BRPI0607101A2 - processo para a produção de gránulos de polìmero de estireno expansìvel - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA A PRODUçãO DE GRANULOS DE POLìMERO DE ESTIRENO EXPANSìVEL. A invenção refere-se a um processo para a produção de grânulos de polímero de estireno expansível (EPS) revestidos pela extrusão de uma massa fundida de polímero de estireno, que compreende um agente de sopro através de uma placa de bocal com subseqúente granulação submersa em água, em que os grânulos de EPS são revestidos com agentes de revestimento que são solúveis, emulsificáveis ou suscetíveis a estarem em suspensão em água no circuito de água do granulador submerso em água.
Description
"PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE GRÂNULOS DE POLÍMERO DEESTIRENO EXPANSÍVEL"
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere a um processo para a produçãode grânulos de polímero de estireno expansível (EPS) revestidos pelaextrusão de uma massa fundida de polímero de estireno compreendendo umagente de sopro através de uma placa de bocal com subseqüente granulaçãosubmersa em água, em que os grânulos de EPS são revestidos com agentesde revestimento que são solúveis, emulsificáveis ou suscetíveis a estarem emsuspensão em água no circuito de água do granulador submerso em água.
As partículas de poliestireno expansíveis hidrofobicamentetratadas para isolamento de perímetro são conhecidas, por exemplo, da WO97/4334 e EP-A 913 423. Os agentes de hidrofobização são, nestes casos,adsorvidos em sílica gel e aplicados nesta forma às partículas de EPSimediatamente após a elaboração e secagem.
É um objeto da presente invenção se verificar um processosimples e barato para revestir uniformemente as partículas de EPS, que podeser realizado sem adsorção em substâncias de suporte.
Foi, com isso, verificado o processo descrito no início.
Os agentes de revestimento adequados são compostosorgânicos anfifílicos ou hidrofóbicos. Dentre os compostos orgânicoshidrofóbicos, menção particular pode ser feita de ceras de parafina Ci0-C30,produtos de reação de N-metilolamina e um derivado de ácido graxo,produtos de reação de um álcool Cç-Cn-oxo com oxido de etileno, oxido depropileno ou oxido de butileno de (met)acrilatos de polifluoroalquil oumisturas destes. Estes podem preferivelmente ser usados na forma deemulsões aquosas.
Os agentes de hidrofobização preferidos são ceras de parafinaque têm de 10 a 30 átomos de carbono na cadeia de carbono epreferivelmente têm um ponto de fusão de 10 a 70°C, em particular, de 25 a60°C. Tais ceras de parafina são compostas, por exemplo, nos produtosBASF comerciais RAMASIT KGT, PERSISTOL E PERSISTOL HP e emAVERSIN HY-N da Henkel e CEROL ZN da Sandoz.
Uma outra classe de agentes de hidrofobização consiste deprodutos de reação semelhantes a resina de uma N-metilolamina com umderivado de ácido graxo, e.g., uma amida, amina ou álcool de ácido graxo,como são descritos, por exemplo, na US-A 2 927 090 ou GB-A 475 170. Seuponto de fusão é geralmente de 50 a 90°C. Tais resinas são compostas, porexemplo, no produto BASF comercial PERSISTOL HP e em ARCOPHOBEFM da Hoechst.
Finalmente, (met)acrilatos de polifluoroalquil, por exemplo,acrilato de poliperfluorooctil, são também adequados. A última substância écomposta no produto BASF comercial PERSISTOL O e em OLEOPHOBOLCdaPfersee.
Os agentes de revestimento anfifílicos possíveis sãoantiestáticos, tais como emulsificante K30 (mistura de alcanossulfonatos desódio secundários) ou estearatos de glicerina, tais como monoestearato deglicerina GMS ou triestearato de glicerina. Para se produzirem os polímerosde estireno expansíveis de acordo com a presente invenção, o agente desopro é misturado na massa fundida de polímero. O processo compreende asetapas de a) produção de massa fundida, b) misturação, c) resfriamento, d)transporte e e) granulação. Cada uma destas etapas pode ser realizada pormeio dos aparelhos ou combinações de aparelhos conhecidos noprocessamento de plástico. Para misturação, misturadores estáticos oudinâmicos, por exemplo, extrusoras, são adequados. A massa fundida depolímero pode ser tomada diretamente de um reator de polimerização oupode ser produzida diretamente na extrusora de misturação ou em umaextrusora de fusão separada por fusão de grânulos de polímero. Oresfriamento da massa fundida pode ser realizada nos aparelhos demisturação ou em resfhadores separados. Os métodos possíveis degranulação são, por exemplo, granulação debaixo d'água pressurizada,granulação usando facas rotativas e resfriamento por meio de atomização poraspersão de líquido de resfriamento ou granulação de atomização. Osarranjos de aparelho adequados para realizar o processo são, por exemplo:
a) reator de polimerização - misturador estático / resfriador -granulador
b) reator de polimerização - extrusora / resfriador - granulador
c) extrusora - misturador estático - granulador
d) extrusora - granulador
A massa fundida de polímero de estireno compreendendo umagente de sopro é geralmente extrudada através da placa de bocal em umatemperatura na faixa de 140 a 300°C, preferivelmente na faixa de 160 a240°C. O resfriamento para a região da temperatura de transição vítrea não énecessário.
O revestimento dos grânulos de polímero de estirenoexpansíveis (EPS) obtidos é, de acordo com a presente invenção, efetuado nogranulador por meio de agentes de revestimento que são solúveis,emulsificáveis ou suscetíveis a estar em suspensão em água.
Um processo particularmente preferido para produzirpolímeros de estireno expansíveis compreende as etapas de:
a) polimerização de monômero de estireno e, se apropriado,monômeros copolimerizáveis,
b) desgaseificação da massa fundida de polímero de estirenoobtida,
c) misturação do agente de sopro e, se apropriado, aditivos namassa fundida de polímero de estireno por meio de misturadores dinâmicosem uma temperatura de pelo menos 150°C, preferivelmente de 180 a 260°C,d) resfriamento da massa fundida de polímero de estirenocompreendendo um agente de sopro em uma temperatura de pelo menos120°C,preferivelmente 150-200°C,
e) se apropriado, adição de aditivos ou cargas,
f) descarga através de uma placa de bocal tendo furos cujodiâmetro no lado da saída da placa de bocal não é maior que 1,5 mm., e
g) granulação da massa fundida compreendendo o agente desopro diretamente após a placa de bocal debaixo d'água na presença de umasolução, emulsão ou suspensão do agente de revestimento.
Uma contra-pressão variável no UWP torna possível seproduzir grânulos compactos e parcialmente espumados em um modo sobmedida. Em geral, a granulação é realizada em uma pressão na faixa de 1 a25 bar, preferivelmente de 5 a 15 bar. Mesmo quando os agentes denucleação forem usados, uma espumação parcial na placa de bocal do UWPpermanece controlável.
Os grânulos de EPS são geralmente revestidos com de 0,01 a0,5% em peso, preferivelmente de 0,1 a 0,3% em peso, em cada caso combase no teor de sólidos, do agente de revestimento. A quantidade de agentede revestimento aplicado pode ser ajustada, por exemplo, através daconcentração em circuito de água. O agente de revestimento é geralmenteusado no circuito de água do granulador debaixo d'água em quantidades nafaixa de 0,05 a 20% em peso, preferivelmente na faixa de 0,1 a 10% empeso, com base no teor de sólidos na água. Para se alcançar uma qualidade derevestimento constante, a concentração do agente de revestimento no circuitode água deve ser mantida constante, por exemplo, por meio de adição medidaconstante do agente de revestimento correspondente à quantidade realizadaatravés do EPS revestido.
A temperatura do circuito de água no granulador submersoem água deve estar abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero deestireno, de forma que os grânulos de EPS sejam revestidos somente nasuperfície e não completamente impregnados. A temperatura estápreferivelmente na faixa de 5 a 80°C, em particular na faixa de 10 a 60°C.
As partículas de poliestireno expandidas de acordo com apresente invenção podem vantajosamente ser usadas para produzirmoldagens que são continuamente expostas a água, e.g., para placas paraisolamento de telhado ou isolamento de perímetro, para corpos de flutuaçãoou materiais de acondicionamento sensíveis à água, tais como caixas depeixe.
As partes e percentagens mostradas nos exemplos são empeso.
A absorção de água foi medida de acordo com DIN 53 433, ea permeabilidade à água foi medida pelo seguinte método: um tubo tendo umdiâmetro de 100 mm foi colado em uma placa de espuma tendo umaespessura de 100 mm e foi enchido com uma coluna de água de 100 mm dealtura.
Após 24 horas, uma verificação foi feita para determinar se asaída de água pode ser observada no lado de baixo da placa de espuma. Aqueda no nível de água foi medida em mm. Antes dos experimentos, asplacas de espuma foram condicionadas a 60°C em um forno de secagem por24 horas. Os tubos foram então colados ou por meio de borracha de silicone.Exemplos
Agentes de revestimento:
Persistol HP = agente de hidrofobização da BASF, emulsãoaquosa compreendendo 22,8% de parafina (m.p. 52-54°C) e 9,6% de resinaderivada de N-metilolmelamina e estearilamida (m.p. 70°C).
Ramasit KGT = agente de hidrofobização da BASF, emulsãoaquosa compreendendo 16,6% de parafina (m.p. 52-54°C)
Plurafac LF = produto de reação de oxido de etileno e oxidode butileno com um álcool de oxo C9-Cn
Exemplos 1 a 3
Uma massa fundida de poliestireno compreendendopoliestireno tendo um número de viscosidade VN de 75 ml/g (Mw = 185 000 g/mol, polidispersão Mw/Mn = 2,6), no qual 6% em peso de n-pentano, foiusada nos exemplos. A massa fundida compreendendo um agente de soprotinha sido resfriada de uma temperatura original de 260°C para umatemperatura de 190°C.
A mistura compreendendo massa fundida de polietireno,agente de sopro e retardante de chama foi expressada a 60 kg/h através deuma placa de bocal tendo 32 furos (diâmetro de cada furo: 0,75 mm). Osgrânulos compactos tendo uma distribuição de tamanhos estreita foramproduzidos com o auxílio de uma instalação de granulação submersa emágua pressurizada.
A água de resfriamento da granulação submersa em águaestava na forma de uma emulsão aquosa com de 0,5 a 10% em peso dorevestimento líquido ou agentes de hidrofobização mostrados na Tabela 1.Para se obter uma qualidade de revestimento constante, foi necessário semanter a concentração do agente de revestimento na constante de água. Istofoi alcançado pela adição medida constante do agente de revestimento emuma quantidade correspondente ao vapor perdido diretamente no circuito deágua de circulação por meio de uma bomba de membrana de pistão. Asperdas de água foram compensadas por meio de fluxo de entrada apertadodiretamente no tanque de água.
Estes grânulos foram pré-espumados em uma corrente devapor para produzir contas espumadas (20 g/l), armazenados por 24 horas esubseqüentemente fundidos por meio de vapor em moldes estanques a gáspara produzir corpos espumados.Experimento Comparativo Cl
O experimento comparativo foi realizado como nos exemplos,mas a granulação submersa em água foi realizada sem agente dehidrofobização no circuito de água de circulação.
Tabela 1
<table>table see original document page 8</column></row><table>
Claims (8)
1. Processo para a produção de grânulos de polímero deestireno expansível (EPS) revestidos pela extrusão de uma massa fundida depolímero de estireno compreendendo um agente de sopro através de umaplaca de bocal com subseqüente granulação submersa em água, caracterizadopelo fato de que os grânulos de EPS são revestidos com agentes derevestimento que são solúveis, emulsificáveis ou suscetíveis a estarem emsuspensão em água no circuito de água do granulador submerso em água.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que um composto orgânico anfifílico ou hidrofóbico é usadocomo agente de revestimento.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que uma emulsão aquosa de uma cera de parafina Cio-C30, umproduto de reação de N-metilolamina e um derivado de ácido graxo ou um(met)acrilato de fluoroalquila ou uma mistura destes é usada como agente derevestimento.
4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o produto de reação de um álcool Cg-Cn-oxo com oxido deetileno, oxido de propileno ou oxido de butileno é usado como agente de revestimento.
5. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que um antiestático é usado como agente de revestimento.
6. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que um estearato de glicerina é usado como agente derevestimento.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 6, caracterizado pelo fato de que a quantidade de agente de revestimento nocircuito de água do granulador submerso em água está na faixa de 0,05 a-20% em peso, com base no teor de sólidos na água.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, caracterizado pelo fato de que a temperatura do circuito de água nogranulação submerso em água está na faixa de 5 a 80°C.
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