BRPI0909025B1

BRPI0909025B1 - Composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, artigos expandidos, folhas extrusadas expandidas, e, processos para preparar as composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, e para a produção de folhas extrusadas expandidas

Info

Publication number: BRPI0909025B1
Application number: BRPI0909025-8A
Authority: BR
Inventors: Antonio Ponticiello; Dario Ghidoni; Riccardo Felisari
Original assignee: Versalis S.P.A.
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2009-05-01
Publication date: 2022-04-19
Also published as: US11091599B2; CN102015851B; JP2011519997A; MX2010010875A; CN102015851A; BRPI0909025A8; EP2274370A1; US20110046249A1; EP2274370B1; BRPI0909025A2; ES2392321T3; WO2009135695A1; DE09741913T1; HK1149940A1; ITMI20080823A1; JP5570501B2; RU2010139633A; RU2526549C2; PL2274370T3

Abstract

COMPOSIÇÕES DE POLÍMEROS VINÍLICOS AROMÁTICOS EXPANSÍVEIS, ARTIGOS EXPAN-DIDOS, FOLHAS EXTRUSADAS EXPANDIDAS, E, PROCESSOS PARA PREPARAR AS COM-POSIÇÕES DE POLÍMEROS VINÍLICOS AROMÁTICOS EXPANSÍVEIS, E PARA A PRODUÇÃO DE FOLHAS EXTRUSADAS EXPANDIDAS Polímeros vinílicos aromáticos expansíveis que compreendem: uma matriz obtida por polimeriza-ção 50-100% em peso de um ou mais monômeros vinílicos aromáticos e 0-50% em peso de pelo menos um monômero copolimerizável; 1-10% em peso, calculado com relação ao polímero (a), de um agente de expansão englobado na matriz polimérica; 0,05-25% em peso, calculado com rela-ção ao polímero (a), de uma carga compreendendo coque com uma área de superfície, medida de acordo com ASTM D-3037/89, na faixa de 5 a 50 m2/g.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis com uma melhorada capacidade de isolamento térmico, o processo para sua preparação e os artigos expandidos obtidos a partir das mesmas.

[0002] Mais especificamente, a presente invenção refere-se a grânulos com base em polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, por exemplo, polímeros de estireno expansíveis que, após expansão, tem uma condutividade térmica reduzida também com uma baixa densidade, por exemplo, menor do que 20 g/l, e aos produtos assim obtidos, isto é, folhas extrusadas expandidas partindo de referidas composições vinílicas aromáticas.

[0003] Polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, e dentre estes, em particular, poliestireno expansível (EPS), são produtos conhecidos que têm sido usados durante muito tempo para preparar artigos expandidos que podem ser adotados em vários campos aplicativos, dentre os quais o mais importante é o campo de isolamento térmico.

[0004] Estes produtos expandidos são obtidos primeiro intumescendo os grânulos de polímero, em um ambiente fechado, impregnado com um fluido expansível, por exemplo, um hidrocarboneto alifático como pentano ou hexano, e então moldando as partículas intumescidas contidas dentro de um molde, por meio do efeito contemporâneo de pressão e temperatura. O intumescimento das partículas é geralmente efetuado com vapor, ou outro gás, mantido a uma temperatura levemente maior do que a temperatura de transição vítrea (Tg) do polímero.

[0005] Um campo aplicativo particular de poliestireno expandido é o do isolamento térmico na indústria da construção, onde ele é geralmente usado na forma de folhas planas. As folhas planas de poliestireno expandido são normalmente usadas com uma densidade de cerca de 30 g/l como a condutividade térmica do polímero tem um mínimo nestes valores. Não é vantajoso ficar abaixo deste limite, apesar de ser tecnicamente possível, porque isto provoca um aumento drástico na condutividade térmica da folha que deve ser compensado por um aumento na espessura. A fim de evitar este inconveniente, sugestões foram feitas para encher o polímero com materiais atérmanos como grafita, negro de fumo ou alumínio. Os materiais atérmanos são de fato capazes de interagir com o fluxo radioativo, reduzindo sua transmissão e assim aumentando o isolamento térmico dos materiais expandidos em que eles estão contidos.

[0006] A patente européia 620.246, por exemplo, descreve um processo para preparar contas de poliestireno expansível contendo um material atérmano distribuído sobre a superfície, ou, como uma alternativa, incorporado dentro da própria partícula.

[0007] O pedido de patente internacional WO 1997/45477, descreve composições com base em poliestireno expansível compreendendo um polímero de estireno, de 0,05 a 25% de negro de fumo de tipo negro de lâmpada, e de 0,6 a 5% de aditivo bromado para tornar o produto à prova de fogo.

[0008] O pedido de patente japonesa 63183941 descreve o uso de grafita para melhorar a capacidade isolante de espumas de poliestireno.

[0009] O pedido de patente JP 60031536 descreve o uso de negro de fumo na preparação de resinas de poliestireno expansível.

[0010] O pedido de patente internacional WO 2006/61571 descreve composições com base em poliestireno expansível compreendendo um polímero de estireno tendo um peso molecular médio ponderal PM de 150.000-450.000, de 2 a 20% em peso de um agente de expansão e de 0,05 a menos do que 1% de negro de fumo com uma área de superfície na faixa de 550 a 1.600 m2/g.

[0011] Verificou-se agora que é possível preparar uma composição com base em polímeros vinílicos aromáticos expansíveis com melhoradas propriedades termo- isolantes, usando um aditivo atérmano que nunca tinha sido descrito na literatura.

[0012] Um objeto da presente invenção assim refere-se a composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, por exemplo, em grânulos ou contas, que compreendem: a) uma matriz polimérica obtida por polimerização de uma base compreendendo 50-100% em peso de um ou mais monômeros vinílicos aromáticos e 0-50% em peso de pelo menos um monômero co-polimerizável, b) 1-10% em peso calculado com relação ao polímero (a), de um agente expansível englobado na matriz polimérica, c) 0,05-25% em peso, calculado com relação ao polímero (a), de uma carga atérmana compreendendo coque, em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas na faixa de 0,5 a100 m, preferivelmente de 2 a 20 m, e com uma área de superfície, medida de acordo com ASTM D-3037/89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g.

[0013] A composição polimérica, objeto da presente invenção pode ser obtida, como ainda ilustrado aqui abaixo, por meio de: - um processo em suspensão, que compreende a dissolução/dispersão da carga atérmana na base de monômero, seguido pela polimerização em suspensão aquosa e pela adição do agente de expansão; ou - um processo de extrusão direta, isto é, alimentar a mistura de grânulos de polímero vinílico aromático e a carga atérmana (como tal ou na forma de mistura- padrão) diretamente para uma extrusora.

[0014] Alternativamente, o polímero já pode estar no estado fundido proveniente de uma planta de polimerização, subsequentemente adicionando a carga atérmana. O agente de expansão é então alimentado e o produto relativo é subsequentemente resfriado e passado através de uma matriz para a preparação direta também de placas, tubos, folhas expandidas. Novamente alternativamente, a composição polimérica assim obtida pode ser enviada para uma matriz de corte sob pressão (por exemplo, de acordo com o procedimento descrito na patente US 7.320.585).

[0015] O coque é disponível como um pó finamente subdividido com um tamanho (MT50) das partículas de pó na faixa de 0,5 a 100 m, preferivelmente de 2 a 20 m. O tamanho de partícula (MT50) é medido com um granulômetro a laser e é o diâmetro que corresponde a 50% em peso de partículas tendo um diâmetro menor e 50% em peso tendo um diâmetro maior.

[0016] O coque é produzido pela a pirólise de material orgânico e pelo menos parcialmente passa através de um estado líquido ou líquido-cristalino durante o processo de carbonização. O material orgânico de partida é preferivelmente petróleo, carvão ou lignita.

[0017] O coque usado na preparação das composições poliméricas em grânulos, objeto da presente invenção, é mais preferivelmente o produto de carbonização de uma fração de hidrocarbonetos de elevado ponto de ebulição proveniente da destilação de petróleo, convencionalmente conhecida como fração pesada residual. Em particular, o coque é obtido partindo da coqueificação da fração residual pesada, uma operação realizada em uma elevada temperatura que novamente produz algumas frações leves e um sólido (coque de petróleo). O coque de petróleo assim obtido é calcinado a uma temperatura na faixa de 1000 a 1.600°C (coque calcinado).

[0018] Se uma fração residual pesada rica em componentes aromáticos é usada, um coque é produzido após calcinação a 1.800-2.200°C com uma estrutura cristalina de agulha (coque de agulha).

[0019] Mais informação sobre coque, os métodos de produção e a caracterização de vários tipos comercialmente disponíveis (coque verde, coque de piche derivado de carvão, coque retardado, coque fluido, coque de agulha, coque tipo Premium, coque calcinado, shot, esponja, etc.) se encontra disponível na internet, em website goldbook.iupuac.org ou em Pure Appl. Chem., 1995, vol. 67, No 3, págs. 473-506 "Recommended terminology for the description of carbon as a solid (IUPAC Recommendations 1995)".

[0020] De acordo com a presente invenção, a carga atérmana compreendendo coque atérmana adicionada ao polímero vinílico aromático pode compreender até 5% em peso, calculada com relação ao polímero (a), por exemplo, de 0,01 a 5% em peso, preferivelmente de 0,05 a 4.5%, de grafita e/ou negro de fumo, respectivamente. O grafita, natural ou sintético, pode ter um tamanho médio (MT50) na faixa de 0,5 a 50 m, com uma área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g. O negro de fumo pode ter uma dimensão média na faixa de 10 a 1000 nm e a área de superfície de 5 a 40 m2/g.

[0021] O termo “monômero vinílico aromático" como usado na presente descrição e reivindicações, essencialmente refere-se a um produto tendo a seguinte fórmula geral:

em que R é um hidrogênio ou um grupo metila, n é zero ou um inteiro na faixa de 1 a 5 e Y é um halogênio, como cloro ou bromo, ou um radical alquila ou alcoxila tendo de 1 a 4 átomos de carbono.

[0022] Exemplos de monômeros vinílicos aromáticos tendo a fórmula geral acima mencionada são: estireno, -metil estireno, metil estireno, etil estireno, butil estireno, dimetil estireno, mono-, di-, tri-, tetra- e penta- cloroestireno, bromoestireno, metoxiestireno, acetoxi- estireno, etc. Os monômeros vinílicos aromáticos preferidos são estireno e -metil estireno.

[0023] Os monômeros vinílicos aromáticos tendo fórmula geral (I) podem ser usados sozinhos ou em uma mistura de até 50% em peso com outros monômeros co-polimerizáveis. Exemplos de referidos monômeros são ácido (met)acrílico, ésteres de C1-C4 alquila de ácido metacrílico, como acrilato de metila, metacrilato de metila, acrilato de etila, metacrilato de etila, acrilato de isopropila, acrilato de butila, amidas e nitrilas de ácido (met)acrílico, como acrilamida, metacrilamida, acrilonitrila, met-acrilonitrila, butadieno, etileno, divinil benzeno, anidrido maleico, etc. Os monômeros co-polimerizáveis preferidos são acrilonitrila e metacrilato de metila.

[0024] Qualquer agente de expansão capaz de ser englobado na matriz polimérica vinílica aromática pode ser usado na combinação com polímeros expansíveis, objetos da presente invenção. Os exemplos típicos são hidrocarbonetos alifáticos, Freon, dióxido de carbono, alcoóis como álcool etílico, água, etc.

[0025] A carga atérmana compreendendo coque pode ser adicionada ao polímero vinílico aromático ou através da polimerização em suspensão ou em re- suspensão, por meio de tecnologia de massa contínua ou por extrusão direta, em tais quantidades que sua concentração final no polímero está na faixa de 0,05 a 25% em peso, preferivelmente de 0,1 a 8%.

[0026] Os aditivos convencionais, geralmente usados com materiais tradicionais, como pigmentos, agentes estabilizantes, agentes nucleantes, sistema retardante de chamas, agentes antiestáticos, agentes de destacamento, etc., podem adicionados nas composições de polímeros expansíveis, objeto da presente invenção. Em particular, um sistema retardante de chama pode ser adicionado à presente composição, compreendendo de 0,1 a 8%, com relação ao polímero (a), de um aditivo bromado de auto-extinção contendo pelo menos 30% em peso de bromo e de 0,05 a 2% em peso, novamente com relação ao polímero (a), de um produto sinergístico contendo pelo menos uma ligação instável C-C ou O-O, como descritos aqui abaixo.

[0027] No final da adição da carga atérmana, o agente de expansão e aditivos possíveis, um polímero expansível é obtido em grânulos, que podem ser transformado para produzir artigos expandidos tendo uma densidade na faixa de 5 a 50 g/l, preferivelmente de 10 a 25 g/l. Para extrusão direta, por outro lado, densidades de 20 a 40 g/l são usadas.

[0028] Estes artigos expandidos tem uma excelente capacidade de isolamento de calor, expressa por uma condutividade térmica na faixa de 25 a 50 mW/mK, preferivelmente de 30 a 45 mW/mK, que é geralmente ainda mais do que 10% menor com relação à de materiais expandidos equivalentes sem as cargas atualmente no mercado, por exemplo, EXTIR A- 5000 de Polimeri Europa SpA.

[0029] Graças a estas características dos polímeros expansíveis objetos da presente invenção, é possível preparar artigos de isolamento de calor com uma economia significante de material ou, por exemplo, preparar folhas com uma menor espessura do que as preparadas com polímeros não carregados tradicionais, com uma consequente economia em espaço e produto.

[0030] Também estão incluídas na definição de artigos expandidos as folhas extrusadas expandidas de polímeros vinílicos aromáticos compreendendo uma matriz celular de um polímero vinílico aromático, por exemplo, poliestireno, tendo uma densidade na faixa de 10 a 200 g/l, uma dimensão média de célula na faixa de 0,05 a 1,00 mm e contendo de 0,05 a 25% em peso, calculado com relação ao polímero, preferivelmente de 0,1 a 8%, de uma carga atérmana compreendendo referido coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas (dimensional) na faixa de 0,5 a 100 m e uma área de superfície, medida de acordo com ASTM D- 3037-89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g. A carga atérmana compreendendo coque atérmana, adicionada ao polímero vinílico aromático da folha extrusada expandida, pode compreender até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, por exemplo de 0,01 a 5% em peso, preferivelmente de 0,05 a 4.5% respectivamente de referido grafita e/ou negro de fumo.

[0031] Os aditivos convencionais normalmente usados com materiais tradicionais, como pigmentos, estabilizadores, agentes nucleantes, agentes retardantes de chama, agentes antiestáticos e de destacamento, etc., também podem ser adicionados às referidas folhas extrusadas expandidas.

[0032] Outro objeto da presente invenção refere-se a processos para a preparação de composições com base em polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, por exemplo, em contas ou grânulos, tendo um isolamento térmico melhorado e uma densidade, após expansão, menor do que 50 g/l.

[0033] Em particular, um outro objeto da presente invenção refere-se a um processo para preparar polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, em contas ou grânulos, indicados acima, que compreende a polimerização em uma suspensão aquosa de um ou mais monômeros vinílicos aromáticos, possivelmente junto com pelo menos um co-monômero polimerizável em quantidades de até 50% em peso, na presença de uma carga atérmana compreendendo referido coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas (dimensional) na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g, tendo as características acima mencionadas e pelo menos na presença de um iniciador de radical peróxido e um agente de expansão adicionado antes, durante ou no final do polimerização.

[0034] A carga atérmana também pode compreender até a 5% em peso, calculado com relação ao polímero, por exemplo, de 0,01 a 5% em peso, preferivelmente de 0,05 a 4.5%, de referido grafita e/ou negro de fumo respectivamente. O grafita natural ou sintético pode ter um diâmetro de partícula na faixa de 0,5 a 50 m, com uma área de superfície de 5-50 m2/g. O negro de fumo pode ter um diâmetro médio de partícula na faixa de 10 a 1.000 nm, com uma área de superfície de 5-40 m2/g.

[0035] A polimerização é realizada em uma suspensão aquosa com sais inorgânicos de ácido fosfórico, por exemplo, fosfato tri-cálcio ou fosfato de magnésio. Estes sais podem ser adicionados à mistura de polimerização tanto finamente subdivididos como sintetizados in situ por reação, por exemplo, entre pirofosfato de sódio e sulfato de magnésio.

[0036] Os referidos sais inorgânicos são auxiliados em sua ação de colocação em suspensão por agentes tensoativos aniônicos, por exemplo, dodecilbenzeno sulfonato de sódio ou seus precursores como metabissulfito de sódio, como descrito em patente US 3.631.014.

[0037] A polimerização também pode ser realizada na presença de agentes orgânicos de colocação em suspensão como polivinilpirrolidona, álcool polivinílico, etc.

[0038] O sistema de iniciação normalmente compreende dois peróxidos, o primeiro com um tempo de duplicação de uma hora a 85-95°C e o outro com um tempo de duplicação de uma hora a 110-120°C. Exemplos destes iniciadores são terc-butilperoxi-2-etil hexanoato e terc-butilperbenzoato.

[0039] O polímero vinílico aromático ou copolímero que ser obtido tem um peso molecular médio PM na faixa de 50.000 a 250.000, preferivelmente de 70.000 a 200.000. Em geral, maiores detalhes sobre os procedimentos para a preparação de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis em suspensão aquosa ou mais geralmente, polimerização em suspensão, podem ser encontrados em Journal of Macromolecular Science, Review in Macromolecular Chemistry and Physics C31 (263) 215-299 (1991).

[0040] Para melhorar a estabilidade da suspensão, é possível aumentar a viscosidade da solução de reagente de monômeros vinílicos aromáticos, a ser colocada em suspensão em água, por dissolução do polímero vinílico aromático, até uma concentração de 1 a 30% em peso, preferivelmente de 5 a 20%, calculado com relação ao peso dos monômeros. A solução pode ser obtida por dissolução de um polímero pré-formado na mistura de reagentes (por exemplo, polímero novo ou produtos de refugo de polimerizações e/ou expansões anteriores) ou por uma pré- polimerização em massa do monômero, ou mistura de monômeros, até as concentrações previamente mencionadas serem obtidas, e subsequentemente continuando a polimerização em suspensão aquosa na presença dos aditivos restantes.

[0041] Durante a polimerização em suspensão, aditivos de polimerização são usados, de acordo com métodos bem conhecidos dos versados no campo, que são tipicamente os para produzir polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, como agentes estabilizantes da suspensão, agentes de transferência de cadeia, coadjuvantes de expansão, agentes nucleantes, plastificantes, etc. Em particular, durante a polimerização, prefere-se adicionar um sistema anti-chama compreendendo retardantes de chama, em uma quantidade na faixa de 0,1 a 8% e produtos sinergísticos em quantidades na faixa de 0,05 a 2% com relação ao peso resultante do polímero. Os retardantes de chama particularmente apropriados para os polímeros vinílicos aromáticos expansíveis objeto da presente invenção são compostos alifáticos, ciclo-alifáticos, compostos aromáticos bromados, como hexabromociclododecano, pentabromomonoclorociclo-hexano e éter pentabromofenil de alila. Os produtos sinergísticos que podem ser usados são peróxido de dicumila, hidroperóxido de cumeno, 3,4-dimetil-3,4-difenil-hexano, 3,4- dimetil-3, 4-difenil butano, 3, 6, 9- trietil-3, 6, 9- trimetil-1,4,7-triperoxi-inonano.

[0042] Os agentes de expansão são preferivelmente adicionados durante a fase de polimerização, ou subsequentemente por meio de tecnologia de re-suspensão. Em particular, a última compreende as fases de: - polimerização em suspensão aquosa de um ou mais monômeros vinílicos aromáticos na presença de pelo menos a carga atérmana compreendendo coque; - separação de contas ou grânulos assim obtidos; - re-colocação em suspensão em água das contas ou grânulos e aquecimento até sua forma esférica ser obtida; - adição à suspensão de agentes de expansão e manutenção das contas em contato com os mesmos até impregnação; e - re-separação das contas.

[0043] Os agentes de expansão são selecionados de hidrocarbonetos alifáticos ou ciclo-alifáticos contendo de 3 a 6 átomos de carbono como n-pentano, isopentano, ciclopentano ou misturas dos mesmos; derivados halogenados de hidrocarbonetos alifáticos contendo de 1 a 3 átomos de carbono, como, por exemplo, diclorodifluorometano, 1,2,2- trifluoro-etano, 1, 1, 2-trifluoroetano; dióxido de carbono; água; e álcool etílico.

[0044] No final da polimerização, contas/grânulos substancialmente esféricas(os) de polímero expansível são obtidas(os), com um diâmetro médio na faixa de 0,2 a 2 mm, preferivelmente de 1 a 1,5 mm, em que referida carga atérmana, compreendendo coque, e referidos outros possíveis aditivos, são homogeneamente dispersos.

[0045] Os grânulos são então descarregados do reator de polimerização e lavados, em modo contínuo ou em batelada, com um agente tensoativo não iônico, ou, alternativamente, com ácidos, como descrito em patente US 5.041.465. Os grânulos de polímero podem ser tratados termicamente com ar quente na faixa de 30 a 60°C.

[0046] Um outro objeto da presente invenção refere-se a um processo para preparar, em massa contínua, composições com base em polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, em contas ou grânulos, que compreende as seguintes etapas em série: i. misturar um polímero vinílico aromático em forma granular ou já no estado fundido, com um peso molecular médio PM na faixa de 50.000 a 250.000, preferivelmente de 70.000 a 200.000, com uma carga atérmana compreendendo referido coque em forma de partícula, com um diâmetro médio de partícula na faixa de 0,5 a 100 m e uma área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g, tendo as características acima mencionadas. A carga atérmana pode também respectivamente compreender até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, por exemplo, de 0,01 a 5% em peso, preferivelmente de 0,05 a 4.5%, de referido grafita e/ou negro de fumo. O grafita natural ou sintético pode ter um diâmetro de partícula na faixa de 0,5 a 50 m, preferivelmente de 1 a 15 m, com uma área de superfície de 5-50 m2/g. O negro de fumo pode ter um diâmetro médio de partícula na faixa de 10 a 1000 nm, com uma área de superfície na faixa de 5 a 40 m2/g. Outros possíveis aditivos, já descritos, dentre os quais pigmentos, estabilizadores, agentes nucleantes, sistemas retardantes de chama, agentes anti- estáticos, agentes de destacamento, etc. também podem ser adicionados nesta ou totalmente ou parcialmente; ii. opcionalmente, se já não estiver no estado fundido, aquecer o polímero vinílico aromático de mistura (i) a uma temperatura maior do que o ponto de fusão do polímero vinílico aromático; iii. incorporar referido agente de expansão e possivelmente a parte ou todo de referidos outros aditivos no polímero fundido; iv. misturar a composição polimérica assim obtida por meio de elementos de mistura estática ou dinâmica; e v. granular a composição assim obtida em um dispositivo que compreendem uma matriz, uma câmara de corte e um sistema de corte.

[0047] No final da granulação, contas/grânulos de polímero expansível podem ser obtidos com uma forma substancialmente esférica tendo um diâmetro médio na faixa de 0,2 a 2 mm, preferivelmente de 1 a 1,5 mm, em que a carga atérmana compreendendo referido coque, e referidos outros aditivos possíveis, demonstra estar homogeneamente dispersa a olho nu.

[0048] De acordo com a presente invenção, etapa (i) pode ser efetuada por alimentação do grânulo polimérico já formado, possivelmente misturado com produtos de refugo de processamento, em uma extrusora. Aqui, os componentes sozinhos são misturados e a porção polimérica é subsequentemente fundida e um agente de expansão e outros possíveis aditivos são adicionados.

[0049] Alternativamente, o polímero pode ser usado já no estado fundido, proveniente diretamente da planta de polimerização (em solução), particularmente da unidade de desvolatilização relativa, de acordo com um processo conhecido do versado no campo como "processo de massa contínua". O polímero fundido é alimentado a dispositivos apropriados, por exemplo, um misturador dinâmico ou um estático, onde ele é misturado com os aditivos, por exemplo, com a carga atérmana, e com o agente de expansão e é subsequentemente extrusado para dar contas/grânulos expansíveis, objeto da presente invenção.

[0050] Os grânulos (ou contas) da composição polimérica podem ser recozidos a uma temperatura menor do que ou igual à temperatura de transição vítrea (Tg) ou mesmo levemente maior, por exemplo o Tg aumentou até 8°C, possivelmente sob pressão. Um método detalhado para preparar polímeros vinílicos aromáticos em massa contínua, é descrito em pedido de patente internacional WO 03/53651.

[0051] Em geral, é possível incorporar pelo menos referidos aditivos atérmanos em uma mistura-padrão, com base em um polímero vinílico aromático tendo um peso molecular médio PM na faixa de 50.000 a 250.000, preferivelmente de 70.000 a 200.000, para facilitar sua mistura com a corrente polimérica e simplificar o gerenciamento da planta. Na mistura-padrão, o teor de carga atérmana, compreendendo referido coque e possivelmente referido negro de fumo e/ou grafita, está na faixa de 15 a 60% em peso.

[0052] Em particular, no caso de polimerização em suspensão aquosa, a mistura-padrão em pelotas pode ser dissolvida no monômero vinílico aromático. No caso de polimerização em massa, por outro lado, a mistura-padrão em forma de pelota pode ser misturada com o grânulo ou com o polímero no estado fundido proveniente da polimerização em solução.

[0053] Ainda mais especificamente, no caso de polimerização em massa contínua, a mistura-padrão em pelotas pode ser dissolvida na mistura de monômero vinílico aromático/solvente antes de ser alimentada para o reator de polimerização em solução.

[0054] No final da polimerização, estando em suspensão ou em massa contínua, as contas ou grânulos expansíveis obtidos são submetidos a um pré-tratamento que é normalmente aplicado às composições expansíveis convencionais e que essencialmente consiste em: 1. cobrir as contas ou grânulos com um agente líquido antiestático, como aminas, alquil-aminas terciárias etoxiladas, copolímeros óxido de etileno/óxido de propileno, etc. Referido agente permite ao revestimento aderir e facilita a peneiração das contas preparadas em suspensão; 2. aplicar o revestimento às referidas contas ou grânulos, que essencialmente consiste de uma mistura de mono-, di- e tri -ésteres de glicerina (ou outros alcoóis) com ácidos graxos, estearatos de metal como estearato de zinco e/ou magnésio, possivelmente também misturada com negro de fumo.

[0055] Um outro objeto da presente invenção refere-se a um processo para a produção de folhas extrusadas expandidas de polímeros vinílicos aromáticos que compreende: a1. misturar um polímero vinílico aromático na forma de pelotas ou grânulos ou contas e pelo menos uma carga atérmana compreendendo de 0,05 a 25% em peso, calculado com relação ao polímero, de referido coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas (dimensional) na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície, medida de acordo com ASTM D-3037-89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g; b1. aquecer a mistura (a1) a uma temperatura na faixa de 180 a 250°C de modo a obter a fusão polimérica que é submetida a homogeneização; c1. adicionar pelo menos um agente de expansão à fusão polimérica, e possivelmente referidos aditivos, por exemplo, referido sistema retardante de chama, d1. homogeneizar a fusão polimérica que engloba o agente de expansão; e1. homogeneamente resfriar a fusão de polímero (d1) a uma temperatura não maior do que 200°C e não inferior ao Tg da composição polimérica resultante; f1. extrusar a fusão polimérica através de uma matriz a fim de obter um folha polimérica expandida.

[0056] De acordo com uma forma de realização do processo para a produção de folhas extrusadas expandidas, que é um outro objeto da presente invenção, a carga atérmana de coque adicionada ao polímero vinílico aromático pode compreender até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, por exemplo de 0,01 a 5% em peso, preferivelmente de 0,05 a 4,5%, de referido grafita e/ou negro de fumo, respectivamente. O grafita, natural ou sintético, pode ter um diâmetro de partícula (MT50) na faixa de 0,5 a 50 m, com uma área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g. O negro de fumo pode ter um diâmetro médio de partícula na faixa de 10 a 1000 nm, com uma área de superfície na faixa de 5 a 40 m2/g.

[0057] De acordo com uma forma de realização alternativa do processo para a produção de folhas extrusadas expandidas, objeto da presente invenção, o polímero vinílico aromático em forma de pelota é ou totalmente ou parcialmente substituído pelas composições de polímeros vinílicos aromáticos em contas/grânulos descritos ou preparados de acordo com um dos processos descritos acima.

[0058] Também no processo para a produção de folhas extrusadas expandidas, o polímero vinílico aromático na forma de pelotas é totalmente ou parcialmente substituído por polímeros vinílicos aromáticos nos quais a carga atérmana foi dispersada ou como mistura-padrão ou como derivados dos produtos finais após consumo.

[0059] Mais detalhes sobre processos para a preparação de folhas extrusadas expandidas de polímeros vinílicos aromáticos podem ser encontrados no pedido de patente internacional WO 06/128656.

[0060] Alguns exemplos ilustrativos e não limitativos são providos abaixo para uma melhor compreensão da presente invenção e para a sua forma de realização.

[0061] EXEMPLO 1

[0062] Uma mistura é carregada em um recipiente fechado e agitado, consistindo de 150 partes em peso de água, 0,2 partes de pirofosfato de sódio, 100 partes de estireno, 0,25 partes de terc-butilperoxi-2-etil-hexanoato, 0,25 partes de terc-butil perbenzoato e 1 parte de coque calcinado 4023 vendido pela empresa Asbury Grafita Mills Inc. (USA), tendo um diâmetro de partícula MT50% de cerca de 5 m, um BET de cerca de 20 m2/g. A mistura é aquecida sob agitação a 90°C.

[0063] Após cerca de 2 horas a 90°C, 4 partes de uma solução de polivinilpirrolidona a 10% são adicionados. A mistura é aquecida a 100°C, ainda sob agitação, por mais 2 horas, 7 partes de uma mistura 70/30 de n-pentano e i- pentano são adicionados, a mistura completa é aquecida por mais 4 horas a 125°C, ela é então resfriada e a batelada é descarregada.

[0064] Os grânulos de polímero expansível assim produzidos são subsequentemente coletados e lavados com água desmineralizada contendo 0,05% de um agente tensoativo não iônico consistindo de a álcool graxo condensado com óxido de etileno e óxido de propileno, vendido por Huntsman sob o nome comercial de Empilan 2638. Os grânulos são então secados em um fluxo de ar quente, 0,02% de um agente tensoativo não iônico é adicionado, consistindo de um condensado de óxido de etileno e óxido de propileno em uma base de glicerina, vendido por Dow (Voranol CP4755) e são subsequentemente peneirados separando uma fração com a diâmetro na faixa de 1 a 1,5 mm.

[0065] Esta fração provou representar 40%, 30% sendo a fração entre 0,5 e 1 mm, 15% a fração entre 0,2 e 0,5 mm, e 15% a fração em bruto, entre 1,5 e 3 mm.

[0066] 0,2% de monoestearato de glicerila e 0,1% de estearato de zinco são então adicionados à fração de 1 a 1,5 mm.

[0067] O produto é pré-expandido com vapor a uma temperatura de 100°C, deixado envelhecer por 1 dia e usado para a moldagem dos blocos (tendo dimensões de 1040x1030x550 mm).

[0068] Os blocos foram então cortados para preparar folhas planas onde a condutividade térmica é medida. A condutividade térmica, medida após 5 dias de residência em um forno a 70°C, foi 35,0 mW/mK enquanto que a da folha tendo a mesma densidade (17 g/l) preparado com um produto de referência tradicional (EXTIR A- 5000) foi igual a 40 mW/mK.

[0069] Exemplo Comparativo 1

[0070] O mesmo procedimento é adotado como no Exemplo 1 exceto que o coque é substituído com negro de fumo N990 produzido por Concarb (USA). Este negro têm um diâmetro das partículas primárias de cerca de 230 nm e a área de superfície (BET) de cerca de 12 m2/g.

[0071] A folha obtida tem uma condutividade térmica de 36,5 mW/mK.

[0072] EXEMPLO 2

[0073] A mistura é carregada em um recipiente fechado e agitado, consistindo de 150 partes em peso de água, 0,2 partes de fosfato tricálcio de sódio, 100 partes de estireno, 0,25 partes de terc-butilperoxi-2-etilhexanoato, 0,25 partes de terc- butilperbenzoato, 0,01 partes de metabissulfito de sódio e 2 partes de coque usado no exemplo 1. A mistura é aquecida sob agitação a 900C.

[0074] Após de cerca de 2 horas a 90°C, a mistura é aquecida por mais 2 horas a 100°C, 7 partes de uma mistura 70/30 de n-pentano e i-pentano são adicionados, a mistura é aquecida por mais 4 horas a 125°C, ela é então resfriada e descarregada.

[0075] Os grânulos de polímero expansível assim produzidos são processados como no exemplo 1, separando a fração com um diâmetro na faixa de 1 a 1,5 mm.

[0076] Esta fração provou representar 60%, 25% sendo a fração de 0,5 a 1 mm, 5% a fração de 0,2 a 0,5 mm, e 10% a fração em bruto, de 1,5 a 3 mm.

[0077] 0,2% de monoestearato de glicerila e 0,1% de estearato de zinco são adicionado à fração de 1 a 1,5 mm.

[0078] A expansão e moldagem foram efetuadas como descrito em exemplo 1. A condutividade térmica provou ser 34,5 mW/mK.

[0079] EXEMPLO 3

[0080] A mistura é carregada em um recipiente fechado e agitado, consistindo de 150 partes em peso de água, 0,2 partes fosfato tricálcio de sódio, 100 partes de estireno, 0.30 partes de terc-butilperoxi-2-etil-hexanoato, 0,25 partes de terc- butilperbenzoato, 0,01 partes de metabissulfito de sódio e 4 partes do coque usado no exemplo 1. A mistura é aquecida sob agitação a 900C.

[0081] Após cerca de 2 horas a 90°C, a mistura é aquecida por mais 2 horas a 100°C, 7 partes de uma mistura 70/30 de n-pentano e i-pentano são adicionadas, a mistura é aquecida por mais 4 horas a 125°C, ela é então resfriada e descarregada.

[0082] Os grânulos de polímero expansível assim produzidos são processados como no exemplo 1, separando a fração com um diâmetro na faixa de 1 a 1,5 mm.

[0083] Esta fração provou representar 60%, 25% sendo a fração de 0,5 a 1 mm, 5% a fração de 0,2 a 0,5 mm, e 10% a fração em bruto, de 1,5 a 3 mm.

[0084] 0,2% de monoestearato de glicerila e 0,1% de estearato de zinco são adicionados à fração de 1 a 1,5 mm.

[0085] A expansão e moldagem foram efetuadas como descrito em exemplo 1. A condutividade térmica provou ser 33 mW/mK.

[0086] EXEMPLO 4

[0087] Exemplo 2 foi repetido substituindo o coque calcinado 4023 com o Coque 4727 tipo agulha vendido por Asbury Grafita Mills Inc. (USA) tendo um diâmetro de partícula MT50% de cerca de 6 mícrons, um BET de cerca de 11 m2/g. A condutividade térmica provou ser 34 mW/mK a 17 g/l.

[0088] EXEMPLO 5

[0089] Exemplo 4 foi repetido adicionando, além de 2% de coque 4727, 2% de negro de fumo N990, produzido por Concarb (USA). A condutividade térmica provou ser 32,5 mW/mK a 17 g/l.

[0090] EXEMPLO 6

[0091] Exemplo 3 foi repetido adicionando 1,5% de hexabromociclododecano, Saytex HP900 vendido por Albmarle e 0,3% de peróxido de dicumila para tornar o produto à prova de fogo. A fração de 1 a 1,5 mm é então processada como no Exemplo 1. As folhas são colocadas em um forno a 70°C durante 2 dias para remover o pentano residua1. As amostras de teste são então coletadas (9cm x 19cm x 2cm) para o teste de comportamento em fogo de acordo regulação DIN 4102. As amostras de teste foram aprovadas no teste. A condutividade térmica permaneceu não variada.

[0092] EXEMPLO 7

[0093] 78 partes de poliestireno N1782 produzido por Polimeri Europa; 2 partes de etileno-bis-estereamida; 20 partes de coque calcinado 4023 usado no Exemplo 1, são misturados em um extrusora de parafuso duplo. O produto extrusado é usado como mistura-padrão, na produção de composições expansíveis da presente invenção como ilustrado abaixo.

[0094] 89,8 partes de etilbenzeno, 730,0 partes de estireno, 56,2 partes de - metilestireno e 0,2 partes de divinilbenzeno são alimentados a um reator agitado.

[0095] 123,8 partes da mistura-padrão preparada como indicado acima são alimentados no reator e dissolvidos (total: 1000 partes). A reação é realizada a 125°C com um tempo de residência médio de 2 horas. A composição na saída é então alimentada para um segundo reator onde a reação é completada a 135°C com tempo de residência médio de 2 horas.

[0096] A composição resultante, que é depois referida como "Composição (A) ", tendo uma conversão de 72%, é aquecida a 240°C e subsequentemente alimentada ao desvolatilizador para remover o solvente e monômero residua1. Ela é caracterizada por uma temperatura de transição vítrea de 104°C, um índice de fluxo em fusão (MFI 200°C, 5 kg) de 8 g/10 minutes, um peso molecular PM de 200.000 g/mol e uma relação PM/Mn de 2,8, em que PM é o peso molecular médio ponderal e Mn é o peso molecular médio numérico.

[0097] Composição (A) é alimentada, a partir do desvolatilizador, para um trocador de calor para abaixar sua temperatura a 170°C.

[0098] 120,7 partes de poliestireno N2982 produzido por Polimeri Europa, 24,2 partes de BR-E 5300 (hexabromociclododecano estabilizado, vendido por Chemtura) e 5,1 partes de Perkadox 30® (2, 3-dimetil-2, 3-difenilbutano, vendido por Akzo Nobel) para um total de 150 partes, são alimentados a uma segunda extrusora de parafuso duplo. Uma bomba de engrenagem aumenta a pressão de alimentação deste aditivo em fusão a 26 MPa gauge (260 barg). 47 partes de uma mistura de n- pentano (75%) e iso-pentano (25%) são então pressurizadas e injetadas na alimentação do aditivo. A mistura é completada com o uso de misturadores estáticos, a uma temperatura de cerca de 190°C. A composição assim obtida é descrita abaixo como "Composição (B)".

[0099] Composição (B) é adicionada a 850 partes de Composição (A) proveniente do trocador de calor. Os ingredientes são então misturada por meio de elementos de misturação estática por um tempo de residência médio calculado de 7 minutes. A composição é então distribuída para a matriz, onde é extrusada através de vários orifícios tendo um diâmetro de 0,5 mm, imediatamente resfriada com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas (de acordo o método descrito na patente US 7.320.585).

[00100] A pressão na câmara de granulação é 0,5 MPa gauge (5 barg) e a taxa de cisalhamento é selecionada de modo a obter grânulos tendo um diâmetro médio de 1,2 mm. A água é usada como um líquido de pulverização de resfriamento e nitrogênio é usado como gás veículo.

[00101] Os grânulos resultantes são secados com a secador centrífugo e então cobertos com um revestimento. O revestimento é preparado por adição aos grânulos de 3 partes de monostearato de glicerila, 1 parte de estearato de zinco e 0,2 partes de glicerina per 1.000 partes de grânulos secados. Os aditivos do revestimento são misturados com o granulado por meio de um misturador de parafuso contínuo.

[00102] A expansão dos grânulos e moldagem foram efetuadas como descrito em Exemplo 1. A condutividade térmica provou ser 32,0 mW/mK.

[00103] Algumas das folhas, obtidas como descrito em Exemplo 1, são colocadas em um forno a 70°C durante 2 dias. Amostras de teste são então coletados (9cm x 19cm x 2cm) para o teste de comportamento ao fogo de acordo com a regulação DIN 4102. As amostras de teste foram aprovadas no teste.

[00104] EXEMPLO 8

[00105] 68 partes de poliestireno N1782; 2 partes de etileno-bis-estereamida; 30 partes de Coque agulha 4727 são misturadas em uma extrusora de parafuso duplo. O produto referido, aqui a seguir referido como composição "C", é usado como uma mistura-padrão, na produção de composições expansíveis da presente invenção.

[00106] 89,8 partes de etilbenzeno, 853,8 partes de estireno, 56,4 partes de - metilestireno (total: 1.000 partes) são alimentadas a um reator agitado.

[00107] A reação é realizada a 125°C com um tempo de residência médio de 2 horas. A composição de fluido saindo é então alimentada para um segundo reator onde a reação é completada a 135°C com um tempo de residência médio de 2 horas.

[00108] A composição resultante, aqui a seguir referida como a "Composição D", tendo a conversão de 72%, é aquecida a 240°C e subsequentemente alimentada para o desvolatilizador para remover o solvente e monômero residua1. A composição é alimentada, a partir do desvolatilizador, para um trocador de calor para abaixar sua temperatura a 170°C.

[00109] 120,7 partes de poliestireno N2982, 24,2 partes de BR-E 5300 (hexabromociclododecano estabilizado, vendido por Chemtura), 5,1 partes de Perkadox 30® (2,3-dimetil-2, 3- difenilbutano, vendido por Akzo Nobel) e 133,3 partes de composição C indicada acima para um total de 283,3 partes, são alimentadas a uma segunda extrusora de parafuso duplo. Uma bomba de engrenagem aumenta a pressão de alimentação deste aditivo em fusão a 26 MPa gauge (260 barg). 47 partes de uma mistura de n-pentano (75%) e iso-pentano (25%) são então pressurizadas e injetadas na alimentação do aditivo. A mistura é completada com misturadores estáticos, a uma temperatura de cerca de 190°C.

[00110] A composição assim misturada é adicionada a 716,7 partes de Composição (D) proveniente do trocador de calor. Os ingredientes são então misturados por meio de elementos de misturação estática durante um tempo de residência médio calculado de 7 minutos. A composição é então distribuída para a matriz, onde é extrusada através de vários orifícios tendo a diâmetro de 0,7 mm, imediatamente resfriada com um jato de água e cortada com uma série de facas rotativas como no Exemplo 7, de modo a, no entanto, obter grânulos tendo um diâmetro médio de 1,4 mm.

[00111] Os grânulos resultantes são secados com um secador centrífugo e então cobertos com um revestimento, como descrito em Exemplo 7 anterior.

[00112] A fração vazia f provou ser 7,7%, enquanto o diâmetro médio das cavidades, observado com a ajuda de um microscópio óptico, é 15-60 m.

[00113] A expansão dos grânulos e moldagem foram efetuadas como descrito em Exemplo 1. A condutividade térmica provou ser 31 mW/mK.

[00114] Algumas das folhas, obtidas como descrito em Exemplo 1, são colocadas em um forno a 70°C durante 2 dias. Amostras de teste são então coletadas (9cm x 19cm x 2cm) para o teste de comportamento ao fogo de acordo a regulação DIN 4102. As amostras de teste foram aprovadas no teste.

[00115] EXEMPLO 9

[00116] 926,5 partes de poliestireno N1782, 40 partes de coque agulha 4727, 10 partes de talco HTP2 produzido por Imi Fabi, 4 partes de Perkadox 30 e 19,5 partes de BR-E 5300 (total: 1.000 partes) são misturadas em uma extrusora de parafuso duplo.

[00117] A mistura assim obtido é levada a uma pressão de 25 MPa (250 bar) por meio de uma bomba de engrenagem.

[00118] 95 partes da composição em fusão assim obtida são misturadas com 5 partes de uma mistura de n-pentano (75%) e iso-pentano (25%).

[00119] O produto resultante é levado a uma temperatura de 160°C; ele é então granulado, secado e coberto com um revestimento sob as condições descritas no Exemplo 8.

[00120] A fração vazia provou ser 6,5%.

[00121] A expansão dos grânulos e moldagem foram efetuadas como descrito em Exemplo 1. A condutividade térmica provou ser 30,8 mW/mK.

[00122] Algumas das folhas, obtidas como descrito em Exemplo 1, são colocadas em um forno a 70°C durante 2 dias. Amostras de teste são então coletadas (9cm x 19cm x 2cm) para o teste de comportamento ao fogo de acordo a regulação DIN 4102. A amostras de teste foram aprovadas no teste.

[00123] EXEMPLO 10

[00124] Exemplo 7 foi repetido aumentando a concentração de coque 4023 de 123,8 partes a 247,6 partes. Como no Exemplo 7, as 247,6 partes de concentrado são alimentadas para o reator e dissolvidas (total: 1.000 partes). A condutividade térmica provou ser 30,5 mW/mK.

[00125] EXEMPLO 11

[00126] Uma mistura (A) consistindo de 98 partes de poliestireno N1782 e 2 partes de coque calcinado 4023 de Exemplo 1 é alimentada em um sistema contínuo de duas extrusoras em série.

[00127] A temperatura dentro da primeira extrusora é 220°C para permitir ao poliestireno fundir e se misturar com os aditivos.

[00128] 2 partes de álcool etílico e 4 partes de dióxido de carbono como agente de expansão com relação a 100 partes da mistura (A) são alimentada para a mistura assim obtida.

[00129] A fusão polimérica compreendendo o sistema de expansão é homogeneizada e resfriada a 120°C e extrusada através da matriz tendo uma seção transversal retangular e dimensões de 300 mm x 1,5 mm.

[00130] Uma folha contínua tendo uma espessura de 120 mm é obtida. A densidade da folha é 35 g/l, o tamanho médio das células (substancialmente esféricas) dentro da folha é de cerca de 500 m. A condutividade térmica provou ser 34 mW/mK.

[00131] EXEMPLO COMPARATIVO 11

[00132] O mesmo procedimento é repetido como no Exemplo 11 com a exceção de que nenhum agente atérmano é incorporado.

[00133] A folha obtida tem uma densidade de 35 g/l e um tamanho médio das células internas novamente de cerca de 500 m. A condutividade térmica provou ser 38 mW/mK.

Claims

1. Composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, caracterizadas pelo fato de compreenderem: (a) uma matriz polimérica obtida por polimerização de uma base compreendendo 50-100% em peso de um ou mais monômeros vinílicos aromáticos e 0-50% em peso de pelo menos um monômero co-polimerizável; (b) 1-10% em peso calculado com relação ao polímero (a), de um agente expansível englobado na matriz polimérica; (c) 0,05-25% em peso, calculado com relação ao polímero (a), de uma carga atérmana compreendendo coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas na faixa de 0,5 a 100 m e com uma área de superfície, medida de acordo com ASTM D-3037/89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g.

2. Composições de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que a carga atérmana compreendendo coque atérmana compreende até 5% em peso, calculado com relação ao polímero (a), de grafita e/ou negro de fumo.

3. Composições de acordo com a reivindicação 2, caracterizadas pelo fato de que a grafita, natural ou sintética, tem um diâmetro médio de partícula na faixa de 0,5 a 50 m e a área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g.

4. Composições de acordo com a reivindicação 2, caracterizadas pelo fato de que o negro de fumo tem um diâmetro médio de partícula na faixa de 10 a 1000 nm e a área de superfície na faixa de 5 a 40 m2/g.

5. Composições de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizadas pelo fato de compreenderem de 0,1 a 8% em peso, com relação ao polímero (a), de um aditivo bromado de auto-extinção contendo pelo menos 30% em peso de bromo e 0,05 a 2% em peso, novamente com relação ao polímero (a), de um produto sinergístico contendo pelo menos uma ligação C-C ou O-O instável.

6. Artigos expandidos, caracterizados pelo fato de poderem ser obtidos com as composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis como definidos em qualquer uma das reivindicações anteriores, tendo uma densidade na faixa de 5 a 50 g/l e uma condutividade térmica na faixa de 25 a 50 mW/mK.

7. Folhas extrusadas expandidas de polímeros vinílicos aromáticos, caracterizadas pelo fato de compreenderem uma matriz celular de um polímero vinílico aromático tendo uma densidade na faixa de 10 a 200 g/l, uma dimensão média de célula na faixa de 0,05 a 1,00 mm e contendo de 0,05 a 25% em peso de uma carga atérmana compreendendo referido coque em forma de partícula como definida na reivindicação 1 com um diâmetro médio das partículas na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície, medida de acordo com ASTM D- 3037/89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g.

8. Folhas extrusadas expandidas de acordo com a reivindicação 7, caracterizadas pelo fato de que a carga atérmana compreendendo coque atérmana compreende até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, de referido grafita e/ou negro de fumo.

9. Processo para preparar as composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, em contas ou grânulos como definidas nas reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender polimerizar, em suspensão aquosa um ou mais monômeros vinílicos aromáticos, possivelmente junto com pelo menos um co-monômero polimerizável em uma quantidade de até 50% em peso com relação ao peso dos referidos monômeros, na presença de uma carga atérmana compreendendo coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas (dimensional) na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g e pelo menos na presença de um iniciador de radical peróxido e um agente de expansão adicionado antes, durante ou no final da polimerização.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a carga atérmana compreende adicionalmente até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, de referido grafita e/ou negro de fumo.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a viscosidade da solução de reagente de monômeros vinílicos aromáticos, a ser colocada em suspensão em água, é aumentada por dissolução do polímero vinílico aromático na referida solução, até uma concentração na faixa de 1 a 30% em peso, com relação ao peso dos monômeros vinílicos aromáticos.

12. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a viscosidade da solução de reagente de monômeros vinílicos aromáticos, a ser colocada em suspensão em água, é aumentada por pré- polimerização do monômero ou mistura de monômeros em massa, até a concentração de polímero na faixa de 1 a 30% em peso, em relação ao peso dos referidos monômeros ou misturas de monômeros, ser obtida.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelo fato de que, no final da polimerização, contas/grânulos esféricas(os) de polímero expansível são obtidos, com um diâmetro médio na faixa de 0,2 a 2 mm dentro dos quais a referida carga atérmana, compreendendo referido coque e referidos outros possíveis aditivos, é dispersa.

14. Processo para preparar as composições de polímeros vinílicos aromáticos expansíveis, em contas ou grânulos, como definidas nas reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de ser em massa contínua e em que compreende as seguintes etapas em série: i. misturar um polímero vinílico aromático em grânulos ou já no estado fundido, com um peso molecular médio ponderal na faixa de 50.000 a 250.000, preferivelmente de 70.000 a 200.000, com uma carga atérmana compreendendo coque em forma de partícula, com um diâmetro médio de partícula na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície na faixa de 5 a 50 m2/g, preferivelmente de 5 a 20 m2/g, e possíveis outros aditivos; ii. opcionalmente, se não estiver já no estado fundido, aquecer o polímero vinílico aromático da mistura (i) a uma temperatura maior do que o ponto de fusão do polímero vinílico aromático; iii. incorporar referido agente de expansão e possíveis outros aditivos como referido sistema retardante de chama, no polímero fundido; iv. misturar a composição polimérica assim obtida por meio de elementos de mistura estática ou dinâmica; e v. granular a composição assim obtida em um dispositivo que compreende uma matriz, uma câmara de corte e um sistema de corte.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a carga atérmana compreende adicionalmente até 5% em peso, calculado com relação ao polímero final, de referido grafita e/ou negro de fumo.

16. Processo de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que no final da granulação, contas/grânulos esféricas(os) de polímero expansível são obtidas(os), com um diâmetro médio na faixa de 0,2 a 2 mm.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 16, caracterizado pelo fato de que os aditivos atérmanos são incorporados em uma mistura-padrão, em uma base de um polímero vinílico aromático tendo um peso molecular médio ponderal na faixa de 50.000 a 250.000.

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o teor de carga atérmana na mistura-padrão, compreendendo referido coque e opcionalmente referido negro de fumo e/ou grafita, está na faixa de 15 a 60% em peso.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que os aditivos atérmanos são incorporados em uma mistura-padrão, em uma base de um polímero vinílico aromático tendo um peso molecular médio ponderal na faixa de 50.000 a 250.000 e em que a mistura-padrão em forma de pelota é dissolvida no monômero vinílico aromático.

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que os aditivos atérmanos são incorporados em uma mistura-padrão, em uma base de um polímero vinílico aromático tendo um peso molecular médio ponderal na faixa de 50.000 a 250.000 e em que a mistura-padrão em forma de pelota é misturada com o grânulo ou com o polímero no estado fundido proveniente da polimerização em solução.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que os aditivos atérmanos são incorporados em uma mistura-padrão, em uma base de um polímero vinílico aromático tendo um peso molecular médio ponderal na faixa de 50.000 a 250.000 e em que a mistura-padrão em forma de pelota é dissolvida na mistura monômero vinílico aromático/solvente antes de ser alimentada para o reator para a polimerização em solução.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que o teor de carga atérmana na mistura-padrão, compreendendo referido coque e opcionalmente referido negro de fumo e/ou grafita, está na faixa de 15 a 60% em peso.

23. Processo para a produção de folhas extrusadas expandidas de polímeros vinílicos aromáticos como definidos nas reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato de compreender: a1. misturar um polímero vinílico aromático na forma de pelotas e pelo menos uma carga atérmana compreendendo de 0,05 a 25% em peso, calculado com relação ao polímero, de coque em forma de partícula com um diâmetro médio das partículas (dimensional) na faixa de 0,5 a 100 m e a área de superfície, medida de acordo com ASTM D-3037-89 (BET), na faixa de 5 a 50 m2/g; b1. aquecer a mistura (a1) a uma temperatura na faixa de 180 a 250°C de modo a obter a fusão polimérica que é submetida a homogeneização; c1. adicionar pelo menos um agente de expansão à fusão polimérica, e possivelmente referidos aditivos, por exemplo referido sistema retardante de chama; d1. homogeneizar a fusão polimérica que engloba o agente de expansão; e1. homogeneamente resfriar a fusão de polímero (d1) a uma temperatura não maior do que 200°C e não inferior ao Tg da composição polimérica resultante; f1. extrusar a fusão polimérica através de uma matriz a fim de obter uma folha polimérica expandida.

24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a carga atérmana de coque adicionada ao polímero vinílico aromático compreende até 5% em peso, calculado com relação ao polímero, de grafita e/ou negro de fumo.

25. Processo de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que o polímero vinílico aromático em forma de pelota é ou totalmente ou parcialmente substituído pelas composições de polímeros vinílicos aromáticos em contas/grânulos descritos ou preparados como em qualquer uma das reivindicações 9 a 21.

26. Processo de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que o polímero vinílico aromático em forma de pelota é ou totalmente ou parcialmente substituído por polímeros vinílicos aromáticos em que a carga atérmana foi dispersa ou como uma mistura-padrão ou como derivados de produtos finais pós-consumo.