BR112015004926B1

BR112015004926B1 - composição polimérica e composição

Info

Publication number: BR112015004926B1
Application number: BR112015004926-5A
Authority: BR
Inventors: Chester J. Kmiec; Huajun Zhou
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2021-03-02
Also published as: MX2015003840A; CN104797649A; US9972416B2; MX348309B; CA2880292A1; KR102163615B1; JP6334539B2; US20150294755A1; JP2015530447A; EP2900756B1; EP2900756A1; BR112015004926A2; KR20150063388A; CA2880292C; WO2014052017A1

Abstract

COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA E COMPOSIÇÃO A presente invenção compreende composições poliméricas compreendendo um polímero termoplástico baseado em etileno e um elastômero termoplástico olefínico. A invenção compreende ainda processos para produzir composições poliméricas compreendendo um polímero termoplástico baseado em etileno e um elastômero termoplástico olefínico. Tais composições poliméricas poderão ser empregadas para formar fios e cabos revestidos.

Description

Campo técnico

[001] Diversas concretizações da presente invenção referem-se a composições poliméricas compreendendo um elastômero termoplástico olefínico e a um polímero termoplástico baseado em etileno. Outros aspectos da invenção referem-se a revestimentos de fios ou cabos compreendendo tais composições poliméricas.

Técnica anterior

[002] Cabos, tais como cabos de força ou de comunicação, tipicamente incluem um núcleo, que compreende um elemento condutor tal como um fio metálico ou uma fibra de vidro, e uma ou mais camadas externas para fins de blindagem e proteção. A mais externa destas camadas, tendo principalmente finalidades protetoras, é geralmente referida como o envoltório ou blindagem externo. Tipos de cabos incluem cabos de fibras óticas, cabos telefônicos, cabos coaxiais, cabos de rádio frequência, cabos de redes, cabos de sinalização, e cabos de força.

[003] O uso de materiais poliméricos para manufaturar envoltórios de cabos é geralmente conhecido. Em geral, o material polimérico usado na manufatura de envoltórios de cabos deverá possuir boa processabilidade (p.ex., boas propriedades de extrusão) ao longo de uma ampla faixa de temperaturas de processamento. Ademais, tais envoltórios de cabos deverão geralmente possuir boas propriedades mecânicas, tais como resistência a trincas ambientais (“ESCR”), boa resistência mecânica, e bom acabamento superficial. Em algumas aplicações, é desejado ter uma flexibilidade aumentada no envoltório do cabo. A flexibilidade poderá ser mais importante para o usuário final nos 100 pés finais.

[004] O poli(cloreto de vinila) (“PVC”) é tipicamente usado para envoltórios devido à boa resistência às intempéries, boa flexibilidade, e baixo custo. O PVC geralmente desempenha bem na faixa de temperatura de -17,8oC (0oF) a 49oC (120oF). Em temperaturas abaixo de -17,8oC, os envoltórios tornam-se mais rígidos tornando-os mais difíceis de manusear e fazer boas conexões. Alternativamente, em temperaturas mais altas o PVC poderá ser demasiadamente flexível ou macio, tornando assim conexões fortes mais difíceis. Durante a instalação de cabos em baixas temperaturas, um instalador deverá aquecer o envoltório de maneira a possibilitar o processo de conexão. Consequentemente, a instalação de cabos em altas temperaturas poderá ocasionar que o PVC se estire indesejavelmente. Consequentemente, são desejados melhoramentos em revestimentos de fios e cabos.

Sumário

[005] Uma concretização é uma composição compreendendo: (1) um polímero termoplástico baseado em etileno selecionado do grupo consistindo de polietileno de baixa densidade (“PEBD”), polietileno de baixa densidade linear (“PEBDL”), polietileno de muito baixa densidade (“PEMBD”), e combinações de dois ou mais destes; e (2) um elastômero termoplástico olefínico selecionado do grupo consistindo de um copolímero de etileno-α-buteno, um copolímero de etileno-α-hexeno, um copolímero de etileno-α- octeno, e combinações de dois ou mais destes,sendo que a composição tem uma elasticidade tensional (E’) a -20oC de 750 megaPascals (“MPa”) ou menos, sendo que a dita composição polimérica tem uma E’ a 60oC de pelo menos 20 MPa.

[006] Uma outra concretização é uma composição compreendendo:um condutor revestido compreendendo: (1) um núcleo; e (2) um envoltório pelo menos parcialmente envolvendo o dito núcleo,sendo que o dito envoltório é pelo menos parcialmente composto de uma composição polimérica compreendendo um polímero termoplástico baseado em etileno e um elastômero termoplástico olefínico.

Descrição detalhada

[007] Diversas concretizações da presente invenção se referem a composições poliméricas para uso em revestimento de fios e cabos. Tais composições poliméricas compreendem um polímero termoplástico baseado em etileno e um elastômero termoplástico olefínico.

Composição Polimérica

[008] Conforme notado acima, um componente das composições poliméricas descritas aqui é um polímero termoplástico baseado em etileno. Conforme usado aqui, polímeros “baseados em etileno” são polímeros preparados a partir de monômeros de etileno como o componente monomérico primário (i.é, mais que 50 por cento em peso (% p/p)), apesar de que outros co- monômeros também poderão ser empregados. Conforme é conhecido na técnica, polímeros “termoplásticos” são tipicamente polímeros não reticulados que se tornam mais macios por aquecimento. Portanto, em diversas concretizações, o polímero termoplástico baseado em etileno é não reticulado. “Polímero” significa um composto macromolecular preparado reagindo (i.é, polimerizando) monômeros de mesmo tipo ou diferentes. “Polímero” inclui homopolímeros e interpolímeros. “Interpolímero” significa um polímero preparado pela polimerização de pelo menos dois diferentes tipos de monômeros. Este termo genérico inclui copolímeros (geralmente empregado para se referir a polímeros preparados a partir de dois diferentes tipos de monômeros), e polímeros preparados a partir de mais que dois tipos diferentes de monômeros (p.ex., terpolímeros (três diferentes tipos de polímeros) e tetrapolímeros (1uatro diferentes tipos de monômeros)).

[009] Em diversas concretizações, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser um homopolímero de etileno. Conforme usado aqui, “homopolímero” denota um polímero compreendendo unidades repetitivas derivadas de um único tipo de monômero, mas não exclui quantidades residuais de outros componentes usados na preparação do homopolímero, tais como agentes de transferência de cadeia.

[0010] Em uma concretização, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser um interpolímero de etileno/alfa-olefina (“α-olefina”) tendo um teor de α-olefina de pelo menos 1% p/p, pelo menos 5% p/p, pelo menos 10% p/p, pelo menos 15% p/p, pelo menos 20% p/p, ou pelo menos 25% p/p baseados no peso total do interpolímero. Esses interpolímeros poderão ter um teor de α-olefina de menos que 50% p/p, menos que 45% p/p, menos que 40% p/p, ou menos que 35% p/p baseados no peso do interpolímero.

[0011] Quando uma α-olefina for empregada, a α-olefina poderá ser uma α-olefina C3-20 (i.é, tendo 3 a 20 átomos de carbono) linear, ramificada, ou cíclica. Exemplos de α- olefinas C3-20 incluem propeno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1- hexadeceno, e 1-octadeceno. As α-olefinas também poderão ter uma estrutura cíclica tal como ciclohexano ou ciclopentano, resultando em uma α-olefina tal como 3-ciclohexil-1-propeno (alil ciclohexano) e vinil ciclohexano. Interpolímeros de etileno/α-olefina ilustrativos incluem etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/1-hexeno, etileno/1-octeno, etileno/estireno, etileno/propileno/buteno, e etileno/buteno/ 1-octeno.

[0012] Em diversas concretizações, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser usado isoladamente ou em combinação com um ou mais outros tipos de polímeros termoplásticos baseados em etileno (p.ex., uma mistura de dois ou mais polímeros termoplásticos baseados em etileno que difiram uns dos outros por composição de monômero e teor, método catalítico de preparação, etc.). Caso uma mistura de polímeros termoplásticos baseados em etileno seja empregada, os polímeros poderão ser misturados por qualquer processo intra-reator ou pós-reator.

[0013] Em diversas concretizações, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser selecionado do grupo consistindo de polietileno de baixa densidade (“PEBD”), polietileno de baixa densidade linear (“PEBDL”), polietileno de muito baixa densidade (“PEMBD”), e combinações de dois ou mais destes.

[0014] Em uma concretização, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser um PEBD. PEBDs são geralmente homopolímeros de etileno altamente ramificados, e poderão ser preparados por processos de alta pressão. PEBDs adequados para uso aqui poderão ter uma densidade variando de 0,910 a 0,930 g/cm3, de 0,917 a 0,925 g/cm3, ou de 0,919 a 0,924 g/cm3. Densidades de polímero são determinadas de acordo com o método ASTM International (“ASTM”) D792. PEBDs adequados para uso aqui têm um índice de fusão (I2) variando de 0,1 a 8,0 g/10 min. Os índices de fusão providos aqui são determinados de acordo com o método ASTM D1238. Salvo observação em contrário, os índices de fusão são determinados a 190oC e 2,16 kg (também conhecidos como I2). Geralmente, PEBDs têm uma distribuição de peso molecular (“MWD”) ampla, resultando em um alto índice de polidispersidade (“PDI”; razão de peso molecular médio ponderal para peso molecular médio numérico). PEBDs adequados para uso aqui poderão ter um PDI variando de 4,0 a 12,0. Os PDIs providos aqui são determinados por cromatografia de permeação em gel.

[0015] Exemplos de PEBDs comercialmente disponíveis que poderão ser empregados incluem DFDA NT; PEBD DowMR 132i; PEBD DowMR 133A; PEBD DowMR 501i; e PEBD DowMR 535i, todos comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA.

[0016] Em uma concretização, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser um PEBDL. PEBDLs são geralmente polímeros baseados em etileno tendo uma distribuição heterogênea de comonômero (p.ex., monômero de α-olefina), e são caracterizados por ramificações de cadeia curta. Por exemplo, PEBDLs poderão ser copolímeros de etileno e monômeros de α-olefinas, tais como aqueles descritos acima. PEBDLs adequados para uso aqui poderão ter uma densidade variando de 0,917 a 0,941 g/cm3,ou de 0,918 a 0,930 g/cm3, de 0,918 a 0,922 g/cm3. PEBDLs adequados para uso aqui têm um índice de fusão (I2) variando de 0,2 a 1,5 g/10 min, de 0,3 a 1,0 g/10 min, ou de 0,5 a 0,8 g/10 min. PEBDLs adequados para uso aqui têm um PDI variando de 2,5 a 16.

[0017] Exemplos de PEBDLs comercialmente disponíveis que poderão ser empregados aqui incluem DFDA-7530 NT e DFDA-7540 NT, ambos comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA.

[0018] Em uma concretização, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser um PEMBD. PEMBDs poderão também ser conhecidos na técnica como polietilenos de ultra-baixa densidade, ou PEUBDs. PEMBDs são geralmente polímeros baseados em etileno tendo uma distribuição heterogênea de comonômero (p.ex., monômero de α-olefina) e são caracterizados por ramificações de cadeia curta. Por exemplo, os PEMBDs poderão ser copolímeros de etileno e monômeros de α-olefinas, tais como um ou mais daqueles monômeros de α- olefinas descritos acima. PEMBDs adequados para uso aqui poderão ter uma densidade variando de 0,880 a 0,910 g/cm3, ou de 0,883 a 0,886 g/cm3. PEMBDs adequados para uso aqui têm um índice de fusão (I2) variando de 0,5 a 2,5 g/10 min, de 0,55 a 1,0 g/10 min, ou de 0,60 a 0,90 g/10 min. PEMBDs adequados para uso aqui têm um PDI variando de 3 a 6, ou de 4 a 5.

[0019] Exemplos de PDMBDs que poderão ser empregados incluem PEMBDs FLEXOMERMR, tais como DFDB-1085 NT, DFDA-1137 NT, ETS 9078 NT7, e ETS 9066 NT7, cada qual comercialmente disponível da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA.

[0020] Em uma concretização, o polímero termoplástico baseado em etileno poderá compreender uma combinação de dois ou mais dos polímeros termoplásticos baseados em etileno descritos acima.

[0021] Processos de produção usados para preparar polímeros termoplásticos baseados em etileno são amplos, variados e conhecidos na técnica. Qualquer processo de produção convencional ou descoberto daqui por diante para produzir polímeros termoplásticos baseados em etileno tendo as propriedades descritas acima poderão ser empregados para preparar os polímeros termoplásticos baseados em etileno descritos aqui.

[0022] Conforme notado acima, o polímero termoplástico baseado em etileno descrito acima é combinado com um elastômero termoplástico olefínico de maneira a formar uma composição polimérica. Conforme é conhecido na técnica, elastômeros termoplásticos são polímeros tendo características tanto de polímeros termoplásticos quanto de polímeros elastoméricos. Conforme usado aqui, “olefínico”, quando usado para modificar a frase “elastômero termoplástico”, denota um interpolímero elastomérico termoplástico preparado a partir de dois ou mais tipos de monômeros de α-olefinas. Em geral, elastômeros termoplásticos olefínicos poderão ser substancialmente lineares e poderão ter uma distribuição de comonômero substancialmente homogênea.

[0023] Em diversas concretizações, o elastômero termoplástico olefínico é preparado a partir de etileno e um ou mais tipos adicionais de comonômeros de α-olefinas. Em uma ou mais concretizações, o elastômero termoplástico olefínico é um copolímero de etileno e um comonômero de α-olefina. Os monômeros de α-olefina adequados para uso nos elastômeros termoplásticos olefínicos incluem etileno e quaisquer dos tipos de α-olefina descritos acima como adequados para uso como comonômeros no polímero termoplástico baseado em etileno. Em diversas concretizações, o elastômero termoplástico olefínico é um copolímero de etileno/α-buteno, etileno/α-hexeno, etileno/α-octeno, ou combinações de dois ou mais destes.

[0024] Em uma concretização, o elastômero termoplástico olefínico é um copolímero de etileno linear homogeneamente ramificado/α-olefina ou um copolímero de etileno substancialmente linear, homogeneamente ramificado/α-olefina. Em uma concretização adicional, a α-olefina é selecionada dentre propileno, 1-buteno, 1-hexeno, ou 1-octeno, e mais preferivelmente 1-octeno ou 1-buteno.

[0025] Elastômeros termoplásticos olefínicos adequados para uso aqui poderão ter uma densidade variando de 0,85 a 0,93 g/cm3, de 0,86 a 0,91 g/cm3, de 0,87 a 0,90 g/cm3, ou de 0,87 a 0,89 g/cm3. Elastômeros termoplásticos olefínicos adequados para uso aqui poderão ter um índice de fusão (I2) variando de 0,1 a 30 g/10 min, de 0,1 a 15 g/10 min, de 0,2 a 10 g/10 min, de 0,3 a 5 g/10 min, ou de 0,5 a 2 g/10 min. Elastômeros termoplásticos olefínicos adequados para uso aqui poderão ter um PDI variando de 1,1 a 5, de 1,2 a 4,0, de 2,2 a 3,5, ou de 1,5 a 3.

[0026] Processos de produção usados para preparar elastômeros termoplásticos olefínicos são amplos, variados, e conhecidos na técnica. Quaisquer processos convencionais ou descobertos daqui por diante para produzir elastômeros termoplásticos olefínicos tendo as propriedades descritas acima poderão ser empregados para preparar os elastômeros termoplásticos descritos aqui.

[0027] Exemplos comerciais de elastômeros termoplásticos olefínicos adequados para uso aqui incluem elastômeros de poliolefina ENGAGEMR (p.ex., elastômeros de poliolefina ENGAGEMR 8100, 8003, 8401, 8411, 8842, 8200, 7447, ou 7467) comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA.

[0028] A composição polimérica compreendendo o elastômero termoplástico olefínico e o polímero termoplástico baseado em etileno poderá ser preparada por quaisquer métodos convencionais ou métodos descobertos daqui por diante para combinar dois polímeros. Por exemplo, a preparação da composição polimérica poderá compreender compor os componentes acima descritos. O compor a composição polimérica poderá ser afetado pelo equipamento padrão conhecido daqueles entendidos no assunto. Exemplos de equipamentos de composição são misturadores de batelada internos, tais como um misturador BrabenderMR, BanburyMR, ou BollingMR. Alternativamente, poderão ser usados misturadores de rosca simples ou rosca dupla, tais como um misturador contínuo FarrelMR, um misturador de rosca dupla Werner and PfleidererMR, ou uma extrusora contínua amassadeira BussMR. A composição poderá ser realizada a uma temperatura maior que a temperatura de fusão do polímero termoplástico baseado em etileno ou maior que a temperatura de fusão do elastômero termoplástico olefínico, qualquer das duas que seja mais alta, e até uma temperatura acima da qual o polímero termoplástico baseado em etileno comece a degradar ou até uma temperatura na qual o elemento o termoplástico olefínico comece a degradar, qualquer das duas que seja mais baixa. Em diversas concretizações, a composição poderá ser realizada a uma temperatura variando de 120 a 230oC, ou de 130 a 190oC.

[0029] Em uma ou mais concretizações, a composição polimérica poderá compreender o polímero termoplástico baseado em etileno em uma quantidade variando de 25 a 85% p/p, de 30 a 85% p/p, de 40 a 80% p/p, de 45 a 80% p/p, ou de 50 a 75% p/p, baseados no peso total da composição polimérica. Adicionalmente, a composição polimérica poderá compreender o elastômero termoplástico olefínico em uma quantidade variando de 1 a 75% p/p, de 5 a 60% p/p, de 10 a 50% p/p, ou de 25 a 50% p/p, baseados no peso total da composição polimérica.

[0030] Em diversas concretizações, a adição de um elastômero termoplástico olefínico ao polímero termoplástico baseado em etileno acima descrito poderá “flexibilizar” o polímero termoplástico baseado em etileno. Em outras palavras, a adição do elastômero termoplástico olefínico poderá abaixar a elasticidade tensional do polímero termoplástico baseado em etileno.

[0031] Em diversas concretizações, a adição do elastômero termoplástico olefínico poderá abaixar a elasticidade tensional em baixa temperatura (E’) do polímero termoplástico baseado em etileno de pelo menos 25%, pelo menos 50%, ou pelo menos 75%, e até 85%, conforme determinada a -20oC. Valores para E’ providos aqui são determinados de acordo com os procedimentos providos na seção de métodos de ensaio, abaixo. Ademais, em uma ou mais concretizações, a composição polimérica compreendendo o polímero termoplástico baseado em etileno e o elastômero termoplástico olefínico poderão ter uma E’ em baixa temperatura de 750 megaPascals (“MPa”) ou menos, de 500 MPa ou menos, de 450 MPa ou menos, de 400 MPa ou menos, de 350 MPa ou menos, de 300 MPa ou menos, ou de 250 MPa ou menos, conforme determinada a -20oC. Em tais concretizações, a composição polimérica poderá ter uma E’ em baixa temperatura mínima de 100 MPa.

[0032] Em diversas concretizações, a adição do elastômero termoplástico olefínico não abaixa excessivamente a E’ em alta temperatura do polímero termoplástico baseado em etileno. Portanto, em uma ou mais concretizações, a composição polimérica compreendendo o polímero termoplástico baseado em etileno e o elastômero termoplástico olefínico poderão ter uma E’ em alta temperatura de pelo menos 20 MPa, pelo menos 25 MPa, pelo menos 30 MPa, pelo menos 35 MPa, pelo menos 40 MPa, pelo menos 45 MPa, ou pelo menos 50 MPa, conforme determinada a 60oC. Em tais concretizações, a composição polimérica poderá ter uma E’ em alta temperatura máxima de 110 MPa.

[0033] Em diversas concretizações, a diferença entre a E’ em baixa temperatura e a E’ em alta temperatura (i.é, a E’ a -20oC menos a E’ a 60oC; ou ΔE’) poderá ser minimizada. Em uma ou mais concretizações, a composição polimérica poderá ter uma ΔE’ de 650 MPa ou menos, de 500 MPa ou menos, de 450 MPa ou menos, de 400 MPa ou menos, de 350 MPa ou menos, de 300 MPa ou menos, de 250 MPa ou menos ou de 200 MPa ou menos.

[0034] Em uma ou mais concretizações, a composição polimérica poderá adicionalmente compreender um óleo de processo. O óleo de processo é um aditivo que provê benefícios de flexibilidade aumentada, dureza mais baixa, processabilidade melhorada, índice de fusão aumentado, alongamento aumentado do composto, e temperatura de transição vítrea (“Tg”) mais baixa. Os óleos de processo (também conhecidos como plastificantes) incluem, mas não estão limitados a, óleos de petróleo, tais como óleos aromáticos e naftênicos; óleos de polialquilbenzeno; monoésteres de ácidos orgânicos, tais como oleatos e estearatos de alquila e alcoxalquila; diésteres de ácidos orgânicos, tais como ftalatos, tereftalatos, sebacatos, adipatos e glutaratos de dialquila, dioxalquila, e alquil arila; diésteres de glicol, tais como dialcanoatos de tri-, tetra- e polietileno glicol; trimelitatos de trialquila; fosfatos de trialquila, trioxalquila, alquil diarila, e triarila; óleos de parafina clorada; resinas de indeno-cumarona; alcatrão vegetal; e óleos vegetais, tais como óleo de mamona, tall-oil, cártamo e soja, e ésteres e derivados epoxidados destes. Óleos de processo exemplificativos adequados para uso aqui incluem óleos de petróleo parafínicos, aromáticos e naftênicos. Óleos de processo comerciais exemplificativos adequados incluem óleo aromático SUNDEXMR 790, e SUNPAR RANGEMR 2280, óleos de processo parafínicos 150, 120, e 110 da Sunoco Inc.,Filadélfia, PA, EUA. Quando empregado, o óleo de processo poderá estar presente na composição polimérica em uma quantidade variando de 1 a 30% p/p, de 5 a 25% p/p, ou de 10 a 20% p/p, baseados no peso total da composição polimérica.

[0035] Adicionalmente, um antioxidante poderá ser empregado com a composição polimérica. Antioxidantes exemplificativos incluem fenóis impedidos (p.ex., tetraquis[metileno(3.5-di-t- butil-4-hidroxihidrocinamato)]metano); fosfitos e fosfonitos (p.ex., fosfato de tris (2,4-di-t-butilfenila)); tio compostos (p.ex., tiodipropionato de dilaurila); diversos siloxanos; e diversas aminas (p.ex., 2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina polimerizada). Os antioxidantes poderão ser usados em quantidades de 0,1 a 5% p/p com base no peso total da composição polimérica. Na formação de composições para fios e cabos, antioxidantes são tipicamente adicionados ao sistema antes do processamento (i.é, antes da extrusão) do produto acabado.

[0036] A composição polimérica também poderá conter outros aditivos incluindo, mas não limitados a, adjuvantes de processamento, absorventes ou estabilizantes de ultravioleta, agentes antiestáticos, agentes de deslizamento, agentes anti- bloco, negros-de-fumo (p.ex., com tamanhos médios aritméticos de partícula típicos maiores que 15 nanometros) e desativadores de metais. Aditivos, outros que não cargas, são tipicamente usados em quantidades variando de 0,01 ou menos a 5 ou mais % p/p com base no peso total da composição.

[0037] Em diversas concretizações, a composição polimérica não é um sistema carregado com aditivos. Em outras palavras, a composição polimérica é livre ou substancialmente livre de cargas, tais como argilas, sílica precipitada e silicatos, sílica pirogênica, carbonato de cálcio, minerais moídos, trihidróxido de alumínio, e hidróxido de magnésio. Portanto, em diversas concretizações, a composição polimérica consiste do, ou consiste essencialmente do, polímero termoplástico baseado em etileno e do elastômero termoplástico olefínico descritos acima, com um ou mais antioxidantes e um ou mais óleos de processo sendo opcionais.

Condutor Revestido

[0038] Em aplicação, a composição polimérica acima descrita poderá ser usada para manufaturar artigos conformados. Tais artigos poderão incluir, mas não estão limitados a, envoltórios de cabos de força ou comunicação, ou produtos de isolamento de cabos de força ou comunicação. Diferentes métodos são empregados para manufaturar artigos tais como envoltórios de cabos de força ou comunicação, ou produtos de isolamento de cabos de força ou comunicação. Técnicas de conversão adequadas incluem, mas não estão limitadas a, revestimentos de fios por extrusão. Tais técnicas são geralmente bem conhecidas.

[0039] “Cabo” e “cabo de força” significam pelo menos um fio ou fibra ótica com um estojo (p.ex., uma cobertura de isolamento e/ou um invólucro externo protetor). Tipicamente, um cabo é dois ou mais fios ou fibras óticas ligados uns aos outros, geralmente em uma cobertura de isolamento e/ou invólucro protetor comum. Os fios ou fibras individuais dentro do estojo poderão ser desencapados, encapados ou isolados. Cabos em combinação poderão conter ambos fios elétricos e fibras óticas. O cabo poderá ser projetado para aplicações de baixa, média ou alta voltagem. Projetos de cabos típicos são ilustrados nas patentes U.S. (“USP”) nos 5.246.783, 6.496.629, e 6.714.707. “Condutor” denota um ou mais fio(s) ou cabo(s) para conduzir calor, luz, e/ou eletricidade. O condutor poderá ser de fio/fibra único ou de fios/fibras múltiplos em forma de filamento contínuo ou em forma tubular. Exemplos não limitativos de condutores adequados incluem carbono e diversos metais, tais como prata, ouro, cobre e alumínio. O condutor também poderá ser uma fibra ótica feita ou de vidro ou de plástico.

[0040] Um tal condutor revestido poderá ser preparado com diversos tipos de extrusoras (p.ex., tipos de rosca simples ou de rosca dupla) extrudando a composição polimérica sobre o condutor. Uma descrição de uma extrusora convencional poderá ser encontrada na USP 4.857.600. Um exemplo de co-extrusão e uma extrusora para tanto poderão ser encontrados na USP 5.575.965.

[0041] Em uma concretização, o processo inclui formar um revestimento livre de reticulação sobre o condutor. Consequentemente, em diversas concretizações, a composição polimérica acima descrita é livre de reticulação ou substancialmente livre de reticulação.

[0042] O revestimento também poderá ser uma camada externa (também referida como “envoltório” ou “estojo”). O revestimento poderá cobrir plenamente ou parcialmente ou de outra maneira envolver ou encerrar o condutor. O revestimento poderá ser um envoltório ou estojo em monocamada ou multicamada encerrando o condutor.

[0043] Exemplos não limitativos de condutores revestidos incluem fiações flexíveis tais como fiações para eletrônicos de consumo, um cabo de força, um fio para carregador de telefones celulares e/ou computadores, cabos para dados de computador, materiais de fiação para eletrodomésticos, e cabos para acessórios de eletrônicos de consumo. Em diversas concretizações, o condutor revestido é um fio de derivação (“drop wire”).

Métodos de ensaio Densidade

[0044] Determinar a densidade de acordo com ASTM D792. Índice de Fusão

[0045] Medir índice de fusão, ou I2, de acordo com ASTM D1238, condição 190oC/2,16 kg, e reportar em gramas eluídos por 10 minutos. Medir I10 de acordo com ASTM D1238, condição 190oC/10 kg, e reportar em gramas eluídos por 10 minutos. Elasticidade Tensional (Análise Mecânica Dinâmica)

[0046] Medir a elasticidade tensional (E’), de outra maneira referida como o componente real ou elástico do módulo de Young, testando uma placa moldada por compressão usando um DMA Q800 feito pela TA Instruments Inc. Os dados são coletados com o uso de um procedimento de ensaio de dobramento Dynamic Mechanical Analysis (“DMA”) usando um arranjo de viga em balanço simples, sendo que a amostra é montada com uma garra estacionária em uma extremidade, enquanto que na outra extremidade é montada uma garra móvel. A garra móvel então dobra a amostra de acordo com um movimento senoidal aplicando um pequeno percentual de deformação de 0,025% durante o ensaio. A frequência do movimento de dobramento é de 1 Hz. Enquanto a amostra está sendo dobrada, ela experimenta um programa de rampeamento de temperatura de -30oC a +90oC segundo uma taxa de aumento de 3oC por minuto. As medições resultantes são então processadas por software de máquina padrão, e os dados de E’ (e E”, o análogo viscoso) são reportados.

[0047] No procedimento de DMA de dobramento, a máquina aplica a força prescrita e então mede diretamente a amplitude da deformação da amostra e o ângulo de fase da força responsiva. Na sua forma mais simples (i.é, como uma função do tempo ao invés da frequência), a rigidez de um material poderá ser calculada de acordo com:

O Fator de Geometria (GF) é definido como:

onde L = comprimento da amostra, A = área de seção transversal da amostra, e o módulo de Young é calculado como: E = K*(GF)

[0048] Entretanto, também é possível re-expressar o módulo de Young como um módulo dinâmico - E*, uma função da frequência, ou w - composta dos seus componentes em-fase e fora-de-fase (E’ e E” conforme introduzidos acima) de maneira a possibilitar o cálculo daqueles parâmetros elásticos e viscoso-específicos. A elasticidade tensional (E’) poderá ser calculada, por exemplo, pela primeira fórmula abaixo, onde δ é o ângulo de fase da força de responsiva do experimento: E’= (tensão/deformação)cos(δ) E””= (tensão/deformação)sen(δ) E*(w) = E”(w) + iE”(w)

[0049] E tan delta no ensaio de deformação por dobramento, está coincidentemente relacionada aos módulos dinâmicos de acordo com:

[0050] Como uma referência técnica para a discussão acima, vide, por exemplo, Young, R.J. e Lovell, P.A., Introduction to Polymers, Segunda Edição, CRC Press, 1991, Capítulo 5.

Exemplos Exemplo 1 (Comparativo) - Elasticidade Tensional de Poli(Cloreto de Vinila)

[0051] Analisar duas amostras de poli(cloreto de vinila) (“PVC”) (CS1 e CS2; cada uma com 100% p/p de PVC) para elasticidade tensional a -20oC, 20oC, e 60oC de acordo com os Métodos de Ensaio descritos acima. A amostra de PVC flexível tendo uma densidade de 1,35 g/cm3 e uma dureza Shore A de 79.9. Os resultados estão providos na tabela 1, abaixo.

[0052] Os resultados na tabela 1 mostram que, enquanto o PVC oferece um balanço razoável de trabalhabilidade, durabilidade, e tenacidade em temperaturas de 20oC, ele oferece menos flexibilidade ou rigidez aumentada em baixas temperaturas, enquanto que tendo durabilidade mecânica e tenacidade mais pobres em altas temperaturas.

Exemplo 2 - PEBDL Flexibilizado

[0053] Preparar quatorze amostras (S1-S14) e uma amostra comparativa (CS3) de acordo com as composições listadas na tabela 2, abaixo. Preparar S1-S14 de acordo com o seguinte procedimento. Um misturador de batelada elétrico de laboratório é equipado com “roller blades”. O misturador é um Prep-Mixer® manufaturado por C.W. Brabender e é equipado com um Misturador/Cabeçote Medidor tendo um design de 3 partes consistindo de duas zonas de aquecimento com uma capacidade de 350 mL. Ajustar a temperatura do misturador em 180oC e pré-aquecer até esta temperatura. Alimentar a resina base pré-medida (polímero termoplástico baseado em etileno) à bacia até pleno fluxo a 15 rpm. Então adicionar o elastômero termoplástico olefínico, seguido do antioxidante, até pleno fluxo a 15 rpm. Adicionar óleo, caso aplicável, lentamente à velocidade de 15 rpm de maneira a permitir suficiente incorporação ao polímero. Então aumentar a velocidade para 40 rpm. Misturar o composto total a 40 rpm durante 5 minutos e remover.

[0054] Moldar por compressão o composto misturado como uma placa utilizando o seguinte procedimento: produzir uma placa de 8” x 8” x 50 mils usando uma prensa elétrica Wabash operada no modo manual. Primeiro pré-aquecer a prensa até 179oC (+ 5oC) . Pré-pesar um total de 65 gramas de material e colocar no centro de uma placa de aço inoxidável de 50 mils entre o conjunto de molde constituído de mylar tratado com desmoldante e folhas de alumínio. Então colocar o molde preenchido na prensa a 500 psi durante 5 minutos. Após 5 minutos, aumentar a pressão para 2.500 psi durante 10 minutos. Então resfriar lentamente a placa a uma taxa de - 15oC por minuto e remover quando a temperatura atingir a temperatura ambiente. Nota: para a amostra de PVC (conforme no exemplo 1), 85 gramas são utilizados para preencher o molde. Uma amostra de ensaio é cortada da placa moldada como uma tira retangular com um tamanho de 17,5 mm x 13 mm x ~1,5 mm. A amostra é então testada de acordo com os procedimentos de DMA descritos na seção de Métodos de Ensaio, acima.

[0055] O PEBDL empregado neste exemplo é DFDA-7530 NT, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA. O DFDA-7530 NT tem uma densidade variando de 0,918 a 0,922 g/cm3, e um índice de fusão (I2) de 0,50 a 0,80 g/10 min. ENGAGEMR 8842 e ENGAGEMR 8200 são elastômeros termoplásticos olefínicos de etileno-octeno comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA. O ENGAGEMR 8842 tem uma densidade variando de 0,854 a 0,860 g/cm3, um I2 de 0,75 a 1,25 g/10 min, uma cristalinidade total de 13%, uma dureza Shore A de 54, um pico de fusão por DSC de 38oC (taxa de 10oC/min), e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -58oC (ponto de deflexão da DSC). O ENGAGEMR 8200 tem uma densidade variando de 0,867 a 0,873 g/cm3, um I2 de 4,0 a 6,0 g/10 min, uma cristalinidade total de 19%, uma dureza Shore A de 66, um pico de fusão por DSC de 59oC (taxa de 10oC/min), e uma Tg de -53oC (ponto de deflexão da DSC). O ENGAGEMR 7447 e ENGAGEMR 7467 são elastômeros termoplásticos olefínicos de etileno-buteno comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA. O ENGAGEMR 7447 tem uma densidade variando de 0,862 a 0,868 g/cm3, e um I2 de 4,0 a 6,0 g/10 min, uma cristalinidade total de 13%, uma dureza Shore A de 64, um pico de fusão por DSC de 25oC (taxa de 10oC/min), e uma Tg de -53oC (ponto de deflexão da DSC). O ENGAGEMR 7467 tem uma densidade variando de 0,859 a 0,865 g/cm3, e um I2 de 1,0 a 1,4 g/10 min, uma cristalinidade total de 12%, uma dureza Shore A de 52, um pico de fusão por DSC de 34oC (taxa de 10oC/min), e uma Tg de -58oC (ponto de deflexão da DSC). O óleo de processo é um óleo de petróleo parafínico vendido sob a designação comercial de SUNPARMR 150, comercialmente disponível da Holly Refining & Marketing-Tulsa, LLC, Tulsa, OK, EUA. O antioxidante é um antioxidante fenólico estericamente impedido (tetraquis(3-(3,5-di-ter-butil-4-hidroxifenil) propionato de pentaeritritol) vendido sob a designação comercial de IRGANOXMR 1010, comercialmente disponível da BASF SE, Ludwigshafen, Alemanha (anteriormente Ciba Specialty Chemicals).

[0056] Analisar as amostras S1-S14 e amostra comparative CS3 de acordo com os Métodos de ensaio providos acima. Os resultados destas análises são providos na tabela 3, abaixo. Notar que a amostra comparativa CS3 é 100% de PEBDL, e é analisada pura. As amostras comparativas CS1 e CS2 também estão repetidas na tabela 3 para comparação.

[0057] Dos resultados providos na tabela 3, é mostrado que a adição de elastômeros termoplásticos olefínicos ao PEBDL (S1-S14) provê flexibilidade em baixa temperatura melhorada comparativamente com PEBDL não modificado (CS3), enquanto que provendo desempenho em alta temperatura superior comparativamente com PVC puro (CS1 e CS2). Adicionalmente, o desempenho aumentou com o elastômero termoplástico olefínico crescente (cf. S1-S3) e teor de óleo de processo (S4 e S5). Ademais, melhoramentos em desempenho são observados em amostras contendo aditivo de elastômero termoplástico olefínico isoladamente e em combinação com óleo de processo.

Exemplo 3 - PEBD Flexibilizado

[0058] Preparar seis amostras (S15-S20) e amostra comparativa (CS4) de acordo com as composições listadas na tabela 4, abaixo. Preparar S15-S20 de acordo com o mesmo método descrito acima no exemplo 2. O PEBD usado neste exemplo é o DYNK-2, produzido pela The Dow Chemical Company. O DYNK-2 tem uma densidade variando de 0,919 a 0,922 g/cm3, e um índice de fusão (I2) de 0,18 a 0,22 g/10 min. Cada qual dentre os componentes ENGAGEMR 7467, o óleo de processo, e antioxidante é igual àquele descrito acima no exemplo 2.

[0059] Analisar as amostras S15-S20 e amostra comparative CS4 de acordo com os Métodos de Ensaio providos acima. Os resultados destas análises são providos na tabela 5, abaixo. Notar que a amostra comparativa CS4 é 100% de PEBD, e é analisada pura. As amostras comparativas CS1 e CS2 do exemplo 1 também são repetidas na tabela 5 para comparação.

[0060] Dos resultados providos na tabela 5, é mostrado que a adição de elastômeros termoplásticos olefínicos ao PEBD (S15-S20) provê flexibilidade em baixas temperaturas melhorada comparativamente com o PEBD não modificado (CS4), enquanto que provendo desempenho em altas temperaturas superior comparativamente com PVC puro (CS1 e CS2). Adicionalmente, o desempenho aumentou com conteúdos crescentes de elastômero termoplástico olefínico e óleo de processo. Ademais, melhoramentos no desempenho são observados em amostras contendo apenas elastômero termoplástico olefínico e em combinação com óleo de processo.

Exemplo 4 - PEMBD Flexibilizado

[0061] Preparar seis amostras (S21-S26) e amostra comparativa (CS5) de acordo com as composições listadas na tabela 6, abaixo. Preparar S21-S26 de acordo com o mesmo método descrito acima no exemplo 2. O PEMBD usado neste exemplo é o DFDB-1085 NT, produzido pela The Dow Chemical Company. O DFDB-1085 NT tem uma densidade variando de 0,883 a 0,886 g/cm3, e um índice de fusão (I2) de 0,60 a 0,90 g/10 min. Cada qual dentre os componentes ENGAGEMR 7467, óleo de processo, e antioxidante é igual àquele descrito acima no exemplo 2.

[0062] Analisar as amostras S21-S26 e amostra comparativa CS5 de acordo com os Métodos de Ensaio providos acima. Os resultados destas análises são providos na tabela 7, abaixo. Notar que a amostra comparativa CS5 é 100% de PEMBD, e é analisada pura. As amostras comparativas CS1 e CS2 do exemplo 1 também são repetidas na tabela 7 para comparação.

[0063] Dos resultados providos na tabela 7, é mostrado que a adição de elastômeros termoplásticos olefínicos ao PEMBD (S21-S26) provê flexibilidade em baixas temperaturas melhorada comparativamente com o PEMBD não modificado (CS5) e PVC puro (CS1 e CS2).

[0064] Adicionalmente, os resultados providos na tabela 7 indicam que, enquanto a modificação com óleo de processo do PEMBD isoladamente provê alguns benefícios (S24-S26), a combinação de óleo de processo e elastômero termoplástico olefínico (S21 e S22) provê flexibilidade em baixas temperaturas ainda melhor enquanto que mantendo o desempenho em altas temperaturas.

Exemplo 5 (Comparativo) - Polímeros Baseados em Etileno com Aditivos de Acrilato e Acetato

[0065] Preparar quatro amostras comparativas (CS6-CS9) de acordo com composições listadas na tabela 8 abaixo. Preparar CS6-CS9 de acordo com o mesmo método descrito acima no exemplo 2. O polímero de etileno acrilato de etila (“EEA”) empregado neste exemplo é o polímero funcional AMPLIFYMR EA 103, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA. O EEA tem uma densidade de 0,930 g/cm3, e um índice de fusão (I2) de 18,0 a 21,0 g/1o min. O polímero de etileno acetato de vinila (“EVA”) empregado neste exemplo é DXM-264,produzido pela The Dow Chemical Company, Midland, MI, EUA. O EVA tem uma densidade de 0,935 g/cm3, e um índice de fusão (I2) de 41 a 55 g/10 min. Cada qual dentre os componentes PEBD, PEBDL, e antioxidante são iguais àqueles descritos acima nos exemplos 2 e 3.

[0066] Analisar as amostras comparativas CS6-CS9 de acordo com os Métodos de Ensaio providos acima. Os resultados destas análises são providos na tabela 9, abaixo. As amostras comparativas CS3 (PEBDL puro) e CS4 (PEBD puro) dos exemplos 2 e 3 também são repetidas na tabela 9 para comparação.

[0067] Dos resultados providos na tabela 9, acima, pode ser visto que a adição de polímeros de acrilato ou acetato ao polímero baseado em etileno não provê flexibilidade em baixas temperaturas adequada à composição.

Claims

1. Composição polimérica, caracterizada pelo fato de compreender: (1) um polímero termoplástico baseado em etileno selecionado do grupo consistindo de polietileno de baixa densidade (“PEBD”), polietileno de baixa densidade linear (“PEBDL”), polietileno de muito baixa densidade (“PEMBD”), e combinações de dois ou mais destes; e (2) um elastômero termoplástico olefínico selecionado do grupo consistindo de um copolímero de etileno-α-buteno, um copolímero de etileno-α-hexeno, um copolímero de etileno-α- octeno, e combinações de dois ou mais destes, sendo que a composição tem uma elasticidade tensional (E’) a -20oC de 750 megaPascals (“MPa”) ou menos, sendo que a dita composição polimérica tem uma E’ a 60oC de pelo menos 20 MPa.

2. Composição, caracterizada pelo fato de compreender: - um condutor revestido compreendendo: (1) um núcleo; e (2) um envoltório pelo menos parcialmente envolvendo o dito núcleo, sendo que o dito envoltório é pelo menos parcialmente composto de uma composição polimérica conforme definida na reivindicação 1.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de o dito condutor revestido ser um fio de derivação.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de a dita composição polimérica exibir uma mudança na elasticidade tensional (ΔE’ ) de -20 a 60oC (E’ a -20oC menos E’ a 60oC) de menos que 650 MPa.

5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de a dita composição polimérica ter uma E’ a -20oC de 500 MPa ou menos, sendo que a dita composição polimérica tem uma E’ a 60oC de pelo menos 25 MPa, sendo que a composição polimérica tem uma ΔE’ de -20 a 60oC de menos que 500 MPa.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de a dita composição polimérica ter uma E’ a -20oC que é pelo menos 25% menor que a E’ a -20oC de uma composição polimérica idêntica exceto que não contendo um elastômero termoplástico olefínico.

7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a composição polimérica compreender o dito polímero baseado em etileno em uma quantidade variando de 25 a 85 por cento em peso, com base no peso total da composição polimérica, sendo que a composição polimérica compreende o dito elastômero termoplástico olefínico em uma quantidade variando de 1 a 75 por cento em peso, com base no peso total da composição polimérica.

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de a dita composição polimérica adicionalmente compreender óleo de processo em uma quantidade variando de 1 a 30 por cento em peso, com base no peso total da composição polimérica.