BR112013032432B1

BR112013032432B1 - processo para produzir uma composição de polietileno

Info

Publication number: BR112013032432B1
Application number: BR112013032432-5A
Authority: BR
Inventors: Anny Flory; Michael L. Smith; Chester J. Kmiec; Robert F. Eaton; Alfred E. Vigil
Original assignee: Dow Global Technologies Llc.
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2020-10-20
Also published as: WO2012177299A1; CN105348615A; US8912297B2; JP2016128567A; CN103608365A; EP3031833B1; CN105348615B; KR20150145264A; BR112013032432A2; TW201307396A; CN103608365B; JP6215289B2; JP2014517135A; CA2839583A1; EP3031833A1; EP2723782A1; KR20140032434A; MX340104B; KR101890022B1; JP5997267B2

Abstract

PROCESSO PARA PRODUZIR UMA COMPOSIÇÃO DE POLIETILENO A presente divulgação provê um processo para produzir polietileno de baixa densidade com um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz. O processo inclui polimerização em alta pressão via radicais livres de etileno e separação das espécies não reagidas do polietileno resultante para formar uma corrente de reciclagem. O processo inclui ainda purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem. A corrente de reciclagem é então introduzida no reator de polimerização.

Description

Histórico

[0001] É conhecido isolar um condutor com uma composição polimérica tal como polietileno de baixa densidade (LDPE). Por exemplo, espuma de LDPE sozinho ou misturado com outro polimero é usado rotineiramente para isolar cabos de comunicação, tais como cabos coaxiais e/ou cabos de radiofrequência.

[0002] Os rápidos avanços na indústria de telecomunicações estão aumentando a demanda por maior qualidade de sinal em cabos de comunicação. Um modo de obter sinal de maior qualidade em cabos de comunicação é diminuir a atenuação de sinal. Sabe-se que impurezas, grupos funcionais polares e/ou insaturação presentes no polietileno podem afetar negativamente as propriedades dielétricas e aumentar o fator de dissipação. Assim, a técnica reconhece a necessidade de polietileno com baixas quantidades de impurezas, grupos polares e insaturação a fim de atingir menor atenuação de sinal e menor fator de dissipação em isolamento de cabos. A técnica reconhece ainda a necessidade de um material de isolamento elétrico de LDPE com um baixo fator de dissipação que não comprometa as propriedades fisicas e/ou propriedades de processabilidade do LDPE.

Sumário

[0003] A presente divulgação refere-se a uma composição de polietileno de baixa densidade com um fator de dissipação melhorado (isto é, menor) e um processo para produzir o mesmo. O requerente descobriu um processo que produz uma composição de LDPE com uma quantidade reduzida de componentes dissipativos. A quantidade reduzida de componentes dissipativos produz um LDPE com um baixo fator de dissipação (isto é, menor ou igual a 1,48 x IGF4 radiano em 2,47 GHz) mantendo simultaneamente as propriedades fisicas e de processabilidade do LDPE. Isolamentos de cabos confeccionados com LDPE de baixo fato de dissipação da presente divulgação exibem vantajosamente baixa atenuação de sinal.

[0004] A presente divulgação provê um processo. Numa incorporação, um processo para produzir uma composição de polietileno inclui contatar, num reator de polimerização em condições de polimerização em alta pressão, etileno com um iniciador via radical livre na presença de um solvente. A reação forma um efluente de reator compreendendo um polietileno de baixa densidade de alta pressão (HP-LDPE) e espécies não reagidas. O processo inclui separar as espécies não reagidas do HP-LDPE para formar uma corrente de reciclagem e purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem para formar uma corrente de reciclagem purgada. O processo inclui ainda introduzir a corrente de reciclagem purgada no reator de polimerização e formar um HP-LDPE tendo um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,4 7 GHz .

[0005] A presente divulgação provê uma composição polimérica. Numa incorporação, a composição polimérica inclui um HP-LDPE. O HP-LDPE é produzido pelo presente processo. O HP-LDPE exibe uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0006] A presente divulgação provê outra composição. Numa incorporação, provê-se uma composição de espuma. A espuma é uma mistura de (A) o HP-LDPE e (B) polietileno de alta densidade (HDPE). Expande-se a espuma para uma espuma. O HP- LDPE componente da composição de espuma tem, antes da expansão, uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0007] A presente divulgação provê um condutor revestido. Numa incorporação, o condutor revestido inclui um condutor e um revestimento sobre o condutor. O revestimento é composto de uma mistura de (A) o HP-LDPE e (B) HDPE. A mistura do revestimento é expandida para formar uma composição de espuma. O HP-LDPE componente da composição de espuma tem, antes da expansão, uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

Descrição detalhada 1. Processo

[0008] A presente divulgação provê um processo. Numa incorporação, um processo para produzir um polietileno de baixa densidade inclui contatar, num reator de polimerização em condições de polimerização em alta pressão, etileno com um iniciador via radical livre na presença de um solvente para formar um efluente de reator. 0 efluente de reator contém um polietileno de baixa densidade de alta pressão (HP-LDPE) e espécies não reagidas. 0 processo inclui separar as espécies não reagidas do HP-LDPE para formar uma corrente de reciclagem. 0 processo inclui purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem para formar uma corrente de reciclagem purgada e introduzir uma corrente de reciclagem purgada no reator de polimerização. 0 processo inclui formar um HP-LDPE tendo um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0009] Quando aqui usadas, "condições de reação" são: temperatura, pressão, concentrações de reagentes, seleção de solvente, agente de transferência de cadeia (CTA), parâmetros de misturação/adição de reagentes, e outras condições dentro de um reator de polimerização que promovam reação entre os reagentes e formação do produto resultante, isto é, LDPE. Quando aqui usado, o termo "condições de polimerização em alta pressão" significa as condições de reação que incluem pressão de 1021-3403 atm (15.000 a 50.000 psig) e temperatura de reação de 150 °C a 350 °C para promover polimerização de etileno via radicais livres. Exemplos não limitativos de reatores de polimerização em alta pressão apropriados incluem uma única autoclave ou múltiplas autoclaves, uma combinação de uma ou mais autoclaves e um reator tubular operando em série ou em ordem sequencial, ou um único reator tubular. A ordem em série de reatores pode consistir de um reator autoclave seguido por um reator tubular. Além disso, o reator autoclave pode ter uma ou mais zonas de reator. Cada uma das zonas de reator pode ter alimentação independente de etileno, comonômeros opcionais, iniciadores via radicais livres, catalisador, e CTAS. Além disso, o reator tubular pode ter um ou mais pontos de alimentação ao longo do comprimento do reator tubular para permitir alimentação independente de etileno, comonômeros opcionais, iniciadores via radicais livres, catalisador, e CTAS.

[0010] O presente processo pode ser executado usando um processo continuo ou um processo de bateladas. O monômero de etileno (e comonômeros opcionais) pode ser alimentado inteiramente no reator de polimerização no inicio e na frente ou pode ser analisado e alimentado no reator em vários locais diferentes (para um processo do tipo continuo) durante o ciclo de reação.

[0011] Quando se emprega um reator autoclave agitado, a pressão pode estar na faixa de 100 a 400 MPa absoluto (1.000 a 4.000 bar absoluto), ou de 200 a 300 MPa absoluto (2.000 a 3.000 bar absoluto) e a temperatura pode estar na faixa de 120°C a 340°C.

[0012] Quando se emprega um reator tubular, a pressão pode estar na faixa de 100 a 400 MPa absoluto (1.000 a 4.000 bar absoluto), e a temperatura pode estar na faixa de 120°C a 360 °C. Polimerização num reator tubular em condições de polimerização em alta pressão ocorre num fluxo de fluido de processo turbulento. Em determinados pontos ao longo do tubo, uma porção do calor produzido durante a polimerização via radical livre pode ser removido através da parede do tubo.

[0013] Numa incorporação, a temperatura de reação para pelo menos uma porção da polimerização é de 200 °C, ou de 225°C, ou de 250°C a 360°C. Numa incorporação adicional, mantém-se a temperatura de reação durante pelo menos 25% da polimerização, ou pelo menos 50% da polimerização, pelo menos 7 5% da polimerização, ou durante todo o processo de polimerização.

[0014] Numa incorporação, executa-se o presente processo num sistema de múltiplos reatores incluindo um primeiro reator que é um reator autoclave e um segundo reator que é um reator tubular. O primeiro reator (autoclave) tem uma, duas, ou mais zonas de reação. A temperatura em cada zona de reator é a mesma ou diferente e é de 180°C, ou 200°C, ou 230°C, ou 239°C a 245°C, ou 250°C, ou 280°C, ou 360°C. A pressão em cada zona de reator do primeiro reator é a mesma ou diferente e é de 22.000 psig, ou 24.000 psig a 27.000 psig, ou 33.000 psig.

[0015] O segundo reator do sistema de múltiplos reatores é um reator tubular. A temperatura em cada zona de reator tubular é a mesma ou diferente e é de 180°C, ou 240°C a 28°C, ou 290°C. A pressão em cada zona de reator tubular é a mesma ou diferente e é de 22.000 psig, ou 24.000 psig a 27.000 psig, ou 33.000 psig.

[0016] Iniciadores via radicais livres apropriados incluem, mas não se limitam aos iniciadores a base de oxigênio tais como peróxidos orgânicos ("PO"), peroxiésteres, peróxidos de dialquila, e combinações dos mesmos. Exemplos não limitativos de iniciadores via radicais livres incluem peroxi pivalato de terciobutila, peróxido de diterciobutila (DTBP), peroxi acetato de terciobutila (TBPO), peroxi-2-etil- hexanoato de terciobutila, peroxi neodecanoato de terciobutila (PND), peroxi octoato de terciobutila, e qualquer combinação dos mesmos. A reação de polimerização via radicais livres ocorre em cada zona de reação onde o iniciador ou catalisador está presente. A reação é uma reação exotérmica que gera uma grande quantidade de calor.

[0017] Numa incorporação, executa-se a etapa de contato na presença de um agente de transferência de cadeia que é um hidrocarboneto saturado. Após doação de átomo de hidrogênio, o CTA pode formar um radical que pode reagir com um monômero, oligômero, ou comonômero, e iniciar uma nova cadeia polimérica. O resultado é que o CTA original se incorpora numa nova ou existente cadeia polimérica, introduzindo assim uma nova funcionalidade na cadeia polimérica associada com o CTA original. O CTA pode introduzir nova funcionalidade na cadeia polimérica que não é normalmente o resultado da polimerização de monômero/comonômero.

[0018] Numa incorporação, podem ser usados dois ou mais agentes de transferência de cadeia. Pelo menos um dos agentes de transferência de cadeia pode ser uma alfa-olefina. Outros componentes opcionais que podem ser alimentados no reator de polimerização para iniciar e apoiar a reação via radicais livres incluem iniciadores de reação e catalisadores.

[0019] Numa incorporação, usa-se um único CTA. O único CTA é um hidrocarboneto saturado. O CTA é isobutano. O CTA está presente durante a polimerização numa quantidade de 0,05% em peso, ou 0,1% em peso a 0,2% em peso, ou 0,5% peso, com base no peso combinado do CTA, monômero de etileno e qualquer comonômero opcional (se presente).

[0020] O solvente é um liquido (em condições ambiente). O solvente serve como um solvente iniciador via radicais livres, um balanço para fluxo de bomba, e combinações dos mesmos. Numa incorporação, o solvente é um solvente fluido de isoparafina não polar. Um exemplo não limitativo de um solvente fluido de isoparafina apropriado é ISOPAR™ H. 0 presente processo usa um solvente fluido de isoparafina não polar como um substituto para alcanóis polares de balanço de fluxo convencionais tais como isopropanol, butanol, t- butanol, e qualquer combinação dos mesmos. 0 requerente descobriu que o solvente fluido de isoparafinas contribui vantajosamente para a redução de componentes dissipativos presentes na corrente de reciclagem.

[0021] O processo inclui polimerização via radicallivre em alta pressão de etileno que forma um efluente de reator. O efluente de reator inclui um polietileno de baixa densidade de alta pressão (HP-PDPE) e espécies não reagidas. As espécies não reagidas incluem um, alguns ou todos dos seguintes: solvente, monômero não reagido (etileno), comonômero opcional não reagido, iniciador via radical livre não reagido, CTA não reagido, catalisador (opcional) não reagido, produtos de decomposição de iniciador via radicais livres (tais como acetona e t-butanol), impurezas de sistemas de alimentação, lubrificantes usados em máquinas, e qualquer combinação dos mesmos. Tipicamente, as espécies não reagidas incluem etileno numa quantidade majoritária (maior que 95% em peso, ou maior que 97% em peso do peso total das espécies não reagidas) com os outros componentes presentes numa quantidade combinada menor que 5% em peso ou menor que 3% em peso (com base no peso total das espécies não reagidas).

[0022] O processo inclui separar as espécies não reagidas do HP-LDPE para formar uma corrente de reciclagem. Quando aqui usado, o termo "corrente de reciclagem" é o excesso de espécies não reagidas que se recupera durante a fase de separação principal. As espécies não reagidas são recuperadas durante a fase de separação principal que reduz a pressão do primeiro reator de polimerização (corrente de reciclagem de alta pressão) para cerca de 3000 psig e, subsequentemente, reduz a pressão para aproximadamente a pressão ambiente (corrente de reciclagem de baixa pressão) num separador ou recipiente subsequente. Os gases separados são coletados para formar a corrente de reciclagem. Introduz-se uma porção da corrente de reciclagem no reator de polimerização para melhorar a eficiência de monômero de unidades de produção como se discutirá abaixo.

[0023] O processo inclui purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem. Quando aqui usado, o termo "purga" é o ato de remover um ou mais componentes dissipativos da corrente de reciclagem. Executa-se a purga (ou drenagem) afastando ou descartando diferentemente uma porção (ou fração) das espécies não reagidas da corrente de reciclagem. Em outras palavras, purgar é arrastar ou remover diferentemente uma porção das espécies não reagidas (uma "corrente de purga") da corrente de reciclagem.

[0024] A etapa de purga (drenagem) forma uma corrente de reciclagem drenada. Quando aqui usado, o termo "corrente de reciclagem purgada (drenada)" significa a corrente de reciclagem que foi submetida ao procedimento de purga. O corrente de reciclagem purgada teve uma porção das espécies não reagidas removida da mesma (em relação ao procedimento de purga).

[0025] Quando aqui usado, o termo "componentes dissipativos", e termos semelhantes, são compostos polares, compostos insaturados, e combinações dos mesmos, presentes nas espécies não reagidas que afetam negativamente as propriedades dielétricas do HP-LDPE. Exemplos não limitativos de componentes dissipativos são compostos e/ou moléculas que contêm um ou mais dos seguintes: um grupo carbonila, um grupo hidroxila, um grupo vinila, um grupo vinilideno, e qualquer combinação dos mesmos. Exemplos não limitativos adicionais de componentes dissipativos incluem acetona, t-butanol, dióxido de carbono, cetonas, álcoois, ácidos carboxilicos, óleo hipercompressor, óleo mineral, antioxidante polar, poli(glicol alquilênico), e qualquer combinação dos mesmos. Não ligado a teoria particular, os componentes dissipativos podem ser o resultado de impurezas de reator/reagente, produtos de decomposição de peróxido, aditivos tais como antioxidantes, contaminantes externos tal como poeira ou fibras de embalagem, e qualquer combinação dos anteriores.

[0026] Numa incorporação, a etapa de purga inclui manter, durante a etapa de contato (durante a polimerização) uma fração de purga de 0,18 a o,6. Define-se a "fração de purga" pela Equação (1) abaixo: taxa de fluxo de corrente de purga (libra/h)

[0027] Numa incorporação, a fração de purga é de 0,18, ou 0,26 a 0,4, ou 0,6.

[0028] Mede-se a taxa de fluxo de reciclagem por medida de fluxo usando queda de pressão e temperaturas como é padrão para medida de fluxo de gás. Determina-se a taxa de fluxo de corrente de reciclagem por meio de um compressor de deslocamento volumétrico. O compressor de deslocamento volumétrico desloca um volume especifico de fluido. Estima-se a densidade do fluido com a pressão (medida) e temperatura (medida) operacionais. Usa-se então a densidade e o volume deslocado para calcular a taxa de fluxo de massa para a corrente de reciclagem. Determina-se a taxa de fluxo de corrente de purga de maneira semelhante.

[0029] O processo inclui introduzir a corrente de reciclagem purgada no reator de polimerização. A corrente de purga é separada da corrente de reciclagem. A corrente de purga não é introduzida no reator de polimerização. Remove-se a corrente de purga do processo de polimerização. O processo inclui ainda formar um HP-LDPE tendo fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0030] Quando aqui usado, o termo "polietileno de baixa densidade de alta pressão" ou "HP-LDPE" é homopolimero de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,910 g/cm3 a 0,940 g/cm3 produzido por meio de polimerização via radicais livres em alta pressão.

[0031] O HP-LDPE é distinto de outros tipos de polietilenos. O presente HP-LDPE é livre de radical polimerizado e é distinto de polietileno catalisado por organometálico tal como polietileno catalisado por metaloceno, de geometria constrita, e ou por Ziegler-Natta. Em particular, HP-LDPE é distinto de polietileno de baixa densidade linear (LLDPE). LLDPE tem uma estrutura linear com distribuição de peso molecular (MWD) muito estreita. Por outro lado, resinas de LDPE têm uma estrutura ramificada de cadeia longa e uma MWD mais ampla quando se compara com LLDPE.

[0032] HP-LDPE é distinto de polietileno de alta densidade (HDPE) . O "HDPE" é um polimero a base de etileno (homopolímero de etileno ou copolimero de etileno) que tem uma densidade maior que 0,940 g/cm3. A viscosidade de fundido de HP-LDPE em fluxo de alongamento endurece por deformação a frio. Isto significa que quando o fundido de HP-LDPE é esticado, sua viscosidade de alongamento aumentará com o aumento da taxa de alongamento. Por outro lado, LLDPE e HDPE exibem decréscimo de tensão através do qual a viscosidade de elongação diminui com a taxa de extensão e o extrudado rapidamente estira em seções muito finas. Diferenças adicionais entre HDOE e HP-LDPE são providas na Tabela 1 abaixo.

*WVTR= Taxa de transmissão de vapor d'água.

[0033] Numa incorporação, o processo inclui misturar o iniciador vis radicais livres com um solvente fluido de isoparafina. O solvente fluido de isoparafina não é polar. A misturação pode ocorrer antes, durante, ou após a introdução do iniciador vias radicais livres no reator de polimerização. 0 iniciador via radicais livres pode ser misturado com de 10% em peso, ou 15% em peso a 18% em peso, ou 20% em peso, ou 24% em peso, ou 25% em peso, ou 30% em peso de solvente fluido de isoparafina. Numa incorporação adicional, o solvente fluido de isoparafina misturado com o iniciador via radicais livres é ISOPAR™ H. A porcentagem em peso baseia-se no peso total da mistura de iniciador via radical livre/fluido de isoparafina.

[0034] Numa incorporação, o processo inclui formar um HP- LDPE tendo uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05.

[0035] Numa incorporação, o processo inclui formar um HP- LDPE tendo uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37.

[0036] Numa incorporação, o processo inclui formar um HP- LDPE tendo uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19.

[0037] Numa incorporação, o processo inclui formar um HP- LDPE compreendendo menos que 0,03 grupos vinila.

[0038] A formação de carbonila na cadeia principal de HP- LDPE ocorre principalmente dos produtos de decomposição de peróxido formados durante a polimerização. Os produtos de decomposição de peróxido formam espécies quimicamente ativas que podem incorporar-se na cadeia principal do polimero como um grupo carbonila. A quantidade de alimentação de peróxido novo para o reator tem um efeito sobre a concentração de carbonila dentro da cadeia principal do polimero HP-LDPE. Quando aqui usado, o termo "novo" refere-se à introdução inicial de um componente no reator de polimerização. Um componente "novo" exclui um componente reciclado.

[0039] O presente processo utiliza menos peróxido durante a polimerização via radical livre de etileno. Usando menos peróxido, o presente processo reduz, vantajosamente, a concentração de espécies contendo oxigênio introduzida no reator de polimerização.

[0040] Numa incorporação, o processo inclui manter, durante a etapa de contato (durante a polimerização), uma razão de eficiência de peróxido de 1800 a 2400. Define-se o termo "razão de eficiência de peróxido" pela Equação (2) como se segue:

[0041] Numa incorporação, a razão de eficiência de peróxido é de 1800, ou 2000 a 2200, ou 2400. Um aumento na razão de eficiência de peróxido indica uma taxa de alimentação de peróxido reduzida no reator.

[0042] Mede-se a taxa de produção de HP-LDPE por um instrumento medidor de fluxo de massa conhecido na técnica. Determina-se a taxa de alimentação de solução de peróxido novo medindo a taxa de fluxo volumétrico da bomba de peróxido e conhecendo a composição da solução de peróxido.

[0043] Numa incorporação, o processo inclui executar o contato num sistema de múltiplos reatores. O sistema de múltiplos reatores inclui um primeiro reator que um reator autoclave agitado e um segundo reator que é um reator tubular. A temperatura do primeiro reator é de 230°C a 250°C, a pressão do primeiro reator é de 24.000 psig a 27.000 psig. O processo inclui ainda: separar as espécies não reagidas do HP-LDPE para formar uma corrente de reciclagem; purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem para formar uma corrente de reciclagem purgada; introduzir a corrente de reciclagem purgada no reator de polimerização; manter a fração de purga de 0,18 a 0,60; manter uma razão de eficiência de peroxide de 1800 a 2400; e formar HP-LDPE tendo uma, algumas, ou todas as seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,20; (IV) uma quantidade menor ou igual a 0,05 grupos vinila; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0044] O requerente descobriu um processo de polimerização no qual os componentes dissipativos podem ser monitorados, detectados e removidos até niveis excepcionalmente baixos. Não ligado a nenhuma teoria particular, o presente processo reduz surpreendentemente a quantidade de componentes dissipativos presentes no reator aumentando a fração de purga sozinha ou em combinação com aumento da razão de eficiência de peróxido. Esta redução de componentes dissipativos no processo de alimentação de reator melhora (diminui) diretamente o fator de dissipação no HP-LDPE resultante. O requerente descobriu surpreendentemente que o presente processo melhora (isto é, diminui) o fator de dissipação para HP-LDPE na faixa de frequência de 100-2470 MHz de 20%, ou 30% a 40%, ou 50%, quando comparado com HP-LDPE, ou LDPE produzido por procedimentos convencionais.

2. Composição polimérica

[0045] A presente divulgação provê uma composição. Numa incorporação, provê-se uma composição polimérica que inclui um HP-LDPE. Produz-se o HP-LDPE por qualquer um dos processos anteriores. O HP-LDPE exibe uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,20; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0046] Numa incorporação, o presente HP-LDPE tem uma densidade de 0,910 g/cm3 a 0,930 g/cm3.

[0047] Numa incorporação, o presente HP-LDPE tem um indice de fusão de 1,5 a 10,5 e uma MWD de 5 a 12.

[0048] Numa incorporação, a composição polimérica inclui um HP-LDPE tendo um indice de fusão de 1,0 g/10 min a 3,0 g/10 min e uma MWD de 5,0 a 6,0.

[0049] Numa incorporação, a composição polimérica inclui um HP-LDPE tendo um indice de fusão de 5,5 a 6,5 e uma MWD de 11,0 a 12,0.

[0050] O presente HP-LDPE contém vantajosamente uma quantidade surpreendentemente baixa de componentes dissipativos que produz o baixo fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0051] Numa incorporação, a composição de HP-LDPE tem uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05, ou de 0,02 a 0,04, ou 0,05.

[0052] Numa incorporação, a composição de HP-LDPE tem uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19, ou de 0,34 a 0,35, ou 0,37.

[0053] Numa incorporação, a composição de HP-LDPE tem uma razão de vinila menor ou igual a 0,03.

[0054] Numa incorporação, a composição de HP-LDPE tem uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37, ou de 0,34 a 0,35, ou 0,37.

[0055] A presente composição polimérica pode compreender duas ou mais incorporações aqui divulgadas.

A. Mistura

[0056] Numa incorporação, a composição polimérica é uma mistura de (A) o HP-LDPE anterior e (B) uma poliolefina. Exemplos não limitativos de poliolefinas apropriadas incluem polimero a base de propileno e polimero a base de etileno.

[0057] Numa incorporação, o HP-LDPE da mistura tem uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,20; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10“4 radiano em 2,47 GHz. Numa incorporação, a poliolefina presente na mistura é um polietileno de alta densidade (HDPE). A mistura contém de 20% em peso a 80% em peso de HDPE e de 80% em peso a 20% em peso de HP-LDPE. As porcentagens em peso baseiam-se no peso total da mistura.

[0058] Numa incorporação, a composição polimérica é uma mistura contendo 50% em peso de HDPE, 50% em peso de HP-LDPE e a mistura tem uma densidade de 0,935 g/cm3 a 0,945 g/cm3.

[0059] Numa incorporação, a composição polimérica é uma mistura contendo 50% em peso de HDPE, 50% em peso de HP-LDPE e a mistura tem um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0060] Numa incorporação, a composição polimérica é uma mistura contendo 50% em peso de HDPE, 50% em peso de HP-LDPE e a mistura tem um indice de fusão de 6,89 g/10 min.

B. Composição de espuma

[0061] A presente divulgação provê outra composição. Numa incorporação, provê-se uma composição de espuma que inclui uma mistura de (A) HP-LDPE e (B) HDPE, a mistura expandida a uma espuma. A composição de espuma tem uma distribuição uniforme de células com células que caem na faixa de 1 micron a 100 microns. A expansão da mistura numa espuma pode ser executada por agentes de esponjamento quimico ou por injeção fisica de gás numa extrusora durante um processo de produção de condutor revestido (fio isolado).

[0062] O HP-LDPE componente da composição de espuma é qualquer HP-LDPE aqui divulgado e tem, antes da expansão, uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,20; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz. C. Condutor revestido

[0063] Numa incorporação, provê-se um condutor revestido que inclui um condutor e um revestimento sobre o condutor. O revestimento é composto de (A) HP-LDPE e (B) HDPE. A mistura é expandida para formar uma composição de espuma. O HP-LDPE pode ser qualquer HP-LDPE aqui divulgado. O HP-LDPE tem, antes da expansão, um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0064] Quando aqui usado, um "condutor" é pelo menos um fio metálico e/ou pelo menos um cabo metálico. O condutor pode ser um único fio ou múltiplos fios e pode estar em forma de fiada ou em forma tubular. Exemplos não limitativos de condutores apropriados incluem prata, ouro, cobre, carbono, e aluminio. O condutor pode ser também fibra óptica confeccionada de vidro ou plástico.

[0065] O condutor revestido pode ser flexível, semirrígido, ou rígido. O revestimento (também referido como uma "camisa" ou uma "bainha" ou "isolamento") está sobre o condutor ou sobre outra camada polimérica em torno do condutor. O revestimento inclui a presente composição polimérica. A composição pode ser qualquer composição polimérica aqui divulgada. Numa incorporação, a presente composição polimérica é uma camada isolante sobre o condutor.

[0066] O revestimento está sobre o condutor. Quando aqui usado, "sobre" inclui contato direto ou contato indireto entre o revestimento e o condutor metálico. "Contato direto" é uma configuração através da qual o revestimento contata imediatamente o condutor, sem camadas intermediárias e/ou se materiais intermediários localizados entre o revestimento e o condutor. "Contato indireto" é uma configuração através da qual, camadas intermediárias e/ou estruturas intermediárias se localizam entre o condutor e o revestimento. O revestimento pode cobrir total ou parcialmente ou circundar ou envolver diferentemente o condutor. O revestimento pode ser o único componente circundando o condutor. Alternativamente, o revestimento pode ser uma camada de uma bainha ou camisa de multicamadas envolvendo o condutor. O propósito principal da camada intermediária é melhorar a aderência entre o revestimento e o condutor.

[0067] Numa incorporação, a mistura de (A) HP-LDPE e (B) HDPE presente na composição de espuma do condutor revestido tem um fator de dissipação, antes da expansão, menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

[0068] Numa incorporação, o HP-LDPE componente da mistura tem, antes da expansão, uma, algumas, todas, ou qualquer combinação das seguintes propriedades: (I) uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; (II) uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; (III) uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,20; (IV) uma razão de vinila menor ou igual a 0,03; e (V) um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

Aplicações

[0069] O presente condutor revestido tal como aqui descrito pode ser usado para transmitir um sinal de radiofrequência, que sinal digital ou analógico. Exemplos não limitativos de aplicações apropriadas incluem cabo de CATV para queda, distribuição, e linha-tronco; cabo de telefone; cabo de radiofrequência para telefones móveis e radio-estação receptora e transmissora; estações-base de telefone celular, redes de televisão a cabo, linhas de assinantes para sistemas telefônicos; e vários outros cabos de comunicação.

Definições

[0070] Quando aqui usados, os termos "mistura" ou "mistura polimérica", significam uma mistura de dois ou mais polimeros. Tal mistura pode ou não ser miscivel (não separada em fases em nivel molecular) . Tal mistura pode ou não ser separada em fases. Tal mistura pode ou não conter uma ou mais configurações de dominio, determinadas por espectroscopia de transmissão eletrônica, espalhamento de luz, espalhamento de raios-X, e outros métodos conhecidos na técnica.

[0071] Quando usado aqui, o termo "composição" inclui uma mistura de materiais que compreendem a composição, assim como produtos de reação e produtos de decomposição formados a partir dos materiais da composição.

[0072] O termo "compreendendo" e seus derivados não têm a intenção de excluir a presença de qualquer componente, etapa ou procedimento adicional, quer o mesmo seja ou não aqui divulgado. A fim de evitar qualquer dúvida, todas as composições aqui reivindicadas através do uso do termo "compreendendo" podem incluir qualquer aditivo, adjuvante, ou composto adicional quer polimérico ou diferente, salvo se declarado ao contrário. Em contrapartida, o termo "consistindo essencialmente de" exclui da abrangência de qualquer recitação posterior qualquer outro componente, etapa ou procedimento, excetuando aqueles que não são essenciais à operabilidade. 0 termo "consistindo de" exclui qualquer componente, etapa ou procedimento não especificamente descrito ou listado. 0 termo "ou", salvo se declarado ao contrário, refere-se a membros listados individualmente bem como em qualquer combinação.

[0073] Quando aqui usado, o termo "polimero a base de etileno" refere-se a um polimero que compreende, em forma polimerizada, uma porcentagem em peso majoritária de monômero de etileno polimerizado (com base no peso total de monômeros polimerizáveis).

[0074] O termo "polimero" é um composto macromolecular preparado polimerizando monômeros, quer do mesmo tipo ou de tipos diferentes. "Polimero" inclui homopolimeros, copolimeros, terpolimeros, interpolimeros, etc. O termo "interpolimero" significa um polimero preparado pela polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros ou comonômeros. Ele inclui, mas não se limita a copolimeros (que usualmente refere-se a polimeros preparados a partir de dois tipos diferentes de monômeros ou comonômeros), terpolimeros (que usualmente refere-se a polímeros preparados a partir de três tipos diferentes de monômeros ou comonômeros), e similares. Monômeros/comonômeros típicos incluem etileno, buteno, hexeno e octeno.

[0075] Quando aqui usado, o termo "polímero a base de propileno" refere-se a um polímero que compreende, em forma polimerizada, uma porcentagem em peso majoritária de propileno (com base na quantidade total de monômeros polimerizáveis) , e opcionalmente pode compreender pelo menos um comonômero polimerizado.

Métodos de teste

[0076] A razão de carbonila, razão de hidroxila e teores de insaturação (razão de vinila, razão de vinilideno) são determinados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Películas de 10-20 milipolegadas de espessura são prensadas entre duas folhas de Teflon aquecendo em baixa pressão (contato) a 120-130°C por 1 minuto e em alta pressão (20000 psi) por 1 minuto. As amostras são removidas da prensa e resfriadas até temperatura ambiente. Executa-se a coleta dos espectros de FTIR usando o seguinte instrumento e parâmetros: Espectrômetro; Nicolet 6700, Software: Omnic 8.1.11, Modo: Transmissão, Fonte: IR. Detector: DGTS KBr, Número de varreduras de amostra: 64, Resolução: 4 cm-1.

[0077] Encontra-se o nível relativo de grupos carbonila pela razão das absorbâncias em 1722 cm-1 para absorbâncias em 2019 cm-1 (espessura interna de polietileno (PE)). Encontra- se o nível relativo de grupos hidroxila pela razão das absorbâncias em 1061 cm-1 para absorbâncias em 2019 cm"1 (espessura interna de polietileno (PE)). Quantifica-se o teor de insaturação (grupos trans-vinileno, vinila terminais e vinilideno) usando ao software OMNIC PEAK RESOLVE dentro do espectrômetro FT-IR.

[0078] Determina-se densidade de acordo com ASTM D 1928. As amostras são prensadas a 190°C (374°F) e 30.000 psi por três minutos e depois a 21°C (70°F) e 30.000 psi por um minuto. As medidas de densidade são feitas até uma hora da prensagem de amostra, usando ASTM D 792, Método B.

[0079] "Fator de dissipação" é a perda de energia de um campo elétrico aplicado devido ao movimento interno de um material colocado no campo. Mede-se o fator de dissipação em placas de 50 milipolegadas numa frequência de 2,47 GHz usando um analisador de rede de parâmetro S Agilent 8753 ES com ressonador dielétrico de pós-divisão compatível. Usam-se os seguintes parâmetros em moldagem por compressão das placas: - 5 minutos em baixa pressão (500 psi) e 120°C. - 5 minutos em alta pressão (2500 psi) e 120°C. - Resfriamento com água até temperatura ambiente.

[0080] Mede-se indice de fusão, ou I2, de acordo com ASTM D 1238, Condição 190°C/2,16 kg, e se informa em gramas eluidas por 10 minutos. Mede-se l10 de acordo com ASTM D 1238, Condição 190°C/10 kg, e se informa em gramas eluidas por 10 minutos.

[0081] Mede-se resistência de fundido (em cN) com um Rheotens 71, Alimentador - Reógrafo HCV com os seguintes parâmetros: Parâmetros de HCV: Matriz: Capilar redondo. Temperatura: 190°C e 220°C. Tempo de saturação: 4 min. Velocidade de pistão: 0,20 mm/s. Parâmetros de Rheotens: Aceleração: 6 mm/s2. Vão entre matriz e rodas: 100 mm. Roda-padrão.

[0082] Distribuição de peso molecular (MWD) e ramificação (LCB)- Cromatografia de exclusão por tamanho (Cromatografia de Permeação em gel - Detector Triplo) é usado para comparar distribuição de peso molecular dos vários graus. As condições de teste são: - 1,2,4-triclorobenzeno como solvente. - Temperatura de teste= 140°C. - Colunas: G/M/M IBM - Tamanho de amostra= 250 pL

[0083] Algumas incorporações das divulgações serão agora descritas nos seguintes Exemplos.

Exemplos Exemplo 1

[0084] Num reator autoclave (AC) com três zonas de reação seguido por um reator tubular (ST) de uma só zona de reação polimeriza—se etileno nas condições de estado estacionário listadas na Tabela 2 abaixo. Em todos os casos, alimenta—se peróxido na primeira zona de autoclave, na segunda zona de autoclave, e na seção de reator tubular. O tempo de permanência para a seção de autoclave é de aproximadamente 30 segundos e o tempo de permanência da seção tubular é de aproximadamente 30 segundos.

[0085] Tipo de peroxido: mistura de peroxi—éster e peróxido de dialquila. Especificamente, peroxi acetato de t- butila/peroxi octoato de t-butila/peróxido de di-t-butila.

[0086] A comparação do Exemplo 3 com as Amostras Comparativas 1 e 2 ilustra o impacto da purga de componentes dissipativos da corrente de reciclagem. O Exemplo 3 tem uma fração de purga maior (0,26) comparada com a da Amostra Comparativa 1 (0,13) que contribui para o baixo fator de dissipação do Exemplo 3 (1, 48 x 10 4) comparado com o fator de dissipação maior da Amostra Comparativa 1 (2,60 x 10“4) . A diminuição da temperatura de reação aumenta a razão de eficiência de peróxido para o Exemplo 3 (1990) comparada com a da Amostra Comparativa 2 (824), Temperatura de reação menor e razão de eficiência de peróxido maior contribuem para o baixo fator de dissipação do Exemplo 3 (1,48 x 10“4) comparado com o da Amostra Comparativa 2 (2,04 x 10“4) . Para o Exemplo 3, a razão de purga, a temperatura de reator menor, e a razão de eficiência de peróxido aumentada todas contribuem para produzir HP-LDPE com menores valores para cada uma das propriedades seguintes comparados com a Amostra Comparativa 1 e Amostra comparativa 2: Razão de carbonila; Razão de hidroxila; Vinila; Vinilideno; e Fator de Dissipação.

[0087] A Amostra Comparativa 4 é um LDPE obtenível comercialmente (densidade de 0,922 g/cm3) e tem as seguintes propriedades: razão de carbonila 0,06; razão de hidroxila 0,370; vinilideno 0,216; vinila 0,03, e fator de dissipação 1,71 x 10 4 radiano em 2,47 GHz. O Exemplo 3, produzido pelo presente processo, tem razão de carbonila 13% menor (0,05 contra 0,06), razão de vinilideno 10% menor (0,19 contra 0,216) e fator de dissipação 13% menor (1,48 contra 1,71) que LDPE convencional.

[0088] Pretende-se que a presente divulgação não se limite às incorporações e ilustrações nela contidas, mas incluam formas modificadas daquelas incorporações incluindo porções das incorporações e combinações de elementos de diferentes incorporações como estando dentro da abrangência das reivindicações seguintes.

Claims

1. Processo para produzir uma composição de polietileno, caracterizado pelo fato de compreender: - contatar, em um reator de polimerização em condições de polimerização em alta pressão, etileno com um iniciador via radical livre na presença de um solvente para formar um efluente de reator compreendendo um polietileno de baixa densidade de alta pressão (HP-LDPE) e espécies não reagidas; - separar as espécies não reagidas do HP-LDPE para formar uma corrente de reciclagem; - purgar componentes dissipativos da corrente de reciclagem para formar uma corrente de reciclagem purgada; - manter uma razão de purga de 0,18 a 0,6; - introduzir a corrente de reciclagem purgada no reator de polimerização; e - formar um HP-LDPE tendo um fator de dissipação menor ou igual a 1,48 x 10-4 radiano em 2,47 GHz.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a purga compreender remover produtos de decomposição de peróxido da corrente de reciclagem.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender manter uma razão de eficiência de peróxido de 1800 a 2400.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o contato ocorrer na presença de um agente de transferência de cadeia que é um hidrocarboneto saturado.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a- 4, caracterizado pelo fato de compreender executar o contato em um primeiro reator de polimerização em uma temperatura de 200°C a 360°C.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a- 5, caracterizado pelo fato de compreender executar o contato em um primeiro reator de polimerização em uma pressão de 22.000 psig a 33.000 psig.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender formar um HP- LDPE tendo pelo menos uma das razões a seguir: - uma razão de carbonila menor ou igual a 0,05; - uma razão de hidroxila menor ou igual a 0,37; - uma razão de vinilideno menor ou igual a 0,19; e - uma razão de vinila menor ou igual a 0,03.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de misturar o HP-LDPE com um polietileno de alta densidade (HDPE) para formar uma espuma.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de misturar o HP-LDPE com um polietileno de alta densidade (HDPE) para formar um revestimento para um condutor.