PT2164893E

PT2164893E - Espuma de polietileno

Info

Publication number: PT2164893E
Application number: PT87585865T
Authority: PT
Inventors: Roelof Franciscus Gerardus Maria De Vos; Pratip Sengupta; Johan Maria Krist; Hendrikus Pieter Ruinaard
Original assignee: Saudi Basic Ind Corp
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-09-06
Also published as: WO2008145267A1; EP2164893B1; EP2164893A1; DK2164893T3; ES2426947T3; US20100196641A1; CN101679659B; PL2164893T3; SI2164893T1; CN101679659A; HRP20130907T1

Description

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DESCRIÇÃO "ESPUMA DE POLIETILENO" A invenção está relacionada com espuma de polietileno fisicamente expandida.

As espumas de polietileno estão descritas na Enciclopédia de Ullmann "Foamed Plastics" por Heinz Weber e outros. (2002; Wiley VCH Verlag). Estas espumas são classificadas como espumas de baixa densidade e de alta densidade. Estas espumas podem ser espumas não reticuladas ou reticuladas. A maioria das espumas de poliolefina e a maior parte das espumas de polietileno é feita a partir de polietileno de baixa densidade (LDPE). A espuma à base de polietileno de baixa densidade pode ser moldada em diferentes produtos semiacabados, tais como, por exemplo, folhas, barras, perfis e tubos. A expansão do LDPE resulta numa substancial redução da densidade do polietileno. O LDPE aplicado como a matéria-prima para a espuma tem uma densidade especifica de, por exemplo, cerca de 915-935 kg/m3 e de seguida a densidade média da espuma de PE é, por exemplo, de cerca de 20-300 kg/m3. Além do peso, que é alterado durante o processo da espuma, também são obtidas pelo PE outras propriedades que no seu estado de espuma são, em conjunto, responsáveis pelas muitas aplicações da espuma obtida. A espuma de LDPE pode ser produzida, por exemplo, através da tecnologia de extrusão. Neste processo, o gás de expansão é injetado diretamente no PE fundido sob pressão e homogeneamente misturado e dissolvido no polietileno 2 fundido. De modo a manter o gás dissolvido na massa fundida de PE, é necessária uma pressão minima, a qual depende do gás utilizado e da temperatura de fundição prevalecente. É necessário manter esta pressão através da extrusora, de forma a evitar que o gás se expanda prematuramente a partir do material fundido. Ao sair do molde, a pressão de fundição diminui até à pressão atmosférica e o gás dissolvido expande-se imediatamente a partir do material fundido de modo a formar a espuma.

As células nas espumas podem estar abertas ou fechadas. Nas células fechadas o gás está encerrado dentro de uma membrana de PE. As espumas de células fechadas têm melhores propriedades de isolamento térmico e melhores propriedades de amortecimento do que as espumas de células abertas ou do que as espumas de células parcialmente abertas. 0 tamanho das células é, por um lado um equilíbrio entre a pressão do gás na célula e a resistência do polímero representada pela viscosidade a esta pressão de gás e por outro dependente do número de núcleos (= partículas de agente de nucleação) e, desse modo, do número de células que se formaram. 0 crescimento celular para no momento em que o polietileno fundido atinge a sua temperatura de cristalização e o material fundido passa para a fase sólida. De modo a aumentar a viscosidade no material fundido e a encurtar o tempo de crescimento celular, a temperatura do polietileno fundido na extrusora e/ou em refrigeradores de fusão especiais é reduzida até apenas acima da temperatura de cristalização do polietileno. A tendência entre os produtores de espuma é atingir menor tamanho celular com estrutura de célula fechada e, desse 3 modo, obter melhores óticas, melhor isolamento térmico e maior conjunto de compressão. De modo a atingir as espumas com células predominantemente fechadas o material fundido deve ter uma elevada viscosidade. Nas espumas em folha isto é presentemente conseguido através da reticulação dos extrudidos antes da formação da espuma nos fornos. Geralmente, o processo de formação de espuma em folha é realizado na presença de agentes químicos de expansão caros. A formação direta de espuma de LDPE tendo uma baixa taxa de fluxo de fusão (TFF) numa extrusora é difícil, devido à introdução de calor originado pelo atrito. Quanto maior for o calor de atrito mais se deve dissipar o calor de modo a colocar a temperatura de fusão na fundição perto da temperatura de cristalização. Assim sendo, uma composição ideal para a formação de espuma de LDPE tem de ter um bom equilíbrio entre a resistência à fusão e a capacidade de processamento.

Devido à necessidade de equilibrar a força de fusão e a capacidade de processamento, algumas propriedades da espuma acabada têm de estar relacionadas com outras propriedades mais desejáveis. Por exemplo, a ondulação é um fenómeno indesejável em folhas e tubos de espuma preparados por um processo de extrusão direta. As ondulações que podem estar presentes em todos os produtos de espuma de extrusão direta são manifestadas em bandas periódicas que estão orientados na direção transversal da extrusão na extrusão da espuma variando em largura entre 1 e 5 cm, dependendo da espessura da espuma, da densidade da espuma e das dimensões da célula. Falando de uma forma geral, o número e a altura das ondas aumenta, por exemplo, com uma diminuição na densidade 4 da espuma, no tamanho da célula, na espessura da espuma, na taxa de expansão das bolhas de uma espuma em tubo e no aumento da largura de um material fundido. A ondulação não só diminui a estética, mas também reduz as propriedades mecânicas totais das peças fabricadas a partir da espuma. Como um exemplo, as ondas na folha de espuma num betão ou num piso de madeira irão tornar mais difícil a aplicação do parquet nos mesmos. É um objeto da presente invenção prevenir a ondulação, enquanto mantém as outras características desejadas da espuma. A espuma de polietileno tendo uma densidade entre 20 e 300 kg/m3, de acordo com a invenção é baseada em a. uma mistura compreendendo 95,5% em peso - 99,5% em peso de polietileno de baixa densidade e 0,5% em peso - 4,5% em peso de polietileno de elevada densidade, e em que a composição não compreende uma cera de polietileno b. um agente de nucleação e c. um estabilizador celular. A % em peso é relativa à quantidade total de polietileno de baixa densidade (LDPE) e de polietileno de elevada densidade (HDPE), na mistura que inclui HDPE e LDPE. A espuma de polietileno de acordo com a invenção obtida, por exemplo, com um processo de espuma em tubo ou um processo de espuma em bolha resulta num comportamento melhorado em relação à ondulação, uma vez que a composição do polímero específico que inclui as quantidades específicas de polietileno de baixa densidade e de polietileno de elevada densidade resulta numa sincronização 5 da expansão direcional transversal das células e da expansão do diâmetro da bolha, devido à relação de expansão. A espuma de polietileno de acordo com a invenção obtida com um processo de fundição resulta num comportamento melhorado em relação à ondulação, uma vez que a composição do polímero específico que inclui as quantidades específicas de polietileno de baixa densidade e de polietileno de elevada densidade resulta numa sincronização da expansão direcional transversal das células e da velocidade de remoção da espuma extrudida. A espuma de polietileno de acordo com a invenção é espuma sem ondulação. A espuma de polietileno de acordo com a invenção apresenta uma excelente qualidade de espuma de elevada resistência de fusão.

Outras vantagens da espuma de acordo com a invenção são as características óticas melhoradas, a melhoria do isolamento térmico e as propriedades mecânicas melhoradas, tais como, por exemplo, a resistência à compressão. Estas vantagens são obtidas sem sacrificar a capacidade de processamento. A espuma de polietileno de acordo com a invenção tem uma densidade entre 20 e 300 kg/m3. A densidade depende, entre outros, da seleção do agente de expansão.

Geralmente o LDPE aplicado na mistura tem uma taxa de fluxo de fusão (TFF) a uma carga de 2,16 kg e 190 °C que varia entre 0,1 e 30 g/10 min. 6

De preferência, a TFF varia entre 0,2 e 3 g/10 min.

Em geral, a densidade do LDPE aplicado nas misturas varia entre 915 kg/m3 e 935 kg/m3. De preferência, a densidade do LDPE varia entre 921 kg/m3 e 935 kg/m3. 0 homo- ou copolimero de LDPE pode ser obtido, por exemplo, através de um processo em tubo, através de um processo em autoclave ou através de um processo à base de metaloceno.

Um copolimero de LDPE apropriado pode ser obtido com um processo conforme descrito no documento WO 2006094723. Esta publicação de patente descreve o LDPE obtido através de um processo em que a polimerização do etileno tem lugar num reator em tubo, a um pico de temperatura entre 290 °C e 350 °C, sendo o co-monómero um (met)acrilato di- ou de elevada funcionalidade tal como, por exemplo, BDDMA e em que o co-monómero é aplicado numa quantidade entre 0,008% molar e 0,200% molar em relação à quantidade de copolimero de etileno.

Geralmente o HDPE aplicado na mistura tem uma TFF a uma carga de 2,16 kg e 190 °C que varia entre 0,05 e 30 g/10 min.

De preferência, a TFF a uma carga de 2,16 kg a 190 °C de HDPE varia entre 0,1 e 10 g/10 min.

Em geral, a densidade do HDPE aplicada nas misturas varia entre 940 kg/m3 e 970 kg/m3. 7 A HDPE pode ser obtida quer por um processo em fase gasosa, um processo em pasta e um processo em solução.

De acordo com uma forma de realização preferida da invenção a espuma é baseada numa mistura que inclui 97,0% em peso -99,5% em peso de polietileno de baixa densidade e 0,5% em peso - 3,0% em peso de polietileno de alta densidade.

De acordo com uma outra forma de realização preferida da invenção a espuma é baseada numa mistura que inclui 97,5% em peso - 99,0% em peso de polietileno de baixa densidade e 1,0% em peso - 2,5% em peso de polietileno de alta densidade. A sincronização da expansão direcional transversal das células pode ser conseguida através da criação de um atraso na expansão das células. A diminuição da TFF do LDPE de forma a aumentar a viscosidade da fusão não é desejável devido à sua consequência negativa sobre a capacidade de processamento. A outra possibilidade é a de criar uma rede fisica no material fundido durante o processo de expansão da bolha à saida da fundição. Essa rede pode ser feita utilizando a "pré-cristalização" (solidificação mais cedo) de um componente. Este componente deve atrasar a formação de espuma utilizando a cristalização e, ao mesmo tempo, deve ser compatível com o PE fundido. A utilização de HDPE no LDPE cria um atraso na expansão do gás de expansão devido ao aumento da resistência da fusão. No caso da mistura específica de acordo com a invenção, o HDPE aplicado é totalmente compatível com o LDPE e disperso e homogeneizado em escala molecular. Uma vez que o HDPE inicia a cristalização antes do que o LDPE durante o arrefecimento da mistura de LDPE - HDPE, a taxa de aumento da viscosidade da mistura é maior, quando comparada com o arrefecimento de um sistema em que apenas está presente LDPE. Uma vez que o HDPE é homogeneamente distribuido, os cristais de HDPE formam uma rede fisica dentro do LDPE fundido provocando um aumento da viscosidade do material fundido. 0 atraso na formação da espuma provocado pela cristalização do HDPE tem como resultado um alargamento da janela de funcionamento. Isto permite minimizar a ondulação. Dessa forma, a mistura de acordo com a invenção resulta num aumento da resistência à fusão do LDPE. A resistência à fusão caracteriza a capacidade de uma resina em manter os filmes de fusão finos estáveis. Quando se fabricam as formas de peso leve, a elevada resistência de fusão evita a rutura das paredes das células, melhorando desse modo a capacidade de formação de espuma de uma resina. A resistência de fusão aumentada também resulta na obtenção de menores densidades de espuma. A resistência de fusão de misturas de gás - polimero pode ser determinada por diferentes métodos conforme descrito por exemplo em "Foam Extrusion Principies and Practices" (páginas 35 - 77; S. T. Lee). A viscosidade de fusão de um polimero, conforme medido por espetrometria mecânica dinâmica EMD (varrimento de temperatura com uma frequência fixa, varrimento de frequência a uma temperatura constante) é uma medida da resistência de fusão. 0 LDPE pode ser misturado com o HDPE, por exemplo, depois da produção do LDPE durante a granulação ou durante a produção da espuma utilizando equipamentos de mistura, com uma extrusora de parafuso único ou uma extrusora de parafuso duplo. 9

De acordo com uma forma de realização da invenção preferida, o HDPE e o LDPE são misturados durante a granulação, depois da produção de LDPE. Este método de mistura resulta numa mistura uniforme absoluta de HDPE em LDPE e de seguida em excelentes desempenhos da espuma. A quantidade de HDPE no LDPE pode ser detetada utilizando o padrão de DSC ou TREF DSC. 0 pico de HDPE é visto durante o aquecimento e também do arrefecimento do material fundido.

Se a mistura compreender mais do que 4,5% em peso de HDPE, o material fundido resultante perde a viscosidade de alongamento e, como consequência, a capacidade de formação de espuma. 0 produto de espuma obtido é dificil de manusear. Por exemplo, na produção de folha de espuma não é possível colocar o produto sobre o mandril cilíndrico, conforme requerido durante a produção das folhas devido ao comportamento "frágil" das espumas semissólidas.

Se a mistura compreender menos do que 0,5% em peso de HDPE, o material fundido resultante não tem resistência de fundição e a ondulação não pode ser prevenida. A composição de acordo com a invenção também compreende um agente de nucleação. Estes agentes podem ser necessários para aumentar a densidade celular e para modificar a dinâmica de formação e crescimento das bolhas (Gendron, Thermoplastic foam Processing, 2005, página 209).

Os agentes de nucleação adequados incluem, por exemplo, talco, sílica, e uma mistura de bicarbonato de sódio e de ácido cítrico. Outros agentes de nucleação apropriados incluem um amido, uma amina e/ou um éster de um ácido 10 carboxílico alifático, saturado ou insaturado (C10-C34) . Conforme divulgado no documento EP-A-1308475 a presença de agentes de nucleação resultam numa estrutura de espuma celular altamente regular, fina e de superficie suave.

Exemplos de amidos adequados incluem amidos (bis) de ácidos gordos e alquilenedil-bis alcanamidos, preferencialmente (C2-C32) alquilenedil-bis- (C2-C32) alcanamidos, tais como, por exemplo bistearamido etileno (EBS), butileno bistearamido, hexametileno bistearamido e/ou bisbenamido etileno.

As aminas adequadas incluem por exemplo diaminas alquileno de (C2-C18) tais como, por exemplo biscaproamina de etileno e biscaproamina de hexametileno.

Os ésteres preferidos de um ácido carboxilico alifático, saturado ou insaturado (C10-C34) são os ésteres de um ácido carboxilico alifático (C16-C24) ·

Geralmente, o agente de nucleação está presente numa quantidade entre 0,1 e 4,0% em peso em relação à mistura de polietileno. De preferência, o agente de nucleação está presente numa quantidade entre 0, 5 e 1,0% em peso em relação à mistura de polietileno.

De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, o agente de nucleação é estearamido de etileno-bis ou talco. A invenção também é direcionada para um processo para formação fisica de espuma de polietileno na presença de um agente de expansão fisica, um agente de nucleação, um 11 estabilizador celular e/ou outros aditivos, em que o polietileno é uma mistura de acordo com a presente invenção.

De preferência, o processo de formação de espuma tem lugar a temperaturas inferiores a 118 °C.

Os agentes de expansão fisica adequados incluem por exemplo isobutano, CO2, pentano, butano, azoto e/ou um hidrofluorocarboneto.

De preferência, o agente de expansão fisico é isobutano e/ou CO2.

De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, a composição de acordo com a invenção contém um estabilizador celular. Estes estabilizadores celulares são modificadores da permeabilidade que retardam a difusão, por exemplo, dos hidrocarbonetos, tais como o isobuteno de forma a criar espumas dimensionalmente estáveis. (Gendron, Thermoplastic foam Processing, 2005, páginas 31 e 149).

Os estabilizadores celulares preferidos incluem por exemplo monoestearato de glicerol (GMS), monopalmitato de glicerol (GMP), palmitidos e/ou amidos. Amidos adequados são, por exemplo, estearamido de estearilo, palmitido e/ou estearamido. As misturas adequadas incluem, por exemplo, uma mistura compreendendo GMS e GMP, ou uma mistura compreendendo estearamido e palmitamido.

Mais preferencialmente, o estabilizador celular é monoestearato de glicerol ou estearamido. 12 A quantidade de estabilizador celular a ser adicionado depende do tamanho da célula. Geralmente, o estabilizador celular pode ser adicionado numa quantidade de entre 0,1 e 1,5% em peso em relação à mistura de polietileno. De preferência, o estabilizador celular é adicionado numa quantidade entre 0,5 e 1% em peso em relação à mistura de polietileno. A composição pode conter adicionalmente outros aditivos tais como por exemplo retardadores de chama, pigmentos, lubrificantes, promotores de fluxo, agentes antiestáticos, estabilizadores de processamento, estabilizadores de longo prazo e/ou estabilizadores de UV. De preferência, as ceras tais como a cera de polietileno, são excluídas, como aditivos. Os aditivos podem estar presentes em qualquer quantidade desejada de forma a ser determinada pelo perito na técnica. A composição de acordo com a presente invenção não compreende uma cera de polietileno. A composição também pode compreender outros polímeros tais como, por exemplo, polietileno de baixa densidade linear (LDPEL), (copolimeros de C4, Ce e Cs), acetato de vinilo etileno (EVA), ácido metacrílico de etileno (EMA), e/ou polietileno obtido com um catalisador de metaloceno tendo, por exemplo, uma densidade na escala entre 880 e 930 kg/m3. De preferência, o polietileno de baixa densidade linear (LDPEL) e/ou o polietileno obtido com um catalisador de metaloceno são aplicados em quantidades entre, por exemplo, 5 e 30% em peso em relação à quantidade total de LDPE e de HDPE. 13

Uma outra vantagem da composição de acordo com a invenção é que não é necessária a reticulação da espuma para conseguir a estrutura celular microcelular. A espuma microcelular de acordo com a invenção tem ótica semelhante à obtida por um processo de reticulação sendo um processo de várias etapas. É uma vantagem do processo de acordo com a presente invenção, que o processo seja um processo de uma etapa. É uma vantagem adicional do processo de acordo com a presente invenção que seja obtida uma espuma celular sem ondulação.

As condições de formação de espuma no processo de formação de espuma fisica dependem em parte do polietileno aplicado.

Além disso, a estabilidade da bolha da folha fina é melhorada e é obtida uma maior quantidade de células fechadas depois da formação da espuma. A utilização das composições de acordo com a presente invenção resulta em mais células fechadas tendo pelo menos 70% de estrutura fechada. A espuma celular fina da invenção pode ser utilizada, por exemplo, na produção de películas, folhas, perfis, barras e tubos. Exemplos são folhas de espuma para o isolamento do soalho, como secção de espuma para proteger placas de vidro, como tubos de espuma de isolamento térmico para tubos de água quente e, como espuma de película de embalagem. 14 0 Documento GB1595106 é direcionado ao fabrico de peliculas de espuma de plástico para serem utilizadas como revestimento de parede impresso ou de teto em que a espuma da presente invenção será aplicada em diferentes campos de aplicação, tais como na produção de peliculas, folhas, perfis, barras e tubos. A espuma divulgado no documento GB1595106 tem uma elevada densidade de 400 kg/m3, enquanto a espuma de polietileno de acordo com a presente invenção tem uma densidade que varia preferencialmente entre 20 e 300 kg/m3. O documento GB1595106 divulga uma pelicula de plástico de espuma de células fechadas fabricada a partir de uma mistura de polimeros que compreende 90,5 - 99,9% em peso de poliolefina de baixa densidade e 0,1 - 9,5% em peso de polimero cristalino. No caso de o polimero cristalino selecionado ser um polietileno de elevada densidade, o documento GB1595106 ensina que a mistura compreende 90,5 -95% em peso de poliolefina de baixa densidade e de 5 - 9,5% em peso de polietileno de elevada densidade. Esta escala está fora da escala de 0,5% em peso - 4,5% em peso de acordo com a presente invenção. Se a mistura de acordo com a presente invenção, compreende mais do que 4,5% em peso de HDPE o material fundido resultante perde a viscosidade de alongamento e como consequência a capacidade de formação de espuma e o produto de espuma obtido é dificil de manusear.

Além disso, a presente invenção mostra que no caso de a mistura compreender menos do que 0,5% em peso de HDPE, o material fundido resultante não tem a resistência de fundição e a ondulação indesejada não pode ser prevenida. 15 0 documento JP 06128403 descreve a adição de um agente de expansão químico a uma composição contendo 100 partes em peso de polietileno de baixa densidade, com uma densidade entre 890 e 925 kg/m3, 1 - 110 partes em peso de polietileno de elevada densidade tendo uma densidade entre 945 e 961 kg/m3 e uma cera de polietileno. O documento JP 06128403 não dá qualquer indicação para a escala específica entre 0,5% em peso e 4,5% em peso de polietileno de elevada densidade. O processo de acordo com o documento JP 06128403 divulga uma temperatura de formação de espuma entre 130 °C e 160 °C, enquanto o processo de acordo com a presente invenção tem lugar a uma temperatura inferior a 118 °C. O documento JP 06128403 ensina que o agente de expansão químico e a cera são essenciais para se obter uma espuma altamente isoladora. Em contraste, a espuma de acordo com a presente invenção não se baseia num agente de expansão químico. Esta diferença é essencial uma vez que os agentes de expansão desempenham um papel muito importante tanto no fabrico como no desempenho da espuma de polímero. Os agentes de expansão químicos e físicos são diferentes e a seleção dos agentes de expansão é importante para as etapas de processamento e para as condições do processo.

Além disso, a espuma da presente invenção irá ser aplicada em diferentes campos de aplicação, tais como na produção de películas, folhas, perfis, barras e tubos em que a utilização da espuma de acordo com o documento JP 06128403 está restringida a cabos de isolamento com elevado teor de 16 espuma com a ressalva de que um tubo e um cabo de isolamento são diferentes. A invenção será elucidada através dos seguintes exemplos não restritivos.

Exemplos I- IV e Exemplos Comparativos A - D

As formas de formação de espuma com base em LDPE utilizadas são mostradas na Tabela 1. Os materiais foram compostos numa extrusora de duplo parafuso ZSK-40. A viscosidade de cisalhamento de todos os materiais foi medida como uma função da temperatura utilizando DMS (varrimento da temperatura com uma frequência fixa de 1 Hz) .

Os pontos de varrimento da temperatura são mostrados na Figura 1.

Os dados da viscosidade de cisalhamento a 110 °C e 97 °C, que correspondem ao inicio das temperaturas de cristalização do HDPE e LDPE, são conferidos na Tabela 1.

Tabela 1: Quantidades indicadas estão em % em peso LDPE MFR-2 LDPE MFR-1 LDPE MFR-0,3 HDPE EBS C ω Viscosidade a 110 °C (Pas) Viscosidade a 97 °C (Pas) T a Viscosidade = 105 Pas (°C) T a Viscosidade = 106 Pas (°C) I 98 2 5 x 104 4 x 106 106 102 II 96 2 2 7 x 104 4,5 x 106 109 102 III 94 2 2 2 5 x 104 <£> O !-1 X 106 102 IV 98 2 4 x 104 3,5 x 106 106 101 A 100 0 3 x 104 3 x 106 99 97 17 B 50 50 0 2 X 104 3 X 106 101 99 C 25 75 0 3 X 104 3 X 106 101 99 D 95 5 2 X 105 3 X 106 113 103

Os polímeros básicos utilizados nos exemplos foram: 1 - HDPE : HDPE SABIC B6246, taxa de fluxo de fusão =0,5 g/10 min, densidade = 962 kg/m3 2 - LDPE MFR-2: HDPE SABIC 2102TX00, taxa de fluxo de fusão =1,9 g/10 min, densidade = 921 kg/m3 3 - LDPE MFR-1: HDPE SABIC 2102TN00, taxa de fluxo de fusão = 0,85 g/10 min, densidade = 921 kg/m3 4 - LDPE MFR-0,3: HDPE SABIC 2102TN00, taxa de fluxo de fusão = 0,30 g/10 min, densidade = 921 kg/m3

5 - EBS: bistearamido etileno; grânulos de Crodamida EBS (Croda Chemicals Europe) 6 - EA: Estearamida (crodamida S) A taxa de fluxo de fusão dos polímeros de base foi medida a 2,16 kg de carga a 190 °C.

As temperaturas mais elevadas do que o início do ponto de cristalização do HDPE (110 °C), todas as composições apresentaram viscosidades de fusão quase comparáveis. Quando a temperatura de cristalização do HDPE for atingida, as viscosidades das misturas de LDPE/HDPE nos Exemplos I -IV, tornam-se mais elevadas do que as misturas de LDPE nos Exemplos Comparativo A - D. Com descida adicional da temperatura de 110 °C para 105 °C, as viscosidades das misturas de LDPE/HDPE continuaram a aumentar enquanto a 18 viscosidade do LDPE puro e das misturas de LDPE se mantiveram inalteradas. No inicio da temperatura de cristalização do LDPE (97 °C) , ocorreu um aumento instantâneo da viscosidade de cisalhamento para o LDPE puro e para as misturas de LDPE/LDPE. Neste ponto, a superfície da espuma cristalizou e não era possível expansão adicional. As misturas de LDPE/HDPE também atingiram a mesma viscosidade a 95 °C, mas o aumento não foi tão acentuado como o do LDPE puro ou das misturas de LDPE/LDPE. Desse modo, a janela de operação para o LDPE puro ou para as misturas de LDPE/LDPE foi ampliada pela incorporação de 2% de HDPE. 0 Exemplo D, contendo 5% em peso de HDPE em LDPE não foi considerado adequado para a formação de espuma. Uma comparação das curvas de DMS mostrou que o aumento da viscosidade é mais acentuado do que os Exemplos I - IV. A resistência de fusão aumentada com 5% em peso de HDPE era demasiado elevada para a obtenção de bons desempenhos da espuma.

Estes compostos foram introduzidos na tremonha de uma extrusora de parafuso único convencional de 60 mm com um comprimento de 40D, incluindo um adaptador de cilindro de óleo arrefecido com um comprimento de 11 D. Adicionalmente, a extrusora foi equipada com um misturador Sulzer para a mistura bem definida da temperatura do material fundido e um molde anular de 0,5 x 50 mm. Depois de as misturas de aditivos de resina terem sido derretidas, o dióxido de carbono foi injetado na massa de resina fundida e misturado com essas. Finalmente, a mistura foi extrudida através do orifício do molde através do qual foi produzido um tubo de espuma oca. Depois de sair do orifício do molde, o tubo de 19 espuma foi expandido e puxado para e sobre a superficie de um mandril, o que ajuda a moldar o tubo e a arrefecer o mesmo, sendo a superficie do mandril arrefecida e "lubrificada" através do ar no seu interior.

Conforme mostrado na Figura 2, as composições de acordo com os Exemplos I - IV têm melhorias significativas em relação à ondulação quando comparadas com os Exemplos Comparativos A - B. 20

Exemplo V e Exemplo Comparativo E A mistura de LDPE/HDPE (HDPE SABIC B6246 e LDPE SABIC 2102TX00) , de acordo com o Exemplo V na Tabela 2 foi transformado em espuma em barras, utilizando isobutano como um agente de expansão. A formação de espuma foi efetuada com uma extrusora de parafuso único de espuma padrão equipada com um molde de haste de 25 mm, de modo a alcançar uma densidade de 30 kg/m3. O atraso foi calculado como o tempo utilizado para expansão a 100% (T100) , no caso de alguém conhecer a velocidade de extrusão da espuma. A espuma de LDPE (com base na HDPE SABIC B6246) de acordo com o Exemplo Comparativo E atingiu expansão a 100%, em 0, 008 segundos enquanto a espuma com base na mistura de acordo com o Exemplo V atingiu expansão a 100% em 0,02 segundos. Isto significa que o atraso foi provocado pelo aumento da resistência à fusão nas misturas de LDPE/HDPE quando comparada com as formulações de espuma à base de LDPE.

Tabela 2: Valores em % em peso. LDPE MFR = 2, densidade = 921 kg/m3 HDPE MFR = 0,5, densidade = 962 kg/m3 Estearamida T100 segundos E 98 0 2 0,008 V 97,5 0, 5 2 0,02

Lisboa, 30 de Agosto de 2013

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Espuma de polietileno fisicamente expandida com uma densidade entre 20 e 300 kg/m3, com base em a. uma mistura compreendendo 95,5% em peso - 99,5% em peso de polietileno de baixa densidade e 0,5% em peso - 4,5% em peso de polietileno de alta densidade, em que a % em peso é em relação à quantidade total de polietileno de baixa densidade e de polietileno de alta densidade na mistura e em que a composição não compreende uma cera de polietileno b. um agente de nucleação e c. um estabilizador celular.

2. Espuma de polietileno de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por a mistura compreender 97,0% em peso - 99,5% em peso de polietileno de baixa densidade e 0,5% em peso - 3,0% em peso de polietileno de alta densidade.

3. Espuma de polietileno de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1-2, caracterizada por a densidade do polietileno de baixa densidade variar entre 921 kg/m3 e 935 kg/m3.

4. Um processo para a formação fisica de espuma de polietileno a uma temperatura inferior a 118 °C, na presença de um agente de expansão fisico e de um agente de nucleação de forma a se obter uma espuma de polietileno fisicamente expandida com uma densidade entre 20 e 300 kg/m3, caracterizado por o polietileno ser uma mistura compreendendo 95,5% em peso - 99,5% em 2 peso de polietileno de baixa densidade e 0,5% em peso - 4,5% em peso de polietileno de alta densidade, em que a % em peso é em relação à quantidade total de polietileno de baixa densidade e de polietileno de alta densidade na mistura, em que durante o processo está presente um estabilizador celular e em que a composição não compreende uma cera de polietileno.

5. Um processo de acordo com qualquer uma das Reivindicação 4, caracterizado por 0 agente de expansão ser isobutano, CO2, pentano, butano, azoto e/ou um hidrofluorocarboneto.

6. Processo de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por o agente de expansão ser isobutano ou C02.

7. Um processo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 4-6, caracterizado por o agente de nucleação ser talco, silica, uma mistura de bicarbonato de sódio e ácido cítrico, um amido, uma amina e/ou um éster de um ácido carboxílico (C10-C34) alifático, saturado ou insaturado.

8. Um processo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 4-7, caracterizado por o estabilizador celular ser monoestearato de glicerol, monopalmitato de glicerol, palmitamido e/ou um amido.

9. Um processo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 4-8, caracterizado por a mistura ser obtida através da mistura de HDPE e LDPE durante a granulação, depois da produção de LDPE. 3

10. Utilização da espuma de polietileno de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1-3 e utilização da espuma de polietileno obtida pelo processo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 4-9 na produção de filmes, folhas, perfis, barras e tubos. Lisboa, 30 de Agosto de 2013