PT1625174E - Espumas de polipropileno resistentes a altas temperaturas, flexíveis, com baixa densidade - Google Patents

Description

1 DESCRIÇÃO "ESPUMAS DE POLIPROPILENO RESISTENTES A ALTAS TEMPERATURAS, FLEXÍVEIS, COM BAIXA DENSIDADE" A invenção presente diz respeito a espumas de polipropileno com maior resistência a altas temperaturas, maior flexibilidade, e com uma estabilidade dimensional melhorada. 0 polipropileno é a mercadoria plástica habitual maís versátil, mantendo entre os principais polímeros a maior taxa de crescimento. Ela é utilizada em diversas indústrias, atenta a sua larga gama de propriedades mecânicas, térmicas e ópticas. Devido aos numerosos processos e catalisadores disponíveis para se sintetizar o polipropileno e os seus copolímeros, esta família de polímeros apresenta algumas vantagens decisivas em relação a outras resinas, entre as quais se pode salientar: - mercadoria termoplástica; - facilidade de transformação; - elevada resistência à temperatura; - elevada rigidez; - baixa densidade (900 a 917 kg/mJ, consoante o conteúdo em monómero); - larga gama de propriedades de fluxo; 2 - estabilidade à hidrólise; - reciclabilidade.

As espumas podem beneficiar das propriedades dos polipropilenos. Pode obter-se maís resistência ã temperatura, maior rigidez, para uma determinada densidade da espuma, em comparação com poliolefinas convencionais capazes de formar espumas, com pontos de fusão inferiores, tais como o polietileno de baixa densidade.

Um processo típico de formação de espuma por adição de gás desenrola-se como segue: alimentam-se à zona de entrada do cilindro de uma extrusora de parafuso singelo ou duplo (co- ou contra-rotativos), os polímeros e os aditivos opcionais. Fundem-se as componentes no cilindro, e depois o gás ê injectado num certo local do cilindro, a mistura total é homogeneamente arrefecida, e por último flúi através de uma fieira na qual se inicia a formação da espuma devido à quebra de pressão, da qual resulta uma insolubilização do gás na mistura fundida, e a formação de bolhas. Durante a expansão livre da espuma de polipropileno para a atmosfera exterior, as células vão crescendo e as paredes celulares estão muito tensas. Elas permanecem sob um estado parcialmente fundido durante um período, e o aumento de viscosidade nesse momento é crucial para a estabilidade das células e para a integridade da espuma acabada. A estrutura linear da maior parte dos tipos de 3 polipropileno leva a uma baixa integridade celular, e células com estrutura aberta e a uma falta de capacidade de formação de espuma. Isto deve-se em parte sua estrutura não ramificada, de que resulta as cadeias escorregarem facilmente umas sobre as outras, sem qualquer outro constrangimento para ale, da fricção entre cadeias. Além disto, a diferença entre a temperatura de fusão e a temperatura de cristalização é elevada (a cristalização ocorre amiúde a partir de ±100°C para o PP não nucleado, enquanto o ponto de fusão pode ser de entre 140°C e 170°C). Uma vez que durante a formação da espuma, a parte central da espuma continua a estar mais quente do que a parte exterior por causa das propriedades de ísolante térmico inerentes dos materiais celulares, as células na parte média da espuma vão abrir com facilidade. As propriedades mecânicas das espumas resultantes são más.

No caso específico dos processos de formação de espuma por injecção directa de gases, quando se pretende uma espuma com uma densidade tão baixa como 15 a 20 kg/m3, possuindo uma maioria de células fechadas, é necessário utilizar-se um tipo especial de polipropileno, o assim designado de "Elevada Resistência à Fusão" (que se designara doravante neste documento como "HMS PP"). Estas qualidades de polímero possuem estrutura de cadeias longas ramificadas, o que leva a entrecuzamentos das cadeias moleculares. No estado fundido, quando se submetem estes HMS PP a um estiramento, o passo de se desfazerem os entrecruzamentos das moléculas leva a um aumento da tensão 4 de corte e da viscosidade à elongação, que é favorável à manutenção da integridade das paredes celulares durante a expansão no estado ainda fundido. Para além disto, crê-se que as ramificações induzem a nucleação dos cristais, de modo a que o intervalo de temperatura entre o ponto de fusão e a cristalização diminui: a temperatura de cristalização aumenta para 120-125°C enquanto o ponto de fusão permanece inalterado. Isto promove claramente a estrutura da espuma em células fechadas. 0 BASELL Pro-Fax PF814 e o BOREALIS DAPLOY 13OD têm ambos a estrutura acima mencionada de cadeias longas ramificadas, introduzida num passo após o reactor, quer por irradiação (BASELL) quer por extrusão com reacção (BOREALIS), e são até ao dia de hoje os principais materiais utilizados com sucesso para a produção de espumas de muito baixa densidade.

As espumas obtidas utilizando HMS PP podem ter muito baixa densidade, desde que se utilize um máximo de HMS PP. 0 outro polímero pode ser um outro homopollmero ou copolímero convencional de polipropíleno, apresentando uma gama de pontos de fusão de entre 140°C e 170°C, tal como medido por Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC), As espumas feitas de polipropíleno foram descritas na técnica anterior como sendo mais rígidas do que, por exemplo, as espumas de LDPE, sendo influenciadas pelo maior valor do módulo E do homopolímero ou dos copolímeros (aleatórios ou em bloco) convencionais de polipropíleno, em comparação com 5 o do LDPE. O pedido de patente .internacional WQ 01/94 092 [THERMAFLEX INTERNATIONAL HOLDING] descreve um processo para se produzir uma espuma de poliolefina apresentando uma raais elevada resistência à temperatura, e incluindo um polipropileno e/ou polietileno. O processo inclui em primeiro lugar misturarem-se uma ou mais poliolefinas apresentando uma gama de temperaturas de fusão medidas por calorimetria diferencial de varrimento a uma taxa de aquecimento de 10°C/min, de entre 95°C e 170°C, opcionalmente com outras poliolefinas e/ou aditivos, de modo a se formar uma mistura homogénea possuindo uma temperatura de fusão de entre 120 e 160°C, fundir-se a referida mistura homogénea numa extrusora, misturara a referida mistura fundida com um agente físico de formação de espumas, e arrefecer-se para se produzir uma espuma à pressão atmosférica. As poliolefinas com uma gama de temperaturas de fusão de entre 95 e 170°C são constituídas por polipropileno com uma gama de temperaturas de fusão de entre 140 e 170 °C, sendo o HMS-PP PROFAX 814 da BASELL citado como sendo representativo do polipropileno utilizado. A outra poliolefina pode ser um polietileno que tenha uma gama de temperaturas de fusão de entre 95 e 135°C, por exemplo polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, ou EVA,

Para além disto, neste pedido de patente afirma-se que as espumas com um conteúdo elevado em polipropileno - 6 - apresentam a melhor resistência à temperatura MAS são de alguma forma menos flexíveis do que as espumas que apresentam um menor conteúdo de polipropileno. A flexibilidade das espumas que contêm entre 40 e 95 %, em peso, de polipropileno apresentando uma gama de temperaturas de fusão de entre 140 e 170°C é descrita como sendo uma flexibilidade de 0,10 N/mm2 a 20 % de impressão, medida de acordo com a DIN 53577, enquanto as espumas contendo até 40 %, em peso, de polipropileno apresentando uma gama de temperaturas de fusão de entre 14 0 e 170°C é descrita como sendo em geral uma flexibilidade de 0,060 N/mm2 a 2 0 % de impressão, medida de acordo com a DIN 53577.

Por último, o WO 01/94092 ensina a vantagem de se misturarem os polímeros e os aditivos antes da extrusão da espuma, de modo a se obter um único pico na DSC.

No entanto, há utilizações finais que necessitam tanto de uma maior resistência à temperatura como também uma flexibilidade melhorada. A invenção presente responde à procura de espumas possuindo uma melhor flexibilidade enquanto manifestam uma elevada resistência térmica, superior à de espumas flexíveis existentes, feitas por exemplo de LDPE, ou da combinação acima mencionada de polipropileno e polietileno, descrita no WO 01/94092. /

As espumas da invenção presente incluem entre cerca de 5 e cerca de 95 porcento, em peso, de um polipropileno com Elevada Resistência à Fusão. Os 95 a 5 porcento, em peso, restantes, conterão entre 95 e 5 porcento, em peso, de um polipropileno modificado com copolímeros de etileno com olefinas alfa C3-C12, enquanto a razão ponderai entre o polipropileno e o eopolímero de etileno com olefinas alfa C3-C12 for de entre 90/10 e 30/70. Estes materiais estão disponíveis no comércio sob as designações comerciais de Moplen ou TPO HIFAX (Basell), FINAPRO (Fina), e outros semelhantes.

Estes produtos, possuindo um módulo de flexão igual ou inferior a 200 MPa e um ponto de fusão entre 140°C e 170°C, podem eventualmente ser complementados com uma resina de polipropileno tendo um ponto de fusão de entre 140°C e 170°C, tal como um homopolímero de polipropileno E/OU um eopolímero de polipropileno em bloco (heterofásico) E/QU um eopolímero de polipropileno em bloco.

De forma surpreendente, quando se associa HMS PP com esse tipo de copolímeros flexíveis de polipropileno, as propriedades mecânicas das espumas resultantes vê muito melhoradas. A espuma resultante é muito mais flexível do que as espumas de PP, enquanto a sua temperatura de fusão permanece muito mais elevada do que as de espumas de LDPE, e mais elevada do que as combinações da técnica anterior, de polípropilenos com polietilenos. 8

Uma vantagem das espumas de acordo com esta invenção, é que o problema de estabilidade dimensional que aparecia durante a extrusão dessas espumas flexíveis de polipropileno, está resolvido.

As resinas HlFAX que são fabricadas por uma síntese que é propriedade da CATALLOY BASELL, podem ser utilizadas na invenção presente. Trata-se de olefinas elastoméricas termoplásticas, copolímeros em bloco de polipropileno, com um conteúdo especialmente elevado de borracha. Na tabela seguinte, listam-se as propriedades cruciais para se comparar os tipos convencionais de polipropileno com algumas das qualidades de HIFAX que são utilizadas no quadro da invenção presente; estas resinas serão identificadas como "TPO PP":

Produto Qualidad Tipo MFI a Módul Módul Ponto r e 23Q°C/2,1 o de o de 6 kg Flexã Tênsi Fusão (g/lOmin* o 1 (°C) ) ISO (MPa) (MPa) ISO 1133 ISO ISO 3146 178 527-2 BASELL PROFAX HMS PP 3 1700 163 °C PF-814 BASELL MOPLEN HPP 12 1550 165 °C HP500N D SM STAMYLAN HPP 0,3 1500 165 °C P 11E10 s

Produto Qualidad Tipo MFI a Módul Módul Ponto r e 23 0 °C/2,1 o de o de 6 kg Flexã Tênsi Fusão (g/lOmin. o 1 (°C) ) ISO {MPa) (MPa) ISO 1133 ISO ISO 3146 178 527-2 BASELL HOSTALEN Cop. 0,3 110 0 16 5 0 C PP H Bloco PP 1022 DSM STAMYLAN Cop. 0,3 800 143,5o P RAE10 aleatóri C O PP BASELL HIFAX CA TPO PP 14 80 142 ° C 60 A BASELL HIFAX TPO PP 2,5 200 162 ° C 7320 BASELL HIFAX CA TPO PP 0,6 20 141 °C 020 DSM STAMYLAN LDPE 0,65 926 320 113 ° C LD 2601TX17 BASELL LUPOLEN LDPE 1,6 919 200 108 °C 1800H —— Vê-se claramente que as qualidades HlFAX listadas combinam potencialmente uma flexibilidade excepcional com um ponto de fusão elevado, mais comparável aos dos homopolímeros e copolímeros convencionais de polipropileno. 10 É no entanto necessário combinar o HIFAX TPO com o HMS PP para se obterem espumas com baixa densidade. Os HIFAX por si próprios não se transformam em espumas nada bem, e é portanto necessário no mínimo adicionar 5 % de HMS PP (o PROFAX PF-814 da BASELL, por exemplo) para se ajudar a formação de espumas por parte da composição da invenção presente. É possível, opcionalmente, adicionar-se à composição acima polímeros etilénicos tendo um ponto de fusão de entre 95°C e 135°C, tais como um copolímero de etileno a alta pressão (por exemplo: de etileno com acrilato de etilo [EEA], de etileno com ácido acrílico (EAA), de etileno com ácido metacrílico [EMAA], de etileno com acetato de vinilo [EVA], de etileno com acrilato de butilo [EBA]) E/OU um polietileno de baixa densidade, E/OU um polietileno de densidade intermédia E/OU um polietileno de alta densidade, desde que se consiga atingir a combinação de flexibilidade e de resistência à temperatura que se pretende para a espuma obtida da mistura.

Escolhe-se o gás para o fabrico da espuma, de entre os seguintes produtos: alcanos com cadeia curta de entre C2 e C8, C02, HFC (134,134a, 152a), e as misturas de todos estes.

Os agentes de formação de bolhas preferidos para se fabricarem espumas de muito baixa densidade são o butano e o propano e as suas misturas, sendo especialmente 11 recomendada a utilização de isobutano.

Podem utilizar-se todos os tipos de aditivos que são conhecidos do especialista da técnica, para melhorar a capacidade de transformação e as propriedades das espumas da invenção presente: retardantes de chamas, anti estáticos, adjuvantes de transformação, agentes de nucleação, pigmentos, reflectores/absorventes de infravermelho, agentes anti UV, antioxidantes, etc. A estabilidade dimensional das espumas de polipropileno é consequência da permeação relativa do gás de formação de espumas, em comparação com o ar exterior, através da membrana polimérica de cada parede celular. Também se sabe que os agentes físicos de formação de bolhas, que apresentam um volume molar de certa forma superior aos dos gases atmosféricos (azoto, oxigénio e C02), permeiam através do polipropileno a velocidades diferentes das dos componentes do ar. Este é o caso do HCFC 142b, que permeia a um quinto da velocidade do ar, numa resina PP. Para uma molécula que do ponto de vista estereoquímico lhe é aproximadamente semelhante, o isobutano, verifica-se na prática que ela também permeia mais devagar que o ar, em polipropileno: a espuma aumenta de volume após o dia da extrusão. Este fenómeno induz uma variação das dimensões e da densidade, a qual é mais ou menos aceitável.

Apesar da utilização de modificadores de 12 permeabilidade conhecidos na técnica, tais como GMS ou um derivado de um ácido gordo saturado (por exemplo a estearamida), habitualmente utilizados para estabilização do volume das espumas de LDPE, ocorre um colapso da espuma após alguns metros, na linha de arrefecimento. Apesar de no dia seguinte a espuma ter aumentado de volume e diminuído a sua densidade, o aspecto superficial da espuma é no entanto mau.

Verificou-se surpreendentemente que adicionando à composição da invenção presente um modificador da permeabilidade tal como a estearamida ou o monoestearato de glicerol, e aplicando um arrefecimento rápido à superfície da espuma logo a seguir à sua saída da fieira, se diminui inesperadamente o colapso observado durante a extrusão, e o aspecto superficial nos dias ulteriores é melhorado. Faz-se idealmente o arrefecimento com um anel que dispensa uma circulação forçada de ar, e que tem a forma do perfil exterior da espuma que se vai produzir, para manter uma eficiência de arrefecimento igual por toda a superfície externa da espuma. Deve-se tomar cuidado para evitar um arrefecimento da própria fieira, o que congelaria a espuma. Pode-se utilizar uma placa de Teflon isolante, com uma pequena abertura, justaposta à fieira, permitindo a expansão da espuma depois de passar pela abertura na placa de Teflon.

No caso de um produto em espuma que seja oco, o princípio descrito acima de arrefecimento rápido com ar 13 pode com vantagem ser aplicado no interior do tubo, para conferir uma melhor estabilidade à espuma. Isto pode fazer-se utilizando uma lingueta oca, que se pode ligar a um dispositivo de fornecimento de ar comprimido que seja controlado com precisão. Sopra-se ar através da lingueta, e o ar arrefece a superfície interna do corpo em espuma. Este arrefecimento das duas superfícies confere uma muito melhor estabilidade ao tubo em espuma, por induzir uma rigidez muito rápida na estrutura de espuma oca. 0 ar deve ser doseado com cuidado e com precisão, senão ocorreria um congelamento da espuma a longo prazo, ou podem ocorrer variações dimensionais ao longo do tempo.

De preferência, utiliza-se um processo de extrusão com injecção directa de gás, para se fabricarem as espumas da invenção presente. 0 processo inclui os seguintes passos: • alimentação dos polímeros e dos aditivos opcionais a uma extrusora, aquecendo-se a mistura no cilindro da extrusora de forma a fundir e misturar os polímeros e os aditivos opcionais; • injectar-se um agente de sopragem que seja líquido à pressão de injecção, mas gasoso nas condições ambientes, misturando-se o gãs com os polímeros fundidos e os aditivos opcionais na ultima parte do cilindro; 14 • arrefecer-se e continuar-se a homogeneizar a mistura numa secção de permuta de calor, seguida de um elemento misturador estático; • extrudir-se a mistura arrefecida através de uma fieira, expandindo-se a mistura por evaporação do gás dissolvido, devida à diminuição de pressão e ao seu limite de insolubilidade, de modo a se formar uma espuma; • arrefecer-se rapidamente a superfície da espuma imediatamente após a fieira, utilizando um arrefecimento aetivo; • continuar-se a arrefecer a espuma nas condições atmosféricas, enquanto se proporciona um ligeiro estiramento da espuma.

Outra vantagem decorrente da utilização destes HIFAX com um elevado conteúdo em borracha e com um módulo E baixo, é a melhoria do impacto de baixas temperaturas. As espumas em algumas utilizações em veículos, têm que manter a sua flexibilidade mesmo a temperatura de congelação profunda, tais como a -40°C. Sem a utilização de um modificador de impacto, não é possível evitar a quebra da espuma. A combinação de polipropileno com elevada resistência à fusão com polipropileno modificado com borracha CATALLOY permite que se passe este teste, sem afectar a resistência das espumas à temperatura a valores 15 elevados de temperatura. São numerosas as aplicações para estas espumas. A sua combinação de elevada flexibilidade e elevada resistência a altas temperaturas permite-lhes um desempenho superior ao das espumas flexíveis de LDPE quando se destinam a ser utilizadas a temperaturas superiores, por exemplo no isolamento térmico de condutas de vapor de água sob pressão. A indústria automóvel tem muito prazer em substituir peças não termoplásticas, tais como componentes em PUR, ou em PVC; leves, recicláveis, com maior resistência à temperatura e flexíveis, as novas espumas de PP da invenção presente são candidatos adequados. Para além disto um "Carro todo em PP" é um desejo da indústria automóvel, e a percentagem de PP nas peças plásticas dos carros tem aumentado cada vez mais. Pode-se fazer uma forma qualquer com a nova formulação: tubos, peças rectangulares, formas ocas, folhas, formas irregulares convexas ou côncavas... com qualquer espessura, densidade e dimensão de célula, de acordo com a especificação proveniente da utilização a que se destina.

Deve tomar-se cuidado quanto à estabilidade do polipropiieno a longo prazo, em especial se ocorrer contacto com metais, em especial com cobre. Estão disponíveis formulações antioxidantes, incluindo um desactivante de metais, que podem ajudar a cumprir os padrões da indústria automóvel. A temperatura máxima para exposição de longo termo tem que ser determinada 16 cuidadosamente, no caso mais severo. As temperaturas de pico também têm que ser testadas. É no entanto claro que as novas espumas de polipropileno da invenção presente conseguem aguentar uma temperatura de serviço mais elevada, no longo prazo, do que as espumas de LDPE.

Por último, a flexibilidade das novas espumas obtidas, medida por exemplo pela tensão de compressão para uma deformação de 20 % de acordo com a DIN 53577, é superior às das espumas da técnica anterior, tais como as descritas no WO 01/94092, isto é, é necessário um valor inferior de força para comprimir a espuma de 20 % (sendo a altura remanescente 80 % da inicial). Foi portanto melhorada a estabilidade dimensional durante a extrusão.

Exemplo comparativo 1, que não representa a invenção presente

Prepara-se uma espuma introduzindo numa extrusora com dois parafusos Co-rotativos, uma mistura de 40 partes polipropileno HMX PROFAX PF-814 (BASELL), em peso, e 60 partes de um copolímero aleatório STAMYLAN PRA1 E10 (DSM, Módulo flexionai = 800 MPa), em peso, e adicionando 5 partes em peso de uma mistura de partida baseada em PP, contendo 4 0 % de talco, em peso, 1 parte em peso de monoestearato de glicerol ATMER, 129,5 partes de uma mistura de partida de fluoroelastómero a 5 % baseada em PE, e 6 partes de uma mistura inicial baseada em PP, de antioxidante a 25 %. Extrude-se a mistura a 20 kg/h, usando 17 1,86 kg de isobutano por hora, como agente de sopragem. Arrefece-se a mistura fundida ao passar por uma secção de permutador de calor, depois passa por um misturador estático e é por último extrudida através de uma fieira de forma rectangular. A temperatura de fusão antes de passar pela fieira é de 153,7°C, Não se sopra ar sobre a superfície da espuma. As espumas resultantes expandem-se para a atmosfera, apresentam uma densidade em fresco de 30,5 kg/m3, com 870 células/cm2. Ela parece ser bastante estável nas suas dimensões no banho de arrefecimento. A dimensão da espuma rectangular é de 26x17,5 mm. A espuma é moderadamente flexível, e a compressão em 20 % de deformação (DIN 53577) na direcção de extrusão é de 0,63 N/mm2. No dia seguinte; a densidade diminuiu para 26 KG/M3

Exemplo comparativo 2, que não representa a invenção presente

Prepara-se uma espuma por introdução numa extrusora com dois parafusos, co-rotativos, uma mistura constituída por 60 partes, em peso, de polípropíleno HMS PROFAX PF-814 (BASELL) , e 40 partes, em peso, de TPO PP HIFAX CA020 (BASELL), adicionando-lhe 0,5 partes, em peso, de uma mistura de partida baseada em PP contendo 60 %, em peso, de talco, 5 partes, em peso, de uma mistura de partida baseada em EVA contendo 90 %, em peso, de estearamida ARMID HT (AKZO NQBEL). Extrude-se a mistura a 15 kg/h, usando 1,5 kg de isobutano por hora como agente de sopragem. Arrefece-se a mistura fundida numa secção de 18 permuta de calor, e depois ela passa através de um misturador estático e é por último extrudida através de uma fieira enformadora, de forma rectangular. A temperatura da mistura fundida antes da fieira ê de 147,4°C. Não se sopra nenhum ar sobre a superfície da espuma. As espumas resultantes expandem-se à pressão atmosférica, a sua flexibilidade é muito boa, mas a espuma começa a sofrer um colapso enquanto arrefece, alguns metros após a fieira. A densidade no final do banho de arrefecimento é de 30,2 kg/m3, e a espuma tem a secção de 3 0mmx20mm. Ao fim de 1 dia, a densidade é de 3 6 kg/m3 e a superfície está enrugada. Ao fim de 1 mês, a densidade é de 27 kg/m3 mas o aspecto superficial é mau.

Exemplo 3 representativo da invenção presente

Utilizam-se a composição e os parâmetros de extrusão, do exemplo 3, excepto que se coloca um anel dispensador de ar em torno da espuma, logo após a saída da fieira. Uma placa em Teflon, com a abertura adequada, assegura que o ar sopre sobre a fieira ela própria, o que provocaria a congelação da fieira, A espuma agora quase não sofre colapso no banho de arrefecimento. A densidade em fresco, no final do banho de arrefecimento, ê de 30,2 kg/m3. Ao fim de 1 dia, a densidade é de 31,2 kg/m3 e a superfície está em condições. Passado 1 mês, a densidade diminuiu para 27 kg/m3,mas o aspecto da superfície é muito melhor do que no caso do exemplo comparativo 3. 19

Exemplo 4 representativo da invenção presente

Para se manufacturar uma pequena espuma tubular destinada a protecção por isolamento, alimenta-se uma mistura complexa através da mesma extrusora que se utilizou no Exemplo 1: - 60 partes de PP HMS PROFAX 814 (BASELL); - 40 partes de TPO PP HIFAX CA 60 A (BASELL); - 6 partes de uma mistura de partida baseada em PP com antioxidante a 25 %; - 4 partes de uma mistura de partida baseada em PP com 8 0 % de uma combinação de um retardante de chama halogenado + trióxido de antimónio; - 1,5 partes de uma mistura de partida baseada em EVA contendo 90 % de uma mistura a 60/30 de estearamida com palmitamida; - 1 parte de uma mistura de partida baseada em PP com 40 % de talco; - 5 partes de fluoroelastómero.

Um anel dispensador de ar e uma

Extrude-se a mistura a 12 kg/h, usando 1,56 kg de ísobutano por hora, como agente de sopragem. Arrefece-se a mistura em fusão ao passar pela secção de permuta de calor, e ela passa em seguida por um misturador estático e por último através de uma fieira de secção circular com um diâmetro de 2,4 mm, possuindo também esta ferramenta uma lingueta com 1,2 mm. A temperatura da mistura fundida antes da fieira é de 150, i°C. 20 placa de Teflon com a abertura adequada são colocados logo após a saída da fieira, em torno da espuma tubular. A espuma resultante expande-se à pressão atmosférica, apresenta uma densidade em fresco de 34 kg/nr', com 400 a 450 células/cm2. Não há nenhum sinal de colapso importante no banho de arrefecimento. O diâmetro externo é de 15 mm, e o diâmetro interno é de 7 mm. A espuma resultante é muito flexível. A curva de DSC evidencia um único pico de ponto de fusão a 156,58°C. No dia seguinte a densidade é de 31,5 kg/m3, o aspecto da superfície é excelente.

Exemplo 5 representativo da invenção presente

Fabricou-se um tubo de espuma utilizando a mesma composição do que no exemplo 4, com um anel dispensador de ar à superfície externa da espuma logo após a fieira, mas com uma lingueta oca (agulha oca) utilizada no interior da fieira, em vez de uma inteiriça. Mediu-se com precisão o ar que era dispensado através desta lingueta, para se manter um diâmetro externo to tubo de espuma que fosse estável ao longo do tempo e adentro da especificação. A qualidade da superfície interna melhorou, e a estabilidade volumétrica da espuma obtida ainda era melhor devido ao arrefecimento das suas duas faces. Também se notava que o tubo de espuma apresentava uma melhor rotundidade do tubo de espuma no final da zona a jusante. Quando o tubo de espuma era bobinado em torno de um núcleo em cartão ou em metal, esta boa rotundidade ajudava a proporcionar um efeito de almofada de ar, que diminuía as tensões tênsíl e de compressão em cada espira de espuma, e portanto aumentava a qualidade e o aspecto do tubo, quando era desenrolado após algumas semanas,

Lisboa, 13 de Abril de 2007

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um espuma resistente a temperaturas elevadas, com alta flexibilidade e baixa densidade, contendo: • entre cerca de 5 e cerca de 95 porcento, em peso, de polipropileno com uma Elevada Resistência à Fusão, • entre cerca de 95 e cerca de 5 porcento, em peso, de um polipropileno modificado com copolímeros de etileno com olefinas alfa C3-C12, em que a razão ponderai entre o polipropileno e o copolímero de etileno com olefinas alfa C3-C12 seja de entre 90/10 e 30/70, e • um modificador da permeabilidade.
2. 2. Espuma de acordo com a reivindicação 1, em que o polipropileno modificado tenha um módulo de flexão igual ou inferior a 200 MPa, e um ponto de fusão de entre 140°C e 170°C.
3. 3. Espuma de acordo com as reivindicações 1 ou 2, contendo também uma resina de polipropileno com um ponto de fusão de entre 140°C e 170°C. 2
4. 4. Espuma de acordo com a reivindicação 3, em que a resina de polipropileno com um ponto de fusão de entre 14 0'C e 170°C seja escolhida de entre o conjunto constituído por homopolímero de polipropileno, copolímero de polipropileno em bloco (heterofásico), copolímero aleatório de polipropileno, e misturas destes.
5. 5. Espuma de acordo com as reivindicações 1 a 3, contendo também pelo menos um polímero etilénico que tenha um ponto de fusão de entre 95°C e 135°C.
6. 6. Espuma se acordo com a reivindicação 4, em que pelo menos um dos polímeros etilénicos que tem um ponto de fusão de entre 95°C e 135°C seja seleccionado de entre o conjunto constituído por copolímeros de etileno com acrilato de etilo [ΕΕΆ], de etileno com ácido acrílico (EAA) , de etileno com ácido metacrílico [EMAA], de etileno com acetato de vinilo [EVA], de etileno com acrilato de butilo [EBA]), por um polietileno de baixa densidade, um polietileno de densidade intermédia, um polietileno de alta densidade, e as misturas de quaisquer destes.
7. 7. Método para se produzir uma espuma de acordo com qualquer das reivindicações precedentes , que inclua os passos de: • se alimentarem dos polímeros e dos aditivos opcionais a uma extrusora, aquecendo-se a mistura no cilindro da extrusora de forma a fundir e 3 misturar os polímeros e os aditivos opcionais; • injectar-se um agente de sopragem que seja líquido à pressão de injecção, mas gasoso nas condições ambientes, misturando-se o gás com os polímeros fundidos e os aditivos opcionais na últimas parte do cilindro; • arrefecer-se e continuar-se a homogeneizar a mistura numa secção de permuta de calor, seguida de um elemento misturador estático; • extrudir-se a mistura arrefecida através de uma fieira, expandindo-se a mistura por evaporação do gás dissolvido, devida à diminuição de pressão e ao seu limite de insolubilidade, de modo a se formar uma espuma; • arrefecer-se rapidamente a superfície da espuma imediatamente após a fieira, utilizando um arrefecimento activo; • continuar-se a arrefecer a espuma nas condições atmosféricas, enquanto se proporciona um ligeiro estiramento da espuma.
8. 8. 0 método da reivindicação 7, em que o passo de arrefecimento da espuma ímedíatamente após a fieira seja levado a cano por: 4 • se arrefecer a espuma imediatamente a seguir á fieira pela sopragem local de ar sobre a superfície externa de uma espuma inteiriça, pela utilização de um anel dispensador de ar em torno da espuma, e para uma espuma oca pela utilização adicional de uma lingueta oca na ferramenta de extrusão, lingueta através da qual se insufla uma quantidade cuidadosamente medida e controlada de ar, de modo a conseguir arrefecer imediatamente a superfície interna da espuma. Lisboa, 13 de Abril de 2007