BR112019026999A2

BR112019026999A2 - composição polimérica reticulável por umidade, e, artigo

Info

Publication number: BR112019026999A2
Application number: BR112019026999-1A
Authority: BR
Inventors: Bharat I. Chaudhary; Chieh Ying Heah; Kenneth Hin-Leong Ong; Manish Talreja; Yichi ZHANG; Santosh S. Bawiskar; Peter C. Dreux; Manish K. Mundra; Abhijit Ghosh-Dastidar; Rajen M. Patel; Kalyan Sehanobish
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2020-06-30
Also published as: RU2020100898A3; WO2019005439A1; CN110770853A; RU2020100898A; US11299616B2; MX2019015063A; JP7335820B2; CA3069289A1; EP3646349A1; US20200207972A1; KR20200023374A; KR102614807B1; JP2020525572A

Abstract

A presente invenção refere-se a artigos produzidos a partir de uma composição polimérica curável por umidade que compreendem em porcentagem em peso com base no peso da composição: (A) 10 a 99,99% em peso de um polímero etilênico não polar enxertado com funcionalidade de silano (Si-g-npPE), sendo que o npPE tem as seguintes propriedades antes da enxertia: (1) um teor de vinila de 0,2 a 0,7 por 1.000 átomos de carbono, (2) um índice de fusão de 1,5 a 7,0 dg/min, (3) densidade de 0,913 a 0,965 g/cm3, e (4) uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) igual ou inferior a 8; (B) 0,01 a 20% em peso de um catalisador de condensação de silanol; e (C) de 0 a 70% em peso de um retardante de chama halogenado; exibir um ou mais dos desejáveis (a) eficiência de enxerto de silano; (b) desempenho de fluência a quente como revestimento/isolamento de cabo após reticulação de umidade; (c) resistência dielétrica retida após o impacto não direto como uma construção de cabo reticulado por umidade; e (d) resistência ao esmagamento como uma construção de cabo reticulado à umidade.

Description

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COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA RETICULÁVEL POR UMIDADE CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a construções de fios e cabos, particularmente, bainhas de isolamento e camisas de proteção de fios e cabos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Copolímeros de etileno-silano (em combinação com catalisadores de condensação de silanol apropriados) são amplamente empregados para fazer as camadas de isolamento/revestimento de construções de cabos de baixa tensão (por processos de extrusão). Esses copolímeros podem ser produzidos por copolimerização de etileno com alcoxissilanos adequados em um reator (para produzir "copolímeros de etileno-silano de reator", como SI-LINK™ AC DFDB-5451 NT) ou por enxerto pós-reator de alcoxissilanos em polímeros etilênicos. Os copolímeros de etileno-silano produzidos pela última abordagem são chamados de "polímeros etilênicos enxertados com silano" e podem ser classificados como um dos dois tipos a seguir:

[003] 1. Processo SIOPLASTM (realizado em uma etapa separada antes do uso no processo de extrusão de cabos); ou

[004] 2. Processo MONOSILTM (feito in situ durante o processo de fabricação do cabo - em uma etapa mistura por fusão, reação e extrusão de composições de polímeros etilênicos contendo peróxido, silano e catalisador).

[005] Após a extrusão, os cabos são condicionados em condições úmidas para efetuar a reticulação das camadas de polímero (para produzir valores de fluência a quente adequadamente baixos, medidos a 150 °C ou 200 °C). Toda a construção do cabo precisa demonstrar propriedades de resistência ao abuso suficientemente altas (em particular, resistência ao esmagamento e resistência dielétrica retida após o impacto não direto). Esses requisitos de desempenho podem ser particularmente desafiadores quando as

2 / 50 composições contêm cargas, como altas cargas de aditivos retardantes de chama.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] Em uma modalidade, a invenção é uma composição polimérica reticulável por umidade que compreende em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição:

[007] (A) 10 a 99,99% em peso de um polímero etilênico não polar (npPE) enxertado com a funcionalidade silano (Si-g-npPE), sendo que o npPE tem as seguintes propriedades antes da enxertia: (1) um teor de vinila de 0,2 a 0,7 por 1.000 átomos de carbono, (2) um índice de fusão (MI ou I2) de 1,5 a 7,0 decigramas por minuto (dg/min), (3) uma densidade de 0,913 a 0,965 gramas por centímetro cúbico (g/cm3), e (4) uma distribuição de peso molecular (MWD ou Mw/Mn) igual ou inferior a (≤) 8; (B) 0,01 a 20% em peso de um catalisador de condensação de silanol; e (C) 0 a 70% em peso de um aditivo retardante de chama.

[008] Em uma modalidade, o polímero etilênico não polar é produzido por um processo catalisado, isto é, um processo que emprega um catalisador, em oposição a um processo não catalisado, por exemplo, polietileno de baixa densidade (LDPE) produzido por um processo de alta pressão. Em uma modalidade, a composição polimérica reticulável por umidade é termoplástica. Em uma modalidade, a composição polimérica reticulável por umidade compreende ainda um aditivo retardante de chama. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é um retardante de chama orgânico. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é um retardante

3 / 50 de chama inorgânico. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é não halogenado ou livre de halogênio.

[009] Em uma modalidade, a invenção é uma composição polimérica reticulável por umidade que compreende em porcentagem em peso com base no peso da composição: (A) 4,00 a 99,67% em peso de um polímero etilênico não polar (npPE) com: (1) um teor de vinila de 0,2 a 0,7 por 1.000 átomos de carbono, (2) um I2 de 1,5 a 7,0 dg/min, (3) densidade de 0,913 a 0,965 g/cm3, e (4) MWD de igual a ou menor do que (≤) 8; (B) de 0,3 a 5% em peso de um composto que contém silano enxertável, por exemplo, um alcoxissilano; (C) de 0,01 a 20% em peso de um catalisador de condensação de silanol; (D) de 0,02 a 1,0% em peso de iniciador de peróxido; e (E) 0 a 70% em peso de um aditivo retardante de chama.

[0010] Em uma modalidade, o polímero etilênico não polar é produzido por um processo catalisado, em oposição a um processo não catalisado, por exemplo, LDPE produzido por um processo de alta pressão. Em uma modalidade, a composição polimérica reticulável por umidade é termoplástica. Em uma modalidade, a composição polimérica reticulável por umidade compreende ainda um aditivo retardante de chama. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é um retardante de chama orgânico. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é um retardante de chama inorgânico. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama é não halogenado ou livre de halogênio.

[0011] Em uma modalidade, a invenção é um fio ou cabo que

4 / 50 compreende um revestimento produzido a partir de uma composição de uma das modalidades descritas acima. Em uma modalidade, o revestimento é uma bainha de isolamento e/ou uma camisa externa de proteção. Em uma modalidade, o fio ou cabo que compreende um revestimento produzido a partir de uma das composições das modalidades descritas acima exibe uma quebra de corrente alternada (ACBD) retida após o impacto não direto maior ou igual a (≥) 2%, ou ≥ 5%, ou ≥ 10%, ou ≥ 15%, ou ≥ 20%, ou ≥ 25%, ou ≥ 30%, ou ≥ 35%, ou ≥ 40%, ou ≥ 45%, ou ≥ 50%, ou ≥ 55%.

[0012] As composições desta invenção exibem melhorias surpreendentes em uma ou mais das seguintes propriedades: (a) eficiência de enxerto de silano; (b) desempenho de fluência a quente do revestimento/isolamento do cabo após a reticulação da umidade; (c) resistência dielétrica retida após o impacto não direto da construção de cabos reticulados por umidade; e (d) resistência ao esmagamento da construção de cabos reticulados à umidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO DEFINIÇÕES

[0013] Qualquer referência à Tabela Periódica de Elementos é conforme publicado pela CRC Press, Inc., 1990 a 1991. É feita referência a um grupo de elementos nessa tabela pela nova notação para numeração de grupos.

[0014] Para efeito da prática de patente dos Estados Unidos, os conteúdos de qualquer patente, pedido ou publicação de patente referenciada são incorporados a título de referência em sua totalidade (ou a versão U.S. equivalente é, então, incorporada a título de referência) especialmente com relação à divulgação das definições (desde que não inconsistente com quaisquer definições fornecidas especificamente na presente divulgação) e ao conhecimento geral na técnica.

[0015] As faixas numéricas divulgadas no presente documento

5 / 50 incluem todos os valores, incluindo do valor mais baixo até o mais alto. Para faixas contendo valores explícitos (por exemplo, uma faixa de 1, ou 2, ou 3 a 5, ou 6, ou 7) qualquer subfaixa entre quaisquer dois valores explícitos está incluída (por exemplo, a faixa 1 a 7 acima inclui subfaixas 1 a 2; 2 a 6; 5 a 7; 3 a 7; 5 a 6; etc.).

[0016] A menos que declarado em contrário, implícito a partir do contexto ou habitual na técnica, todas as partes e porcentagens são baseadas em peso e todos os métodos de teste são atuais quanto à data de depósito desta divulgação.

[0017] Os termos “que compreende”, “que inclui”, “que tem”, e seus derivados, não são destinados a excluir a presença de qualquer componente, etapa ou procedimento adicional, independentemente, de o mesmo ser especificamente divulgado ou não. A fim de evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas através do uso do termo “que compreende" podem incluir qualquer aditivo, adjuvante ou composto adicional, seja polimérico ou não, a menos que seja declarado o contrário. Em contrapartida, o termo “que consiste essencialmente em” exclui qualquer outro componente do escopo de qualquer citação, etapa ou procedimento subsequente, exceto aqueles que não sejam essenciais à operabilidade. O termo “que consiste em” exclui qualquer componente, etapa ou procedimento que não esteja especificamente delineado ou listado. O termo “ou”, a menos que declarado em contrário, se refere aos elementos listados individualmente, bem como em qualquer combinação. O uso do singular inclui o uso do plural e vice-versa.

[0018] “Composição" e termos semelhantes significam uma mistura de materiais que compreendem a composição, bem como produtos de reação e produtos de decomposição formados a partir dos materiais da composição.

[0019] “Polímero” e termos semelhantes significam um composto macromolecular preparado reagindo-se (isto é, polimerizando-se) monômeros, sejam do mesmo tipo ou de tipos diferentes. "Polímero" inclui

6 / 50 homopolímeros e interpolímeros. Quantidades vestigiais de impurezas, por exemplo, resíduos de catalisador, podem estar incorporadas ao polímero e/ou dentro do mesmo. O termo também abrange todas as formas de copolímero, por exemplo, aleatório, em bloco, etc. Embora um polímero seja muitas vezes mencionado como sendo “produzido a partir de" um ou mais monômeros especificados, “com base em" um monômero especificado ou tipo de monômero, “que contém" um teor de monômero especificado, ou similares, nesse contexto, o termo “monômero" é entendido em referência ao remanescente polimerizado do monômero especificado e não às espécies não polimerizadas. Em geral, os polímeros são mencionados como sendo baseados em “unidades" que são a forma polimerizada de um monômero correspondente.

[0020] “Interpolímero” significa um polímero preparado pela polimerização de pelo menos dois monômeros diferentes. Esse termo genérico inclui copolímeros, empregado normalmente para se referir a polímeros preparados a partir de diferentes monômeros e preparados a partir de mais de dois monômeros diferentes, por exemplo, terpolímeros, tetrapolímeros etc.

[0021] “Polímero etilênico”, “polímero à base de etileno”, “polímero de etileno”, “polietileno" e termos semelhantes significam um polímero que contém 50 por cento ou mais em peso (% em peso), ou uma quantidade majoritária de etileno polimerizado com base no peso do polímero e, opcionalmente, pode compreender um ou mais comonômeros. O termo genérico "polímero à base de etileno" inclui, desse modo, o homopolímero de etileno e o interpolímero de etileno. Esses termos não incluem um polímero etilênico com funcionalidade polar diferente de um grupo silano. Um comonômero adequado é uma alfa-olefina. Os termos "polímero à base de etileno" e "polietileno" são usados de forma intercambiável. Exemplos não limitantes de polímero à base de etileno (polietileno) incluem polietileno de baixa densidade (LDPE) e polietileno linear. Exemplos não limitantes de

7 / 50 polietileno linear incluem polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de densidade ultrabaixa (ULDPE), polietileno de densidade muito baixa (VLDPE), copolímero à base de etileno de múltiplos componentes (EPE), copolímeros de múltiplos blocos de etileno/α-olefina (também conhecidos como copolímero de bloco de olefina (OBC)), polietileno de baixa densidade linear catalisado de local único (m-LLDPE), plastômeros/elastômeros substancialmente lineares ou lineares, polietileno de densidade média (MDPE) e polietileno de alta densidade (HDPE).

[0022] Um "polímero de etileno/α-olefina" é um polímero que contém uma quantidade majoritária de etileno polimerizado, com base no peso do polímero, e um ou mais comonômeros de α-olefina.

[0023] “Plastômeros/elastômeros de etileno" são copolímeros de etileno/α-olefina substancialmente lineares ou lineares que contêm distribuição de ramificação de cadeia curta homogênea que compreende unidades derivadas de etileno e unidades derivadas de pelo menos um comonômero de C3–C10 α-olefina. Os plastômeros/elastômeros de etileno têm uma densidade de 0,870 g/cm3 a 0,917 g/cm3. Exemplos não limitantes de plastômeros/elastômeros de etileno incluem plastômeros e elastômeros AFFINITY™ (disponíveis junto à The Dow Chemical Company), Plastômeros EXACT™ (disponíveis junto à ExxonMobil Chemical), Tafmer™ (disponível junto à Mitsui), Nexlene™ (disponível junto à SK Chemicals Co.) e Lucene™ (disponível junto à LG Chem Ltd.).

[0024] “O polietileno de alta densidade" (ou "HDPE") é um homopolímero de etileno ou um copolímero de etileno/α-olefina com pelo menos um comonômero de C4–C10 α-olefina, ou comonômero de C4–C8 α- olefina e uma densidade de 0,940 g/cm3, ou 0,945 g/cm3, ou 0,950 g/cm3, 0,953 g/cm3 a 0,955 g/cm3, ou 0,960 g/cm3, ou 0,965 g/cm3, ou 0,970 g/cm3, ou 0,975 g/cm3 ou 0,980 g/cm3. O HDPE pode ser um copolímero monomodal ou um copolímero multimodal. Um "copolímero de etileno

8 / 50 monomodal" é um copolímero de etileno/C4–C10 α-olefina que tem um pico distinto em uma cromatografia de permeação em gel (GPC) que mostra a distribuição de peso molecular. Um "copolímero de etileno multimodal" é um copolímero de etileno/C4–C10 α-olefina que tem pelo menos dois picos distintos em um GPC que mostra a distribuição de peso molecular. Multimodal inclui copolímero que tem dois picos (bimodal), bem como copolímero que tem mais de dois picos. Os exemplos não limitantes de HDPE incluem Resinas de Polietileno de Alta Densidade (HDPE) DOW™ (disponíveis junto à The Dow Chemical Company), Resinas de Polietileno Aprimoradas ELITE™ (disponíveis junto à The Dow Chemical Company), Resinas de Polietileno Bimodais CONTINUUM™ (disponíveis junto à The Dow Chemical Company), LUPOLEN™ (disponível junto à LyondellBasell), assim como produtos de HDPE de Borealis, Ineos e ExxonMobil.

[0025] “Polietileno linear de baixa densidade" (ou "LLDPE") é um copolímero de etileno/α-olefina linear que contém distribuição de ramificação de cadeia curta heterogênea que compreende unidades derivadas de etileno e unidades derivadas de pelo menos um comonômero de C3–C10 α-olefina. O LLDPE é distinguido por pouca, se houver, ramificação de cadeia longa, em contraste com o LDPE convencional. O LLDPE tem uma densidade de 0,910 g/cm3 a menos que 0,940 g/cm3.

[0026] O “polietileno de baixa densidade" (ou "LDPE") consiste em homopolímero de etileno ou copolímero de etileno/α-olefina que compreende pelo menos uma C3–C10 α-olefina que tem uma densidade de 0,915 g/cm3 a menos que 0,940 g/cm3 e contém ramificação de cadeia longa com distribuição de peso molecular (MWD) ampla. O LDPE é tipicamente produzido por meio de polimerização de radicais livres em alta pressão (reator tubular ou autoclave com iniciador de radical livre). Os exemplos não limitativos de LDPE incluem MarFlex™ (Chevron Phillips), LUPOLEN™ (LyondellBasell), assim como produtos de LDPE da Borealis, Ineos,

9 / 50 ExxonMobil e outros.

[0027] O “polietileno de alta densidade" (ou “MDPE") é um homopolímero de etileno ou um copolímero de α-olefina/etileno com pelo menos um comonômero de C4-C10 α-olefina, ou comonômero de C4-C8 α- olefina e uma densidade maior que 0,926 g/cm3, ou 0,930 g/cm3, ou 0,935 g/cm3 ou 0,940 g/cm3. O MDPE pode ser um copolímero monomodal ou um copolímero multimodal. Um exemplo não limitativo de MDPE inclui o RESILITY™ XDPDB-3162, disponível junto à The Dow Chemical Company.

[0028] “Copolímero à base de etileno de múltiplos componentes" (ou "EPE") compreende unidades derivadas de etileno e unidades derivadas de pelo menos um comonômero de C3–C10 α-olefina, tal como conforme descrito nas referências de patente USP 6.111.023; USP 5.677.383; e USP 6.984.695. As resinas de EPE têm uma densidade de 0,905 g/cm3 a 0,962 g/cm3. Os exemplos não limitativos de resinas de EPE incluem polietileno aprimorado ELITE™ (disponível junto à The Dow Chemical Company), resinas de tecnologia avançada ELITE AT™ (disponível junto à The Dow Chemical Company), resinas de polietileno (PE) SURPASS™ (disponível junto à Nova Chemicals) e SMART™ (disponível junto à SK Chemicals Co.).

[0029] “Polar”, “polímero polar” e termos semelhantes referem-se a moléculas de polímero com um dipolo permanente, isto é, a molécula de polímero tem uma extremidade positiva e uma extremidade negativa. Em outras palavras, os elétrons de uma molécula polar não são compartilhados igualmente entre os átomos da molécula. Em contrapartida, “não polar”, "polímero não polar" e termos semelhantes referem-se a moléculas de polímero que não têm um dipolo permanente, isto é, o polímero não tem uma extremidade positiva e uma extremidade negativa. Os elétrons em uma molécula não polar são essencialmente compartilhados igualmente entre os átomos da molécula. A maioria dos líquidos e polímeros de hidrocarbonetos

10 / 50 são não polares.

[0030] “Polietileno de densidade ultrabaixa" (ou "ULDPE") e "polietileno de densidade muito baixa" (ou "VLDPE”), cada um, são um copolímero de etileno/α-olefina linear que contém distribuição de ramificação de cadeia curta heterogênea que compreende unidades derivadas de etileno e unidades derivadas de pelo menos um comonômero de C3–C10 α-olefina. O ULDPE e VLDPE têm, cada um, uma densidade de 0,885 g/cm3 a 0,915 g/cm3. Exemplos não limitativos de ULDPE e VLDPE incluem as resinas ATTANE™ ULDPE (The Dow Chemical Company) e as resinas FLEXOMER™ VLDPE (The Dow Chemical Company).

[0031] Um "condutor" é um elemento de formato alongado (fio, cabo, fibra óptica) para transferir energia a qualquer tensão (DC, CA ou transiente). O condutor é, tipicamente, pelo menos um fio de metal ou pelo menos um cabo de metal (tal como alumínio ou cobre), mas pode ser fibra óptica. O condutor pode ser um único cabo ou uma pluralidade de cabos ligados entre si (isto é, um núcleo de cabo ou um núcleo).

[0032] Uma "bainha" é um termo genérico e, quando usado em relação a cabos, inclui coberturas ou camadas de isolamento, camisas de proteção e similares.

[0033] Um “fio” é um único filamento de metal condutor, por exemplo, cobre ou alumínio, ou um único filamento de fibra óptica.

[0034] Um “cabo” é pelo menos um condutor, por exemplo, fio, fibra óptica, etc., dentro de uma camisa ou bainha de proteção. Tipicamente, um cabo é formado por dois ou mais fios ou duas ou mais fibras ópticas unidas em uma camisa ou bainha de proteção comum. Cabos combinados podem conter tanto fios elétricos quanto fibras ópticas. Os fios ou fibras individuais dentro da camisa ou bainha podem estar expostos, cobertos ou isolados. Projetos de cabos típicos são ilustrados nos documentos USP 5.246.783;

6.496.629; e 6.714.707.

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[0035] "Reticulável”, “curável” e termos semelhantes significam que o polímero, antes ou depois de conformado em um artigo, não é curado ou reticulado e não foi submetido ou exposto a tratamento que tenha induzido reticulação substancial, embora o polímero compreenda aditivo (ou aditivos) ou funcionalidade que causará, promoverá ou permitirá uma reticulação substancial após a sujeição ou exposição a tal tratamento (por exemplo, exposição à água).

[0036] “Composição polimérica reticulável por umidade” e termos semelhantes significam uma composição que compreende um polímero que pode ser reticulado após à exposição à umidade ou água sob temperatura apropriada. De preferência, um dos polímeros na composição tem grupos silano hidrolisáveis.

[0037] "Grupo silano hidrolisável" e termos semelhantes significam um grupo silano que reagirá com a água. Esses incluem grupos alcoxissilano em monômeros ou polímeros que podem hidrolisar para produzir grupos silanol, que, por sua vez, podem condensar para reticular os monômeros ou polímeros.

[0038] Um "halogênio" é um elemento do Grupo IUPAC 17 da Tabela Periódica de Elementos, que inclui flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I) e ástato (At).

[0039] “Isento de halogênio" e termos semelhantes indicam que o retardante de chama está sem ou substancialmente sem teor de halogênio, isto é, contém menos do que 2000 mg/kg de halogênio, conforme medido por cromatografia iônica (IC) ou um método analítico similar. O teor de halogênio inferior a essa quantidade é considerado irrelevante para a eficácia do retardante de chama como, por exemplo, em uma cobertura de fio ou cabo.

[0040] "Temperatura ambiente" e termos semelhantes significam 23 °C.

POLÍMERO ETILÊNICO COM GRUPOS SILANO HIDROLISÁVEIS

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[0041] Em uma modalidade, a composição desta invenção compreende um polímero etilênico enxertado com silano. A composição desta invenção não compreende um polímero etilênico produzido a partir da copolimerização de etileno e um composto que contém silano em um reator, por exemplo, vinila trimetoxi-silano.

POLÍMERO ETILÊNICO

[0042] Os polímeros etilênicos não polares usados na prática desta invenção podem ser ramificados, lineares ou substancialmente lineares e podem ser feitos por qualquer processo de polimerização ou copolimerização, por exemplo, solução, fase gasosa, pasta, alta pressão, etc. Representante de polímeros etilênicos ramificados é LDPE, que normalmente é produzido por um processo de fase gasosa de alta pressão e é distinguido por extensa ramificação de cadeia longa. Conforme usado no presente documento, o termo “reator de alta pressão” ou “processo de alta pressão” é qualquer reator ou processo operado a uma pressão de pelo menos 34,47 megaPascal ou mPa (5.000 libras por polegada quadrada (psi)).

[0043] Representante de polímeros etilênicos lineares é o polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), que normalmente é produzido em um processo de baixa pressão e é distinguido por uma ausência de ramificação de cadeia longa. O processo é tipicamente fase gasosa ou de solução, dependendo do monômero copolimerizado com etileno, por exemplo, buteno e hexeno são tipicamente (mas não os únicos monômeros) copolimerizados com etileno em um processo de fase gasosa, enquanto o octeno é tipicamente (mas não o único monômero) copolimerizado com etileno em um processo de fase de solução.

[0044] Representante de polímeros etilênicos substancialmente lineares é o polietileno substancialmente linear (SLEP), que normalmente é produzido em um processo de solução e é distinguido em parte por ter uma espinha dorsal que é substituída por 0,01 a 3 ramificações de cadeia longa por

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1.000 átomos de carbono. Em algumas modalidades, o polímero etilênico pode ter uma estrutura principal que é substituída por 0,01 a 1 ramificação de cadeia longa por 1.000 átomos de carbono, ou de 0,05 a 1 ramificação de cadeia longa por 1.000 átomos de carbono.

[0045] Os polímeros etilênicos usados na prática desta invenção são feitos usando catalisadores de polimerização de olefinas que incluem catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores de cromo e catalisadores moleculares. Ziegler-Natta (Z-N), tal como TiCl4/MgCl2, e catalisadores de Cromo, tal como óxido de cromo/sílica gel são heterogêneos em que seus sítios catalíticos não são derivados de uma única espécie molecular. Catalisadores heterogêneos produzem poliolefinas com distribuições de peso molecular (MWD) amplas e distribuições de composição química (CCD) amplas. Um catalisador molecular é homogêneo em que ele teoricamente tem um único sítio catalítico que é derivado de uma molécula de complexo ligante-metal com ligantes e estrutura definidos. Como resultado, catalisadores moleculares produzem poliolefinas com CCD estreita e MWD estreita, se aproximando, mas na prática não alcançando o limite teórico de Mw/Mn = 2. Metalocenos são catalisadores moleculares que contêm ligantes de ciclopentadienila (Cp) não substituídos. Pós-metaloceno são derivados de metalocenos que contêm um ou mais ligantes de CP substituídos, tal como catalisadores de geometria restrita, ou são complexos não em sanduíche. Exemplos de catalisadores pós-metaloceno são catalisadores de bis- fenilfenóxi, catalisadores de geometria restrita, catalisadores do tipo imino- amido, catalisadores de piridil-amida, catalisadores de imino-enamido, catalisadores de aminotroponiminato, catalisadores de amidoquinolina, catalisadores de bis(fenoxi-imina) e catalisadores de fosfinimida.

[0046] Em uma modalidade da invenção, o polímero etilênico que é enxertado com um composto de silano é produzido em um processo de solução usando um catalisador Ziegler-Natta, metaloceno e/ou geometria

14 / 50 restrita. Em uma modalidade, os polímeros etilênicos não polares são copolímeros de etileno-octeno feitos por um processo de solução. Os polímeros etilênicos produzidos por um processo de fase gasosa ou pasta que é catalisada por óxido de cromo ou por um processo de fase gasosa de alta pressão não catalisada são desfavorecidos.

[0047] Os polímeros etilênicos utilizados na prática desta invenção incluem homopolímeros e interpolímeros, e se um interpolímero, então interpolímeros aleatórios e em bloco. Uma vez que os polímeros etilênicos utilizados na prática desta invenção são não polares (np) antes da enxertia com um composto de silano, polímeros com funções polares, como acetato de etileno vinila, acetato de etileno etil, etc. não são utilizados na prática desta invenção. O polímero de etileno compreende pelo menos 50, de preferência, pelo menos 60 e, com mais preferência, pelo menos 80% em peso de unidades derivadas de etileno. As outras unidades do interpolímero etilênico, se um interpolímero, são tipicamente derivadas de um ou mais monômeros polimerizáveis incluindo (mas sem limitação) α-olefinas.

[0048] A α-olefina é de preferência uma C3-20 α-olefina 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 podem conter uma estrutura cíclica, tal como ciclo-hexano ou ciclopentano, o que resulta em uma α-olefina, tal como 3-ciclohexil-1-propeno (ciclo-hexano de alila) e ciclo-hexano de vinila. Embora não α-olefinas no sentido clássico do termo, para propósitos desta invenção, determinadas olefinas cíclicas, tais como olefinas de norborneno e olefinas relacionadas, particularmente, 5- etilideno-2-norborneno, são α-olefinas e podem ser usadas no lugar de algumas ou todas as α-olefinas descritas acima. De modo similar, estireno e as suas olefinas relacionadas (por exemplo, α-metilestireno, etc.) são α-olefinas para propósitos desta invenção. Interpolímeros etilênicos ilustrativos incluem

15 / 50 copolímeros de etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/1-hexeno, etileno/1- octeno, etileno/estireno e similares. Terpolímeros etilênicos ilustrativos incluem etileno/propileno/1-octeno, etileno/propileno/buteno, etileno/buteno/ 1-octeno, monômero de etileno/propileno/dieno (EPDM) e etileno/ buteno/estireno.

[0049] Exemplos de polímeros etilênicos úteis na prática desta invenção incluem HDPE; MDPE; LLDPE; LDPE; copolímeros de etileno/α- olefina lineares ramificados de modo homogêneo (por exemplo, TAFMERTM por Mitsui Petrochemicals Company Limited e EXACTTM por DEX- Plastomers); polímeros de etileno/α-olefina substancialmente lineares ramificados de modo homogêneo (por exemplo, plastômeros de poliolefina AFFINITYTM e elastômeros de poliolefina ENGAGETM disponíveis junto à The Dow Chemical Company); e copolímeros em bloco de etileno (INFUSETM também disponível junto à The Dow Chemical Company). Os copolímeros de etileno substancialmente lineares são descritos de forma mais completa nos documentos USP 5.272.236, 5.278.272 e 5.986.028 e os copolímeros em bloco de etileno são descritos de forma mais completa nos documentos USP 7.579.408, 7.355.089, 7.524.911, 7.514.517, 7.582.716 e

7.504.347.

[0050] Os interpolímeros etilênicos de interesse particular para uso na prática desta invenção são LLDPE, HDPE, plastômeros/elastômeros de etileno e combinações dos mesmos. Esses copolímeros etilênicos estão comercialmente disponíveis a partir de uma série de diferentes fontes, incluindo The Dow Chemical Company sob tais marcas registradas como DOWLEXTM, ATTANETM e FLEXOMERTM. Um polímero preferido é o LLDPE.

[0051] A quantidade de polímero etilênico presente nas composições desta invenção pode variar amplamente, mas a quantidade é tipicamente de 10 a 99,99 ou 20 a 99,5, mais tipicamente 30 a 99,3 e ainda mais tipicamente 35

16 / 50 a 99,0% em peso com base no peso total da composição. O polímero de etileno pode estar presente como um polímero único, por exemplo, LLDPE, ou como uma mescla de dois ou mais polímeros, por exemplo, LLDPE e HDPE, ou LLDPE e um plastômero/elastômero de etileno.

[0052] Os polímeros etilênicos têm uma densidade antes da enxertia na faixa de 0,870 a 0,965, ou de 0,890 a 0,965, ou de 0,890 a 0,920, ou de 0,913 a 0,965, ou de 0,915 a 0,945, ou de 0,917 a 0,930, ou de 0,916 a 0,920, g/cm3, conforme medido pela ASTM D-792. Em uma modalidade, pelo menos um polímero etilênico tem uma densidade antes da enxertia na faixa de 0,913 a 0,965, ou de 0,915 a 0,945, ou de 0,917 a 0,930, ou de 0,916 a 0,920, g/cm3.

[0053] Os polímeros etilênicos têm um índice de fusão (I2) na faixa de 1,5 a 7,0 decigramas por minuto (dg/min), ou 1,5 a 6,0 dg/min, ou 1,5 a 5,0 dg/min, ou 2,0 a 6,0 dg/min. I2 é determinado sob ASTM D-1238, Condição E medido a 190 °C e 2,16 kg.

[0054] Os polímeros etilênicos têm um teor de vinila antes do enxerto de vinilas por 1.000 átomos de carbono igual ou superior a (≥) 0,20, ou ≥ 0,22, ou ≥ 0,24 e igual ou inferior a (≤) 0,70, ou ≤ 0,65 ou ≤ 0,60. Em uma modalidade, os polímeros etilênicos têm um teor de vinila antes do enxerto de vinilas por 1.000 átomos de carbono de 0,20 a 0,60, ou de 0,22 a 0,59, ou de 0,25 a 0,58, ou de 0,26 a 0,57. O teor de vinila é calculado ou medido como descrito nos Métodos de Teste dos Exemplos.

[0055] Os polímeros etilênicos têm uma distribuição de peso molecular (MWD ou Mw/Mn) antes do enxerto igual ou inferior a (≤) 8,0, ou ≤ 7,5, ou ≤ 7,0, ou ≤ 6,5, ou ≤ 6,0, ou ≤ 5,5, ou ≤ 5,0, ou ≤ 4,5, ou ≤ 4,0 ou ≤ 3,5. Em uma modalidade, os polímeros etilênicos têm um Mw/Mn antes do enxerto de 0,1 a 8,0, ou de 0,5 a 7,0, ou de 1,0 a 6,5, ou de 2,3 a 6,4. O MWD é calculado ou medido como descrito nos Métodos de Teste dos Exemplos.

[0056] Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente

17 / 50 do polímero etilênico antes do enxerto varia de 25% a 80%, ou de 27% a 80%, ou de 40% a 80%, ou de 42% a 70%, ou de 44% a 55%, ou de 45% a 50%. Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente se situa na faixa de 40% a 70%, ou 60%, ou 55%, ou 54%, ou 53%, ou 52%, ou 51%, ou 50%, ou 49%, ou 48%, ou 47%, ou 46%, ou 45%, ou 44%, ou 43%, ou 42%, ou 41%. Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente se situa na faixa de 55% a 40%, ou 41%, ou 42%, ou 43%, ou 44%, ou 45%, ou 46%, ou 47%, ou 48%, ou 49%, ou 50%, ou 51%, ou 52%, ou 53% ou 54%. Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente se situa na faixa de 45% a 54%, ou 46% a 53%, ou 47% a 52%, ou 48% a 51%, ou 49% a 50%. A cristalinidade é medida/calculada como descrito nos Exemplos.

[0057] Em uma modalidade, o polímero etilênico antes do enxerto é de qualquer cristalinidade à temperatura ambiente. Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente do polímero etilênico antes do enxerto varia de igual a ou maior que (≥) 0% a igual a ou menor que (≤) 80%. Em uma modalidade, pelo menos um polímero etilênico antes do enxerto tem uma cristalinidade à temperatura ambiente antes do enxerto de 40% a 80%, ou de 42% a 70%, ou de 44% a 55%, ou de 45% a 50%.

[0058] Em uma modalidade, o interpolímero etilênico é uma mescla do plastômero/elastômero de etileno e LLDPE. Em uma modalidade, o plastômero/elastômero de etileno é um copolímero de etileno/buteno. O copolímero de etileno/buteno tem uma, algumas ou todas as seguintes propriedades antes do enxerto: (i) uma densidade de 0,880 g/cm3 ou 0,885 g/cm3 ou 0,890 g/cm3 a 0,892 g/cm3 ou 0,895 g/cm3 ou 0,900 g/cm3; e/ou (ii) um índice de fusão (I2) de 1 dg/min, ou 2 dg/min, ou 3 dg/min, ou 4 dg/min a 5 dg/min, ou 6 dg/min, ou 10 dg/min; e/ou (iii) uma cristalinidade à temperatura ambiente de 25%, ou 26%, ou 27% a 28%, ou 29%, ou 30% ou 35%.

FUNCIONALIDADE DE SILANO

18 / 50

[0059] Qualquer silano (ou composto que contém silano) que enxertará de modo eficaz a um polímero etilênico não polar e, assim, permitirá a reticulação do polímero etilênico, pode ser usado na prática desta invenção, e os descritos pela fórmula a seguir são exemplificativos em que R’ é um átomo de hidrogênio ou grupo metila; x e y são 0 ou 1 com a ressalva de que quando x for 1, y seja 1; n seja um número inteiro de 1 a 12 inclusive, de preferência, 1 a 4, e cada R’’, independentemente, é um grupo orgânico hidrolisável, tal como um grupo alcóxi que tem de 1 a 12 átomos de carbono (por exemplo, metóxi, etóxi, butóxi), grupo arilóxi (por exemplo, fenóxi), grupo aralóxi (por exemplo, benzilóxi), grupo acilóxi alifático que tem de 1 a 12 átomos de carbono (por exemplo, formilóxi, acetilóxi, propanoilóxi), grupos amino ou amino substituído (alquilamino, arilamino), ou um grupo alquila inferior que tem de 1 a 6 átomos de carbono inclusive, com a ressalva de que um dos três grupos R” é uma alquila. Tais silanos também podem ser enxertados em um polímero etilênico adequado, tais como os descritos acima, pelo uso de uma quantidade adequada de peróxido orgânico, antes ou durante uma operação de conformação ou moldagem, para produzir polímero etilênico enxertado com silano (Si-g-EP) ou Si-g-npEP que tem grupos silano hidrolisáveis.

[0060] Silanos adequados incluem silanos insaturados que compreendem um grupo hidrocarbila etilenicamente insaturado, tal como um grupo vinila, alila, isopropenila, butenila, ciclo-hexenila ou gama- (met)acrilóxi alila, e um grupo hidrolisável, tal como, por exemplo, um grupo hidrocarbilóxi, hidrocarbonilóxi ou hidrocarbilamino. Exemplos de grupos hidrolisáveis incluem grupos metóxi, etóxi, formilóxi, acetóxi, propionilóxi e alquila ou arilamino. Os silanos preferenciais são os alcóxi silanos insaturados que podem ser enxertados nos polímeros. Esses silanos e seu método de

19 / 50 preparação são descritos mais detalhadamente no documento USP 5.266.627. Vinil trimetóxi silano (VTMS), vinil trietóxi silano, vinil triacetóxi silano, gama-(met)acrilóxi propil trimetóxi silano e misturas desses silanos são os reticuladores de silano preferenciais para uso nesta invenção.

[0061] A quantidade de silano (“reticulador”) usada para funcionalizar o polímero etilênico pode variar amplamente dependendo da natureza do polímero, do silano, das condições de processamento ou de reator, da eficiência de enxerto ou copolimerização, da aplicação final e de fatores similares, mas tipicamente pelo menos 0,5% em peso, de preferência, pelo menos 0,7% em peso é usado. Considerações de conveniência e economia são duas das principais limitações na quantidade máxima de silano usada, e tipicamente a quantidade máxima de silano não excede 5% em peso, de preferência, não excede 3% em peso.

[0062] O silano é enxertado no polímero etilênico por qualquer método convencional, tipicamente na presença de um iniciador de radical livre, por exemplo, compostos azo e peróxidos, ou por meio de radiação por ionização, etc. Os iniciadores orgânicos são preferenciais, tal como qualquer um dos iniciadores de peróxido, por exemplo, peróxido de dicumila, peróxido de di-terc-butila, perbenzoato de t-butila, peróxido de benzoíla, hidroperóxido de cumeno, peroctoato de t-butila, peróxido de metil etil cetona, 2,5-dimetil- 2,5-di(t-butil peróxi)hexano, peróxido de laurila e peracetato de terc-butila. Um composto azo adequado é 2,2-azobisisobutironitrila. A quantidade de iniciador pode variar, mas está tipicamente presente em uma quantidade de pelo menos 0,02, de preferência pelo menos 0,04, com mais preferência, pelo menos 0,06% em peso. Tipicamente, o iniciador não excede 1,0, de preferência 0,30, com mais preferência não excede cerca de 0,20% em peso. A razão entre silano e iniciador também pode variar amplamente, mas a razão de reticulador:iniciador típica está entre 0,3:1 a 250:1, preferencialmente 5:1 a 50:1, com mais preferência 10:1 a 30:1, de preferência, entre 13:1 e 24:1.

20 / 50

[0063] Embora qualquer método convencional possa ser usado para enxertar o silano no polímero etilênico, um método preferencial é a mescla de dois, com o iniciador no primeiro estágio de uma extrusora de reator, tal como uma extrusora de parafuso duplo ou amassadeira BUSSTM. Tal processo para produzir polímero etilênico enxertado com silano (Si-g-EP) ou Si-g-npPE é denominado processo SIOPLASTM, em que um monômero de silano é enxertado na estrutura principal de um polímero etilênico de base por um processo, tal como extrusão, antes da incorporação do polímero na presente composição, conforme descrito, por exemplo, nos documentos USP 4.574.133; 6.048.935; e 6.331.597. As condições de enxerto podem variar, mas as temperaturas de fusão estão tipicamente entre 160 e 260 °C, de preferência, entre 180 e 230 °C, dependendo do tempo de permanência e a meia-vida do iniciador.

[0064] Em uma modalidade, o polímero etilênico funcionalizado por silano é um Si-g-npPE ou Si-g-EP in situ. O Si-g-npPE ou Si-g-EP in situ é formado por um processo, tal como o processo MONOSILTM, em que um monômero de silano é enxertado na estrutura principal de um polímero etilênico de base durante a extrusão da presente composição para formar um condutor revestido, conforme descrito, por exemplo, no documento USP

4.574.133. Em uma modalidade, o Si-g-npPE ou Si-g-EP in situ é uma mescla de LLDPE enxertado com silano (Si-g-LLDPE) e plastômero/elastômero de etileno enxertado em silano.

[0065] Em uma modalidade da invenção em que a composição compreende um polímero etilênico funcionalizado com silano, a quantidade do polímero funcionalizado com silano na composição é tipicamente de 10 a 99,99% em peso, ou a 99,5% em peso, ou a 99,3% em peso, ou a 99,0% em peso, ou a 95% em peso, ou a 90% em peso, ou a 80% em peso, ou a 70% em peso, ou a 60% em peso, ou a 50% em peso ou a 40% em peso, ou a 30% em peso ou a 20%. Em uma modalidade da invenção, na qual a composição

21 / 50 compreende um polímero etilênico enxertado em silano, a quantidade do polímero enxertado em silano na composição é tipicamente de 10, ou 20, ou 35, ou 40, ou 50, ou 60, ou 70, ou 80, ou 90, ou 95, ou 99,0, ou 99,3, ou 99,5 a 99,99% em peso.

[0066] Em uma modalidade da invenção, na qual a composição compreende um polímero etilênico e um composto que contém silano, a quantidade do polímero etilênico na composição é tipicamente de 4,00 a 99,67% em peso, ou 99,5% em peso, ou 99,3% em peso, ou 99,0% em peso, ou 95% em peso, ou 90% em peso, ou 80% em peso, ou 70% em peso, ou 60% em peso, ou 50% em peso, ou 400% em peso, ou 30% em peso ou 20% em peso. Em uma modalidade da invenção, na qual a composição compreende um polímero etilênico enxertado em silano, a quantidade do polímero enxertado em silano na composição é tipicamente de 4, ou 10, ou 20, ou 35, ou 40, ou 50, ou 60, ou 70, ou 80, ou 90, ou 95, ou 99,0, ou 99,3, ou 99,5 a 99,67% em peso. A quantidade de composto que contém silano na composição é tipicamente de 0,3 a 5% em peso, ou de 0,5 a 5% em peso, ou de 1 a 5% em peso, ou de 1 a 4% em peso, ou de 1 a 3% em peso, com base no peso total da composição.

CATALISADOR DE CONDENSAÇÃO DE SILANOL

[0067] Em uma modalidade, a composição da invenção inclui um catalisador de condensação de silanol para promover a reticulação e garantir a cura por umidade. Catalisadores de condensação de silanol conhecidos na técnica para polímeros de alcoxissilano reticulantes podem ser empregados para as composições da invenção. Tais catalisadores incluem bases orgânicas, ácidos carboxílicos e compostos organometálicos, incluindo titanatos orgânicos e complexos ou carboxilatos de chumbo, cobalto, ferro, níquel, zinco e estanho, tais como dibutilestenhodilaurato (DBTDL), dioctilestanhomaleato, dibutilestanhodiacetato, dibutilestanhodioctoato, acetato estanoso, octoato estanoso, naftenato de chumbo, caprilato de zinco,

22 / 50 naftenato de cobalto; e similares. Os carboxilatos de estanho, especialmente dibutilestanhodilaurato e dioctilestanhomaleato, são catalisadores de condensação de silanol particularmente úteis para as composições da invenção. O catalisador de condensação de silanol estará presente em uma quantidade de 0,01 a 20% em peso, ou de 0,025 a 10% em peso, ou de 0,05 a 5% em peso, ou de 0,1 a 3% em peso, com base no peso total da composição. O catalisador de condensação de silanol pode ser introduzido na forma de um lote principal. Em uma modalidade, o catalisador de condensação de silanol é um componente de um lote principal em uma quantidade maior do que 0% em peso e, de preferência, menor do que 40% em peso.

ADITIVOS RETARDANTES DE CHAMA RETARDANTE DE CHAMA HALOGENADO

[0068] Em uma modalidade, a composição desta invenção compreende pelo menos um retardante de chama orgânico halogenado. Compostos orgânicos halogenados úteis têm pelo menos um átomo de halogênio, de preferência, bromo ou cloro, ligados a um anel aromático ou cicloalifático que podem ser anéis monocíclicos, bicíclicos ou multicíclicos. O bromo é o halogênio preferencial. O composto halogenado pode conter outros grupos funcionais que não afetam negativamente o processamento ou as características físicas da composição.

[0069] Exemplos de compostos halogenados do tipo acima incluem percloropentaciclodecano; adutos de Diels-Alder de hexaclorociclopentadieno com “enos”, tais como anidrido maleico; hexabromobenzeno; pentabromoetilbenzeno 2,4,6-tribromofenol; tribromofenil alil éter; octaobromodifenila; poli(pentabromobenzil)acrilato; éter pentabromodifenílico; éter octabromodifenílico; éter decabromodifenílico; tetraclorobisfenol A; tetrabromobisfenol A; bis(dibromopropil)éter de tetrabromobisfenol A; anidrido tetracloroftálico; anidrido tetrabromoftálico; ácido hexacloroendometilenotetra-hidroftálico; etileno-

23 / 50 bis(tetrabromoftamida); hexabromociclododecano; e similares. Outros compostos halogenados úteis na prática desta invenção são descritos no documento USP 6.936.655.

[0070] Para minimizar a quantidade do composto retardante de chama usado, compostos halogenados com altos teores de halogênio são vantajosamente empregados. Particularmente desejáveis são compostos aromáticos bromados com teores de bromo superiores a 65 por cento e, com mais preferência, superiores a 75 por cento. Em uma modalidade altamente útil, o composto retardante de chama é éter decabromodifenílico ou etano-1,2- bis(pentabromofenil).

[0071] Em uma modalidade, o retardante de chama halogenado compreenderá de 3 a 60% em peso, ou de 5 a 55% em peso, ou 10 a 50% em peso, ou 15 a 45% em peso da composição total.

RETARDANTE DE CHAMA LIVRE DE HALOGÊNIO

[0072] Em uma modalidade, a composição desta invenção compreende pelo menos um retardante de chama livre de halogênio (HFFR) que pode inibir, suprimir ou retardar a produção de chamas. Os HFFRs podem ser materiais inorgânicos. Exemplos dos HFFRs adequados para uso em composições de acordo com esta divulgação incluem, porém sem limitação, hidróxidos de metal, fósforo vermelho, sílica, alumina, óxido de titânio, nanotubos de carbono, talco, argila, argila organomodificada, carbonato de cálcio, borato de zinco, trióxido de antimônio, wolastonita, mica, octamolibdato de amônio, fritas, microesferas de vidro oco, compostos intumescentes, grafite expandido e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o HFFR pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio, carbonato de cálcio e combinações dos mesmos.

[0073] O HFFR pode opcionalmente ser tratado superficialmente (revestido) com um ácido carboxílico saturado ou insaturado que tem 8 a 24

24 / 50 átomos de carbono, ou 12 a 18 átomos de carbono, ou um sal metálico do ácido. Exemplos de tratamentos de superfície são descritos em USP

4.255.303, 5.034.442 e 7.514.489, Publicação de Patente US 2008/0251273 e WO 2013/116283. Alternativamente, o ácido ou sal pode ser simplesmente adicionado à composição em quantidades semelhantes, em vez de usar o procedimento de tratamento de superfície. Outros tratamentos de superfície conhecidos na técnica podem também ser usados, incluindo silanos, titanatos, fosfatos e zirconatos.

[0074] Exemplos comercialmente disponíveis de HFFR adequados para uso em composições de acordo com esta divulgação incluem, porém sem limitação, APYRAL™ 40CD disponível junto à Nabaltec AG, MAGNIFIN™ H5 disponível junto à Magnifin Magnesiaprodukte GmbH & Co KG e combinações dos mesmos.

[0075] Em uma modalidade, o HFFR compreenderá de 2 a 90, ou de 5 a 80, ou de 10 a 70% em peso da composição total.

[0076] Retardantes de chama inorgânicos podem ser usados em combinação com retardantes de chama halogenados. Embora as formulações retardantes de chama úteis estejam disponíveis sem tais compostos inorgânicos, a retardância de chama é aumentada quando os mesmos estão incluídos e isso normalmente resulta no uso de níveis menores do composto halogenado. Esse último recurso é vantajoso do ponto de vista econômico e também do ponto de vista de maximização das propriedades físicas e processabilidade. Embora um retardante de chama de antimônio inorgânico, por exemplo, trióxido de antimônio, seja tipicamente o retardante de chama inorgânico de escolha, outros retardantes de chama inorgânicos úteis (não limitantes) incluem pentóxido de antimônio, silicatos de antimônio, compostos de boro, negro de fumo, carbonato de cálcio, hidratos de metal, argila calcinada, óxido de estanho, óxido de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco, sulfeto de zinco, trióxido de alumínio e tri-hidróxido de alumínio. O

25 / 50 retardante de chama inorgânico pode ser revestido com um material que impedirá ou retardará qualquer tendência que o retardante de chama inorgânico possa de outra forma ter para interferir na reação de cura de silano. O ácido esteárico é ilustrativo de tal material de revestimento. A seleção de retardante de chama inorgânico e catalisador é feita para evitar interações e reações indesejáveis. A razão em peso entre composto halogenado (se presente) e retardante de chama inorgânico se situa na faixa tipicamente de 0,5:1 a 5:1 e, mais tipicamente, de 0,7:1 a 4:1 e, ainda mais tipicamente, de 1:1 a 3:1.

[0077] Em uma modalidade, a composição da invenção compreende pelo menos um retardante de chama de antimônio inorgânico. Em uma modalidade, o pelo menos um retardante de chama de antimônio inorgânico é trióxido de antimônio, pentóxido de antimônio ou um silicato de antimônio. Em uma modalidade, o retardante de chama de antimônio inorgânico é trióxido de antimônio.

[0078] Em uma modalidade, a composição da invenção compreende pelo menos um retardante de chama de antimônio inorgânico em combinação com pelo menos um composto de zinco, incluindo (mas sem limitação) óxido de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco e sulfeto de zinco. Em uma modalidade, o pelo menos um retardante de chama de antimônio inorgânico é trióxido de antimônio, pentóxido de antimônio ou um silicato de antimônio. Em uma modalidade, o retardante de chama de antimônio inorgânico é trióxido de antimônio. Em uma modalidade, a composição da invenção compreende trióxido de antimônio em combinação com pelo menos um dentre óxido de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco e sulfeto de zinco. Em uma modalidade, a composição inventiva compreende um retardante de chama de antimônio inorgânico, mas sem qualquer um dentre óxido de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco e sulfeto de zinco. Em uma modalidade, a composição inventiva compreende um retardante de chama de antimônio

26 / 50 inorgânico, mas sem qualquer outro retardante de chama inorgânico.

[0079] Em uma modalidade, o retardante de chama inorgânico total compreenderá de 3 a 80% em peso, ou 5 a 70% em peso, ou 10 a 60% em peso, ou 15 a 50% em peso da composição da invenção. Em uma modalidade um retardante de chama de antimônio, de preferência, trióxido de antimônio, compreenderá de 3 a 60% em peso, ou de 5 a 55% em peso, ou de 10 a 50% em peso, ou de 15 a 45% em peso, da composição da invenção, e pelo menos um dentre óxido de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco e sulfeto de zinco compreenderá de zero a 20%, ou mais do que zero a 20% em peso, ou de 1 a 15% em peso, ou de 2 a 10% em peso da composição da invenção.

COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA RETICULÁVEL POR UMIDADE

[0080] Em uma modalidade, as composições poliméricas reticuláveis por umidade desta invenção compreendem (A) polímero etilênico não polar enxertado com funcionalidade de silano e (B) um catalisador de condensação de silanol.

[0081] Em uma modalidade, as composições poliméricas reticuláveis por umidade desta invenção compreendem (A) um polímero etilênico não polar sem funcionalidade de silano enxertado, (B) um composto que contém silano que pode enxertar no polímero etilênico não polar, por exemplo, um alcóxi silano não saturado, (C) um iniciador de radicais livres, por exemplo, peróxido e (D) um catalisador de condensação de silanol.

[0082] Em uma modalidade, as composições poliméricas reticuláveis à umidade desta invenção compreendem ainda um aditivo retardante de chama. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama compreende um retardante de chama orgânico halogenado, enquanto em outra modalidade o aditivo retardante de chama compreende um retardante de chama halogenado e um retardante de chama inorgânico. Em uma modalidade, o aditivo retardante de chama compreende um retardante de chama livre de halogênio.

[0083] Em uma modalidade, as composições poliméricas reticuláveis

27 / 50 por umidade desta invenção compreendem um ou mais aditivos, por exemplo, um antioxidante, um estabilizador de UV, auxiliar de processamento, intensificador de cura, etc., em uma quantidade maior que 0% em peso e preferencialmente menor que 3% em peso.

[0084] Entende-se que a soma dos componentes em cada uma das composições adesivas anteriores rende 100 por cento em peso (% em peso).

COMPOSIÇÃO E USO

[0085] A formação de composto da composição polimérica reticulável por umidade pode ser efetuada por meios padrão conhecidos por pessoas versadas na técnica. Exemplos de equipamento de formação de composto são misturadores de lote internos, tal como um misturador interno BANBURYTM ou BOLLINGTM. Alternativamente, podem ser usados misturadores contínuos de rosca simples ou dupla, tal como um misturador contínuo FARREL™, um misturador de rosca dupla WERNER AND PFLEIDERER™, ou uma extrusora contínua de amassamento BUSS™. O tipo de misturador utilizado e as condições de operação do misturador afetarão as propriedades da composição, tais como viscosidade, resistividade volumétrica e maciez da superfície extrudada, e as mesmas são bem conhecidas pelos versados na técnica.

[0086] Em uma modalidade, a composição polimérica reticulável por umidade desta invenção podem ser aplicadas a um cabo como uma bainha um isolamento em quantidades conhecidas e por métodos conhecidos (por exemplo, com o equipamento e métodos descritos nos documentos US

5.246.783 e 4.144.202). Tipicamente, a composição de polímero é preparada em um reator-extrusor equipado com um molde de revestimento por cabo e, após os componentes da composição serem formulados, a composição é extrudada através do cabo ou condutor à medida que o cabo ou condutor é extraído através do molde. Em uma modalidade preferencial desta invenção em que o polímero de etileno que tem grupos silano hidrolisáveis tem um

28 / 50 índice de fusão (I2 de cerca de 0,3 a 7 dg/min), a bainha de isolamento revestida no cabo curará dentro de 60 dias à temperatura ambiente ou 24 horas em um banho-maria a 90 °C.

[0087] Outros artigos de fabricação que podem ser preparados a partir da composição polimérica reticulável por umidade desta invenção, particularmente, sob condições de alta pressão e/ou umidade elevada, incluem fibras, laços, folhas, fitas, tubos, canos, calafetagem, vedações, juntas, espumas, calçados e foles. Esses artigos podem ser fabricados com o uso de equipamentos e técnicas conhecidos.

[0088] As amostras de teste preparadas a partir das composições poliméricas curáveis por umidade desta invenção, de preferência, não apenas passam nos requisitos do teste de impacto não direto projetado pela Underwriters Laboratories Ink (UL) para aplicações em cabos XHHW (UL 2556 Seção 7.14, Número da edição: 4, Data da edição: dezembro 15, 2015), mas eles também exibem retenção aprimorada de ACBD após olhar as propriedades de impacto em relação às composições em todos os aspectos, exceto para o teor de vinila e/ou a distribuição de peso molecular dos polímeros etilênicos usados para fazer polímeros etilênicos não polares enxertados com funcionalidade de silano. Em uma modalidade, uma amostra produzida a partir de uma das composições desta invenção retém um valor de ACBD, após o impacto não direto, de ≥ 2%, ou ≥ 5%, ou ≥ 10%, ≥ 15%, ou ≥ 20%, ou ≥ 25%, ou ≥ 30%, ou ≥ 35%, ou ≥ 40%, ou ≥ 45%, ou ≥> 50% ou ≥ 55%, conforme medido pelo teste UL. O critério de aprovação nesse teste UL é de ≥ 20% de retenção de ACBD.

[0089] Os exemplos a seguir ilustram ainda mais a invenção. A menos que seja declarado de outra forma, todas as partes e porcentagens são em peso. A Tabela 1 mostra as propriedades dos polímeros empregados na produção das composições.

EXEMPLOS

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MÉTODOS DE TESTE

[0090] A densidade é medida de acordo com ASTM D-792.

[0091] A cristalinidade à temperatura ambiente de homopolímeros de etileno e copolímeros de etileno alfa-olefina é calculada com o uso da seguinte equação: % em peso de Crist.

em que, ρ = Densidade de polímero etilênico (gramas/cm3 a 23 °C) ρa = Densidade de fração amorfa (0,855 g/cm3) ρc = Densidade de fração cristalina (1,00 g/cm3)

[0092] A cristalinidade de qualquer polímero etilênico é medida como se segue: Determinar os picos de fusão e a porcentagem (%) ou porcentagem em peso (% em peso) de cristalinidade de polímero etilênico com o uso de instrumento de Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) DSC Q1000 (TA Instruments).

[0093] (A) Instrumento de calibração de base de referência. Uso de assistente de calibração de software. Primeiramente, obter uma base de referência aquecendo-se uma célula de -80° a 280 °C sem qualquer amostra em uma panela de DSC de alumínio. Em seguida, usar os padrões de safira, conforme instruído pelo assistente de calibração. Analisar 1 a 2 miligramas (mg) de uma nova amostra de índio aquecendo-se a amostra padrão a 180 °C, resfriando-se a 120 °C a uma taxa de resfriamento de 10 °C/minuto, então, mantendo os padrões isotermicamente a 120 °C durante 1 minuto, seguido por aquecimento da amostra de padrões de 120° a 180 °C a uma taxa de aquecimento de 10 °C/minuto. Determinar qual amostra de padrões de índio tem calor de fusão = 28,71 ± 0,50 Joules por grama (J/g) e início de fusão = 156,6° ± 0,5 °C.

[0094] (B) Realizar medições por DSC em amostras de teste com o uso do mesmo instrumento de DSC. Pressionar a amostra de teste de polímero

30 / 50 etilênico semicristalino em um filme fino a uma temperatura de 160 °C.

Pesar 5 a 8 mg de filme de amostra de teste em panela de DSC.

Crimpar a tampa na panela para vedar a panela e garantir uma atmosfera fechada.

Colocar a panela vedada na célula de DSC, equilibrar a célula a 30 °C e aquecer a uma taxa de cerca de 100 °C/minuto a 190 °C, manter a amostra a 190 °C durante 3 minutos, resfriar a amostra a uma taxa de 10 °C/minuto a -60 °C para obter uma curva de resfriamento de calor de fusão (Hf), e manter isotermicamente a -60 °C por 3 minutos.

Em seguida, aquecer a amostra novamente a uma taxa de 10 °C/minuto a 190 °C para obter uma segunda curva de aquecimento de calor de fusão (ΔHf). Utilizando a segunda curva de aquecimento, calcular o calor de fusão “total” (J/g) integrando-se a partir de –20 °C (no caso de homopolímeros de etileno, copolímeros de etileno e monômeros de silano hidrolisáveis, e copolímeros de etileno alfa olefínicos de densidade maior, igual ou superior a 0,90 g/cm3) ou -40 °C (no caso de copolímeros de etileno e ésteres insaturados, e copolímeros de etileno alfa olefínicos de densidade inferior a 0,90 g/cm3) no final da fusão.

Utilizando a segunda curva de aquecimento, calcular o calor de fusão à “temperatura ambiente” (J/g) de 23 °C (temperatura ambiente) até o final da fusão, deixando cair de modo perpendicular a 23 °C.

Medir e relatar a “cristalinidade total” (calculada a partir do calor de fusão “total”), bem como “cristalinidade à temperatura ambiente” (calculada a partir do calor de fusão à “temperatura ambiente”). A cristalinidade é medida e relatada como cristalinidade percentual (%) ou por cento em peso (% em peso) do polímero a partir da segunda curva de aquecimento de calor de fusão da amostra de teste (ΔHf) e sua normalização ao calor de fusão de 100% de polietileno cristalino, em que % de cristalinidade ou cristalinidade em % em peso = (ΔHf*100%)/292 J/g, em que ΔHf é conforme definido acima, * indica multiplicação matemática, / indica divisão matemática e 292 J/g é um valor de literatura de calor de fusão (ΔHf) para um polietileno 100% cristalino.

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[0095] O índice de fusão ou I2, é medido de acordo com ASTM D1238, condição, 190 °C/2,16 kg e é indicado em gramas eluídas por 10 minutos (g/10 min).

[0096] O teor de VTMS dos copolímeros de etileno-silano (Si-g- npPE) é analisado por espectroscopia no infravermelho após tratamento a vácuo das amostras. O método é baseado nas absorvâncias do FTIR em 1.193 cm-1 (Si-O-CH3) e 2.019 cm-1 (espessura interna), usando SI-LINK™ DFDA- 5451 para calibração. A razão das alturas dos picos 1193/2019 é comparada com padrões com níveis conhecidos de VTMS. As amostras são prensadas em filmes de 0,17 a 0,25 mm (7 a 10 mils) e aspiradas de um dia para o outro a 50 °C para remover qualquer VTMS livre (não enxertado).

[0097] O teor de insaturação do polietileno (incluindo vinilas terminais por 1.000 átomos de carbono) é determinado por ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (por exemplo, conforme o procedimento descrito na USP

8.912.297 B2) ou qualquer outro método conhecido (ou ainda método desenvolvido).

[0098] O Protocolo de Teste de Impacto Não Direto Após Análise de ACBD requer fixação a uma das faces largas de uma placa de madeira dura de aproximadamente 50 mm por 100 mm de corte transversal as duas extremidades de cada um dos seis espécimes de 380 milímetros (mm) de fio sólido finalizado No. 14 AWG Tipo XHHW são presas sem danificar o isolamento e de maneira que resulte nos fios ficando retos e paralelos ao eixo geométrico longitudinal da placa. A placa é rigidamente apoiada com o plano formado pelos fios inclinados a 45° a partir da horizontal e cada fio em um plano vertical. Um peso de 0,454 quilograma (kg) que consiste em um cilindro sólido de aço circular reto com 20 mm de diâmetro, tem todas as superfícies lisas e tem uma extremidade arredondada para um hemisfério apoiada em seu eixo geométrico longitudinal vertical e em um plano vertical

32 / 50 que contém um dos fios. A extremidade hemisférica é abaixada e centralizada 460 mm acima do ponto médio do comprimento do fio. Um tubo vertical reto que tem 22 mm de diâmetro interno deve envolver o cilindro e servir de guia para manter o cilindro na vertical enquanto o cilindro estiver caindo e após o mesmo atingir o fio. A superfície interna do tubo-guia deve ser lisa e o tubo deve ter um comprimento que impeça o cilindro de sair do tubo-guia.

[0099] Enquanto o espécime de fio, o aparelho e o ar circundante estão em equilíbrio térmico um com o outro a uma temperatura de 24,0 ± 8,0 °C, o cilindro é liberado, cai livremente no tubo-guia e atinge o fio uma vez, e deve, então, ser imediatamente levantado de volta para a altura de 460 mm e fixado na mesma. Esse processo é repetido para cada um dos cinco espécimes restantes de fio. Cada um dos espécimes impactados tem sua área impactada imersa em água de torneira que está a uma temperatura de 24,0 ± 8,0 °C. A água está em um recipiente de plástico e é aterrada por meio de uma haste de metal suspensa (ou em um recipiente de metal aterrado cuja superfície de metal interna está direta e inteiramente em contato com a água, mas não pintada, esmaltada ou de outra forma isolada). O isolamento na área impactada de cada espécime é submetido a estresse eletricamente para a quebra por meio de um potencial de 48 a 62 Hertz (Hz) aplicado entre o condutor no espécime e o recipiente de água aterrada. O potencial de teste é fornecido por um transformador em conformidade com o parágrafo 820.1 de UL 1581.

[00100] O potencial aplicado é aumentado de quase zero para uma taxa essencialmente uniforme que (i) não é inferior a 100% da classificação de tensão para o produto em 60 segundos (s) e (ii) não é superior a 100% em 10 s. A taxa de aumento não deve exceder 500 volts por segundo (V/s) em qualquer caso. O aumento continua dessa maneira até ocorrer a quebra. O potencial de quebra para cada um dos seis espécimes impactados é registrado. Cada um dos seis espécimes de fio de 380 mm ou mais não submetidos ao

33 / 50 impacto é submetido ao procedimento de quebra dielétrica com a parte central de seu comprimento imersa em água, conforme descrito acima. O potencial de quebra deve ser registrado para cada um desses espécimes e a média desses potenciais é calculada e registrada (excluindo os valores mais altos e mais baixos medidos após o impacto não direto).

[00101] O potencial de quebra média de fio sólido finalizado nº 14 AWG Tipo XHHW que tenha sido separadamente submetido a um impacto não direto de 2 Joules (J) ou 0,207 metro por quilograma/força (m-kgf) não devem ser inferiores a 20 por cento do potencial médio de ruptura de seis espécimes adjacentes do mesmo fio não submetido ao impacto.

[00102] O alongamento por fluência a quente é pH Medido de acordo com a Seção 7.9 de UL 2556 para tamanhos de condutores de 8 AWG ou menores. Três amostras são preparadas a partir do fio finalizado, removendo- se o isolamento do condutor sem danificar a bainha de polímero. O peso total a ser usado no teste será determinado com o uso da seguinte equação: Peso = CA x 0,2 Mpa (128,999 N/6,4516 cm2) (Peso = CA x 0,2 MPa (29,0 lbf/pol2))

[00103] em que CA = a área de corte transversal do espécime.

[00104] Duas marcas, com espaçamento de 25 ± 2,5 mm, serão colocadas em uma amostra que não esteja sob tensão. As marcas serão em ângulos retos em relação à direção de tração durante o teste. Uma extremidade do espécime deve ser presa à garra superior da montagem de teste, enquanto o peso calculado será fixado à outra extremidade e a distância entre as marcas deve ser registrada. A montagem inteira será colocada em um forno de circulação de ar preaquecido a 150 ± 2 °C ou 200 ± 2°C por 15 min. Após os 15 min, e com o peso ainda fixado, a distância entre as marcas deve ser medida com uma escala para o 1 mm mais próximo. O alongamento por fluência a quente deve ser calculado com o uso da seguinte equação:

34 / 50 em que C = % de alongamento por fluência a quente De = distância entre as referências obtidas G = distância original entre as referências

[00105] VW-1 Burns é medido submetendo 3 ou 5 amostras curadas para uma formulação específica ao protocolo da Seção 9.4 da UL 2556. Isso envolveu 5 aplicações de 15 segundos de uma chama de 125 mm colidindo em um ângulo de 20° em um corpo verticalmente orientado de 610 mm (24 polegadas) de comprimento. Uma tira de papel kraft de 12,5 ± 1 mm (0,5 ± 0,1 polegada) é afixada ao espécime 254 ± 2 mm (10 ± 0,1 polegada) acima do ponto de impacto da chama. Uma camada horizontal contínua de algodão é colocada no chão da câmara de teste, centralizada no eixo geométrico vertical do espécime de teste, com a superfície superior do algodão a 235 ± 6 mm (9,25 ± 0,25 polegada) abaixo do ponto no qual a ponta do cone interno azul da chama colide com o espécime. A falha de teste é baseada nos critérios de queima dos 25% da bandeira de fita de papel kraft, ignição de rebatimento de algodão ou se o espécime queimar mais de 60 segundos em qualquer uma das 5 aplicações de chama. Como uma medição adicional de desempenho de queima, o comprimento de isolamento não concentrado foi medido no final do teste.

[00106] A resistência à tração e o alongamento na quebra são medidos de acordo com a Seção 3.5 de UL 2556, com o uso de um dispositivo que indica a carga máxima real na qual o espécime quebra. O dispositivo deve operar uma mandíbula atuada por força em velocidades de 12 a 305 mm/min e uma precisão de 20% da velocidade definida. Três amostras são preparadas a partir do fio finalizado, removendo-se o isolamento do condutor sem danificar a bainha de polímero. Os espécimes são esticados e cortados em um comprimento suficiente para permitir um espaço de 0,3 m entre as mandíbulas da máquina de teste quando a amostra está na posição de teste inicial. O espécime reto deve ser marcado com dois pontos de 250 ± 2 mm (10 ± 0,08

35 / 50 polegada). O espécime deve ser preso nas mandíbulas da máquina com as marcas de calibre entre as mandíbulas, e as mandíbulas devem ser separadas na taxa indicada na Tabela 2 até que o espécime quebre. Para ser aceita como válida, a quebra deve ocorrer entre as marcas de calibre e não deve ser menor do que 25 mm (1 polegada) para qualquer marca de calibre. A carga máxima antes da quebra deve ser registrada. A distância entre as marcas de calibre no momento da quebra deve ser registrada para os 2 mm mais próximos (0,08 polegada).

[00107] A deformação a quente é usada para determinar a resistência à deformação do isolamento de fio a temperaturas elevadas e é feita de acordo com a Seção 7.8 de UL 2556. Um forno de ar de circulação forçada com uma precisão de ± 1 °C é ajustado para 131 °C. As amostras de fio têm comprimento nominal de 25 mm (1 polegada) e o diâmetro do condutor exposto é medido com o uso de um micrômetro de marcação de acordo com a Cláusula 3.1, em uma seção adjacente do condutor, tomada em até 150 mm (6 polegadas) a partir do final do espécime. O espécime de teste é marcado na posição em que o pé do peso de 500 g deve ser colocado no espécime. A espessura inicial do espécime suavizado é medida com o uso de um micrômetro de marcação com uma precisão de 0,001 mm (0,0001 polegada). O aparelho de teste e a amostra são condicionados no forno de ar a 131 °C por 1 hora. No final desse período, ainda no forno, o espécime é colocado sob o pé do peso na posição marcada. O espécime permanece sob teste nessas condições por 0,5 hora.

[00108] No final desse período, o espécime é cuidadosamente removido debaixo do pé do peso. Dentro de 15 segundos de remoção, a espessura na posição marcada é medida. Evidências de divisão, rachadura e condutor exposto são verificadas.

[00109] A porcentagem de deformação deve ser calculada com o uso da seguinte fórmula:

36 / 50 em que T1 = espessura antes do teste, mm (polegada) T2 = espessura após o teste, mm (polegada)

[00110] A resistência ao esmagamento é medida de acordo com a Seção 7.11 de UL 2556, com o uso de uma máquina de compressão acionada por energia capaz de medir a força de compressão na ruptura com uma precisão de 2%. O dispositivo deve operar a uma velocidade de mandíbula atuada por força de 10 ± 1 mm/min (0,5 ± 0,05 polegada/min), empregando- se duas chapas de aço planas de 50 mm (2 polegadas) de largura e uma potência de CC de 30 Volts com um meio de indicação de contato entre o condutor de fio e a chapa de aço. Uma amostra de 2.500 mm (100 polegadas), com uma extremidade do condutor exposta e conectada a um lado da placa de potência, é colocada entre as chapas de aço montadas de modo horizontal na máquina de compressão. O primeiro ponto de teste no espécime é centralizado na placa inferior e paralelo à dimensão de 50 mm (2 polegadas). A chapa de aço superior é abaixada até que o contato seja feito com a superfície do espécime. O movimento descendente da chapa é continuado na taxa especificada até que os sinais indicadores entrem em contato.

[00111] A força indicada pela máquina de compressão no momento de contato é registrada. O procedimento é repetido em nove pontos de teste adicionais, com pelo menos 250 mm (10 polegadas) de distância e pelo menos 125 mm (5 polegadas) de cada extremidade do espécime. A média das dez medições é relatada e deve ser igual ou superior a 8,27 MPa (1.200 psi) para ser considerada um resultado passageiro. Os valores de resistência ao esmagamento relatados são os valores finais, não os de um pico inicial (se existir algum).

[00112] O peso molecular é determinado usando cromatografia de permeação em gel (GPC) em uma unidade cromatográfica de alta temperatura Waters 150 °C equipada com três colunas de porosidade mista (Polymer

37 / 50 Laboratories 103, 104, 105 e 106), operando a uma temperatura do sistema de 140 °C. O solvente é 1,2,4-triclorobenzeno a partir do qual cerca de 0,3 por cento em peso de soluções das amostras são preparadas para injeção. A taxa de fluxo é de 1,0 ml/minuto e o tamanho da injeção é de 100 microlitros.

[00113] A determinação do peso molecular é deduzida com o uso de padrões rígidos de poliestireno de distribuição de peso molecular (da Polymer Laboratories) em conjunto com os volumes de eluição do mesmo. Os pesos moleculares equivalentes de polietileno são determinados usando coeficientes de Mark-Houwink apropriados para polietileno e poliestireno (como descrito por T. Williams & I.M. Ward, The Construction of a Polyethylene Calibration Curve for Gel Permeation Chromatography Using Polystyrene Fractions, 6 J. Polymer Sci. Pt. B: Carta de polímero 621, 621 a 624 (1968)) para derivar a seguinte equação: Nessa equação, a = 0,4316 e b = 1,0.

[00114] Número de peso molecular médio, Mn, de um polímero é expresso como o primeiro momento de uma trama do número de moléculas em cada intervalo de peso molecular em relação ao peso molecular. Com efeito, esse é o peso molecular total de todas as moléculas dividido pelo número de moléculas e é calculado na matéria usual de acordo com a seguinte fórmula: em que ni = número de moléculas com peso molecular Mi wi = fração em peso de material com um peso molecular Mi e Σ ni = número total de moléculas.

[00115] Peso molecular médio em peso, Mw, é calculado do modo usual de acordo com a seguinte fórmula: Mw = Σwi x Mi, em que wi e Mi são a fração em peso e peso molecular, respectivamente, da i-ésima fração eluída da

38 / 50 coluna GPC.

[00116] A razão dessas duas médias, o índice de polidispersividade (PDI) ou a distribuição de peso molecular (MWD ou Mw/Mn), define a amplitude da distribuição de peso molecular. EXEMPLOS INVENTIVOS 1 A 9A (IE1 A IE9A) E EXEMPLOS COMPARATIVOS 1 A 7 (CE1 A CE7)

[00117] A Tabela 1 mostra as propriedades do copolímero de etileno- silano disponível comercialmente (Exemplo Comparativo 1), um copolímero de etileno-acrilato de etileno usado como resina transportadora em lote principal retardante de chama (Exemplo Comparativo 2), bem como outros polímeros etilênicos empregados na fabricação de “polímeros etilênicos enxertados por silano” (Exemplos Comparativos 3 a 5 e Exemplos Inventivos 1 a 9A). Os "polímeros etilênicos enxertados com silano" (copolímeros de etileno-silano) são feitos pelo processo SIOPLASTM ou MONOSILTM. TABELA 1. POLÍMEROS ETILÊNICOS E SUAS PROPRIEDADES Cristalinidade à Vinila Teor de Índice de Densid temperatura PDI s/ VTMS Nome Tipo OU Função Fusão, I2 ade ambiente (Mw/Mn

1.000 (% em (dg/min) (g/cm3) calculada (% ) C peso) em peso)

COPOLÍMERO Exemplo SI-LINK™ AC DFDB-5451 DE SILANO DE Comparativo 1,5 ND 0,922 ND 1,5 5,5

NT ETILENO DE 1

REATOR

RESINA Polímero funcional TRANSPORTAD Exemplo AMPLIFY™ EA 100 ORA EM FR MB Comparativo 1,3 ND 0,930 ND 0,0 4,7 (Copolímero de etileno-etil (NÃO 2 acrilato) ENXERTADA COM SILANE) Exemplo Elétrica e Telecomunicações Comparativo DFDA-7530 NT DOW™ 0,7 0,887 0,921 49 0,0 12,7 3 (LLDPE) Exemplo DOW™ DFDA-7059 NT 7 Comparativo (copolímero de 2,0 0,034 0,918 47 0,0 4,1 4 etileno/buteno; LLDPE) POLÍMEROS

ETILÊNICOS Exemplo TUFLIN™ HS-7001 NT 7

USADOS PARA Comparativo (copolímero de etileno/1- 3,2 0,109 0,917 47 0,0 4,6

FAZER 5 hexeno; LLDPE)

COPOLÍMEROS Exemplo DOW™ LLDPE 1648

DE SILANO DE Inventivo 1 (copolímero de etileno/1- 3,5 0,486 0,920 49 0,0 4,1

ETILENO hexeno; LLDPE) TM

SIOPLAS OU Exemplo DOWLEX™ 2035G MONOSILTM Inventivo 2 (copolímero de etileno/1- 6,0 0,266 0,919 48 0,0 3,7 octeno; LLDPE) Exemplo DOWLEX™ 2047G Inventivo 3 (copolímero de etileno/1- 2,3 0,295 0,917 47 0,0 3,7 octeno; LLDPE)

39 / 50 Cristalinidade à Vinila Teor de Índice de Densid temperatura PDI s/ VTMS Nome Tipo OU Função Fusão, I2 ade ambiente (Mw/Mn

1.000 (% em (dg/min) (g/cm3) calculada (% ) C peso) em peso) Exemplo DOWLEX™ 2606 GC Inventivo 4 (copolímero de etileno/1- 4,0 0,562 0,920 49 0,0 4,0 hexeno; LLDPE) Exemplo DOWLEX™ 2607G Inventivo 5 (copolímero de etileno/1- 2,3 0,484 0,918 47 0,0 4,1 hexeno; LLDPE) Exemplo CEFOR™ 1221P Inventivo 6 (copolímero de 2,0 0,343 0,918 47 0,0 6,4 etileno/buteno; LLDPE) Exemplo CEFOR™ 1050P Inventivo 7 (copolímero de 3,0 0,404 0,916 46 0,0 4,5 etileno/buteno; LLDPE) Exemplo PE A Inventivo 8 (Resina de polietileno 2,9 0,484 0,919 48 0,0 3,9 experimental) Exemplo Resina de Polietileno Inventivo 9 Reforçada ELITE™ 5230G 4,0 0,276 0,916 46 0,0 3,4 (copolímero de etileno/1- octeno)

PE B (Resina de Polietileno Exemplo Experimental) (elastômero à 4,5 ND 0,890 27 0,0 2,3 Inventivo 9A base de etileno; copolímero de etileno/buteno) FR MB = LOTE PRINCIPAL RETARDANTE DE CHAMA ND = Não determinado

[00118] A Tabela 2 descreve copolímeros de etileno-silano produzidos pelo processo SIOPLASTM a partir dos polímeros etilênicos do Exemplo Comparativo 5 e dos Exemplos Inventivos 1 a 2. A reação de funcionalização é realizada em uma extrusora de parafuso duplo corrotativa de 40 milímetros (mm). A extrusora é configurada com 11 barris (razão de 44 comprimento para diâmetro (L/D)). A velocidade máxima do parafuso é de 1200 rotações por minuto (rpm) e a potência máxima do motor é de 150 cavalos de potência (HP). A extrusora está equipada com "alimentadores de perda de peso", para alimentar os polímeros etilênicos. O vinila trimetoxissilano (VTMS) e o peróxido LUPEROXTM 101 são pré-mesclados na razão de 15:1 e medidos na extrusora usando uma bomba de seringa Isco no Barril 4 a uma carga de 1,85% em peso. A taxa de execução é de 56,7 quilos por hora (kg/h) (125 libras por hora (lb/h)) e a velocidade do parafuso varia de 250 a 475 rpm para ajustar o índice de fusão. Um perfil de temperatura padrão é usado para todas as experiências, como segue: Barril 2 a 150 °C; Barris 3-7, cada um a 230 °C; Barris 8-11, cada um a 190 °C. Um granulador subaquático GALATM Modelo

40 / 50 6, equipado com uma matriz de 6 furos e válvula de desvio, é usado para granular o produto extrudado. O molde e os adaptadores subaquáticos são mantidos a 190 °C e a temperatura da água é mantida entre 10 e 15 °C. Gás nitrogênio foi injetado, a 2,3 a 4,7 litros por Minuto (10 a 15 Pés Cúbicos por Hora Padrão (SCFH)), na tremonha para manter uma atmosfera inerte e minimizar oxidação. Um vácuo (50,8 cm (20 polegadas) de mercúrio (Hg)) é puxado no Barril 10. Os "polímeros etilênicos enxertados com silano" (copolímeros de etileno-silano) resultantes dos Exemplos Inventivos 10 e 11 exibiram desejavelmente maiores teores de VTMS do que o do Exemplo Comparativo 6. TABELA 2. PROPRIEDADES DOS COPOLÍMEROS DE ETILENO-

SILANO SIOPLASTM DO EXEMPLO COMPARATIVO 5 E EXEMPLOS INVENTIVOS 1 E 2 Copolímero de Taxa de Velocidade Índice de Teor de etileno-silano execução (kg/h de Parafuso Fusão, I2 VTMS Comentários SIOPLASTM (lb/h)) (rpm) (dg/min) (%) TUFLIN™ HS- Exemplo 7001 NT 7-g- 56,7 (125) 250 1,1/1,1 1,2 Comparativo 6

VTMS A 350 rpm: I2 = Exemplo Dow™ LLDPE 0,14 dg/min 56,7 (125) 600 0,9/0,7 1,4 Inventivo 10 1648-g-VTMS A 475 rpm: I2 = 0,25 dg/min Exemplo DOWLEX™ A 250 rpm: I2 = 56,7 (125) 350 0,6/0,4 1,5 Inventivo 11 2035-g-VTMS 0,45 dg/min • As propriedades dos polímeros etilênicos iniciais são apresentadas na Tabela 1 • Extrusão de parafuso duplo de 40 mm com 1,85% em peso de mistura VTMS/peróxido (razão de 15:1 de VTMS:peróxido) • Peróxido usado: LUPEROXTM 101 • Os polímeros etilênicos dos Exemplos Inventivos 1 a 2 produziram melhor eficiência de enxerto de silano do que a do Exemplo Comparativo 5.

[00119] A Tabela 3 mostra as medições da resistência à fluência a quente e à dielétrica retida (quebra de CA) após o impacto não direto realizado em isolamentos de cabos reticulados feitos usando o processo MONOSILTM para copolímeros de etileno-silano ("polímeros etilênicos enxertados com silano" ou "Si-g-npPE") com os polímeros etilênicos dos Exemplos Comparativos 3 a 5 e Exemplos Inventivos 1 a 9. Claramente, o teor de vinila relativamente mais alto dos polímeros etilênicos dos Exemplos

41 / 50 Inventivos 1 a 9 tem efeitos benéficos nos graus finais de reticulação induzida por umidade (como medido por fluência a quente - com valores mais baixos refletindo maior reticulação) e desempenho de impacto não direto (como medido por DAC retida - valores mais altos são indicativos de menos danos decorrentes dessa forma de impacto).

[00120] Os procedimentos experimentais usados para fazer as amostras de fio da Tabela 3 são os detalhados abaixo:

[00121] Primeiro conjunto de fios: Com o objetivo de imitar o processo MONOSILTM para o enxerto de silano in situ, os aditivos líquidos (peróxido VTMS e LUPEROXTM 101) são embebidos nas resinas mostradas na Tabela 1. Isso é feito preaquecendo a resina a 70 °C por uma hora em um frasco de vidro, seguido pela adição de VTMS e LUPEROXTM 101 e mistura por 10 minutos. O frasco de vidro com a mistura é deixado no forno de um dia para o outro para completar a imersão. A resina embebida resultante é então fisicamente mesclada com lote principal de catalisador DFDA-5481 seco (de um dia para o outro sob vácuo a 60 °C). A mescla física é então misturada por fusão durante a extrusão para fazer construções de fio em cobre sólido 14 AWG com uma espessura nominal de parede de 0,76 mm (30 mil). A unidade consiste em uma extrusora de 1,9 cm (¾”) BRABENDER com acionamento de velocidade variável, um parafuso de cabeça de mistura "Abacaxi duplo" 24:1, uma matriz de fio de cabeça cruzada BRABENDER, calha de resfriamento de água de laboratório, micrômetro a laser e extrator de fio de velocidade variável. As amostras são extrudadas a velocidade de parafuso de 40 rpm e aproximadamente 3 metros (8 pés) por minuto, com o uso de um perfil de temperatura de 150 °C/170 °C/190 °C/195 °C (entre a zona 1, zona 2, zona 3 e cabeça/matriz) e um pacote de tela de 40/40 mesh. Todos os fios foram subsequentemente curados em banho-maria a 90 °C durante 4 a 6 horas para assegurar uma reticulação completa antes dos testes

42 / 50 físicos e de chama.

[00122] Segundo conjunto de fios - temperatura e alteração da tela de malha: Com o objetivo de imitar o processo MONOSILTM para enxerto de silano in situ, os aditivos líquidos (VTMS e peróxido LUPEROXTM 101) são embebidos nas resinas mostradas na Tabela 1. Isso é feito preaquecendo a resina a 70 °C por uma hora em um frasco de vidro, seguido pela adição de VTMS e LUPEROXTM 101 e mistura por 10 minutos. O frasco de vidro com a mistura é deixado no forno de um dia para o outro para completar a imersão. As resinas embebidas resultantes são então fisicamente misturadas com lote principal de catalisador DFDA-5481 seco (de um dia para o outro sob vácuo a 60 °C). A mescla física é então misturada por fusão durante a extrusão para fazer construções de fio em cobre sólido 14 AWG com uma espessura nominal de parede de 0,76 mm (30 mil). A unidade consiste em uma extrusora de 1,9 cm (¾”) BRABENDER com acionamento de velocidade variável, um parafuso de cabeça de mistura "Abacaxi duplo" 24:1, uma matriz de fio de cabeça cruzada BRABENDER, calha de resfriamento de água de laboratório, micrômetro a laser e extrator de fio de velocidade variável. As amostras são extrudadas a velocidade de parafuso de 40 rpm e 3 metros (8 pés) por minuto, com o uso de um perfil de temperatura de 150 °C/160 °C/170 °C/180 °C (entre a zona 1, zona 2, zona 3 e cabeça/matriz) e um pacote de tela de 20/40 mesh. Todos os fios foram subsequentemente curados em banho-maria a 90 °C durante 4 a 6 horas para assegurar uma reticulação completa antes dos testes físicos e de chama. TABELA 3. PROPRIEDADES DOS COPOLÍMEROS DE ETILENO-

SILANO MONOSILTM EM CONSTRUÇÕES DE CABOS RETICULADOS Feito a partir do Exemplos Comparativos 3 a 5 e dos Exemplos Inventivos 1 a 9 Copolímeros de 1º Conjunto de 2º Conjunto de Fios etileno-silano Fios Feitos Feitos Comentários MONOSILTM Fluência a Fluência a ACBD

43 / 50 quente a 200 °C quente a 200 Retida - após °C - após após o reticulação por reticulação Impacto umidade (%) por umidade Não direto (%) (%) Exemplo DOW™ DFDA- O índice de fusão do DFDA-7530 é Compara 7530 NT-g- 6,5 6,1 14,2 muito baixo (abaixo de 1,5 dg/min) tivo 7 VTMS Exemplo DOW™ DFDA- O teor de vinilas do DFDA-7059 é Compara 7059 NT-g- 33,5 21,1 49,7 muito baixo (abaixo de 0,2) tivo 8 VTMS Exemplo TUFLIN™ HS- O teor de vinilas do HS-7001 é muito Compara 7001 NT 7-g- 43,6 23,6 71,6 baixo (abaixo de 0,2) tivo 9 VTMS Desvio notavelmente menos fluência a Exemplo quente e melhor "ACBD retido" do que Dow™ LLDPE Inventivo 26,0 6,5 84,2 o obtido com HS-7001 com índice de 1648-g-VTMS 12 fusão semelhante ao LLDPE 1648 (devido ao maior teor de vinilas) A fluência a quente é mais alta (e a Exemplo "ACBD retida" é mais baixa) do que a DOWLEX™ Inventivo 61,9 28,2 55,4 do Exemplo Inventivo 12, devido ao 2035G-g-VTMS 13 índice de fusão relativamente alto do DOWLEX™ 2035G Desvio notavelmente menos quente que Exemplo DOWLEX™ Não o obtido com DFDA-7059 com índice Inventivo 15,9 Não testado 2047G-g-VTMS testado de fusão semelhante ao DOWLEX™ 14 2047G (devido ao maior teor de vinilas) Desvio notavelmente menos quente que Exemplo DOWLEX™ o obtido com o HS-7001, apesar do Não Inventivo 2606 GC-g- 22,2 Não testado maior índice de fusão do DOWLEX™ testado 15 VTMS 2606 GC (devido ao maior teor de vinilas) Desvio notavelmente menos quente que Exemplo DOWLEX™ Não o obtido com DFDA-7059 com índice Inventivo 10,9 Não testado 2607G-g-VTMS testado de fusão semelhante ao DOWLEX™ 16 2607G (devido ao maior teor de vinilas) Desvio notavelmente menos quente que Exemplo CEFOR™ Não o obtido com DFDA-7059 com índice Inventivo 15,9 Não testado 1221P-g-VTMS testado de fusão idêntico ao CEFOR™ 1221P 17 (devido ao maior teor de vinilas) Desvio notavelmente menos quente que Exemplo CEFOR™ Não o obtido com HS-7001 com índice de Inventivo 16,9 Não testado 1050P-g-VTMS testado fusão semelhante ao CEFOR™ 1050P 18 (devido ao maior teor de vinilas) Desvio notavelmente menos quente que Exemplo Não o obtido com HS-7001 com índice de Inventivo PE A-g-VTMS 18,1 Não testado testado fusão semelhante ao PE A (devido ao 19 maior teor de vinilas) Desejavelmente menos fluência a Exemplo quente do que a obtida com o HS-7001, ELITE™ Não Inventivo 38,7 Não testado apesar do maior índice de fusão do 5230G-g-VTMS testado 20 ELITE™ 5230G (devido ao maior teor de vinilas) • As propriedades dos polímeros etilênicos iniciais são apresentadas na Tabela 1 • 1,6% em peso de mistura VTMS/peróxido (razão de 15:1 de VTMS:peróxido) embebida de um dia para o outro em pastilhas de polímero • Peróxido usado: LUPEROXTM 101 • Composição de isolamento de fio reticulado e construções feitas com VTMS embebidas em polímeros etilênicos, enxertia obtida durante a extrusão de fio e umidade curada posteriormente em banho-maria

44 / 50

[00123] A Tabela 4 mostra as propriedades das construções de isolamento de fio reticulado e com retardância de chamas feitas com alguns dos copolímeros de etileno-silano das Tabelas 1 e 2. As melhorias nos valores de resistência à deformação a quente, resistência dielétrica retida (quebra CA) após o impacto não direto e a resistência ao esmagamento são demonstradas pelo uso do Si-g-npPE dos Exemplos Inventivos 10 e 11 (em vez do copolímero de etileno-silano do Exemplo Comparativo 1).

[00124] O procedimento experimental usado para fazer as amostras de fio da Tabela 4 é o seguinte: Os componentes listados na Tabela 4 são misturados por fusão durante a extrusão de fio para fazer construções de fio (fio de cobre sólido 14 AWG, espessura nominal da parede de 0,76 mm (30 mil)) que são subsequentemente reticulados curando em banho-maria a temperatura de 90 °C por pelo menos 8 horas. Os fios são fabricados com o uso de uma extrusora Davis Standard de 6,35 centímetros (2,5 polegadas) com um parafuso de voo duplo Maddock e telas de 20/40/60/20 mesh, nas seguintes temperaturas definidas (°C) na zona 1/zona 2/zona 3/zona 4/zona 5/cabeça/matriz: 190,6/198,9/210,0/221,1/229,4/229,4/229,4. A razão entre comprimento e diâmetro (L/D) do parafuso é 26 (medida a partir do início do voo de rosca até a ponta do parafuso) ou 24 (medida da localização do parafuso correspondente à extremidade do invólucro de alimentação até a ponta de parafuso). A construção de fios de Exemplo Inventivo 21 é fabricada com o uso de velocidade de parafuso de 39 rpm e velocidade de linha de 22,8 metros (300 pés) por minuto. A construção de fios de Exemplo Inventivo 22 é fabricada com o uso de velocidade de parafuso de 50 rpm e velocidade de linha de 22,8 metros (300 pés) por minuto. O Exemplo Inventivo 21 e o Exemplo Inventivo 22 da presente invenção exibiram excelente ACBD após um impacto não direto, superior ao observado no Exemplo Comparativo 10 (fabricado usando a velocidade do parafuso de 42 rpm e a velocidade da linha de 300 pés por minuto).

45 / 50 TABELA 4. COMPOSIÇÕES E CONSTRUÇÕES DE ISOLAMENTO DE FIO RETICULADO E RETARDANTES DE CHAMA (ESPESSURA DE PAREDE DE 0,83 MM (33 MILS)) PRODUZIDAS COM OS COPOLÍMEROS DE ETILENO-SILANO E ETILENO DO PROCESSO SIOPLASTM DAS TABELAS 1 E 2 Exemplo Exemplo Inventivo Exemplo Inventivo Comparativo 10 21 22

CARREGAMENTO CARREGAMENTO CARREGAMENTO

COMPONENTES (% EM PESO) (% EM PESO) (% EM PESO) Copolímeros de etileno-silano SI-LINK™ AC DFDB-5451 NT (Exemplo 38,5 - - Comparativo 1) Dow™ LLDPE 1648-g-VTMS (Exemplo - 38,5 - Inventivo 10) DOWLEX™ 2035-g-VTMS (Exemplo - - 38,5 Inventivo 11) Lote principal de cor preta - - - SI-LINK™ DFDB-5410 BK PE 3,4 3,4 3,4 Componentes introduzidos através de lote principal retardante de chama e catalisador AMPLIFY™ EA 100 (Exemplo Comparativo 0,096 0,096 0,096 2) LLDPE 1648 (Exemplo Inventivo 1) 14,58 14,58 14,58 SAYTEX 8010 (Retardante de Chama 21,46 21,46 21,46 Halogenado) BRIGHTSUN HB500 (trióxido de 16,51 16,51 16,51 antimônio) ZOCO 104 (Óxido de Zinco) 4,96 4,96 4,96 BNT-CAT 425 (DBTDL) (catalisador de 0,13 0,13 0,13 condensação de silanol) CHIMASSORBTM 119 (Estabilizador de Luz 0,003 0,003 0,003 de Amina Impedida)

TM IRGANOX 1024 FG (Antioxidante) 0,08 0,08 0,08 IRGANOXTM 1010 (Antioxidante) 0,17 0,17 0,17 % em peso total 100,0 100,00 100,00

PROPRIEDADES APÓS A CURA POR

UMIDADE Fluência a Quente (150 °C) 68 33 32 Deformação a quente (%) 40,9 30,0 23,8 Resistência à Tração (MPa (psi)) Não determinada 15,45 (2.241) 12,03 (1.745) Alongamento Elástico (%) Não determinada 192 268 ACBD Retida após o Impacto Não direto (%) 52 90 92 Resistência ao Esmagamento (MPa (psi)) 12,32 (1.787) > 12,41 (1.800) > 12,41 (1.800) VW-1 Aprovado Aprovado Aprovado • Construções de isolamento de fio reticulado foram curadas com umidade em banho-maria • A resina transportadora no SI-LINK™ DFDB-5410 BK PE é a resina de polietileno linear de baixa densidade DOW™ DNDA-8320 NT 7 (índice de fusão de 20,0 dg/min, I2, dg/min; densidade de 0,924 g/cm3; 52% em peso de cristalinidade à temperatura ambiente - calculada)

[00125] A Tabela 5 mostra as propriedades das construções de isolamento de fios ou cabos reticulados à umidade e retardadas à chama feitas usando o processo MONOSILTM para copolímeros de etileno-silano (Si-g-

46 / 50 npPE) com os polímeros etilênicos dos Exemplos Comparativos 3 a 4 e Exemplos Inventivos 1 a 2. Após a reticulação induzida por umidade, os cabos dos Exemplos Inventivos 23 e 24 exibem valores superiores de resistência ao esmagamento e força dielétrica retida (quebra de CA) após o impacto não direto do que os cabos dos Exemplos Comparativos 11 e 12.

[00126] O procedimento experimental usado para fazer as amostras de fios ou cabos da Tabela 5 é como segue: As composições são relatadas na Tabela 5. Com o objetivo de imitar o processo MONOSILTM para o enxerto de silano in situ, os aditivos líquidos (peróxido VTMS e LUPEROXTM 101) são embebidos em mesclas físicas de resinas e os componentes introduzidos no lote principal retardante de chama na Tabela 5. Isso é feito através da mistura de resinas de mistura (resina linear de polietileno de baixa densidade (LLDPE) DOW™ DFDA-7530 NT ou DOW™ DFDA-7059 NT 7 ou resina de polietileno linear de baixa densidade DOW™ LLDPE 1648 ou resina de polietileno linear de baixa densidade DOWLEX™ 2035G) com lote principal retardante de chamas em um tambor de fibra e, em seguida, adicionando VTMS e LUPEROXTM 101 à temperatura ambiente e fazendo uma mistura adicional por 5 minutos. O tambor é, então, deixado para embebimento dos aditivos líquidos em misturas físicas à temperatura ambiente por pelo menos 12 horas. A tampa do tambor é, então, aberta sob um respiradouro de sucção local ou ventilação de exaustão local. Em seguida, as mesclas físicas que contêm resinas (Resina de Polietileno de Baixa Densidade Linear DFDA- 7530 NT ou DOW™ DFDA-7059 NT 7 ou Resina de Polietileno de Baixa Densidade Linear DOW™ LLDPE 1648 ou Resina de Polietileno de Baixa Densidade Linear DOWLEX™ 2035G), lotes principais retardantes de chama (e embebidas com VTMS e peróxido) são misturadas em tambor com SI-LINK™ DFDA-5481, e a mescla física resultante é misturada por fusão durante a extrusão de fio para fazer construções de fios (fio de cobre sólido 14 AWG, espessura de parede nominal de 0,76 milímetro (30 mil)) que são,

47 / 50 subsequentemente, reticuladas por cura em um banho-maria quente definido a 90 °C durante pelo menos 8 horas. Os fios são fabricados com o uso de uma extrusora Davis Standard de 6,35 centímetros (2,5 polegadas) com um parafuso de voo duplo Maddock e telas de 20/40/60/20 mesh, nas seguintes temperaturas definidas (°C) na zona 1/zona 2/zona 3/zona 4/zona 5/cabeça/matriz: 176,7/182,2/187,8/193,3/193,3/182,2/182,2. A razão entre comprimento e diâmetro (L/D) do parafuso é 26 (medida a partir do início do voo de rosca até a ponta do parafuso) ou 24 (medida da localização do parafuso correspondente à extremidade do invólucro de alimentação até a ponta de parafuso). As construções de fio do Exemplo Comparativo 11 e Exemplo Comparativo 12 são fabricadas usando a velocidade do parafuso de 11,75 rpm e 12,0 rpm, respectivamente, e a velocidade da linha de 22,86 metros (75 pés) por minuto. As construções de fio do Exemplo Inventivo 23 e Exemplo Inventivo 24 são fabricadas usando a velocidade do parafuso de 20,5 rpm e 21,5 a 22,25 rpm, respectivamente, e a velocidade da linha de 45,72 metros (150 pés) por minuto. TABELA 5. COMPOSIÇÕES E CONSTRUÇÕES DE ISOLAMENTO DE FIO RETICULADO E RETARDANTE DE CHAMA (ESPESSURA DE PAREDE DE 0,76 MM (30 MIL)) FEITAS COM O PROCESSO

MONOSILTM USANDO POLÍMEROS ETILÊNICOS DOS EXEMPLOS COMPARATIVOS 3 A 4 E EXEMPLOS INVENTIVOS 1 E 2 Exemplo Exemplo Exemplo Inventivo Exemplo Inventivo Comparativo 11 Comparativo 12 23 24

CARREGAMENTO CARREGAMENTO CARREGAMENTO CARREGAMENTO

COMPONENTES (% EM PESO) (% EM PESO) (% EM PESO) (% EM PESO) SI-LINK™ DFDA-5481 Natural 4,0 4,0 4,0 4,0 (Lote Principal de Catalisador)* Elétrica e Telecomunicações DFDA-7530 NT DOW™ (Exemplo 44,4 - - - Comparativo 3) DOW™ DFDA-7059 NT 7 LLDPE - 44,4 - - (Exemplo Comparativo 4) DOW™ LLDPE 1648 LLDPE - - 44,4 - (Exemplo Inventivo 1) DOWLEX™ 2035G LLDPE - - - 44,4 (Exemplo Inventivo 2)

48 / 50 Exemplo Exemplo Exemplo Inventivo Exemplo Inventivo Comparativo 11 Comparativo 12 23 24

CARREGAMENTO CARREGAMENTO CARREGAMENTO CARREGAMENTO COMPONENTES (% EM PESO) (% EM PESO) (% EM PESO) (% EM PESO)

VTMS (Mergulhado na mescla física de lote principal retardante de chama e 1,5 1,5 1,5 1,5 um dos polímeros acima e enxertados durante a extrusão de fio) Peróxido Luperox™ 101 (embebido na mescla física de lote principal 0,1 0,1 0,1 0,1 retardante de chama e um dos polímeros acima) Componentes Introduzidos Através de Lotes Principais de Retardante de Chama AMPLIFY™ EA 100 (Exemplo 9,97 9,78 9,78 9,78 Comparativo 2) SAYTEX 8010 (Retardante de 22,5 22,5 22,5 22,5 Chama Halogenado) BRIGHTSUNTM HB500 (trióxido 17,5 17,5 17,5 17,5 de antimônio) ChimassorbTM 119 (Estabilizador de 0,006 0,006 0,006 0,006 Luz de Amina Impedida) IRGANOXTM 1010 (Antioxidante) 0,03 0,03 0,03 0,03 % em peso total 100,00 100,00 100,00 100,00

PROPRIEDADES APÓS A CURA

POR UMIDADE ACBD Retida após o Impacto Não 25 55 80 93 direto (%) Resistência ao Esmagamento (MPa 9,625 (1.396) 10,66 (1.547) 12,22 (1.773) 12,34 (1.791) (psi)) • As propriedades dos polímeros etilênicos iniciais são fornecidas na Tabela 1 • Composições e construções de isolamento de fio reticulado feitas com VTMS embebidas em polímeros etilênicos e lote principal de retardante de chamas, enxertia obtida durante a extrusão de fio e umidade curada posteriormente em banho-maria *O SI-LINK™ DFDA-5481 Natural é um catalisador de lote principal que contém uma mistura de polímero de 1-buteno/etileno, homopolímero de eteno, antioxidante composto fenólico, DBTDL (um catalisador de condensação de silanol) e um composto de hidrazida fenólica.

[00127] A Tabela 6 mostra as medições dependentes do tempo da fluência a quente do isolamento após a cura de amostras de fios ou cabos a 23 °C e 70% de umidade relativa (RH) ou em banho-maria a 90 °C. As construções de isolamento de fios ou cabos são feitas usando o processo MONOSILTM com um elastômero de etileno (PE B do Exemplo Inventivo 9A) ou misturas do elastômero de etileno com o LLDPE dos Exemplos Inventivos 4 e 5. Esperava-se que os exemplos apenas com elastômero de etileno (ou seja, não misturados com LLDPE) curassem mais rapidamente do que as misturas, devido à menor cristalinidade do elastômero de etileno (e à rápida difusão de umidade correspondente). No entanto, a mistura do LLDPE de cristalinidade mais alta com o elastômero de etileno acelera

49 / 50 surpreendentemente a reticulação da composição. TABELA 6. COMPOSIÇÕES E CONSTRUÇÕES DE ISOLAMENTO DE FIO RETICULADO E RETARDANTE DE CHAMA (ESPESSURA DE PAREDE DE 1,01 MM (40 MIL)) FEITAS COM O PROCESSO

MONOSILTM USANDO POLÍMEROS ETILÊNICOS DOS EXEMPLOS INVENTIVOS 4, 5 E 9A Exemplo Exemplo Exemplo Exemplo Exemplo Comparativo Inventivo 25 Inventivo 26 Inventivo 27 Inventivo 28 13 CARREGA- CARREGA- CARREGA- CARREGA- CARREGA- COMPONENTES MENTO (% MENTO (% MENTO (% MENTO (% MENTO (% EM PESO) EM PESO) EM PESO) EM PESO) EM PESO) SI-LINK™ DFDA-5481 Natural 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 (Lote Principal de Catalisador)* PE B (Exemplo Inventivo 9A) 93,65 65,56 65,56 56,19 56,19 DOWLEX™ 2606 GC (Exemplo - 28,10 - 37,46 - Inventivo 4) DOWLEX™ 2607G (Exemplo - - 28,10 - 37,46 Inventivo 5)

VTMS (Embebido em PE B e enxertado 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 durante a extrusão de fio) Peróxido de Luperox™ 101 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 (Mergulhado em PE B) % em peso total 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Razão de PE B para PEBDL 1:0 70:30 70:30 60:40 60:40

PROPRIEDADES APÓS A CURA

POR UMIDADE 1 dia a 23 °C/70% RH 117 55 38 54 32 Fluência a 2 dias a 23 °C/70% RH 70 40 26 34 22 quente 3 dias a 23 °C/70% RH 59 36 25 30 21 (200 °C, 0,2 7 dias a 23 °C/70% RH 45 30 21 24 17 MPa) 3 Horas em 90 °C 24 20 15 15 16 banho-maria • As propriedades dos elastômero à base de etileno e polímeros etilênicos de partida são fornecidas na Tabela 1. • Composições e construções de isolamento de fio reticulado feitas com VTMS embebidas no elastômero à base de etileno PE B, enxertia obtida durante a extrusão do fio e a umidade curada posteriormente em banho-maria. *O SI-LINK™ DFDA-5481 Natural é um catalisador de lote principal que contém uma mistura de polímero de 1-buteno/etileno, homopolímero de eteno, antioxidante composto fenólico, DBTDL (um catalisador de condensação de silanol) e um composto de hidrazida fenólica.

[00128] O procedimento experimental usado para confeccionar as amostras de fios ou cabos da Tabela 6 é o seguinte: Com o objetivo de imitar o processo MONOSILTM para enxerto de silano in situ, os aditivos líquidos (VTMS e peróxido LUPEROXTM 101) são embebidos no elastômero de etileno (PE B do Exemplo Inventivo 9A). Isso é feito preaquecendo a resina a

50 / 50 70 °C por duas horas em um frasco de vidro, seguido pela adição de VTMS e LUPEROXTM 101 e mistura por 10 minutos. A jarra de vidro com a mistura é recolocada no forno de um dia para o outro para completar a imersão, mas o forno está desligado. A resina embebida resultante é então fisicamente misturada à temperatura ambiente com lote principal seco do catalisador DFDA-5481 (de um dia para o outro sob vácuo a 60 °C) e, opcionalmente, o LLDPE dos Exemplos Inventivos 4 e 5. A mescla física é então misturada por fusão durante a extrusão para fazer construções de fio em cobre sólido 14 AWG com uma espessura nominal de parede de 1,01 mm (40 mil). A unidade consiste em uma extrusora de 1,9 cm (¾”) BRABENDER com acionamento de velocidade variável, um parafuso de cabeça de mistura "Abacaxi duplo" 24:1, uma matriz de fio de cabeça cruzada BRABENDER, calha de resfriamento de água de laboratório, micrômetro a laser e extrator de fio de velocidade variável. As amostras são extrudadas a velocidade de parafuso de 40 rpm e aproximadamente 3 metros (8 pés) por minuto, com o uso de um perfil de temperatura de 150 °C/170 °C/190 °C/195 °C (entre a zona 1, zona 2, zona 3 e cabeça/matriz) e um pacote de tela de 20/40 mesh. Todos os fios são subsequentemente curados em banho-maria a 90 °C por 3 horas para garantir a reticulação completa ou em uma câmara de umidade a 23 °C e 70% de umidade relativa para monitorar a reticulação ao longo do tempo.

[00129] Pretende-se especificamente que a presente divulgação não seja limitada às modalidades e ilustrações contidas no presente documento, mas que inclua formas modificadas dessas modalidades, incluindo porções das modalidades e combinações de elementos de diferentes modalidades, conforme venham dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição polimérica reticulável por umidade, caracterizada pelo fato de que compreende em porcentagem em peso com base no peso da composição: (A) 10 a 99,99% em peso de um polímero etilênico não polar enxertado com funcionalidade de silano (Si-g-npPE), sendo que o npPE tem as seguintes propriedades antes da enxertia: (1) um teor de vinila de 0,2 a 0,7 por 1.000 átomos de carbono, (2) um índice de fusão (MI ou I2) de 1,5 a 7,0 decigramas por minuto (dg/min), (3) uma densidade de 0,913 a 0,965 gramas por centímetro cúbico (g/cm3), e (4) uma distribuição de peso molecular (MWD ou Mw/Mn) igual ou inferior a (≤) 8; (B) 0,01 a 20% em peso de um catalisador de condensação de silanol; e (C) 0 a 70% em peso de um aditivo retardante de chama.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que polímero etilênico não polar é produzido em um processo não catalisado.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o componente de polímero etilênico do Si-g- npPE é pelo menos um dentre um polietileno de alta densidade (HDPE); polietileno de média densidade (MDPE); polietileno de baixa densidade linear (LLDPE); polietileno de baixa densidade (LDPE); polietileno de densidade muito baixa (VLDPE); um copolímero de etileno/α-olefina linear homogeneamente ramificado; e um polímero de etileno/α-olefina ramificado de modo homogêneo substancialmente linear.

4. Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um plastômero/elastômero de etileno enxertado com silano.

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o componente que contém silano do Si-g-EPPN é derivado a partir de um composto de fórmula: em que R’ é um átomo de hidrogênio ou grupo metila; x e y são 0 ou 1 com a ressalva de que quando x for 1, y seja 1; n é um número inteiro de 1 a 12 inclusive, e cada R’’, independentemente, é um grupo orgânico hidrolisável que tem de 1 a 12 átomos de carbono com a ressalva de que no máximo um dos grupos R” seja uma alquila.

6. Composição polimérica reticulável por umidade caracterizada pelo fato de que compreende em porcentagem em peso com base no peso da composição: (A) 4,00 a 99,67% em peso de um polímero etilênico não polar (npPE) com: (1) um teor de vinila de 0,2 a 0,7 por 1.000 átomos de carbono, (2) um I2 de 1,5 a 7,0 dg/min, (3) densidade de 0,913 a 0,965 g/cm3, e (4) MWD de igual a ou menor do que (≤) 8; (B) de 0,3 a 5% em peso de um composto que contém silano enxertável, por exemplo, um alcoxissilano; (C) de 0,01 a 20% em peso de um catalisador de condensação de silanol; (D) de 0,02 a 1,0% em peso de iniciador de peróxido; e (E) 0 a 70% em peso de um aditivo retardante de chama.

7. Composição de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que polímero etilênico não polar é produzido em um processo não catalisado.

8. Composição de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que o npPE é pelo menos um dentre um polietileno de alta densidade (HDPE); polietileno de média densidade (MDPE); polietileno de baixa densidade linear (LLDPE); polietileno de baixa densidade (LDPE); polietileno de densidade muito baixa (VLDPE); um copolímero de etileno/α-olefina linear homogeneamente ramificado; e um polímero de etileno/α-olefina ramificado de modo homogêneo substancialmente linear.

9. Composição de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um plastômero/elastômero de etileno.

10. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizada pelo fato de que o composto que contém silano é da fórmula: em que R’ é um átomo de hidrogênio ou grupo metila; x e y são 0 ou 1 com a ressalva de que quando x for 1, y seja 1; n é um número inteiro de 1 a 12 inclusive, e cada R’’, independentemente, é um grupo orgânico hidrolisável que tem de 1 a 12 átomos de carbono com a ressalva de que no máximo um dos grupos R” seja uma alquila.