos insaturados, água e tensoativos, o processo de mini-emulsão contém em sua formulação um composto adicional para estabilizar aspequenas gotas formadas durante o processo de homogeneização antes edepois do processo de polimerização. Esse composto adicional ou compostossão normalmente materiais hidrofóbicos, com baixa ou nenhuma solubilidadeem água e boa miscibilidade em monômeros.For various reasons it is desirable to incorporate a second polymeric material into existing aqueous polymer dispersions. In many applications, these hybrid materials have improved and reinforcing characteristics when compared to the simple mixture of different materials. Synthesis of aqueous polymeric dispersions via mini-emulsion polymerization has been known for several years and the technique has several advantages compared to conventional dispersed system polymerization techniques. For example, the mini-emulsion polymerization technique allows the incorporation or encapsulation of hydrophobic components in polymers during polymerization and is a valuable tool for the production of hybrid materials. In addition to the unsaturated ethylene monomer, or unsaturated ethylenic demonomer mixtures, water and surfactants, the miniemulsion process contains in its formulation an additional compound to stabilize the small droplets formed during the homogenization process before and after the polymerization process. Such an additional compound or compost is usually hydrophobic materials with low or no water solubility and good monomer miscibility.

A patente Americana US Pat. 4,113,687 revela um processo paraa produção de mini-emulsões de cloreto de vinila. O processo revelado requero uso de plastificantes para a estabilização das gotas submicrométricas,estabilização essa que de acordo com os inventores não pode ser conferidapelo emprego dè^õTrípostoscom alto peso moleeular^Oprocessojdescritojiaspatentes US Pat. 4,070,323 e US Pat. 4,177,177 relaciona métodos baseadosna dissolução de polímeros e co-estabilizadores em um solvente, seguido pelaeliminação e recuperação do solvente de acordo com processos padrões.O usode polímeros como potenciais componentes hidrofóbicos é revelado na patenteamericana US Pat. 5,686,518 dos inventores Fontenot, Schork e Reimers. Deacordo com os inventores, o uso de compostos não-voláteis oferece uma claravantagem com relação aos tradicionais co-estabilizadores voláteis, uma vezque os mesmos devem ser eliminados do produto final. Polímeros puros sãoempregados em quantidades menores que 5% p/p com relação ao peso demonômero.US Pat. 4,113,687 discloses a process for the production of vinyl chloride mini emulsions. The disclosed process requires the use of plasticizers for the stabilization of submicron droplets, which stabilization, which according to the inventors cannot be conferred by the use of high molecular weight trypsets. 4,070,323 and US Pat. 4,177,177 relates methods based on dissolving polymers and co-stabilizers in a solvent, followed by solvent elimination and recovery according to standard processes. The use of polymers as potential hydrophobic components is disclosed in US Pat. 5,686,518 to the inventors Fontenot, Schork and Reimers. According to the inventors, the use of non-volatile compounds offers a distinct advantage over traditional volatile co-stabilizers as they must be eliminated from the final product. Pure polymers are employed in amounts less than 5% w / w with respect to demonomer weight.

A técnica de polimerização em mini-emulsão vem sendo descritacomo adequada para a incorporação de materiais em matrizes poliméricas.Erdem, Bhattacharjee e Schrock revelam na patente americana US Pat.US2002/0177654 um processo para a produção de partículas híbridas. Deacordo com o processo descrito, um polímero puro é inicialmente sintetizadopara o propósito específico do processo, em seguida o polímero é dissolvidoem um monômero. Essa solução deve apresentar baixa viscosidade,tipicamente inferior 1 Pa.s, que é o limite máximo de trabalho. 0 processocaracteriza-se ainda pela subseqüente polimerização. A invenção americanaUS 2007/0218089 A1 concedida a BASF Aktiengesellschaft revela umprocesso para a incorporação de materiais de efeitos em partículas poliméricasempregando a técnica de polimerização em mini-emulsão. De acordo com oprocesso, os materiais de efeitos são caracterizados como substâncias queconferem estabilidade à radiação UV e resistência à luz e ao calor. O processonão se caracteriza pela produção intencional de um polímero pré-formado paraa produção de partículas híbridas. O processo revelado no documento US Pat.NÕTUS2005/0T76896 Al^emprega partículas líquidas-minUemulsJfLcadas_p_ara oencapsulamento de compostos químicos. De acordo com o documento, oencapsulamento não seria viável via o emprego de outras técnicas depolimerização. A estabilização de partículas líquidas é realizada com apresença de compostos óleo-solúveis de baixo peso molecular.The mini-emulsion polymerization technique has been described as suitable for incorporating materials into polymeric matrices. In U.S. Patent Bhattacharjee and Schrock disclose in US Pat. US2002 / 0177654 a process for the production of hybrid particles. According to the described process, a pure polymer is initially synthesized for the specific purpose of the process, then the polymer is dissolved in a monomer. This solution should have low viscosity, typically less than 1 Pa.s, which is the maximum working limit. The process is further characterized by subsequent polymerization. The American invention US 2007/0218089 A1 issued to BASF Aktiengesellschaft discloses a process for incorporating polymeric particle effect materials using the mini emulsion polymerization technique. According to the process, the effects materials are characterized as substances that confer stability to UV radiation and resistance to light and heat. Processon is not characterized by the intentional production of a preformed polymer for the production of hybrid particles. The process disclosed in US Pat. No. US2005 / 0T76896 A1 employs liquid particle-emulsified particles for the encapsulation of chemical compounds. According to the document, encapsulation would not be feasible via the use of other polymerization techniques. The stabilization of liquid particles is performed with the presence of low molecular weight oil-soluble compounds.

Seguindo a prática atual na indústria química, todos os processosno estado atual da técnica empregam substâncias químicas puras ou em graureagente. É conhecido que impurezas podem afetar severamente a síntesequímica, resultando em maiores tempos reacionais, períodos de inibição,produção de material fora de especificação, condições operacionais nãoseguras, entre outros impactos negativos.Following current practice in the chemical industry, all processes in the current state of the art employ pure or coarse chemicals. Impurities are known to severely affect chemical synthesis, resulting in longer reaction times, inhibition times, out-of-specification material production, unsafe operating conditions, and other negative impacts.

O poliestireno é utilizado em grandes quantidades em decorrênciadas suas características, tais como baixo custo, baixa condutividade térmica eboa resistência a choques. O poliestireno expandido é um material amplamenteempregado no setor da construção civil, principalmente para isolamentotérmico, e na indústria de embalagens. O material é produzido com pentano, ououtro agente de expansão conhecido no estado da técnica, inserido na matrizdo poliestireno, que é posteriormente aquecida com vapor para formar opoliestireno expandido. O resíduo oriundo desses materiais e a produção deresíduos de poliestireno e poliestireno expandido, mais especificamentepoliestireno expandido, devido a sua baixa densidade, são volumosos,tornando o transporte e subseqüente descarte um dos principais desafios paratoda a família de materiais plásticos.Polystyrene is used in large quantities because of its characteristics, such as low cost, low thermal conductivity and good shock resistance. Expanded polystyrene is a widely used material in the construction sector, mainly for thermal insulation, and in the packaging industry. The material is produced with pentane, or another blowing agent known in the prior art, inserted into the polystyrene matrix, which is then steam heated to form expanded polystyrene. The residue from these materials and the production of polystyrene and expanded polystyrene, more specifically expanded polystyrene, due to their low density, are bulky, making transportation and subsequent disposal one of the major challenges for the plastics family.

Existem diversas alternativas para minimizar o impacto negativodo resíduo de poliestireno ao meio ambiente. A remediação via o processo deincineração em sistemas avançados de incineração pode produzir de 8,2 MJ a8,6 MJ de energia por 1,0 kg de rejeito. Entretanto, sabe-se que ascaracterísticas"cfêTréjêitõ podem interferir com o processo de combustão_dp_incinerador e que também podem provocar a produção de gases altamentetóxicos.There are several alternatives to minimize the negative impact of polystyrene residue on the environment. Remediation via the incineration process in advanced incineration systems can produce from 8.2 MJ to 8.6 MJ of energy per 1.0 kg of tailings. However, it is known that the characteristics may interfere with the incinerator combustion process and may also cause the production of highly toxic gases.

Materiais plásticos de consumo são composições complexas,incluindo um ou mais polímeros e diversos aditivos e raramente são materiaispuros. Alguns tipos de poliestireno expandido contêm retardantes de chamacom base em compostos bromados, e agentes de expansão, entre outrosaditivos. Esses materiais quando incinerados podem causar a formação degases extremamente tóxicos. Conseqüentemente, resíduos oriundos depoliestireno, e mais especificamente poliestireno expandido, devem serinicialmente submetidos a um processo de redução de volume, separação deimpurezas, eliminação dos aditivos e finalmente regeneração do poliestireno. Aredução de volume pode ser realizada pelo tratamento termo-mecânico decompactação. Entretanto, sabe-se que esses processos causam a degradaçãodo material reciclado. Métodos alternativos para a redução de volume e areciclagem do poliestireno de acordo com o estado atual da técnica envolvem adissolução do polímero em solventes orgânicos. 0 documento WO2007/009553 A1 revela um processo semelhante ao descrito na patenteamericana US Pat. 5,232,954 e na alemã DE 10207336, no qual o resíduopolimérico é dissolvido em um sistema composto por um solvente e um não-solvente. O processo requer etapas múltiplas. Inicialmente, dá-se a redução dovolume, a separação de materiais insolúveis, a precipitação do polímero,posterior separação, lavagem e secagem do poliestireno precipitado.Consumer plastic materials are complex compositions including one or more polymers and various additives and are rarely pure materials. Some types of expanded polystyrene contain flame retardants based on brominated compounds, and blowing agents, among other additives. These materials when incinerated can cause extremely toxic degassing. Consequently, residues from polystyrene, and more specifically expanded polystyrene, should initially be subjected to a process of volume reduction, separation of impurities, elimination of additives and finally regeneration of polystyrene. Volume reduction can be performed by thermo-mechanical decompression treatment. However, these processes are known to cause degradation of recycled material. Alternative methods for volume reduction and polystyrene recycling according to the current state of the art involve polymer dissolution in organic solvents. WO2007 / 009553 A1 discloses a process similar to that described in US Pat. 5,232,954 and German DE 10207336, in which the polymeric residue is dissolved in a system consisting of a solvent and a non-solvent. The process requires multiple steps. Initially, volume reduction, separation of insoluble materials, polymer precipitation, subsequent separation, washing and drying of precipitated polystyrene occur.

O presente inventor descobriu que poliestireno pós-consumo podeser completamente reciclado em partículas poliméricas empregando a técnicade mini-emulsão. Surpreendentemente, o processo conduz à produção departículas híbridas polímero-polímero com desempenho superior. Dessa forma,or presente- inventor—desenvolveu um -novo--método_para_Ja_redclaaem depoliestireno e poliestireno expandido e para a produção de materiais híbridosreforçados.The present inventor has found that post-consumer polystyrene can be completely recycled into polymer particles using the mini emulsion technique. Surprisingly, the process leads to the production of superior performing polymer-polymer hybrid departments. Thus, the present inventor — developed a new method for reducing polystyrene and expanded polystyrene and for the production of reinforced hybrid materials.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

Por um lado, a invenção aqui revelada é relativa a um processopara a produção de dispersões poliméricas, e respectivos produtos obtidos naprodução, contemplando:(a) Dissolução de poliestireno pós-consumo ou poliestireno expandido emum monômero etilênico insaturado ou misturas de monômerosetilênicos insaturados;On the one hand, the invention disclosed herein relates to a process for the production of polymeric dispersions, and their products obtained in production, comprising: (a) Dissolving post-consumer polystyrene or expanded polystyrene into an unsaturated ethylene monomer or mixtures of unsaturated monomers;

(b) Formação de uma mistura de (a) com outro monômero etilênicoinsaturado ou monômeros, em proporção definida de acordo com aaplicação final desejada;(b) Formation of a mixture of (a) with another unsaturated ethylene monomer or monomers, in a ratio defined according to the desired final application;

(c) Dispersão da mistura preparada em (b) em um sistema aquosocontendo uma substância adequada com atividade superficial;(c) Dispersing the mixture prepared in (b) into an aqueous system containing a suitable surface active substance;

(d) Submissão da dispersão aquosa preparada em (c) a condiçõessuficientes para preparar gotas micro- ou nanométricas da faseorgânica híbrida polímero-monômero;(d) subjecting the aqueous dispersion prepared under (c) to conditions sufficient to prepare micro- or nanometric drops of the hybrid polymer-monomer organic phase;

(e) Submissão da dispersão formada em (d) a condições apropriadas paraa polimerização do(s) monômero(s), formando uma dispersão departículas poliméricas, contendo um sistema híbrido polímero-polímerocom tamanho médio de partícula preferencialmente menor que 1000 nm,(e) subjecting the dispersion formed in (d) to conditions suitable for polymerization of the monomer (s), forming a dispersion of polymeric particles, containing a polymer-polymer hybrid system with an average particle size preferably less than 1000 nm;

Por outro lado, a presente invenção é um novo processo para areciclagem de poliestireno ou poliestireno expandido pós-consumo, ondemateriais híbridos polímero-polímero são produzidos com concentraçãosuperior a 40% p/p do material a ser reciclado sobre o peso total de materialpohméTíco via polimerização em sistema disperso.-On the other hand, the present invention is a new process for post-consumer expanded polystyrene or expanded polystyrene recycling, where polymer-polymer hybrid materials are produced with concentrations greater than 40% w / w of the material to be recycled over the total weight of polymeric material via polymerization. in dispersed system.-

Em um terceiro aspecto, esta invenção é um processo para aprodução de materiais híbridos polímero-polímero com propriedadesreforçadas, que podem ser aplicados em diversos campos, tais como asindústrias de tintas, revestimento para papel e cartão, cosméticos, têxtil, entreoutras áreas e aplicações.Descrição Detalhada da InvençãoIn a third aspect, this invention is a process for producing polymer-polymer hybrid materials with enhanced properties that can be applied in various fields such as paint, paper and board coating, cosmetics, textiles, and other areas and applications. Detailed Description of the Invention

No texto a seguir a invenção é detalhadamente descrita, porémsem limitar-se à descrição.In the following text the invention is described in detail, but not limited to the description.

Poliestireno pós-consumo pode ser qualquer resíduo contendopoliestireno e/ou poliestireno expandido. Por exemplo, o resíduo pode resultarda produção industrial do material, resíduos de granuladoras e transformadoresem geral, resíduos de embalagem obtidos em coleta urbana, poliestirenoexpandido obtido em aplicações na agricultura, copos de bebida, pratos, etc.Post-consumer polystyrene may be any residue containing polystyrene and / or expanded polystyrene. For example, the waste may result from industrial production of the material, waste from granulators and transformers in general, packaging waste obtained from urban collection, expanded polystyrene obtained from agricultural applications, drinking glasses, plates, etc.

Surpreendentemente, de acordo com o escopo da presente invenção,poliestireno pós-consurno pode ser usado sem qualquer processo específicopara separação prévia dos ativos, tais como plastificantes, antioxidaníes,estabilizantes, pigmentos e retardantes de chama. Alternativamente, opoliestireno pós-consumo obtido do lixo urbano ou rural pode ser usado após aseparação do poliestireno dos seus aditivos, empregando processosconhecidos no estado da técnica, tais como dissolução seletiva seguida deprecipitação.Surprisingly, according to the scope of the present invention, post-consumable polystyrene can be used without any specific process for pre-separation of assets such as plasticizers, antioxidants, stabilizers, pigments and flame retardants. Alternatively, post-consumption polystyrene obtained from urban or rural waste may be used after separation of polystyrene from its additives, employing processes known in the art such as selective dissolution followed by deprecipitation.

Operando de acordo com o procedimento da invenção, adissolução de poliestireno pós-consumo é realizada à pressão atmosférica, emum equipamento preferencialmente equipado com sistema de agitação,condensador e a uma temperatura normalmente na faixa de 20°C a 70°C.Operating according to the procedure of the invention, post-consumer polystyrene dissolution is carried out at atmospheric pressure in equipment preferably equipped with a stirring system, condenser and at a temperature typically in the range of 20 ° C to 70 ° C.

Prèférênciãlrnentera temperatura está na-faixa de 30-C a 60°C.-De acordo como escopo da invenção, o poliestireno pós-consumo pode ser usado tal qualobtido como rejeito, ou alternativamente após ser submetido a processos decompactação conhecidos pelo estado da arte.Preferably, the temperature is in the range of 30 ° C to 60 ° C. According to the scope of the invention, post-consumer polystyrene may be used as waste, or alternatively after undergoing decompression processes known in the art.

Seguindo o procedimento da invenção, poliestireno pós-consumoé dissolvido em um monômero etilênico insaturado adequado ou misturas demonômeros etilênicos insaturados. Monômeros etilênicos a,(3 insaturadosadequados incluem acrilatos ou alquil metacrilatos (ex. acrilato de metila,metacrilato de metila, acrilato de etila, metacrilato de etila, acrilato de n-butila,metacrilato de n-butila, acrilato de 2-etií hexila, metacrilato de ciclohexila,metacrilato de 2-etil hexila, metacrilato de estearila, metacrilato de isobornila emetacrilato de laurila), compostos aromáticos polimerizáveis (por exemplo,estireno, a-metil estireno, vinil tolueno e terc-butil estireno), nitrilaspolimerizáveis (por exemplo, acrilonitrila e metacrilonitrila), compostospolimerizáveis de arruda, compostos de a-olefinas, como, por exemplo, etileno,compostos vinílicos como acetato de vinila, propionato de vinila e homólogosde ésteres vinílicos de cadeia longa, ésteres vinílicos, haletos de vinila ouvinilideno, compostos diênicos, como butadieno e isopreno. Outros monômerosetilênicos a,(3 insaturados são aqueles com átomos de flúor ou silício, como porexemplo, acrilato de 1H, 1H, 5H-octafluorpentila e acrilato de trimetilsiloxietila.Following the procedure of the invention, post-consumer polystyrene is dissolved in a suitable unsaturated ethylenic monomer or unsaturated ethylenic demonomer mixtures. Suitable unsaturated ethylenic monomers α, (3 include acrylates or alkyl methacrylates (eg methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, isobornyl methacrylate and lauryl methacrylate), polymerizable aromatic compounds (eg styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene and tert-butyl styrene), for example polymerizable nitriles , acrylonitrile and methacrylonitrile), rue-curable compounds, α-olefin compounds such as ethylene, vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl propionate and homologues of long chain vinyl esters, vinyl esters, audynylidene vinyl halides, butadiene and isoprene Other ethylenic monomers a, (3 unsaturated are those with fluorine or silicon atoms, such as acryl 1H, 1H, 5H-octafluorpentyl actin and trimethylsilyloxyethyl acrylate.

Preferencialmente, os monômeros etilênicos a,(3 insaturados sãoescolhidos do conjunto composto por estireno, acrilatos e metacrilatos, haletosde vinila ou vinilideno, dienos, ésteres vinílicos e suas misturas.Preferably, the unsaturated α (3) ethylenic monomers are chosen from the group consisting of styrene, acrylates and methacrylates, vinyl or vinylidene halides, dienes, vinyl esters and mixtures thereof.

Porfipiilprmonto rociti-7p_e:o o ocf-nltna nroforonrialmonto no cnnil intn mmnnçtnpor estireno, acetato de vinila, acrilato de metila, acrilato de butila, acrilato deetila, acrilato de 2-etil hexila, butadieno e cloreto de viniia.Porphipylammonite rociti-7p: The och-nltna nroforonrialmonte in the ammonium intnmnstpor styrene, vinyl acetate, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butadiene and vinyl chloride.

Mais preferencialmente, os monômeros estireno e acrilatos sãoescolhidos como monômeros etilênicos insaturados.More preferably, the styrene and acrylate monomers are chosen as unsaturated ethylenic monomers.

A concentração de poliestireno pós-consumo na solução varia de0.1% a 50% em peso. Preferencialmente, a concentração varia na faixa de 1%a 40% em peso. Mais preferencialmente, a concentração de poliestireno pós-consumo ou poliestireno expandido na faixa de 10% a 30% em peso.Materiais de pós-consumo podem conter componentes insolúveis.Esses materiais, se presentes, são separados da solução depoliestireno/monômero através de técnicas convencionais de separaçãosólido/líquido, como, por exemplo, centrifugação, filtração e decantação.The post-consumption polystyrene concentration in the solution ranges from 0.1% to 50% by weight. Preferably, the concentration ranges from 1% to 40% by weight. More preferably, the concentration of post-consumer polystyrene or expanded polystyrene in the range of 10% to 30% by weight. Post-consumer materials may contain insoluble components. These materials, if present, are separated from the polystyrene / monomer solution by techniques. conventional solid / liquid separations such as centrifugation, filtration and decantation.

Após o término da dissolução de poliestireno pós-consumo nomonômero, de acordo com o procedimento da presente invenção, a soluçãopoliestireno pós-consumo/monômero é completamente misturada com outromonômero etilênico insaturado ou misturas de monômeros etilênicosinsaturados. As proporções e composições dos monômeros etilênicosinsaturados são escolhidas de acordo com as propriedades finais desejadas domaterial a ser sintetizado, o que é amplamente conhecido por quem possuaconhecimento do estado da arte.Upon termination of dissolution of the nomomere post-consumption polystyrene according to the procedure of the present invention, the post-consumption polystyrene / monomer solution is completely mixed with unsaturated ethylene monomer or unsaturated ethylene monomer mixtures. The proportions and compositions of the unsaturated ethylenic monomers are chosen according to the desired final properties of the material to be synthesized, which is widely known to one of ordinary skill in the art.

Monômeros etilênicos a,p insaturados adequados incluemacrilatos ou alquil metacrilatos (ex. acrilato de metila, metacrilato de metila,acrilato de etila, metacrilato de etila, acrilato de n-butila, metacrilato de n-butila,acrilato de 2-etil hexila, metacrilato de ciclohexila, metacrilato de 2-etil hexila,metacrilato de estearila, metacrilato de isobornila e metacrilato de laurila),compostos aromáticos poümerizáveis (por exemplo, estireno, a -meti! estireno,vinil tolueno e terc-butil estireno), nitrila polimerizáveis (por exemplo, acrilonitrilae metacrilonitrila), compostos polimerizáveis de amida, compostos de a-olefinas, como por exemplo etileno, compostos vinilicos como acetato de vinila,propionato de vinila e homólogos de ésteres vinilicos de cadeia longa, ésteresvinilicos, haletos de vinila ou vinilideno, compostos diênicos, como butadieno eisopreno. Outros monômeros etilênicos a,p insaturados são aqueles comátomos de flúor ou silício, como, por exemplo, acrilato de 1H, 1H, 5H-octafluorpentila e acrilato de trimetilsiloxietila.Preferencialmente, os monômeros etilênicos a,(3 insaturados sãoescolhidos do conjunto composto por estireno, acrilatos e metacrilatos, haletosde vinila ou vinilideno, dienos, ésteres vinílicos e suas misturas.Particularmente, realiza-se a escolha preferencialmente no conjunto compostopor estireno, acetato de vinila, acrilato de metila, acrilato de butila, acrilato deetila, acrilato de 2-etil hexila, butadieno e cloreto de vinila.Suitable unsaturated Î ±, ethylenic monomers include alkyl methacrylates or acrylates (eg methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methacrylate cyclohexyl, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, isobornyl methacrylate and lauryl methacrylate), polymerizable aromatic compounds (e.g. styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene and tert-butyl styrene), polymerizable nitrile ( acrylonitrile and methacrylonitrile), polymerizable amide compounds, α-olefin compounds such as ethylene, vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl propionate and homologues of long chain vinyl esters, vinyl esters, vinyl halides or vinylidene, diene compounds such as isadiene butadiene. Other α, β unsaturated ethylenic monomers are those fluorine or silicon atoms, such as 1H, 1H, 5H-octafluorpentyl acrylate and trimethylsiloxyethyl acrylate. Preferably, α, β (unsaturated 3) ethylenic monomers are chosen from the styrene compound set. , acrylates and methacrylates, vinyl or vinylidene halides, dienes, vinyl esters and mixtures thereof. Particularly, the choice is preferably made from styrene, vinyl acetate, methyl acrylate, butyl acrylate, ethyl acrylate, 2-acrylate. ethyl hexyl, butadiene and vinyl chloride.

De acordo com o processo revelado nesta patente, aconcentração de poliestireno pós-consumo na solução varia de 0.1% a 50% empeso. Preferencialmente, a concentração varia na faixa de 1% a 40% em peso.According to the process disclosed in this patent, the post-consumption polystyrene concentration in the solution ranges from 0.1% to 50% by weight. Preferably, the concentration ranges from 1% to 40% by weight.

Mais preferencialmente, a concentração de poliestireno pós-consumo e/oupoliestireno expandido na faixa de 10% a 30% em peso.More preferably, the concentration of post-consumer polystyrene and / or expanded polystyrene in the range of 10% to 30% by weight.

A solução de poliestireno pós-consumo/monômero(s) édispersada na fase aquosa em condições tais que a solução de poliestirenopós-consumo/monômero dispersada na fase aquosa forme gotas híbridas comtamanho médio de gota de aproximadamente 1um ou menos. A fração emvolume da fase dispersa, transformada em conteúdo em sólidos totais após oprocesso de polimerização, pode variar em uma ampla faixa, desde poucoacima de 0,1% da dispersão até 60% ou mais. A fração em volumepreferencialmente constitui 20%, ainda mais preferencialmente 30%, e aindamais preferencialmente aproximadamente 50% do volume da dispersão.The post-consumption polystyrene / monomer (s) solution is dispersed in the aqueous phase under conditions such that the post-consumption polystyrene / monomer solution dispersed in the aqueous phase forms hybrid drops with an average droplet size of approximately 1 µm or less. The volume fraction of the dispersed phase, transformed into total solids content after the polymerization process, may vary over a wide range, from slightly over 0.1% of the dispersion to 60% or more. The volume fraction preferably constitutes 20%, even more preferably 30%, and even more preferably approximately 50% of the dispersion volume.

A mistura é submetida a técnicas de alta tensão. Tensão édefinida como força por unidade de área. Uma forma de se exercer tensão éatravés de cisalhamento. Cisalhamento significa que a força é tal que umacamada ou plano se move a uma camada ou plano adjacente. A tensãotambém pode ser exercida por todos os lados, como uma tensão decompressão em massa, de modo que a tensão seja exercida quase semcisalhamento. Outra forma de exercer tensão é por meio de cavitação, queocorre quando a pressão dentro de um líquido é reduzida a ponto de provocarvaporização. A formação e o colapso de bolhas de vapor ocorrem comviolência em curtos períodos de tempo, produzindo forte tensão. Outra maneirade aplicar tensão é pelo emprego de energia ultrassônica.The mixture is subjected to high voltage techniques. Tension is defined as force per unit area. One way to exert tension is through shear. Shear means that the force is such that a layer or plane moves to an adjacent layer or plane. Tension can also be exerted on all sides as a mass-depressing stress, so that the stress is exerted almost shear. Another way to exert tension is by cavitation, which occurs when the pressure within a liquid is reduced to the point of vaporization. The formation and collapse of vapor bubbles occurs with violence in short periods of time, producing strong tension. Another way to apply tension is by employing ultrasonic energy.

Em uma descrição do processo de acordo com a presenteinvenção, é preferível o emprego de equipamentos com alto cisalhamentolocalizado. Ainda mais preferencialmente, mistura com alto cisalhamento éobtida pelo uso de ultra-som, moinhos coloidais e/ou homogeneizadores de altapressão.In a description of the process according to the present invention, the use of high shear localized equipment is preferable. Even more preferably, high shear mixing is achieved by the use of ultrasound, colloidal mills and / or high pressure homogenizers.

Monômeros possuem baixo ponto de ebulição a temperaturaambiente e são preferencialmente adicionados a uma dispersão aquosa depoliestireno pós-consumo/monômero. Para utilizar esses monômeros, um vasopressurizado é convenientemente carregado com a dispersão aquosa depoliestireno pós-consumo/monômero e pressuriza-se o vaso via a adição domonômero. Os conteúdos do vaso pressurizado são mantidos sob agitaçãopara facilitar a incorporação do monômero nas gotas híbridas. Monômerosgasosos, como mencionados no escopo da presente invenção, são tipicamentehidrofóbicos. Esses compostos difundem através da fase aquosa até as gotashíbridas-de^poliestirenopós=consumo/monômero. O-processo subseqüentedepolimerização é conduzido em reator pressurizado.Monomers have a low boiling point at ambient temperature and are preferably added to a post-consumption aqueous polystyrene / monomer dispersion. To utilize such monomers, a vasopressurized is conveniently charged with the post-consumption aqueous polystyrene / monomer dispersion and the vessel is pressurized via the addition of the domonomer. The contents of the pressurized vessel are kept under agitation to facilitate incorporation of the monomer into the hybrid drops. Gaseous monomers, as mentioned within the scope of the present invention, are typically hydrophobic. These compounds diffuse through the aqueous phase to the polystyrenophosphates = consumption / monomer. The subsequent polymerization process is conducted in pressurized reactor.

A temperatura usada na etapa de homogeneização do processode acordo com a invenção é, em geral, qualquer temperatura entre o ponto decongelamento e a temperatura de ebulição dos compostos presentes namistura. Temperaturas adequadas para a formação de mini-emulsões demonômero estão na faixa de 20 to 50° C, mais preferencialmente na faixa de25 até 40° C.The temperature used in the process homogenization step according to the invention is generally any temperature between the freezing point and the boiling temperature of the compounds present in the mixture. Suitable temperatures for the formation of demonomer mini emulsions are in the range of 20 to 50 ° C, more preferably in the range of 25 to 40 ° C.

A fase aquosa inclui água, e adicionalmente contém umemulsificante ou uma mistura de emulsificantes adequados. Os emulsificantespodem ser qualquer surfactante, sabão ou similar, amplamente conhecidospelo estado da arte. Exemplos de emulsificantes específicos incluem sulfatosde alquila, alquil sulfosuccinatos, sulfonatos de alquil aril, sulfonatos de a-olefinas, sais quaternários de amônia, sais de aminas, sais de ácidos graxos ouresinosos, produtos da reação de nonil ou octil fenol com oxido de etileno esimilares. A proporção da cadeia alquílica nos diversos emulsificantes varianormalmente de 8 a 18 átomos de carbono. Exemplos de surfactantesespecíficos incluem lauril sulfato de sódio, sulfosuccinatos de sódio, comodimetilamil sulfosuccinato de sódio, dodecil difenil disulfonato de sódio esemelhantes. A concentração de emulsificante é suficiente para obter umadispersão aquosa de polímero estável. A concentração varia tipicamente nafaixa de 0,5 a 5 partes sobre 100 partes do total de partes de monômero a serpolimerizado. Uma lista adicional de emulsificantes pode ser encontrada napublicação McCutcheon's 2001, Emulsifiers and Detergents North AmericanEd. The Manufacturing Confectioner Pub. Co. N.J., USA, 2001, páginas 1 a 227.The aqueous phase includes water, and additionally contains a suitable emulsifier or mixture of emulsifiers. Emulsifiers may be any surfactant, soap or the like, widely known in the art. Examples of specific emulsifiers include alkyl sulfates, alkyl sulfosuccinates, alkyl aryl sulfonates, α-olefin sulfonates, quaternary ammonium salts, amine salts, oresine fatty acid salts, nonyl or octyl phenol reaction products with similar ethylene oxide . The proportion of the alkyl chain in the various emulsifiers usually ranges from 8 to 18 carbon atoms. Examples of specific surfactants include sodium lauryl sulfate, sodium sulfosuccinates, sodium comodimethylamyl sulfosuccinate, and similar sodium dodecyl diphenyl disulfonate. The emulsifier concentration is sufficient to obtain a stable aqueous dispersion of polymer. The concentration typically ranges from 0.5 to 5 parts over 100 parts of the total parts of monomer to serpolymerized. An additional list of emulsifiers can be found in McCutcheon's 2001, Emulsifiers and Detergents North AmericanEd. The Manufacturing Confectioner Pub. Co. N.J., USA, 2001, pages 1 to 227.

Sabe-se que a degradação das gotas é provocada pelainstabilidade coloidal e pela difusão de monômero das gotas pequenas para asgotas maiores, processo conhecido como degradação de Ostwald. Durante aetapa de polimerização em mini-emulsão a degradação não é desejada, já quesua ocorrência pode resultar na formação de partículas poliméricasheterogêneas e com variação na distribuição de tamanhos e composiçãoquímica. A instabilidade provocada pela colisão oriunda do movimentoBrowniano pode ser evitada pela escolha de emulsificantes adequados. Paraconferir uma melhor estabilidade às partículas, um co-estabilizador hidrofóbicodeve ser utilizado.Droplet degradation is known to be caused by colloidal stability and monomer diffusion from small droplets to larger outlets, a process known as Ostwald degradation. During the mini-emulsion polymerization step degradation is not desired, as its occurrence may result in the formation of heterogeneous polymeric particles and with varying size distribution and chemical composition. The instability caused by the collision from Brown's movement can be prevented by choosing suitable emulsifiers. For best particle stability, a hydrophobic co-stabilizer should be used.

Co-estabilizadores hidrofóbicos utilizados no processo de acordocom a presente invenção são compostos altamente insolúveis em água ealtamente solúveis em monômeros etilênicos a,p-insaturados. O co-estabilizador hidrofóbico empregado de acordo com a invenção normalmenteapresenta uma solubilidade em água inferior a 5.10~5 g/l, preferencialmenteinferior a 5.10"6 g/l (medido a 25°C).Hydrophobic co-stabilizers used in the process according to the present invention are highly water-insoluble compounds and highly soluble in α, β-unsaturated ethylenic monomers. The hydrophobic co-stabilizer employed according to the invention normally has a water solubility of less than 5.10 ~ 5 g / l, preferably less than 5.10 - 6 g / l (measured at 25 ° C).

Co-estabilizadores hidrofóbicos adequados são hidrocarbonetos,especialmente alcanos ou cicloalcanos, contendo pelo menos 12 átomos decarbono (ex. hexadecano e octadecano), álcoois de cadeia longa (ex.hexadecanol ou octadecanol), hidrocarbonetos halogenados, compostosorganõ-silício, ésteres de cadeia longa, óleos, tipo óleos vegetais (ex. azeite deoliva), corantes hidrofóbicos, isocianatos protegidos, e também produtosoligoméricos de polimerização, policondensação ou poliadição. O uso de co-estabilizadores poliméricos é descrito, por exemplo, na patente americana USPat. 5,686,518.Suitable hydrophobic co-stabilizers are hydrocarbons, especially alkanes or cycloalkanes, containing at least 12 carbon atoms (eg hexadecane and octadecane), long chain alcohols (eg hexadecanol or octadecanol), halogenated hydrocarbons, organosilicon compounds, long chain esters , oils, such as vegetable oils (eg deoliva olive oil), hydrophobic dyes, protected isocyanates, and also polymerization, polycondensation or polyaddition polymeroligers. The use of polymeric co-stabilizers is described, for example, in USPat. 5,686,518.

De acordo com uma descrição específica do processo de acordocom a patente, um co-estabilizador hidrofóbico também pode ser uiilizadoisoladamente, ou em adição a um co-estabilizador não reativo. Entende-se porco-estabilizadores hidrofóbicos os co-estabilizadores que podem participar noprocesso subseqüente de polimerização. Exemplos desses compostos são oscompostos hidrofóbicos de (co)monômeros tipo acrilato de estearila e outros(meta)acrilatos de cadeia longa, agentes de transferência de cadeia, comododecil mercaptana, ocetadecil mercaptana e outras mercaptanas de cadeialonga, e iniciadores hidrofóbicos tipo 2,5-dimethyl-2-5-dí(2-ethylhexanoylperoxy) hexano e outros (hidro)peróxídos ou iniciadores azode cadeia longa.According to a specific description of the process according to the patent, a hydrophobic co-stabilizer may also be used alone, or in addition to a non-reactive co-stabilizer. Hydrophobic pig stabilizers are understood to be co-stabilizers that may participate in the subsequent polymerization process. Examples of such compounds are the hydrophobic compounds of stearyl acrylate (co) monomers and other long chain (meta) acrylates, chain transfer agents, comododecyl mercaptan, ocetadecyl mercaptan and other long chain mercaptans, and hydrophobic primers type 2,5- dimethyl-2-5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane and other (hydro) peroxides or long chain azode initiators.

O co-estabilizador hidrofóbico usado no processo de acordo coma invenção é preferencialmente escolhido entre alcanos ou álcoois contendo 12a 24 átomos de carbono, especialmente hexadecano, ou entre acrilatoscontendo 18 a 22 átomos de carbono e suas misturas. Uma mistura deacrilatos contendo 18 a 22 átomos de carbono é comercializada com o nomede Norsocryl pela empresa Atofina.The hydrophobic co-stabilizer used in the process according to the invention is preferably chosen from alkanes or alcohols containing 12 to 24 carbon atoms, especially hexadecane, or from acrylates containing 18 to 22 carbon atoms and mixtures thereof. A deacrylate mixture containing 18 to 22 carbon atoms is marketed under the name Norsocryl by Atofina.

O co-estabilizador hidrofóbico é normalmente empregado emconcentrações na faixa de 0,05 a 40% em peso, preferencialmente na faixa de0,1 a 10% em peso, e mais preferencialmente na faixa de 0,2 a 5% em peso,com base no peso total da mistura preparada na etapa (a) do processo deacordo com esta invenção. No caso específico em que (co)monômeros comoos descritos acima são empregados como compostos co-estabilizadoreshidrofóbicos, sua concentração pode chegar até a 70% por peso com base nopeso total da solução de poliestireno pós-consumo/monômero.The hydrophobic co-stabilizer is typically employed in concentrations in the range 0.05 to 40 wt%, preferably in the range 0.1 to 10 wt%, and most preferably in the range 0.2 to 5 wt%, based on in the total weight of the mixture prepared in step (a) of the process according to this invention. In the specific case where (co) monomers as described above are employed as hydrophobic co-stabilizing compounds, their concentration may be up to 70% by weight based on the total amount of post-consumption polystyrene / monomer solution.

Quando o co-estabilizador hidrofóbico não é um (co)monômero, oco-estabilizador hidrofóbico é preferencialmente adicionado em quantidades nafaixa de 0,1 a 10% em peso, mais preferencialmente de 0,2 a 8% por peso eainda mais preferencialmente na faixa de 0,5 a 5% por peso, com base namassa total de solução de poliestireno/monômero. Surpreendentemente, noprocesso de acordo com a invenção, a presença de co-estabilizadoreshidrofóbicos pode ser completamente eliminada. O inventor descobriu que mini-emulsões podem ser preparadas empregando apenas poliestireno pós-consumo, de acordo com o procedimento mais recomendado do processo aquirevelado. A diferença essencial com relação a processos do estado atual daarte é a forma surpreendente em que mini-emulsões estáveis podem sergeradas empregando elevadas concentrações de poliestireno pós-consumo.When the hydrophobic co-stabilizer is not a (co) monomer, the hydrophobic co-stabilizer is preferably added in amounts ranging from 0.1 to 10 wt%, more preferably from 0.2 to 8 wt% and even more preferably in the range. 0.5 to 5% by weight based on total mass of polystyrene / monomer solution. Surprisingly, in the process according to the invention, the presence of hydrophobic co-stabilizers can be completely eliminated. The inventor has found that mini-emulsions can be prepared by employing only post-consumer polystyrene according to the most recommended procedure of the waterproof process. The essential difference with current state of the art processes is the surprising way in which stable mini emulsions can be generated employing high concentrations of post-consumer polystyrene.

Em uma descrição do processo de acordo com esta invenção,o(s) monômero(s) presente(s) dentro das gotas híbridas é(são) polimerizado(s).O(s) monômero(s) é(são) normalmente polimerizado(s) em condições depolimerização via radicais livres, preferencialmente na presença de uminiciador gerador de radicais livres. O iniciador da polimerização pode ser hidro-ou lipossolúvel. Iniciadores de radical livres adequados são conhecidos peloestado da arte. Esses incluem, por exemplo, peróxidos orgânicos comoperóxido de benzoíla, peróxido de lauroíla, 2,5-dimetil 2,5-di(2-etillhexanoilperoxi) hexano e peróxido de dicumila; persulfatos inorgânicos, taiscomo persulfatos de amônio, sódio ou potássio; e iniciadores azo, tais comoazobis-(isobutiro nitrila) (AiBN) e azobis (1-cyclohexanocarbonitrila); e paresredox como Fe2+/H202", ROH/Ce4+ (onde R corresponde a um grupoorgânico, como Ci-ealquil ou Cs-earil) e K2S20s/Fe2+.In a description of the process according to this invention, the monomer (s) present within the hybrid drops is polymerized. The monomer (s) is normally polymerized. (s) under free radical polymerization conditions, preferably in the presence of a free radical generating initiator. The polymerization initiator may be water soluble or water soluble. Suitable free radical initiators are known from the state of the art. These include, for example, organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,5-dimethyl 2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane and dicumyl peroxide; inorganic persulphates, such as ammonium, sodium or potassium persulphates; and azo initiators such as azobis (isobutyronitrile) (AiBN) and azobis (1-cyclohexanecarbonitrile); and redox pairs such as Fe2 + / H2O2, ROH / Ce4 + (where R corresponds to an organic group such as C1-6 alkyl or Cs-earil) and K2S20s / Fe2 +.

A temperatura de polimerização e outras condições do estágio depolimerização são semelhantes às empregadas em processos conhecidos noestadoda arte Geralmente, a temperatura de polimerização fica na faixa de5°C a 120°C, preferencialmente de 30°C a 90°C. O tempo de polimerizaçãoestá na faixa de 120 minutos a 24 horas, sendo preferencialmente inferior a600 minutos. O processo de polimerização pode ser conduzido de múltiplasformas conhecidas no estado da arte, inclusive processos em batelada, semi-batelada, e processos contínuos, processos com ou sem semente, sendo queas condições operacionais não constituem uma limitação ao processo aquirevelado. Aqueles versados no estado da arte apreciarão que diversasmodificações e substituições podem ser realizadas, sem desconfigurar oespírito e escopo da presente invenção. Em uma descrição preferencial dapresente invenção, a dispersão aquosa híbrida poliestireno pós-consumo/monômero é empregada em processos com semente. Em umadescrição preferencial dessa invenção, a dispersão aquosa híbrida de gotas depoliestireno pós-consumo/monômero é inicialmente polimerizada, de acordocom processos conhecidos no estado da arte e empregada posteriormentecomo semente em processos de polimerização subseqüentes.The polymerization temperature and other conditions of the polymerization stage are similar to those employed in processes known in the art. Generally, the polymerization temperature is in the range of 5 ° C to 120 ° C, preferably from 30 ° C to 90 ° C. The polymerization time is in the range of 120 minutes to 24 hours, preferably less than 600 minutes. The polymerization process may be conducted in a variety of known forms in the state of the art, including batch, semi-batch, and continuous processes, seeded or seedless processes, and operating conditions do not constitute a limitation to the watered process. Those skilled in the state of the art will appreciate that various modifications and substitutions can be made without disconfiguring the spirit and scope of the present invention. In a preferred description of the present invention, the post-consumption polystyrene hybrid aqueous dispersion / monomer is employed in seed processes. In a preferred description of this invention, the hybrid aqueous dispersion of post-consumption polystyrene droplets / monomer is initially polymerized according to known state-of-the-art processes and subsequently employed as seed in subsequent polymerization processes.

A dispersão resultante é útil em diversas aplicações. Produtosobtidos de acordo com a presente invenção possuem aplicações semelhantesa látices tradicionais, como preparação de revestimentos decorativos eprotetivos, filmes, adesivos de contato, tintas, colas, vernizes, adesivos para aconstrução civil, revestimentos para papel e cartão, entre outros.Surpreendentemente, o inventor descobriu que os produtos obtidos de acordocom o processo aqui revelado apresentam propriedades superiores àspropriedades características de produtos obtidos de acordo com técnicasconhecidas do estado da tecnica. Apesar de a invencao naoestar limitada pornenhuma teoria, acredita-se que o poliestireno pós-consumo presente nasgotas dispersas forma uma rede reforçante com os monômeros polimerizadosno processo. A estrutura híbrida formada pelo poliestireno pós-consumo epelos monômeros polimerizados confere propriedades finais inesperadas emelhoradas.The resulting dispersion is useful in many applications. Products obtained in accordance with the present invention have similar applications to traditional lattices, such as preparation of decorative and protective coatings, films, contact adhesives, paints, glues, varnishes, civil construction adhesives, paper and cardboard coatings, among others. Surprisingly, the inventor It has been found that products obtained according to the process disclosed herein have properties superior to the characteristic properties of products obtained according to techniques known in the state of the art. Although the invention is not limited by any theory, it is believed that post-consumer polystyrene present in dispersed waste forms a reinforcing mesh with the polymerized monomers in the process. The hybrid structure formed by post-consumer polystyrene and polymerized monomers confers unexpected and improved final properties.

Os exemplos a seguir são fornecidos a título de ilustração dainvenção, e não limitam o escopo da invenção.ExemplosThe following examples are provided by way of illustration of the invention, and do not limit the scope of the invention.

Exemplo 1. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroExample 1. Preparation of post-consumer polystyrene solution

21 gramas de resíduo de poliestireno expandido foram dissolvidosà temperatura ambiente em 402 gramas de estireno monômero. O monômerofoi vertido em um becher, onde em seguida foi adicionado o resíduo depoliestireno. Instantaneamente após o contato, o resíduo foi dissolvido,viabilizando a rápida adição de volumes adicionais do material. A dissolução foicompletada rapidamente e com agitação leve. A solução final apresentouviscosidade de 9 mPa.s e não apresentou separação de fases após repousoem laboratório por período superior a 2 meses. O resíduo foi coletado de rejeitourbano e empregado sem processo de purificação, conferindo uma levecoloração amarelada à solução.21 grams of expanded polystyrene residue was dissolved at room temperature in 402 grams of styrene monomer. The monomer was poured into a becher, whereupon the polystyrene residue was then added. Instantly upon contact, the residue was dissolved, enabling the rapid addition of additional volumes of material. Dissolution was completed rapidly and with light agitation. The final solution had a viscosity of 9 mPa.s and did not show phase separation after laboratory rest for more than 2 months. The residue was collected from rejectitourbane and used without purification process, giving a yellowish coloration to the solution.

Exemplo 2. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroExample 2. Preparation of post-consumer polystyrene solution

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 44 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 399 gramas de estireno monômero. A misturafinal apresentou viscosidade de 27 mPa.s e não apresentou separação defases após repouso em laboratório por período superior a 2 meses.Preparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 44 grams of polystyrene residue was dissolved in 399 grams of styrene monomer. The final mixture had a viscosity of 27 mPa.s and showed no phase separation after laboratory rest for more than 2 months.

Exemplo 3. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo—emonômeroExample 3. Preparation of Post-Consumption Polystyrene Solution — Emonomer

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 56 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 318 gramas de estireno monômero. A misturafinal apresentou viscosidade de 80 mPa.s e não apresentou separação defases após repouso em laboratório por período superior a 2 meses.Exemplo 4. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo e monômeroPreparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 56 grams of polystyrene residue was dissolved in 318 grams of styrene monomer. The final mixture had a viscosity of 80 mPa.s and showed no phase separation after laboratory rest for more than 2 months.Example 4. Preparation of post-consumption polystyrene solution and monomer

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 76 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 305 gramas de estireno monômero. A misturafinal apresentou viscosidade de 232 mPa.s e não apresentou separação defases após repouso em laboratório por período superior a 2 meses.Preparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 76 grams of polystyrene residue was dissolved in 305 grams of styrene monomer. The final mixture had a viscosity of 232 mPa.s and showed no phase separation after laboratory rest for more than 2 months.

Exemplo 5. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroExample 5. Preparation of post-consumer polystyrene solution

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 96 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 289 gramas de estireno monômero. A misturafinal apresentou viscosidade de 512 mPa.s e não apresentou separação defases após repouso em laboratório por período superior a 2 meses.Preparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 96 grams of polystyrene residue was dissolved in 289 grams of styrene monomer. The final mixture had a viscosity of 512 mPa.s and showed no phase separation after laboratory rest for more than 2 months.

Exemplo 6. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroExample 6. Preparation of post-consumer polystyrene solution in monomer

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 118 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 276 gramas de estireno monômero. A misturafinal apresentou viscosidade de 1.3 Pa.s e não apresentou separação de fasesapós repouso em laboratório por período superior a 2meses._Preparation of a post-consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 118 grams of polystyrene residue was dissolved in 276 grams of styrene monomer. The final mixture had a viscosity of 1.3 Pa.s and showed no phase separation after resting in the laboratory for more than 2 months.

Exemplo 7. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroExample 7. Preparation of post-consumer polystyrene solution in monomer

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 26 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 40 gramas de estireno monômero. A essamistura adicionou-se 133,6 gramas de acrilato de butila. A mistura finalapresentou viscosidade de 0,1 Pa.s e não apresentou separação de fases apósrepouso em laboratório por período superior a 2 meses.Preparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 26 grams of polystyrene residue was dissolved in 40 grams of styrene monomer. To this mixture was added 133.6 grams of butyl acrylate. The final mixture had a viscosity of 0.1 Pa.s and did not show phase separation after laboratory rest for more than 2 months.

Exemplo 8. Preparação de dispersão aquosa da mistura de poliestirenopós-consumo e monômero.Example 8. Preparation of aqueous dispersion of the polystyrene post-consumption and monomer mixture.

Uma solução aquosa contendo 275 gramas de água deionizada, 4gramas de lauril sulfato de sódio e 0,3 gramas de NaHCCb foi misturada com amistura preparada no Exemplo 7 empregando agitação magnética. A dispersãoaquosa foi sonicada por 10 minutos a potência 9, empregando o sonicadorBranson Sonifier 450W. O tamanho da gota híbrida de poliestireno pós-consumo/monômero foi medido pela técnica de dispersão de luz, empregandoo equipamento Malvem Zetasizer 1000. Encontrou-se o valor de 208 nm.An aqueous solution containing 275 grams of deionized water, 4 grams of sodium lauryl sulfate and 0.3 grams of NaHCCb was mixed with the mixture prepared in Example 7 employing magnetic stirring. The aqueous dispersion was sonicated for 10 minutes at power 9, employing the Transon Sonifier 450W sonicator. The hybrid post-consumption polystyrene / monomer droplet size was measured by the light scattering technique using the Malvem Zetasizer 1000 equipment. A value of 208 nm was found.

Exemplo 9. Polimerização de mini-emulsão híbrida de poliestireno pós-consumo/monômeroExample 9. Polymerization of Post Consumption / Monomer Hybrid Mini Emulsion

A dispersão preparada de acordo com o Exemplo 8 foi alimentadaa um reator. O sistema foi aquecido a 70°C. Após a estabilização detemperatura por 15 minutos, 25 gramas de uma solução aquosa de persulfatode amônio foram adicionadas ao reator. A polimerização foi conduzidaisotermicamente e em batelada pelo período de 120 minutos. Obteve-se umlátex isento de coágulos, e após repouso em laboratório por mais de 6 meses,não se observou nenhum tipo de separação. O conteúdo em sólidos foiavaliado por gravimetria, obtendo se 40% p/p. A viscosidade do látex foimedida com um viscosímetro tipo Brookfield, com resultado de 36 mPa.s. Otamanho z-médio de partícula foi medido via dispersão de luz, utilizando oequipamento Malvern Zetasizer 1000 HS, com resultado de 180 nm. Atemperatura de transição vítrea foi avaliada pela técnica de DSC, utilizando oequipamento TA Instruments DSC Q100. Observou-se uma nítida transição natemperatura de -32°C, e uma suave transição na região de 109°C.Exemplo 10. Preparação da solução de poliestireno pós-consumo emonômeroThe dispersion prepared according to Example 8 was fed to a reactor. The system was heated to 70 ° C. After temperature stabilization for 15 minutes, 25 grams of an aqueous ammonium persulfate solution was added to the reactor. The polymerization was conducted thermally and in batch for 120 minutes. A clot-free latex was obtained, and after resting in the laboratory for more than 6 months, no separation was observed. The solids content was evaluated by gravimetry, obtaining 40% w / w. Latex viscosity was measured with a Brookfield type viscometer, resulting in 36 mPa.s. The z-mean particle size was measured via light scattering using the Malvern Zetasizer 1000 HS equipment with a 180 nm result. The glass transition temperature was evaluated by the DSC technique using the TA Instruments DSC Q100 equipment. A clear transition at -32 ° C, and a smooth transition in the region of 109 ° C was observed. Example 10. Preparation of post-consumer polystyrene solution

Preparação de uma mistura de poliestireno pós-consumo emonômero de acordo com o Exemplo 1, onde 142 gramas de resíduo depoliestireno foram dissolvidos em 802 gramas de estireno monômero e 42gramas de ácido acrílico. O resíduo foi dissolvido imediatamente após ocontato com a solução monomérica, resultando em uma solução límpida, semseparações de fases após longo período de envelhecimento no laboratório.Preparation of a post consumer monomer polystyrene mixture according to Example 1, wherein 142 grams of polystyrene residue was dissolved in 802 grams of styrene monomer and 42 grams of acrylic acid. The residue was dissolved immediately after contact with the monomer solution, resulting in a clear solution with no phase separations after long aging in the laboratory.

Exemplo 11. Preparação de dispersão aquosa da mistura de poliestirenopós-consumo e monômero.Example 11. Preparation of aqueous dispersion of the polystyrene post-consumption and monomer mixture.

Uma solução aquosa contendo 1332 gramas de água deionizada,6,3 gramas de uma solução aquosa a 50% p/p de NaOH, 1,6 gramas deAerosol MA-80 (Cytec) e 11 gramas de Rhodacal DSB (Rhodia) foi misturadaconjuntamente com a mistura preparada no Exemplo 10 durante 15 minutosempregando agitação mecânica. Em seguida, a dispersão foi transferida paraum homogeneizador de alta pressão (Artepeças APL 500, Brazil) e submetida aum ciclo de homogeneização a 20 MPa. O tamanho final da gota híbrida,analisado pela técnica de dispersão de luz com o equipamento MalvernZetasizer 1000 HS, foi de 360 nm.An aqueous solution containing 1332 grams of deionized water, 6.3 grams of a 50% w / w aqueous NaOH solution, 1.6 grams of Aerosol MA-80 (Cytec) and 11 grams of Rhodacal DSB (Rhodia) was mixed together with The mixture prepared in Example 10 for 15 minutes employing mechanical stirring. The dispersion was then transferred to a high pressure homogenizer (Artepeças APL 500, Brazil) and subjected to a homogenization cycle at 20 MPa. The final hybrid droplet size, analyzed by the light scattering technique with the MalvernZetasizer 1000 HS, was 360 nm.

Exemplo 12. Polimerização de mini-emulsão híbrida de poliestireno pós-consumo/monômeroExample 12. Polymerization of Post Consumption / Monomer Hybrid Mini Emulsion

Adicionou-se 700 gramas de mini-emulsão preparada de acordocom o Exemplo 11a um reator de polimerização. O sistema foi aquecido a80°C e a temperatura mantida constante por 15 minutos. Em seguida, umasolução aquosa composta de 35 gramas de água deionizada e 1,5 gramas depersulfato de amônio foi adicionada ao reator, deixando o sistema reagir embatelada por 60 minutos. Após o término da etapa inicial, 1634 gramas da mini-emulsão preparada de acordo com o Exemplo 11 foram adicionadasconcomitantemente com uma solução aquosa composta por 110 gramas deágua deionizada e 4,2 gramas de persulfato de amônio por um período de 180minutos. Ao término das adições, deixou-se o sistema resfriar por 60 minutos.700 grams of mini emulsion prepared according to Example 11a was added to a polymerization reactor. The system was heated to 80 ° C and the temperature kept constant for 15 minutes. Then, an aqueous solution composed of 35 grams of deionized water and 1.5 grams of ammonium sulfate was added to the reactor, allowing the system to react in a quench for 60 minutes. After completion of the initial step, 1634 grams of the mini-emulsion prepared according to Example 11 was added concurrently with an aqueous solution composed of 110 grams of deionized water and 4.2 grams of ammonium persulfate over a 180 minute period. At the end of the additions, the system was allowed to cool for 60 minutes.

Obteve-se um látex isento de coágulo com conteúdo em sólidos, medido pelatécnica de gravimetria, de 37% p/p. O tamanho médio de partícula obtido foi de362 nm.A solids-free clot-free latex, measured by the gravimetry technique, of 37% w / w was obtained. The average particle size obtained was 362 nm.

Exemplo 13. Polimerização em emulsão com semente empregandopartículas híbridas poliest1reno pós-consumo/polímeroExample 13. Seed emulsion polymerization employing post-consumer polystyrene / polymer hybrid particles

Adicionou-se à carga inicial, contendo 1200 gramas do látexobtido de acordo com o Exemplo 12, 430 gramas de água deionizada, 3,2gramas de Rhodacal DSB (Rhodia). A temperatura do meio reacional foiajustada para 90 °C. Em seguida, adicionou-se ao reator uma solução aquosacomposta por 50 gramas de água deionizada e 6 gramas de persulfato deamônio, mantendo o sistema isotermicamente por 60 minutos. Preparou-se emum vaso pressurizado uma mistura contendo 750 gramas de estireno, 13,7gramas de terc-dodecil mercaptana, 52 gramas de ácido acrílico e 458 gramasde butadieno. Essa mistura foi adicionada ao reator a uma vazão constante porum período de 270 minutos em paralelo à adição de uma solução aquosacomposta por 220 gramas de água deionizada, 6 gramas de persulfato deamônio e 15 gramas de Rhodacal DSB (Rhodia). Deixou-se o sistema resfriar atemperatura ambiente 60 minutos após o término das adições. Obteve-se umlátex isento de coágulo com conteúdo em sólidos, medido pela técnica degravimetria, de 50,7% p/p. O tamanho médio de partícula obtido foi de 254 nm.To the initial charge containing 1200 grams of the latexobtide according to Example 12, 430 grams of deionized water, 3.2 grams of Rhodacal DSB (Rhodia) was added. The temperature of the reaction medium was adjusted to 90 ° C. Then, an aqueous solution composed of 50 grams of deionized water and 6 grams of deammonium persulfate was added to the reactor, keeping the system isothermal for 60 minutes. A mixture containing 750 grams of styrene, 13.7 grams of tert-dodecyl mercaptan, 52 grams of acrylic acid and 458 grams of butadiene was prepared in a pressurized vessel. This mixture was added to the reactor at constant flow for a period of 270 minutes in parallel with the addition of an aqueous solution composed of 220 grams of deionized water, 6 grams of deammonium persulfate and 15 grams of Rhodacal DSB (Rhodia). The system was allowed to cool to room temperature 60 minutes after completion of the additions. A solid-free clot-free latex, measured by the degravimetry technique, was obtained at 50.7% w / w. The average particle size obtained was 254 nm.

Exemplo 14. Polimerização em emulsão com semente empregandopartículas híbridas poliestireno pós-consumo/polímeroAdicionou-se à carga inicial contendo 533 gramas do látex obtidode acordo com o Exemplo 12, 366 gramas de água deionizada, 5,0 gramas deRhodacal DSB (Rhodia). A temperatura do meio reacional foi ajustada para 90°C. Em seguida, adicionou-se ao reator uma solução aquosa composta por 50gramas de água deionizada e 6 gramas de persulfato de amônio, mantendo osistema isotermicamente por 60 minutos. Preparou-se em um vasopressurizado uma mistura contendo 767 gramas de estireno, 19 gramas deterc-dodecil mercaptana, 66 gramas de ácido acrílico e 714 gramas debutadieno. Essa mistura foi adicionada ao reator a uma vazão constante porum período de 270 minutos em paralelo à adição de uma solução aquosacomposta por 625 gramas de água deionizada, 8 gramas de persulfato deamônio e 18,5 gramas de Rhodacal DSB (Rhodia). Deixou-se o sistema resfriarà temperatura ambiente 60 minutos após o término das adições. Obteve-se umlátex isento de coágulo com conteúdo em sólidos, medido pela técnica degravimetria, de 51,5% p/p. O tamanho médio de partícula obtido foi de 203 nm.Example 14. Seed emulsion polymerization employing post-consumer polystyrene / polymer hybrid particles. Added to the initial charge containing 533 grams of the latex obtained according to Example 12, 366 grams of deionized water, 5.0 grams of Rhodacal DSB (Rhodia). The temperature of the reaction medium was adjusted to 90 ° C. Then, an aqueous solution consisting of 50 grams of deionized water and 6 grams of ammonium persulphate was added to the reactor, maintaining the system isothermal for 60 minutes. A mixture containing 767 grams of styrene, 19 grams of deterc-dodecyl mercaptan, 66 grams of acrylic acid and 714 grams of debutadiene was prepared in a vasopressurized. This mixture was added to the reactor at a constant flow rate for a period of 270 minutes in parallel with the addition of an aqueous solution composed of 625 grams of deionized water, 8 grams of deammonium persulfate and 18.5 grams of Rhodacal DSB (Rhodia). The system was allowed to cool to room temperature 60 minutes after completion of the additions. A solid-free clot-free latex, measured by the degravimetry technique, was obtained at 51.5% w / w. The average particle size obtained was 203 nm.

Exemplo 15. Polimerízação em emulsão com semente de acordo com oestado da arteExample 15. State-of-the-art seed emulsion polymerization

Preparação de uma dispersão polimérica aquosa de acordo com oExemplo 14, onde a semente empregada no processo de polimerização foiobtida pela polimerização em emulsão em regime de batelada composto por350 gramas de estireno, 15 gramas de ácido acrílico, 556 gramas de águadeionizada e 74 gramas de lauril sulfato de sódio. Obteve-se um látex isento decoágulo com conteúdo em sólidos, medido pela técnica de gravimetria, de50,5% p/p. O tamanho médio de partícula obtido foi de 190 nm.Preparation of an aqueous polymeric dispersion according to Example 14, wherein the seed employed in the polymerization process was obtained by batch emulsion polymerization consisting of 350 grams of styrene, 15 grams of acrylic acid, 556 grams of water-based and 74 grams of lauryl. sodium sulfate. A decoagulum-free latex with solids content, measured by the gravimetry technique, of 50.5% w / w was obtained. The average particle size obtained was 190 nm.

Exemplo 16. Aplicação em revestimento de papelExample 16. Application on Paper Coating

A performance do látex produzido de acordo com o processorevelado na presente invenção, como ilustrado no Exemplo 14, foi comparadacom a performance de um látex obtido de acordo com o estado atual da arte. Aformulação utilizada na preparação da formulação de revestimento de papelestá detalhada abaixo:The performance of latex produced according to the processor disclosed in the present invention, as illustrated in Example 14, was compared with the performance of a latex obtained according to the state of the art. The formulation used in the preparation of the paper coating formulation is detailed below:

<table>table see original document page 24</column></row><table><table> table see original document page 24 </column> </row> <table>

As formulações de revestimento apresentaram propriedadesfísico-químicas semelhantes. O teor de sólidos medido por gravimetria, aviscosidade Brookfield e o pH medidos para a formulação top-coat com oslátices obtidos de acordo com os Exemplos 14 e 15 apresentaram os seguintesvalores: 59,9%, 1000 mPa.s, 8,8 e 59,5%, 980 mPa.s, 8,9, respectivamente. Oteor de sólidos medido por gravimetria, a viscosidade Brookfield e o pHmedidos para a formulação pré-coat com os látex obtidos de acordo com osExemplos 14 e 15 apresentaram os seguintes valores: 35,1%, 80 mPa.s, 9,1 e35,2%, 86 mPa.s, 9,1, respectivamente. Empregou-se uma base de papelpadrão, com gramatura de 70 gramas por metro quadrado. As propriedades dorevestimento foram analisadas empregando equipamentos e materiais padrãoIGT, seguindo os procedimentos da TAPPI. O arrancamèhtcTa seco (dry pick)observado foi de 1,16 e 1,3 m/s para o papel revestido com a formulaçãocontendo o látex preparado de acordo com os Exemplo 14 e 15,respectivamente.The coating formulations had similar physicochemical properties. The solids content measured by gravimetry, Brookfield viscosity and pH measured for the top-coat formulation with the slopes obtained according to Examples 14 and 15 had the following values: 59.9%, 1000 mPa.s, 8.8 and 59 , 5%, 980 mPa.s, 8.9, respectively. Gravity measured solids content, Brookfield viscosity and pH measured for the latex pre-coat formulation according to Examples 14 and 15 had the following values: 35.1%, 80 mPa.s, 9.1 and 35, 2%, 86 mPa.s, 9.1, respectively. A standard paper base weighing 70 grams per square meter was used. The properties of the coating were analyzed using standard IGT equipment and materials, following TAPPI procedures. The observed dry pick was 1.16 and 1.3 m / s for the formulation coated paper containing the latex prepared according to Example 14 and 15, respectively.

Exemplo 17. Preparação de látex via polimerização em mini-emulsão deacordo com procedimento do estado da técnica4 gramas de hexadecano foram adicionadas a uma solução demonômero composta por 151 gramas de acrilato de butila e 45 gramas deestireno. Uma solução aquosa composta por 275 gramas de água deionizada,4 gramas de lauril sulfato de sódio e 0,3 gramas de NaHCCb foi misturada coma solução orgânica preparada previamente com o auxílio de um agitadormagnético. A dispersão aquosa resultante foi sonicada por 10 minutos apotência 9. O tamanho médio da gota foi avaliado através da técnica dedispersão de luz, empregando o equipamento Malvern Zetasizer 1000,resultado no valor de 190 nm. A dispersão resultante do processo de sonicaçãofoi adicionada a um reator. O sistema foi aquecido a 70°C. Após a estabilizaçãoda temperatura por 15 minutos, 25 gramas de uma solução aquosa a 4%p/pem persulfato de amônio foram adicionados ao reator. A polimerização foiconduzida isotermicamente e em batelada pelo período de 120 minutos.Example 17. Preparation of latex via mini-emulsion polymerization according to state of the art procedure 4 grams of hexadecane was added to a demonomer solution consisting of 151 grams of butyl acrylate and 45 grams of styrene. An aqueous solution composed of 275 grams of deionized water, 4 grams of sodium lauryl sulfate and 0.3 grams of NaHCCb was mixed with the previously prepared organic solution with the aid of a magnetic stirrer. The resulting aqueous dispersion was sonicated for 10 minutes at power 9. The average droplet size was evaluated by the light scattering technique using the Malvern Zetasizer 1000 equipment, yielding 190 nm. The resulting dispersion of the sonication process was added to a reactor. The system was heated to 70 ° C. After temperature stabilization for 15 minutes, 25 grams of a 4% w / w aqueous solution of ammonium persulfate was added to the reactor. The polymerization was isothermally conducted and in batch for 120 minutes.

Obteve-se um látex isento de coágulo. O conteúdo em sólidos foi avaliado pelatécnica de gravimetria e o resultado obtido foi 39%.A clot-free latex was obtained. The solids content was evaluated by gravimetry technique and the obtained result was 39%.

Exemplo 18. Avaliação comparativa de propriedades mecânicasExample 18. Comparative Evaluation of Mechanical Properties

Os látices obtidos de acordo com os procedimentos 9 e 16 foramespessados empregando espessantes acrílicos tradicionais, amplamenteconhecidos no mercado. Em seguida, o látex espessado foi vertido em ummolde para a obtenção de corpos de prova, seguindo procedimentos"padronizados ~na literatura.—As propriedades mecânicas foram avaliadasempregando o tensiômetro EMIC DL2000. O módulo correspondente a umalongamento de 18 vezes o comprimento original do corpo de prova foi medidoem 1,9 kgf/cm2 e 2,4 kgf/cm2 para as amostras obtidas com os láticessintetizados de acordo com o procedimento descrito nos Exemplos 9 e 16,respectivamente.The latices obtained according to procedures 9 and 16 were thickened using traditionally widely known acrylic thickeners in the market. The thickened latex was then poured into a mold to obtain specimens following standardized procedures in the literature. —Mechanical properties were evaluated using the EMIC DL2000 tensiometer. The modulus corresponding to 18 times the original body length The test sample was measured at 1.9 kgf / cm2 and 2.4 kgf / cm2 for the samples obtained with the synthesized latex according to the procedure described in Examples 9 and 16, respectively.

Claims (16)

1.- Processo para a produção de materiais poliméricoshíbridos reforçados, caracterizado por:a. Dissolução de poliestireno pós-consumo ou poliestirenoexpandido em um monômero etilênico insaturado adequado ouuma mistura de monômeros etilênicos insaturados.b. Formação de uma mistura de (a) com outra solução demonômero, ou monômeros, etilênicos insaturados.c. Dispersão da mistura preparada em (b) em uma solução aquosacontendo emulsificantes adequados.d. Processamento da dispersão aquosa preparada em (c) emcondições apropriadas para a formação de gotas sub-micrométricas híbridas polímero-composição de monômeros.e. Processamento da dispersão formada em (d) em condiçõesapropriadas para a polimerização dos monômeros, com aformação de uma distribuição de partículas contendo o materialhíbrido polímero-polímero com tamanho médio preferencialmenteinferior a 1000 nm.1.- Process for the production of reinforced hybrid polymeric materials, characterized by: a. Dissolution of post-consumer polystyrene or expanded polystyrene in a suitable unsaturated ethylenic monomer or a mixture of unsaturated ethylenic monomers.b. Formation of a mixture of (a) with another unsaturated ethylenic demonomer solution or monomers.c. Dispersion of the mixture prepared in (b) in an aqueous solution containing suitable emulsifiers. Processing of the aqueous dispersion prepared in (c) under conditions suitable for the formation of sub-micrometric hybrid polymer-monomer composition.e. Processing the dispersion formed in (d) under conditions suitable for polymerization of the monomers, forming a particle distribution containing the polymer-polymer hybrid material with an average size preferably less than 1000 nm. 2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor ser o poliestireno pós-consumo composto por poliestireno e/ou poliestirenoexpandido.2. A process according to claim 1, characterized in that it is post-consumer polystyrene composed of polystyrene and / or expanded polystyrene. 3.- Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopor ser o poliestireno pós-consumo obtido a partir de qualquer rejeito.3. A process according to claim 2, characterized in that it is the post-consumer polystyrene obtained from any tailings. 4.- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopor ser o poliestireno pós-consumo utilizado com obtido do rejeito, sem a préviaseparação dos seus componentes e aditivos.4. A process according to claim 3, characterized in that it is the post-consumption polystyrene used as obtained from the tailings, without the prior separation of its components and additives. 5.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor ser a porcentagem do poliestireno pós-consumo correspondente a maisde 0,1% em peso sobre o peso total da dispersão aquosa polimérica,preferencialmente acima de 1% e ainda mais preferencialmente acima de 10%.5. A process according to claim 1 wherein the percentage of post-consumption polystyrene corresponds to more than 0.1% by weight on the total weight of the polymeric aqueous dispersion, preferably above 1% and even more preferably above 10%. %. 6.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor apresentar a mistura de poliestireno pós-consumo e monômero(s)etilênico(s) insaturado(s), viscosidade inferior a 2 Pa.s medido atemperatura ambiente.6. A process according to claim 1 wherein the mixture of post-consumer polystyrene and unsaturated ethylene monomer (s) is present, viscosity of less than 2 Pa.s measured at room temperature. 7.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor ser a mistura de poliestireno pós-consumo e monômero(s) etilênico(s)insaturado(s), misturada com uma fase aquosa contendo surfactantes.7. A process according to claim 1 wherein the mixture is post-consumer polystyrene and unsaturated ethylene monomer (s) mixed with an aqueous phase containing surfactants. 8.- Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopor ser a dispersão aquosa inicial submetida a equipamentos dehomogeneização de alta energia, produzindo gotas híbridas com tamanhomédio inferior a 700 nm.8. A process as claimed in claim 7 wherein the initial aqueous dispersion is subjected to high energy homogenization equipment producing hybrid droplets of less than 700 nm in size. 9.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor ser a dispersão aquosa de gotas híbridas polimerizada em processosem batelada, semi-batelada ou contínuo para a obtenção de partículaspoliméricas híbridas reforçadas.9. A process according to claim 1 wherein the aqueous dispersion of hybrid droplets is polymerized in batch, semi-batch or continuous processes to obtain reinforced hybrid polymer particles. 10.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopor ser a dispersão aquosa polimérica posteriormente empregada comosemente em processos de polimerização em meio disperso.10. A process according to claim 9, characterized in that the polymeric aqueous dispersion is further employed in dispersed medium polymerization processes. 11.- Dispersão de partículas poliméricas caracterizada porserem preparadas de acordo com o processo da reivindicação 1.11. Polymeric particle dispersion characterized in that they are prepared according to the process of claim 1. 12.- Dispersão de partículas poliméricas caracterizada porserem preparadas de acordo com a reivindicação 9.12. Polymeric particle dispersion characterized in that they are prepared according to claim 9. 13.- Dispersão de partículas poliméricas caracterizada porserem preparadas de acordo com a reivindicação 10.13. Polymeric particle dispersion characterized in that they are prepared according to claim 10. 14.- Filme ou material sólidos caracterizado por ser obtido pelacoagulação ou secagem da dispersão resultante, de acordo com areivindicação 1.14. A solid film or material characterized by coagulation or drying of the resulting dispersion according to claim 1. 15.- Filme ou material sólidos caracterizado por ser obtido pelacoagulação ou secagem da dispersão resultante, de acordo com areivindicação 9.15.- Solid film or material characterized by coagulation or drying of the resulting dispersion according to claim 9. 16.- Filme ou materiais sólidos caracterizado por ser obtido pelacoagulação ou secagem da dispersão resultante, de acordo com areivindicação 10.16.- A film or solid material characterized by coagulation or drying of the resulting dispersion according to claim 10.
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