BR112019008603B1 - Composição, cabo e método de condução de eletricidade - Google Patents

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Abstract

Trata-se de uma composição que compreende um compósito de polímero de fase ternária que inclui componentes (A) de copolímeros de etileno/éster insaturado que têm yP de menor ou igual a 5 a maior ou igual a1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) polímeros não polares que têm yP de maior ou igual a 0 a menor que 1 mN/m selecionados do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizado com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano, (C) copolímeros de etileno/éster insaturado que tem um yP de maior que 5 mN/m e (D) copolímeros EPDM; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre (A) e pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e o outro é selecionado de (C) ou (D) ou (ii) um dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o outro é selecionado de (B) ou (D).

Description

Antecedentes
[0001] Geralmente, os sistemas de polímero único requerem uma concentração substancial de carga condutora para alcançar uma condutividade elétrica significativa, por exemplo, na ordem de 10-9 a 10-3 S/cm. Tais concentrações substanciais de carga condutora aumentam a viscosidade de fusão do material ao mesmo tempo que diminuem as propriedades mecânicas do material. Uma abordagem para aumentar a condutividade de compósito a concentrações de carga reduzidas e, assim, minimizar o impacto prejudicial nas propriedades mecânicas e reológicas, é usar misturas de polímeros multifásicos que podem reduzir o limiar de percolação. Para o caso de uma mistura de polímeros de dois componentes, vários estudos constataram que o limiar de percolação pode ser reduzido com uso de misturas de polímeros de duas fases em que a carga condutora foi incorporada em misturas de polímeros imiscíveis e é controlada pela percolação da fase rica em carga condutora e a continuidade dessa fase na mistura polimérica.
[0002] A utilização de misturas de polímeros ternárias, isto é, combinações de polímeros de três componentes, em combinação com cargas condutivas, por exemplo negro de carbono, também demonstrou reduzir o limiar de percolação e alcançar a condutividade em alguns sistemas poliméricos diferentes. Essas misturas de polímeros ternárias, no entanto, ainda mostram fragilidade significativa. Dependendo do uso, a fragilidade pode ser melhorada ao custo de um aumento do limiar de percolação.
[0003] É necessária uma composição compósita polimérica com uso de polímeros reticuláveis e que apresenta um limiar de percolação melhorado, isto é, inferior, e uma fragilidade melhorada, isto é, inferior. Além disso, é necessária uma composição compósita que apresente uma temperatura de transição vítrea e de ponto de fusão melhorada, isto é, inferior, bem como uma flexibilidade melhorada, isto é, aumentada, particularmente para aplicações de cabo.
Sumário da invenção
[0004] A revelação fornece uma composição que compreende: um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente (A) e os pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
[0005] Em outra modalidade, a revelação fornece um cabo que compreende um condutor, uma camada semicondutora interna que cobre, pelo menos, uma porção do condutor; uma camada de isolamento que cobre pelo menos uma porção da camada semicondutora interna; e uma camada semicondutora externa que cobre pelo menos uma porção da camada de isolamento, em que pelo menos uma das camadas semicondutoras interna e externa compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente (A) e os pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
Breve descrição dos desenhos
[0006] A Figura 1 é um gráfico da data de resistividade para os exemplos comparativos e inventivos que mostra o limiar de percolação.
Descrição detalhada
[0007] Em uma modalidade, a revelação fornece uma composição que compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual para 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa- olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) superior a 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno- propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente (A) e pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
Componente A
[0008] Em uma modalidade, o compósito polimérico ternário compreende (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 mN/m a mais ou igual a 1 mN/m ("Componente (A)").
[0009] Em uma modalidade, o éster insaturado é um acrilato de alquila ou metacrilato de alquila. De preferência, a alquila é uma C1-C8 alquila e, com mais preferência, uma C1-C4 alquila. Os carboxilatos preferenciais são aqueles que contêm de 2 a 8 átomos de carbono e, com mais preferência, de 2 a 5 átomos de carbono.
[0010] Ésteres de ácido acrílico e metacrílico exemplificativos são metacrilato de laurila; metacrilato de miristila; metacrilato de palmitila; metacrilato de estearila; 3- metacriloxi-propiltrimetoxissilano; 3-metacriloxipropiltrietoxissilano; metacrilato de ciclo-hexila; n-hexilmetacrilato; metacrilato de isodecila; metacrilato de 2- metoxietila; metacrilato de tetra-hidrofurfurila; metacrilato de octila; metacrilato de 2-fenoxietila; metacrilato de isobornila; iso-octilmetacrilato; metacrilato de octila; metacrilato de iso-octila; metacrilato de oleíla; acrilato de etila; acrilato de metila; acrilato de t-butila; acrilato de n-butila; e acrilato de 2-etil-hexila. Acrilato de metila, acrilato de etila e acrilato de n- ou t-butila são preferenciais.
[0011] Em uma modalidade, a quantidade de comonômero de éster no componente (A) é de mais ou igual a 2% em peso, ou mais ou igual a 10% em peso, ou mais ou igual a 15% em peso a menos ou igual a 55% em peso, ou a menos ou igual a 30% em peso.
[0012] Em uma modalidade, a densidade do componente (A) é de mais ou igual a 0,900 g/cm3, ou mais ou igual a 0,920 g/cm3 a menos ou igual a 0,990 g/cm3, ou a menos ou igual a 0,970 g/cm3.
[0013] Em uma modalidade, o índice de fusão do componente (A) é de mais ou igual a 0,1 g/10 min, ou mais ou igual a 1 g/10 min, ou mais ou igual a 5 g/10 min a menos ou igual a 100 g/10 min, ou menos ou igual a 50 g/10 min, ou menos ou igual a 21 g/10 min.
[0014] Em uma modalidade, o ponto de fusão do componente (A) é menor que 166 °C.
[0015] Em uma modalidade, o componente (A) tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) menor que 25 °C.
[0016] De preferência, o componente (A) é selecionado do grupo que consiste em acrilato de etileno-etila, acrilato de etileno-metila, acrilato de etileno-butila e combinações dos mesmos.
[0017] Em uma modalidade, o componente (A) pode ser uma mistura de dois ou mais copolímeros de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 mN/m a maior ou igual a 1 mN/m.
[0018] Em uma modalidade, o componente (A) está presente no compósito polimérico ternário em uma quantidade de mais de 0% em volume, ou mais ou igual a 1% em volume, ou mais ou igual a 2,5% em volume, ou mais ou igual a 7,5% em volume, ou mais ou igual a 15% em volume a menos ou igual a 40% em volume, ou menos ou igual a 30% em volume, ou menos ou igual a 25% em volume, com base no volume total do compósito.
Componente B
[0019] Em uma modalidade, o compósito polimérico ternário compreende (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e é selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano (“componente (B)").
[0020] Em uma modalidade, o componente (B) é um homopolímero de polietileno. De preferência, o homopolímero de polietileno é um polietileno de baixa densidade (LDPE), um polietileno de densidade muito baixa (VLDPE), um polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), um polietileno de densidade média (MDPE) ou um polietileno de alta densidade (HDPE).
[0021] Os LDPEs são conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tipicamente, os LDPE têm uma densidade de mais ou igual a 0,910 g/cm3 a menos ou igual a 0,940 g/cm3.
[0022] Os VLDPEs são conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tipicamente, os VLDPEs têm uma densidade de mais ou igual a 0,860 g/cm3 a menos ou igual a 0,915 g/cm3.
[0023] Os LLDPEs são conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tipicamente, os LLDPE têm uma densidade de mais ou igual a 0,916 g/cm3 a menos ou igual a 0,925 g/cm3.
[0024] Os MDPEs são conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tipicamente, os MDPEs têm uma densidade de mais ou igual a 0,925 g/cm3 a menos ou igual a 0,940.
[0025] Os HDPE são conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tipicamente, eles têm uma densidade de mais ou igual a 0,940 g/cm3 a menos ou igual a 0,970 g/cm3.
[0026] Em uma modalidade, o componente (B) é um copolímero de etileno/alfa- olefina.
[0027] As alfa-olefinas são moléculas de hidrocarboneto ou moléculas de hidrocarboneto substituído (isto é, uma molécula de hidrocarboneto que compreende um ou mais átomos diferentes de hidrogênio e carbono, por exemplo, halogênio, oxigênio, nitrogênio, etc.), sendo que a molécula de hidrocarboneto compreende (i) apenas uma insaturação etilênica, sendo que essa insaturação está localizada entre o primeiro e o segundo átomos de carbono, e (ii) pelo menos 3 átomos de carbono, de preferência de 3 a 20 átomos de carbono, em alguns casos, de preferência de 4 a 10 átomos de carbono e, em outros casos, de preferência de 4 a 8 átomos de carbono. Exemplos não limitantes de α- olefinas a partir das quais os elastômeros são preparados incluem propileno, 1- buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-dodeceno e misturas de dois ou mais desses monômeros.
[0028] Em uma modalidade, o copolímero de etileno/alfa-olefina é, de preferência, um copolímero de etileno/propileno, etileno/1-buteno, etileno/1-hexeno ou etileno/1-octeno e, com mais preferência, um bipolímero de etileno/propileno, etileno/1- buteno, etileno/1-hexeno ou etileno/1-octeno.
[0029] Em uma modalidade, as etileno/alfa-olefinas adequados ao uso na presente revelação compreendem mais de 50% em mol de monômero de etileno polimerizado, com base na quantidade total de monômero polimerizável e pelo menos um comonômero de alfa-olefina.
[0030] Em uma modalidade, o homopolímero de polietileno ou copolímero de etileno/alfa-olefina é funcionalizado com silano. Tais polímeros funcionalizados com silano podem ser feitos tanto por copolimerização com um monômero de vinil-silano ou por um dentre muitos métodos para enxertar uma molécula que contém silano na cadeia principal da alteração do polímero. Exemplos dessas técnicas são revelados nas patentes n° 3.646.155; 6.420.485; 6.331.597; 3.225.018; 4.574.133; ou 6.048.935, todas as quais são aqui incorporadas a título de referência. Exemplos de compostos de silano que podem ser usados para adicionar funcionalidade de silano a um homopolímero de polietileno ou copolímero de etileno/alfa-olefina incluem, porém sem limitação, vinilsilanos, por exemplo, viniltrialcoxissilano. Tipicamente, a quantidade de silano é geralmente de mais de 0% em peso a menos ou igual a 5% em peso com base no peso total do homopolímero de polietileno ou copolímero de etileno/alfa-olefina.
[0031] Em uma modalidade, o componente (B) é um homopolímero de polietileno funcionalizado com silano ou um copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado com silano. Em uma modalidade, o componente (B) é um homopolímero de polietileno funcionalizado com silano ou um copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado com silano e é reticulado.
[0032] Em uma modalidade, o componente (B) é um homopolímero de polietileno enxertado com silano ou um copolímero de etileno/alfa-olefina enxertado com silano. Em uma modalidade, o componente (B) é um homopolímero de polietileno enxertado com silano ou um copolímero de etileno/alfa-olefina enxertado com silano e é reticulado.
[0033] De preferência, o componente (B) é selecionado do grupo que consiste em homopolímero de polietileno, homopolímero de polietileno funcionalizado com silano e combinações dos mesmos. Com mais preferência, o componente (B) é selecionado do grupo que consiste em LDPE, LDPE funcionalizado com silano e combinações dos mesmos.
[0034] Em uma modalidade, o componente (B) tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos de 1 mN/m, ou menos ou igual a 0,5 mN/m, ou menos de 0,5 mN/m, ou 0,0 mN/m.
[0035] Em uma modalidade, o componente (B) tem um ponto de fusão menor que 166 °C.
[0036] Em uma modalidade, o componente (B) tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) menor que 25 °C.
[0037] Em uma modalidade, o componente (B) pode ser uma mistura de dois ou mais polímeros não polares que têm um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e são selecionados do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano.
[0038] Em uma modalidade, o componente (B) está presente em uma quantidade de 0% em volume, ou de mais de 0% em volume, ou de mais ou igual a 30% em volume, ou de mais ou igual a 35% em volume, ou de mais ou igual a 40% em volume a menos ou igual a 50% em volume, ou menos ou igual a 49% em volume, ou menos ou igual a 48% em volume, ou menos ou igual a 45% em volume, ou menos ou igual a 42% em volume, com base no volume total do compósito.
Componente C
[0039] Em uma modalidade, o compósito de polímero ternário compreende (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m, ou maior ou igual a 6 mN/m, ou maior ou igual a 7 mN/m, ou maior ou igual a 8 mN/m (“componente (C)").
[0040] Em uma modalidade, os copolímeros de etileno com um éster insaturado úteis na presente revelação compreendem de mais ou igual a 5% em peso, ou de mais ou igual a 10% em peso, ou de mais ou igual a 15% em peso, ou de mais ou igual a 20% em peso a menos ou igual a 50% em peso, ou menos ou igual a 40% em peso, ou menos ou igual a 35% em peso, ou menos ou igual a 30% em peso de um ou mais ésteres insaturados, com base no peso total do copolímero.
[0041] Em uma modalidade, os ésteres insaturados úteis na presente revelação incluem, porém sem limitação, acetato de vinila, acrilato de etila e acrilato de butila. De preferência, o éster insaturado é acetato de vinila.
[0042] Em uma modalidade, o ponto de fusão do componente (C) é menor que 166 °C.
[0043] Em uma modalidade, a temperatura de transição vítrea (Tg) é menor que 25 °C.
[0044] Em uma modalidade, o componente (C) é reticulado.
[0045] Em uma modalidade, componente (C) pode ser uma mistura de dois ou mais copolímeros de etileno com um éster insaturado com um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m, ou maior ou igual a 6 mN/m ou maior ou igual a 7 mN/m ou maior ou igual a 8 mN/m.
[0046] Em uma modalidade, o componente (C), isto é, o copolímero de etileno com um éster insaturado, está presente em uma quantidade de 0% em volume, ou de mais de 0% em volume, ou de mais ou igual a 30% em volume, ou de mais ou igual a 35% em volume, ou de mais ou igual a 40% em volume a menos ou igual a 50% em volume, ou menos ou igual a 49% em volume, ou menos ou igual a 48% em volume, ou menos ou igual a 45% em volume, ou menos ou igual a 42% em volume, com base no volume total do compósito.
Componente D
[0047] Em uma modalidade, o compósito de polímero ternário compreende (D) pelo menos um copolímero de monômero de etileno-propileno-dieno (EPDM). De preferência, o pelo menos um copolímero de EPDM é um terpolímero de EPDM (“componente (D)").
[0048] Em uma modalidade, o copolímero de EPDM compreende unidades derivadas de etileno, unidades derivadas de propileno e unidades derivadas de pelo menos um dieno conjugado ou dieno não conjugado.
[0049] Os dienos conjugados exemplificativos úteis em copolímeros de EPDM da presente revelação incluem, por exemplo, butadieno, isopreno, 2,3- dimetilbutadieno-1,3, 1,2-dimetilbutadieno-1,3, 1,4-dimetilbutadieno-1,3, 1- etilbutadieno-1,3, 2-fenilbutadieno-1,3, headiene-1,3, 4-metilpentadieno-1,3, 1,3- pentadieno (CH3CH=CH-CH=CH2; vulgarmente chamado de piperileno), 3-metil- 1,3-pentadieno, 2,4-dimetil-1,3-pentadieno, 3-etil-1,3-pentadieno. Os dienos conjugados preferenciais incluem butadieno e isopreno.
[0050] Os dienos não conjugados exemplificativos úteis em copolímeros de EPDM da presente revelação incluem, por exemplo, dienos alifáticos como 1,4- pentadieno, 1,4-oxieno, 1,5-hexadieno, 2-metil-1,5-hexadieno, 1,6-heptadieno, 6- metil-1,5-heptadieno, 1,6-octadieno, 1,7-octadeno, 7-metil-1,6-octadieno, 1,13- tetradecadieno, 1,19-eicosadieno; dienos cíclicos como 1,4-ciclo-hexadieno, biciclo[2.2.1]hept-2,5-dieno, 5-etilideno-2-noboroneno, 5-metileno-2-norborneno, 5-vinil-2-norborneno, biciclo[2.2.2]oct-2,5-dieno, 4-vinilciclo-hex-1-eno, biciclo[2.2.2]oct-2,6-dieno, 1,7,7-trimetilbiciclo[2.2.1]hept-2,5-dieno, diciclopentadieno, metiltetra-hidroindeno, 5-alilbiciclo[2.2.1]hept-2-eno e 1,5- ciclooctadieno; dienos aromáticos como 1,4-dialilbenzeno e 4-alil-1H-indeno; e trienos como 2,3-diisopropenilidien-5-norborneno, 2-etilideno-3-isopropilideno-5- norborneno, 2-propenil-2,5-norbornadieno, 1,3,7-octatrieno e 1,4,9-decatrieno. Os dienos não conjugados preferenciais incluem o diciclopentadieno (DCPD), o etilideno norborneno (ENB) e o vinilnorborneno (VNB).
[0051] De preferência, o dieno é um dieno não conjugado. De preferência, o dieno é um dieno não conjugado selecionado do grupo que consiste em DCPD, ENB e VNB.
[0052] Geralmente, os copolímeros de EPDM compreendem de mais ou igual a 30% em peso, ou de mais ou igual a 40% em peso, ou de mais ou igual a 50% em peso a menos ou igual a 80% em peso, ou a menos ou igual a 70% em peso, ou a menos ou igual a 60% em peso de unidades derivadas de etileno; de mais ou igual a 15% em peso, ou de mais ou igual a 20% em peso, ou de mais ou igual a 25% em peso a menos ou igual a 60% em peso, ou a menos ou igual a 55% em peso, ou a menos ou igual a 50% em peso de unidades derivadas de propileno; e de mais de 0% em peso, ou de mais ou igual a 0,1% em peso, ou de mais ou igual a 0,5% em peso a menos ou igual a 10% em peso, ou a menos ou igual a 5% em peso, ou a menos ou igual a 2% em peso de unidades derivadas de um ou mais dienos, por exemplo, dienos conjugados ou não conjugados, com base no peso total do copolímero de EPDM.
[0053] Em uma modalidade preferencial, o copolímero de EPDM tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m ou maior ou igual a 5,1 mN/m ou maior ou igual a 5,2 mN/m, ou maior ou igual a 5,3 mN/m.
[0054] Em uma modalidade, a temperatura de fusão do componente (D) é menor 166 °C.
[0055] Em uma modalidade, a temperatura de transição vítrea (Tg) do componente (D) é menor que 25 °C.
[0056] Em uma modalidade, o componente (D) é reticulado.
[0057] Em uma modalidade, o componente (D) pode ser uma mistura de dois ou mais copolímeros de monômero de etileno-propileno-dieno (EPDM).
[0058] Em uma modalidade, o componente (D), isto é, o copolímero de EPDM, está presente em uma quantidade de 0% em volume, ou de mais de 0% em volume, ou de mais ou igual a 30% em volume, ou de mais ou igual a 35% em volume, ou de mais ou igual a 40% em volume a menos ou igual a 50% em volume, ou menos ou igual a 49% em volume, ou menos ou igual a 48% em volume, ou menos ou igual a 45% em volume, ou menos ou igual a 42% em volume, com base no volume total do compósito.
Carga condutora
[0059] Em uma modalidade, uma carga condutora é dispersa em apenas um dos componentes do compósito polimérico de fase ternária, isto é, apenas um dos componentes (A), (B), (C) e (D). De preferência, a carga condutora está dispersa no componente (A).
[0060] Em uma modalidade, a carga condutora é seletivamente dispersa no único componente do composto polimérico de fase ternária. Ou seja, em uma modalidade, a carga condutora é proposital e intencionalmente pré-misturada com apenas um componente do compósito polimérico de fase ternária, de modo a ser dispersa apenas nesse componente na composição final.
[0061] Em uma modalidade, os componentes (A), (B), (C) e (D), nos quais a carga condutora não é dispersa, são essencialmente isentos de carga condutora. Por exemplo, se a carga condutora estiver dispersa no componente (A), os dois componentes restantes selecionados dos componentes (B), (C) e (D) são essencialmente isentos de carga condutora. Como aqui utilizado, "essencialmente isento de carga condutora" significa que os componentes diferentes do componente que compreende a carga condutora compreendem, cada um, menos ou igual a 0,5% em volume, ou menos ou igual a 0,25% em volume, ou menos ou igual a 0,1% em volume, ou menos ou igual a 0,05% em volume da carga condutora, com base no volume total do componente.
[0062] A carga condutora pode ser um negro de carbono convencional comumente usado em blindagens semicondutoras. Outras cargas condutoras úteis na presente revelação incluem fulerenos de carbono (de preferência, nanotubos de carbono), grafite, grafeno, outras partículas metálicas e polímeros condutores, por exemplo, poliacetileno, poliapfenileno, polipirrol, politiofeno e polianilina. De preferência, a carga condutora é selecionada do grupo que consiste em negro de carbono, nanotubos de carbono, grafite, grafeno e combinações dos mesmos. Com mais preferência, a carga condutora é negro de carbono.
[0063] Negros de carbono representativos úteis na presente revelação podem ter um tamanho médio de partícula de mais de 0 a menos igual a 100 nanômetros (nm), de preferência, a menos ou igual a 50 nm. Em uma modalidade, os negros de carbono úteis na presente revelação têm uma área superficial (BET) de mais ou igual a 700 m2/g a menos ou igual a 1250 m2/g, ou de mais ou igual a 700 m2/g a menos ou igual a 900 m2/g. Em uma modalidade, os negros de carbono úteis na presente revelação têm uma absorção de óleo (ftalato de dibutila ou DBP) de mais ou igual a 200 ml/100 g a menos ou igual a 600 ml/100 g, ou de mais ou igual a 300 ml/100 g a menos ou igual a 500 ml/100 g.
[0064] Em uma modalidade, o AKZO Ketjenblack EC300J é um negro de carbono adequado para uso na presente revelação com um tamanho de partícula de cerca de 35 nm ou menos, uma área superficial (BET) de cerca de 750 a 850 m2/g, e uma absorção de óleo de cerca de 300 a 400 ml/100 g.
[0065] Em uma modalidade, a carga condutora está presente no compósito de polímero ternário em uma quantidade de mais de 0% em volume, ou de mais ou igual a 0,25% em volume, ou de mais ou igual a 0,5% em volume, ou de mais ou igual a 1% em volume, ou de mais ou igual a 1,5% em volume, ou de mais ou igual a 2% em volume, ou de mais ou igual a 3% em volume, ou de mais ou igual a 5% em volume, ou de mais ou igual a 10% em volume a menos ou igual a 30% em volume, ou menos ou igual a 20% em volume, ou menos ou igual a 15% em volume, ou menos ou igual a 12% em volume, com base no volume total do compósito.
Composição
[0066] A revelação fornece uma composição que compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual para 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0,0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) superior a 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente A e pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
[0067] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (C); ou componentes (A), (B) e (D); ou componentes (A), (C) e (D). Em uma modalidade, o compósito polimérico de fase ternária compreende uma carga condutora dispersa no componente (A).
[0068] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (C), em que a carga condutora é dispersa no componente (A).
[0069] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (C), em que a carga condutora é dispersa no Componente (B).
[0070] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (C), em que a carga condutora é dispersa no componente (C).
[0071] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende componentes (A), (B) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (A).
[0072] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (B).
[0073] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes (A), (B) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (D).
[0074] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende componentes (A), (C) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (A).
[0075] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende componentes (A), (C) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (C).
[0076] Em uma modalidade, a composição compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende componentes (A), (C) e (D), em que a carga condutora é dispersa no componente (D).
[0077] Em uma modalidade, a composição compreende os componentes (A), (B) e (C), em que o componente (B) é um homopolímero de polietileno ou um homopolímero de polietileno enxertado com silano. Em uma modalidade, a composição compreende os componentes (A), (B) e (D), em que o componente (B) é um homopolímero de polietileno ou um homopolímero de polietileno funcionalizado com silano.
[0078] Em uma modalidade, a revelação fornece uma composição que compreende um composto polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 mN/m a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0,0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno- dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente A e os pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D), e o compósito polimérico de fase ternária é um compósito multifásico, ou seja, cada um dos três componentes do polímero está presente em sua própria fase.
[0079] Em uma modalidade, a composição inclui um ou mais aditivos. Esses aditivos podem ser adicionados à composição antes, durante e/ou após o processamento. A quantidade de aditivo está normalmente na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 3% em peso com base no peso total da composição. Os aditivos úteis incluem antioxidantes adicionais, agentes de reticulação incluindo peróxidos orgânicos, reforçadores de cura, coagentes, retardadores de combustão e silanos.
[0080] Em uma modalidade, a composição tem uma condutividade definida como o log da resistividade volumétrica em ohm-cm versus a carga condutora percentual (% em volume) de menos de 9, ou menos de 7 ou menos de 5 ou menos de 4 ou menos de 3.
[0081] Em uma modalidade, a composição não exibe quebra à temperatura ambiente.
[0082] Em uma modalidade, a composição inclui pelo menos um componente reticulado, isto é, pelo menos um dentre o componente (B), componente (C) e componente (D) está presente na composição e é reticulado. Método de formação da composição
[0083] Em uma modalidade, a revelação fornece um método de formação de uma composição que compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0,0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente A e pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
[0084] Em uma modalidade, o componente (A) e os pelo menos dois polímeros adicionais são misturados por fusão juntamente com o material de carga condutora. Particularmente, em uma modalidade, o método compreende a mistura em fusão de (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 mN/m a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0,0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno- dieno em conjunto com uma carga condutora.
[0085] De preferência, a carga condutora é misturada por fusão com um dentre (A), (B), (C) e (D) para formar um lote principal. O lote principal é então fundido com os dois componentes restantes de (A), (B), (C) e (D). Em uma modalidade, a carga condutora é misturada por fusão com (A) para formar um lote principal. O lote principal é então misturado por fusão com: (i) (B) e um dentre (C) ou (D), ou (ii) (C) e um dentre (B) ou (D).
[0086] Em uma modalidade, a carga condutora está presente no lote principal em uma quantidade de mais ou igual a 10% em peso, ou de mais ou igual a 15% em peso, ou de mais ou igual a 20% em peso, ou de mais ou igual a 25% em peso, ou de mais ou igual a 30% em peso a menos ou igual a 50% em peso, ou a menos ou igual a 40% em peso, ou a menos ou igual a 35% em peso.
[0087] Opcionalmente, aditivos adicionais podem ser adicionados antes, durante ou depois da mistura por fusão.
Cabo
[0088] A presente revelação também fornece um cabo, como um cabo de alimentação, que compreende uma camada (por exemplo, camada semicondutora) que compreende uma composição compósita como aqui descrito.
[0089] Em uma modalidade, a presente revelação fornece um cabo, como um cabo de alimentação, que compreende um condutor e uma camada semicondutora que cobre pelo menos uma porção do condutor, sendo que a camada semicondutora compreende uma composição compósita como aqui descrito. De preferência, o cabo compreende um condutor, uma camada semicondutora interna que cobre pelo menos uma porção do condutor, uma camada isolante que cobre pelo menos uma porção da camada semicondutora interna, e uma camada semicondutora externa que cobre pelo menos uma porção da camada isolante, em que pelo menos uma das camadas semicondutoras interna e externa compreende uma composição compósita como aqui descrito.
[0090] Em uma modalidade, a camada semicondutora interna e/ou externa compreende um compósito polimérico de fase ternária que compreende os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 milinewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo que consiste em: (B) pelo menos um polímero não polar que tem um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0,0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado que tem um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e uma carga condutora dispersa em apenas um dentre o componente A e pelo menos dois polímeros adicionais, em que (i) um primeiro polímero dentre os pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
[0091] Em uma modalidade, a presente revelação fornece um método de condução de eletricidade, sendo que o método compreende a aplicação de tensão através de um cabo, como aqui revelado.
Definições
[0092] Salvo indicação em contrário, todos os métodos de teste são atuais a partir da data de apresentação desta revelação.
[0093] O termo "composição”, conforme usado no presente documento, inclui uma mistura de materiais que compreende a composição, assim como produtos de reação e produtos de decomposição formados a partir dos materiais da composição.
[0094] O termo "polímero", conforme aqui usado, se refere a um composto polimérico preparado por polimerização de monômeros, sejam eles de um mesmo tipo ou de tipos diferentes. O termo genérico “polímero” abrange, desse modo, o termo homopolímero (utilizado para se referir a polímeros preparados a partir de apenas um tipo de monômero, com o entendimento de que quantidades vestigiais de impurezas podem ser incorporadas à estrutura polimérica), e o termo interpolímero como definido a seguir. Quantidades vestigiais de impurezas, por exemplo, resíduos de catalisador, podem ser incorporadas ao polímero e/ou dentro do polímero. O termo “copolímero”, conforme usado no presente documento, se refere a polímeros preparados pela polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros. O termo genérico copolímero inclui, assim, bipolímeros (empregados com referência a polímeros preparados a partir de dois tipos de monômeros diferentes) e polímeros preparados a partir de mais de dois tipos diferentes de monômeros.
[0095] Os termos “compreender”, “incluir”, “ter”, e seus derivados, não têm a intenção de excluir a presença de quaisquer componentes, etapa ou procedimento adicionais, caso os mesmos sejam especificamente revelados ou não. A fim de evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas com o uso do termo “compreender” podem incluir quaisquer aditivos, adjuvante ou composto adicionais, polimérico ou não, salvo quando declarado o contrário. Em contraste, o termo “consistir essencialmente em” exclui do escopo de qualquer citação subsequente quaisquer outros componentes, etapa ou procedimento, exceto aqueles que não são essenciais à operabilidade. O termo “consistir em” exclui quaisquer componentes, etapa ou procedimento não listados especificamente. O termo "ou", salvo indicação em contrário, se refere aos membros listados individualmente assim como em qualquer combinação. O uso do singular inclui o uso do plural e vice-versa.
Métodos de teste
[0096] Medições de baixa resistência (<108 Ohm (Q)): As medições de baixa resistência são realizadas com uso de um multímetro digital da série Integra Keithley 2700 com sonda de 20 pontos. Pelo menos duas amostras (101,6 mm de comprimento por 50,8 mm de largura por 1,9 mm de espessura) são testadas para cada formulação. As resistências elétricas dos compósitos poliméricos são obtidas a partir de amostras moldadas por compressão. A tinta prateada (prata condutora n° 4817N) é aplicada para minimizar a resistência de contato entre as amostras e os eletrodos.
[0097] Medições de Alta Resistência (>108 Q): Medições de alta resistência são realizadas com uso de um medidor de alta resistência do eletrômetro modelo Keithley 6517B e câmara de teste de resistividade Modelo 8009 com amostras circulares de 76,2 mm de diâmetro e 1,9 mm de espessura.
Resistividade volumétrica:
[0098] Fragilidade: A fragilidade dos compósitos é testada ao dobrar uma amostra retangular de 25,4 mm de largura e 203,2 mm de comprimento sob carga até que as extremidades se encontrem.
Experimentos
[0099] Os polímeros, composições e processos desta revelação, e a sua utilização, são descritos mais completamente pelos exemplos a seguir. Os exemplos a seguir são fornecidos com a finalidade de ilustrar a revelação, e não devem ser interpretados como limitantes do escopo da invenção.
Materiais
[0100] PP: homopolímero de polipropileno (MFR (I2,16) a 230 °C = 1,8 g/10 min; densidade = 0,935 g/cm3)
[0101] PMMA: poli(metacrilato de metila) (MFR (I2,16) a 230 °C = 12,1 g/10 min; densidade = 1,180 g/cm3)
[0102] EAA-CB: lote principal de ácido atilacrílico/negro de carbono
[0103] EAA: ácido etil acrílico (MFR (I2,16) a 230 °C = 8,5 g/10 min; densidade = 0,938 g/cm3)
[0104] Si-LDPE: copolímero de etileno-viniltrimetoxissilano (MFR (I2,16) a 230 °C = 1,5 g/10 min; densidade = 0,920 g/cm3)
[0105] EPDM: borracha monomérica de etileno-propileno-dieno; uma borracha de hidrocarboneto que é semicristalina com um nível de dieno de 0,9% em peso, com base no peso do EPDM (viscosidade de Mooney a 125 °C = 18)
[0106] LDPE: polietileno de baixa densidade (MFR (I2,16) a 230 °C = 2,3 g/10 min; densidade = 0,920 g/cm3)
[0107] EVA: acetato de etileno-vinila (MFR (I2,16) a 230 °C = 3,0 g/10 min; densidade = 0,956 g/cm3)
[0108] EEA: acrilato de etileno-etila (MFR (I2,16) a 230 °C = 20 g/10 min; densidade = 0,930 g/cm3)
[0109] EEA-CB: lote principal de etileno-acetato de vinila/negro de carbono
[0110] Os dados de energia superficial para os polímeros listados acima são fornecidos na Tabela 1, abaixo. Tabela 1: Dados de energia superficial
Figure img0001
* D.W. van Krevelen e Klaas te Nijenhuis, Properties of Polymers: Their Correlation with Chemical Structure; Their Numerical Estimation and Prediction from Additive Group Contributions, p. 240 (4ª ed. Revisada em 2009)
[0111] Os Exemplos Comparativos 1 a 6 são preparados tendo as formulações como apresentadas na Tabela 2, abaixo. Os compósitos comparativos PP/PMMA/(EAA-CB) são preparados de maneira semelhante aos métodos conhecidos da técnica anterior e são utilizados para mostrar a fragilidade dos sistemas da técnica anterior. O negro de carbono condutor (CB) é pré-misturado dentro da fase de polímero da EAA para formar o lote principal de EAA-CB com um conteúdo de CB de 9,3% em volume com base no volume total do lote principal. O lote principal é preparado por mistura por fusão com uso de um pré- misturador BW Brabender CW de 250 cm3. O polímero de EAA e o CB são colocados diretamente na taça de mistura do pré-misturador e misturados a 60 rpm durante 10 minutos a 130 °C. O lote principal de EAA-CB é combinado com os outros dois polímeros no pré-misturador em lote e misturado a 190 °C a 60 rpm durante 5 minutos. As amostras são então removidas. Os compósitos são então moldados por compressão em placas de 20,32 centímetros por 20,32 centímetros por 1,90 centímetros (8 polegadas por 8 polegadas por 0,075 polegadas). Os compósitos poliméricos são moldados por compressão a 135 °C e 3,45 MPa durante 5 minutos. Após 5 minutos, a pressão é aumentada para 17 MPa seguida por recozimento térmico a 190 °C durante 30 minutos. As amostras são então resfriadas até 30 °C e removidas da prensa.
[0112] Os Exemplos Comparativos 7 a 10 são preparados tendo as formulações como apresentadas na Tabela 1, abaixo, com uso de um método semelhante ao utilizado para produzir os Exemplos Comparativos 1 a 6. O lote principal de EAA- CB é preparado como descrito para os exemplos comparativos 1 a 6 e depois misturado com EEA para preparar as composições de fase única. O lote principal EAA-CB e EEA são misturados por fusão a 135 °C e 40 rpm durante 5 minutos. As amostras são então removidas. Os compósitos são moldados por compressão em placas de 20,32 centímetros por 20,32 centímetros por 1,90 centímetros (8 polegadas por 8 polegadas por 0,075 polegadas). Os compósitos poliméricos são moldados por compressão a 135 °C e 3,45 MPa durante 5 minutos. Após 5 minutos, a pressão é aumentada para 17 MPa, seguida de recozimento térmico a 135 °C durante 15 minutos. As amostras são então resfriadas até 30 °C e removidas da prensa.
[0113] Os Exemplos Inventivos 1 a 16 são preparados tendo as formulações como apresentadas na Tabela 1, abaixo. Para os exemplos da invenção, o negro de carbono condutor é pré-misturado com a fase de polímero de EEA para formar o lote principal de EEA-CB com um teor de CB de 20% em volume, com base no volume total do lote principal. O lote principal é preparado por mistura por fusão com uso de um pré-misturador BW Brabender CW de 250 cm3. O EEA e o CB são carregados diretamente à taça de mistura do pré-misturador e misturados a 60 rpm durante 10 minutos a 130 °C. A mistura principal é combinada com os outros dois polímeros no pré-misturador de lotes e misturada a 135 °C a 40 rpm durante 5 minutos. As amostras são então removidas. Os compósitos são então moldados por compressão em placas de 20,32 centímetros por 20,32 centímetros por 1,90 centímetros (8 polegadas por 8 polegadas por 0,075 polegadas). Os compósitos poliméricos são moldados por compressão a 135 °C e 3,45 MPa durante 5 minutos. Após 5 minutos, a pressão é aumentada para 17 MPa, seguida de recozimento térmico a 135 °C durante 15 minutos. As amostras são então resfriadas até 30 °C e removidas da prensa. Tabela 2: Formulações de exemplos comparativos e inventivos
Figure img0002
[0114] Os resultados para os compósitos (Exemplos Comparativos e Exemplos Inventivos) são mostrados na Tabela 3. Ao contrário dos Exemplos Comparativos 1 a 6 (lote principal de PP+PMMA+EAA-CB), os Exemplos Inventivos exibem um limiar de percolação reduzido e alcançaram a condutividade na menor carga de CB. O limiar de percolação reduzido é particularmente visível na FIG. 1. Os Exemplos Inventivos e Exemplos Comparativos 7 a 10 são observados para rupturas e fissuras quando colocados sob carga. Os resultados mostram que os Exemplos Inventivos são melhorados em relação aos sistemas poliméricos individuais da técnica anterior. Particularmente, os Exemplos Inventivos são melhorados em relação a tais sistemas da técnica anterior em termos de sistemas poliméricos que têm uma temperatura de transição vítrea e de fusão mais baixa resultando num sistema mais dúctil/flexível menos susceptível em comparação com o sistema PP/PMMA que tem temperaturas de ponto de fusão e de transição vítrea que estão acima dos limites do processo e resultam em material muito quebradiço, não adequado para muitas aplicações. Tabela 3: Propriedades de composição
Figure img0003

Claims (10)

1. Composição, caracterizada pelo fato de compreender: - um compósito polimérico de fase ternária compreendendo os componentes: (A) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado tendo um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 miliNewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo consistindo de: (B) pelo menos um polímero não polar tendo um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo consistindo de homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (C) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado tendo um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (D) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e - uma carga condutora dispersa em apenas no componente (A), sendo que (i) um primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o componente (A) ser selecionado do grupo consistindo de acrilato de etileno-etila, acrilato de etileno-metila, acrilato de etileno-butila e combinações dos mesmos.
3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de a carga condutora ser selecionada do grupo consistindo de negro de carbono, nanotubos de carbono, grafite, grafeno e combinações dos mesmos.
4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de o compósito de polímero de fase ternária compreender: a) Componentes (A), (B) e (C); ou b) Componentes (A), (C) e (D); ou c) Componentes (A), (B) e (D).
5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o componente (B) estar presente e ser selecionado do grupo consistindo de um homopolímero de polietileno e um homopolímero de polietileno funcionalizado com silano.
6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de o componente (A) estar presente em uma quantidade de mais de 0% em volume a menos ou igual a 40% em volume, com base no volume total do compósito, e a) o componente B estar presente em uma quantidade de mais que 0% em volume a menos ou igual a 50% em volume, com base no volume total do compósito, ou b) o componente C estar presente em uma quantidade de mais de 0% em volume a menos ou igual a 50% em volume, com base no volume total do compósito, ou c) o componente D estar presente em uma quantidade de mais de 0% em volume a menos ou igual a 50% em volume, com base no volume total do compósito.
7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de o compósito de polímero de fase ternária compreender: a) componentes (A), (B) e (C), sendo que o componente (A) é selecionado do grupo consistindo de acrilato de etileno-etila, acrilato de etileno-metila, acrilato de etileno-butila e combinações dos mesmos, e sendo que o componente (B) é selecionado do grupo consistindo de um homopolímero de polietileno e homopolímero de polietileno funcionalizado com silano, e sendo que o componente (C) é um acetato de etileno-vinila tendo um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; ou b) componentes (A), (C) e (D), sendo que o componente (A) é selecionado do grupo consistindo de acrilato de etileno-etila, acrilato de etileno-metila, acrilato de etileno-butila e combinações dos mesmos, e sendo que o componente (D) é um terpolímero de EPDM; ou c) componentes (A), (B) e (D), sendo que o componente (A) é selecionado do grupo consistindo de acrilato de etileno-etila, acrilato de etileno-metila, acrilato de etileno-butila e combinações dos mesmos, e sendo que o componente (B) é selecionado do grupo consistindo de um homopolímero de polietileno e homopolímero de polietileno funcionalizado com silano, e sendo que o componente (D) é um terpolímero de EPDM.
8. Cabo, caracterizado pelo fato de compreender uma camada semicondutora compreendendo a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 7.
9. Cabo, caracterizado pelo fato de compreender: (A) um condutor; (B) uma camada semicondutora interna cobrindo pelo menos uma porção do condutor; (C) uma camada de isolamento cobrindo pelo menos uma porção da camada semicondutora interna; e (D) uma camada semicondutora externa cobrindo pelo menos uma porção da camada de isolamento; sendo que pelo menos uma das camadas semicondutoras interna e externa compreende um compósito polimérico de fase ternária compreendendo os componentes: (E) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado tendo um componente polar da tensão superficial (YP) de menos ou igual a 5 miliNewtons por metro (mN/m) a mais ou igual a 1 mN/m; pelo menos dois polímeros adicionais selecionados do grupo consistindo de: (F) pelo menos um polímero não polar tendo um componente polar da tensão superficial (YP) de mais ou igual a 0 mN/m a menos de 1 mN/m e selecionado do grupo consistindo de homopolímeros de polietileno, homopolímeros de polietileno funcionalizados com silano, copolímeros de etileno/alfa-olefina e copolímeros de etileno/alfa-olefina funcionalizados com silano; (G) pelo menos um copolímero de etileno com um éster insaturado tendo um componente polar da tensão superficial (YP) maior que 5 mN/m; e (H) pelo menos um copolímero monomérico de etileno-propileno-dieno; e - uma carga condutora dispersa em apenas no componente (A), sendo que (i) um primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) e um segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) ou (D), ou (ii) o primeiro polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (C) e o segundo polímero dos pelo menos dois polímeros adicionais é selecionado de (B) ou (D).
10. Método de condução de eletricidade, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender aplicar uma tensão ao longo do cabo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 8 e 9.
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