BR112020002704B1 - Composição reticulável por umidade, composição reticulada por umidade, e, cabo - Google Patents

Abstract

Composições funcionalizadas com silano compreendendo um retardante de chama bromado polimérico com um peso molecular médio ponderal (Mw) igual ou superior a (=) 1.000 g/mol exibem propriedades de resistência à queima e esmagamento aprimoradas em comparação com composições funcionalizadas com silano semelhantes em todos os aspectos, exceto que o Mw do retardante de chama bromado é inferior a () 1.000 g/mol.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção se refere a composições de poliolefina compreendendo um retardante de chama polimérico bromado. A presente invenção também se refere a construções de fio e cabo feitas de tais composições, em particular, aquelas que são reticuláveis por umidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Retardantes de chama halogenados são bem conhecidos e amplamente disponíveis. Estes produtos são usados em várias composições poliméricas e fornecem níveis variáveis de retardamento de chama para várias aplicações, tal como fios e cabos. Estes produtos podem fornecer um boa retardância de chama se incorporados em altos carregamentos, mas estes altos carregamentos tomam difícil atingir um equilíbrio de propriedades desejadas, por exemplo, mecânicas (tal como resistência ao esmagamento), elétricas (tal como resistência a isolamento úmida) e extrusão (tal como pressão de matriz observada). De interesse contínuo são retardantes de chama halogenados que podem fornecer boa retardância de chama sem o sacrifício, ou pelo menos um sacrifício diminuído, de outras propriedades desejáveis.

[003] Polímeros etilênicos funcionalizados com alcoxissilano (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 voltagem (por processos de extrusão). Polímeros etilênicos funcionalizados com alcoxissilano podem ser feitos seja por copolimerização de etileno com alcoxissilanos adequados em um reator (para fazer “copolímeros de etileno silano de reator”, tal como SI-LINK™ AC DFDB-5451 NT ou SI-LINK™ DFDA-5451 NT) ou por enxerto pós- reator de alcoxissilanos em polímeros etilênicos. Esses polímeros etilênicos funcionalizados com alcoxissilano que são feitos pela última abordagem são chamados de “polímeros etilênicos enxertados com silano” e podem ser classificados como um dos seguintes dois tipos: 1. Processo SIOPLAS™ (feito em uma etapa separada antes do uso no processo de extrusão de cabo); ou 2. Processo MONOSIL™ (feito in situdurante o processo de fabricação de cabo - por uma etapa mistura de fusão, reação e extrusão de composições de polímeros etilênicos contendo peróxido, silano e catalisador).

[004] Após extrusão, os cabos são condicionados em condições úmidas a fim de efetuar 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 a esmagamento e resistência dielétrica retida após impacto não direto). Estes requisitos de desempenho podem ser particularmente desafiadorespara atender quando as composições contêm enchimentos, tal como altas carregamentos de retardantes de chama.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Em uma modalidade, a invenção é uma composição reticulável por umidade compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 10 a 79% em peso de polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano; (B) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); preferencialmente > 10.000 g/mol; mais preferencialmente > 25.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 50.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 75.000 g/mol e mais preferencialmente > 100.000 g/mol; e (C) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

[006] Em uma modalidade, o polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano é um copolímero de reator de etileno-silano ou um polímero etilênico enxertado com silano (Si-g-). Em uma modalidade, o retardante de chama bromado é um retardante de chama aromático bromado incluindo (mas não limitado a) éter polifenílico bromado e copolímero em bloco de estireno/butadieno bromado (Br-SBC). Um exemplo de éter polifenílico bromado é Emerald Innovation™ 1000. Um exemplo de Br-SBC é Emerald Innovation™ 3000, com peso molecular médio ponderai superior a (>) 100.000 g/mol (N° CAS 1195978-93-8). Em uma modalidade o catalisador de condensação de silanol é um carboxilato de estanho.

[007] Em uma modalidade, a invenção é uma composição reticulável por umidade compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 4,0-83,67% em peso de polímero etilênico; (B) 0,3 a 5% em peso de um composto contendo silano enxertável, por exemplo, um alcoxissilano; (C) 0,02 a 1,0% em peso de iniciador de peróxido; (D) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); preferencialmente > 10.000 g/mol; mais preferencialmente > 25.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 50.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 75.000 g/mol e mais preferencialmente > 100.000 g/mol; e (E) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

[008] Em uma modalidade, a composição é uma composição reticulável por umidade compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 10 a 79% em peso de polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano; (B) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de um peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); preferencialmente > 10.000 g/mol; mais preferencialmente > 25.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 50.000 g/mol; ainda mais preferencialmente > 75.000 g/mol; e mais preferencialmente > 100.000 g/mol; e (C) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

[009] Em uma modalidade, a invenção é uma composição compreendendo um polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano e um retardante de chama bromado polimérico com um peso molecular médio ponderai (Mw) de >1.000, preferencialmente >10.000, mais preferencialmente >25.000, ainda mais preferencialmente >50.000, ainda mais de preferência >75.000 e mais preferencialmente >100.000 g/mol. Estas composições, após a reticulação induzida por umidade, exibem um equilíbrio surpreendentemente melhorado de propriedades em comparação com composições semelhantes em todos os aspectos, exceto quanto ao peso molecular médio ponderai do retardante de chama bromado, isto é, semelhante em todos os aspectos, exceto que o Mw do retardante de chama bromado comparativo é menor que (<) 1.000 g/mol. As construções de fios e cabos feitas com as composições desta invenção demonstram melhorias em uma ou mais das seguintes propriedades: resistência a esmagamento, desempenho de queima, resistência de isolamento úmido e resistência à ruptura AC retida após o impacto de olhar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] As Figuras la e 1b são gráficos de linhas do desempenho de queima das composições da Tabela 2, conforme relatado na Tabela 3.

[0011] A Figura 2a é um gráfico de linhas que mostra que um aumento no carregamento de SAYTEX™ 8010 produz uma redução no desempenho de IR úmido.

[0012] A Figura 2b é um gráfico de linhas que mostra que um aumento no carregamento de EMERALD INNOVATION™ 1000 produz uma melhoria no desempenho de IR úmido.

[0013] A Figura 2c é um gráfico de linhas que mostra melhor desempenho de IR úmido de EMERALD INNOVATION™ 1000 em comparação com SAYTEX™ 8010 no mesmo carregamento.

[0014] A Figura 3 é um gráfico de linhas relatando o desempenho de queima das composições das Tabelas 10 e 12.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA Definições

[0015] 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 nesta tabela pela nova notação para numerar grupos.

[0016] Para efeito da prática de patente dos Estados Unidos, o conteúdo de qualquer patente, pedido ou publicação de patente referenciada é incorporado por referência em sua totalidade (ou sua versão US equivalente é, então, incorporada por referência) especialmente com relação à divulgação de definições (desde que não inconsistente com quaisquer definições fornecidas especificamente nesta divulgação) e ao conhecimento geral na técnica.

[0017] As faixas numéricas divulgadas no presente documento incluem todos os valores do e incluindo o valor mais baixo e o valor mais alto. Para faixas contendo valores explícitos (por exemplo, 1 ou 2, ou 3 a 5; ou 6; ou 7), qualquer subfaixa entre quaisquer dois valores explícitos está incluída (por exemplo, Ia2;2a6;5a7;3a7;5a6; etc.).

[0018] A menos que seja declarado em contrário, implícito do contexto ou habitual na técnica, todas as partes e porcentagens são baseadas em peso e todos os métodos de teste são atuais a partir da data de depósito desta divulgação.

[0019] Os termos “compreendendo”, “incluindo”, “tendo” e seus derivados, não se destinam a excluir a presença de qualquer componente, etapa ou procedimento adicional, se ou não o o mesmo é especificamente divulgado. A fim de evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas através do uso do termo “compreendendo" podem incluir qualquer aditivo, adjuvante ou composto adicional, seja polimérico ou não, a menos que seja declarado o contrário. Em contrapartida, o termo “consistindo essencialmente em” exclui do escopo de qualquer citação subsequente qualquer outro componente, etapa ou procedimento, exceto aqueles que não sejam essenciais à operabilidade. O termo “consistindo 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.

[0020] “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.

[0021] “Polímero” e termos semelhantes significam um composto macromolecular preparado reagindo (isto é, polimcrizando) monômeros do mesmo tipo ou de tipo diferente. “Polímero” inclui homopolímeros e interpolímeros. Quantidades de traços 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 “feito de” um ou mais monômeros especificados, “com base em” um monômero especificado ou tipo de monômero, “contendo” 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.

[0022] “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.

[0023] “Poliolefina”, “PO” e termos semelhantes significam um polímero derivado de olefinas simples. Muitas poliolefinas são termoplásticas e, para propósitos desta invenção, podem incluir uma fase de borracha. Poliolefinas representativas incluem polietileno, polipropileno, polibuteno, poli-isopreno e seus vários interpolímeros.

[0024] “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.

[0025] Um “condutor” é um elemento de formato alongado (fio, cabo, fibra óptica) para transferir energia a qualquer voltagem (CC, 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).

[0026] Uma “bainha” é um termo genérico e, quando usado em relação a cabos, inclui coberturas ou camadas de isolamento, camisas de proteção e similares.

[0027] Um “fio” é um único filamento de metal condutivo, por exemplo, cobre ou alumínio, ou um único filamento de fibra óptica.

[0028] 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.

[0029] "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).

[0030] “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.

[0031] "Grupo silano hidrolisável" e termos semelhantes significam um grupo silano que reagirá com água. Estes 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.

[0032] “Temperatura ambiente” e termos semelhantes significam 23°C.

Polímero Etilênico Tendo Grupos Silano Hidrolisáveis Polímero Etilênico

[0033] Os polímeros etilênicos na prática desta invenção podem ser ramificados, lineares ou substancialmente lineares, e podem ser produzidos por meio de polimerização ou copolimerização em um reator (de baixa pressão ou alta pressão) ou por meio de modificação pós reator (tal como extrusão reativa para produzir um copolímero de enxerto). 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 5.000 libras por polegada quadrada (psi) (34,47 megaPascal ou mPa). Tal como é do conhecimento dos versados na técnica, os polímeros etilênicos “ramificados” são frequentemente (mas não somente) preparados em um reator ou processo de alta pressão e tendem a ter estruturas poliméricas altamente ramificadas, com ramificações encontradas nas estruturas principais de polímero e nas próprias ramificações. Em contrapartida, “substancialmente linear” denota um polímero que tem uma estrutura principal que é substituída por 0,01 a 3 ramificações de cadeia longa por 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.

[0034] Os polímeros etilênicos usados na prática desta invenção incluem tanto homopolímeros quanto interpolímeros, copolímeros aleatórios e em bloco, e funcionalizados (por exemplo, vinil acetato de etileno, etil acrilato de etileno, etc.) e polímeros não funcionalizados. Os interpolímeros etilênicos incluem elastômeros, flexômeros e plastômeros. 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 são tipicamente derivadas de um ou mais monômeros polimerizáveis incluindo (mas sem limitação) a- olefinas e ésteres insaturados.

[0035] A a-olefina é, de preferência, uma a-olefina C3-20 linear, ramificada ou cíclica. Exemplos de C3-20 a-olefinas incluem propeno, 1- buteno, 4-metil-l-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1- tetradeceno, 1-hexadeceno e 1-octadeceno. As a-olefinas também podem conter uma estrutura cíclica, tal como ciclo-hexano ou ciclopentano, resultando em uma a-olefina, tais como 3-ciclo-hexil-l-propeno (alil ciclo- hexano) e vinil ciclo-hexano. Embora não α-olefinas no sentido clássico do termo, para propósitos desta invenção, determinadas olefinas cíclicas, tais como olefinas de norbomeno e olefinas relacionadas, particularmente, 5- etilideno-2-norbomeno, são a-olefinas e podem ser usadas no lugar de algumas ou todas as a-olefinas descritas acima. De modo similar, estireno e as suas olefinas relacionadas (por exemplo, a-metilestireno, etc.) são a- olefinas para propósitos desta invenção. Interpolímeros etilênicos ilustrativos incluem copolímeros de etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/l-hexeno, etileno/l-octeno, etileno/estireno e similares. Terpolímeros etilênicos ilustrativos incluem etileno/propileno/l-octeno, etileno/propileno-Zbuteno, etileno/buteno/l-octeno, monômero de etileno/propileno/dieno (EPDM) e etileno/buteno/estireno.

[0036] Em várias modalidades, os ésteres insaturados podem ser acrilatos de alquila, metacrilatos de alquila ou carboxilatos de vinila. O grupo alquila pode ter de 1 a 8 átomos de carbono e, de preferência, de 1 a 4 átomos de carbono. Os grupos carboxilato podem ter de 2 a 8 átomos de carbono, ou de 2 a 5 átomos de carbono. Exemplos de acrilatos e metacrilatos incluem, mas sem limitação, acrilato de etila, acrilato de metila, metacrilato de metila, acrilato de t-butila, acrilato de n-butila, metacrilato de n-butila e acrilato de 2- etil-hexila. Exemplos de carboxilatos de vinila incluem, mas sem limitação, acetato de vinila, propionate de vinila e butanoato de vinila.

[0037] Exemplos de polímeros etilênicos úteis na prática desta invenção incluem 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); copolímeros de etileno/a-olefina lineares ramificados de modo homogêneo (por exemplo, TAFMER™ por Mitsui Petrochemicals Company Limited e EXACT™ por DEX-Plastomers); polímeros de etileno/a-olefina substancialmente lineares ramificados de modo homogêneo (p°r exemplo, plastômeros de poliolefma AFFINITY™ e elastômeros de poliolefina ENGAGE™ disponíveis de The Dow Chemical Company); e copolímeros em bloco de etileno (INFUSE™ também disponível de The Dow Chemical Company). Os copolímeros de etileno substancialmente lineares são descritos de forma mais completa em USP 5.272.236, 5.278.272 e 5.986.028 e os copolímeros em bloco de etileno são descritos de forma mais completa em USP 7.579.408, 7.355.089,7.524.911, 7.514.517, 7.582.716 e 7.504.347.

[0038] Interpolímeros etilênicos de interesse particular para uso na prática desta invenção são LDPE, polietileno de baixa densidade linear (LLDPE) e HDPE. Esses copolímeros etilênicos estão comercialmente disponíveis de uma série de diferentes fontes, incluindo The Dow Chemical Company sob as marcas registradas como DOWLEX™, ATTANE™ e FLEXOMER™. Um polímero preferencial é o polietileno de baixa densidade linear (LLDPE).

[0039] Os polímeros etilênicos têm um índice de fusão (I2) na faixa de 0,1 a 50 decigramas por minuto (dg/min.), ou 0,3 a 30 dg/min., ou 0,5 a 20 dg/min. I2 é determinado sob ASTM D-1238, Condição E e medido a 190°C e 2,16 kg.

[0040] Em uma modalidade, o polímero etilênico é de qualquer cristalinidade à temperatura ambiente. Em uma modalidade, a cristalinidade à temperatura ambiente do polímero etilênico varia de 0% a 80%, ou 10% a 80%, ou 30% a 70%, ou 35% a 60%, ou 40% a 50%.

[0041] A cristalinidade à temperatura ambiente é calculada ou medida, conforme descrito nos Exemplos.

[0042] Os polímeros etilênicos podem ser misturados ou diluídos com um ou mais outros polímeros na medida em que os polímeros desta invenção constituam pelo menos cerca de 70, preferencialmente pelo menos cerca de 75 e mais preferencialmente pelo menos cerca de 80 por cento em peso da mistura de polímero.

Funcionalidade de Silano

[0043] Qualquer silano (ou composto que contém silano) que copolimerizará de modo eficaz com etileno, ou enxerto em um polímero etilênico, 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 condição de que quando x for 1, y seja I; 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 podem ser copolimerizados com etileno em um reator, tal como um processo de alta pressão, para produzir um copolímero de etileno e um monômero com grupos silano hidrolisáveis. 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) que tenha grupos silano hidrolisáveis.

[0044] 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. Silanos preferenciais são os alcóxi silanos insaturados que podem ser enxertados no polímero ou copolimerizados em reator com outros monômeros (tais como etileno e acrilatos). Esses silanos e seu método de 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.

[0045] 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, de preferência, pelo menos 0,7 por cento 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, de preferência, não excede 3% em peso.

[0046] 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 ultrapassa 1,0, de preferência ele não ultrapassa 0,30, com mais preferência ele não ultrapassa 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 mais preferência, entre 13:1 e 24:1.

[0047] 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 BUSS™. Tal processo para produzir polímero etilênico enxertado com silano (Si-g-EP) é denominado processo SIOPLAS, 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, em 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 190 e 230°C, dependendo do tempo de permanência e a meia-vida do iniciador.

[0048] Em uma modalidade, o polímero etilênico funcionalizado por silano em um Si-g-EP in situ.O Si-g-EP in situ é formado por um processo, tal como o processo MONOSIL, 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, em USP 4.574.133.

[0049] A copolimerização de reticuladores de alcóxi silano insaturados com monômeros de etileno e outros monômeros pode ser feita em um reator de alta pressão que é usado na fabricação de homopolímeros de etileno e copolímeros com acrilatos e acetato de vinila.

[0050] 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 79% em peso, ou a 78% em peso, ou a 77% em peso, ou a 76% em peso, ou a 75% em peso, ou a 70% em peso, ou a 65% em peso, ou a 60% em peso, ou a 55% em peso, ou a 50% em peso, ou a 45% em peso, ou a 40% em peso, ou a 35% em peso, ou a 30% em peso, ou a 25% em peso ou a 20% em peso.

[0051] 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 79 a 13% em peso, ou a 20% em peso, ou a 25% em peso, ou a 27% em peso, ou a 29% em peso, ou a 31% em peso, ou a 33% em peso, ou a 35% em peso, ou a 37% em peso, ou a 40% em peso, ou a 45% em peso, ou a 50% em peso, ou a 55% em peso, ou a 60% em peso, ou a 65% em peso, ou a 70% em peso, ou a 75% em peso.

Retardante de Chama Bromado Polimérico

[0052] Os retardantes de chama bromados poliméricos são compostos conhecidos e muitos estão disponíveis comercialmente. Em uma modalidade da invenção, o retardante de chama bromado tem Mw >1.000 g/mol, preferencialmente >10.000 g/mol, mais preferencialmente >25.000 g/mol, ainda mais preferencialmente >50.000 g/mol, ainda mais preferencialmente >75.000 g/mol, e mais preferencialmente >100.000 g/mol. Em uma modalidade, o retardante de chama bromado tem Mw < 1.000.000 g/mol, preferencialmente < 500.000 g/mol e mais preferencialmente < 200.000 g/mol.

[0053] Em uma modalidade o retardante de chama bromado polimérico é um copolímero bromado termicamente estável, o copolímero tendo polimerizadas no mesmo uma fração butadieno e uma fração de monômero vinil aromático, o copolímero tendo, antes da bromação, um teor de monômero vinil aromático de 5 a 90 por cento em peso, com base no peso de copolímero, um teor de isômero de 1,2-butadieno superior a 0% em peso, com base no peso da fração de butadieno e um peso molecular médio ponderai de pelo menos 1.000. O copolímero bromado tem um teor de ligação dupla não bromado, não aromático de menos de 50 por cento, com base no teor de ligação dupla não aromática do copolímero antes da brominação, como determinado por espectroscopia XH NMR (isto é, maior que 50% das unidades de repetição de butadieno são bromadas) e uma temperatura de perda de peso de cinco por cento (5% WLT), conforme determinada por análise termogravimétrica (TGA) de pelo menos 200°C. O teor de ligação dupla não bromada, não aromática é preferencialmente menor ou igual a 15%, ainda mais preferencialmente, menor que 10%, em cada caso com base no teor de ligação dupla não aromática do copolímero antes da bromação, isto é, a proporção de unidades de repetição de butadieno que são bromadas é preferencialmente de pelo menos 85% e mais preferencialmente de pelo menos 90%.

[0054] Em uma modalidade, o copolímero bromado é um copolímero de monômero butadieno/vinil aromático bromado, particularmente um copolímero em bloco de estireno/butadieno bromado (Br-SBC). O SBC, antes da bromação, pode ser qualquer de copolímero dibloco (por exemplo, estireno-butadieno), copolímero tribloco (por exemplo, estireno/butadieno/estireno ou SBS), copolímero tetrabloco (por exemplo, estireno/butadieno/estireno/butadieno ou SBSB) ou copolímero multibloco (por exemplo, estireno/butadieno/estireno/butadieno/estireno ou SBSBS). Os SBCs podem ser preparados por qualquer processo conhecido na técnica, incluindo polimerização aleatória com preparação por polimerização aniônica sequencial ou por reações de acoplamento sendo preferidas. Do anterior, são especialmente preferidos copolímeros tribloco bromados, tal como copolímeros em bloco SBS.

[0055] Embora os Br-SBCs sejam preferidos, o copolímero de monômero butadieno/vinil aromático também pode ser um copolímero aleatório preparado por polimerização convencional de radicais livres ou por modificações de polimerização aniônica (tal como uso de modificadores polares) ou um copolímero de enxerto preparado por enxerto, por exemplo, uma cadeia de monômero de estireno polimerizado em uma espinha dorsal de homopolímero de polibutadieno (PBD).

[0056] Copolímeros de monômero de butadieno/vinil aromático bromados, incluindo Br-SBC, e processos para sua preparação e uso são descritos mais detalhadamente em WO 2007/058736.

[0057] Copolímeros não limitantes usados para fazer os copolímeros bromados (isto é, antes da bromação) têm as seguintes propriedades principais: um peso molecular médio ponderai (Mw) dentro de uma faixa de 1.000 a 200.000, de preferência de 2.000 a 180.000, mais preferencialmente de 5.000 a 160.000 e ainda mais preferencialmente, pelo menos de um ponto de vista de disponibilidade comercial, de 100.000 a 160.000; e um teor de monômero vinil aromático polimerizado de pelo menos 5% em peso, de preferência dentro de uma faixa de 5% em peso a 90% em peso, com base no peso do copolímero em bloco; e um teor mensurável de 1,2-isômero, isto é, maior que 0 por cento.

[0058] Retardantes de chama bromados representativos incluem, mas não estão limitados a, poliestireno bromado; poli(4-bromostireno); poli(bromostireno); borracha natural e sintética bromada; brometo de polivinila; poli(brometo de vinilideno); poli(metacrilato de 2-bromoetila); poli(metacrilato de 2,3-dibromopropila); poli(metil-a-bromoacrilato); copolímero bromado de butadieno estireno; aqueles descritos em WO 2014/014648 A2 e aqueles descritos em USP 5.066.752; e aqueles descritos em Polymer Degradation and Stability , 25(1): 1-9 (1989).

[0059] Em uma modalidade, o retardante de chama bromado polimérico tem um teor de bromo maior que 50 por cento em peso, preferencialmente maior que 55 por cento em peso e, mais preferencialmente, maior que 60 por cento em peso.

[0060] Em uma modalidade da invenção na qual a composição compreende um retardante de chama bromado polimérico de um peso molecular médio ponderai igual ou maior que 1.000 gramas por mol, a quantidade do retardante de chama bromado polimérico na composição é tipicamente de 16 a 70% em peso, ou a 65% em peso, ou a 60% em peso, ou a 55% em peso, ou a 52% em peso, ou a 50% em peso, ou a 48% em peso, ou a 46% em peso, ou a 44% em peso, ou a 42% em peso, ou a 40% em peso, ou a 35% em peso, ou a 30% em peso, ou a 25% em peso ou a 20% em peso.

[0061] Em uma modalidade da invenção na qual a composição compreende um retardante de chama bromado polimérico de um peso molecular médio ponderai igual ou maior que 1.000 gramas por mol, a quantidade do retardante de chama bromado polimérico na composição é tipicamente de 70 a 17% em peso, ou a 19% em peso, ou a 21% em peso, ou a 23% em peso, ou a 25% em peso, ou a 27% em peso, ou a 29% em peso, ou a 31% em peso, ou a 33% em peso, ou a 35% em peso, ou a 40% em peso, ou a 45% em peso, ou a 50% em peso, ou a 55% em peso ou a 60% em peso.

Outros Retardantes de Chama Halogenados

[0062] Em uma modalidade, a composição desta invenção compreende pelo menos um retardante de chama orgânico halogenado que não o retardante de chama bromado polimérico de um peso molecular médio ponderai igual ou superior a 1.000 gramas por mol. Outros compostos orgânicos halogenados úteis têm pelo menos um átomo de halogêneo, de preferência, bromo ou cloro, ligados a um anel aromático ou cicloalifático que podem ser anéis monocíclicos, bicíclicos ou multicíclicos. Bromo é o halogêneo preferido. O composto halogenado pode conter outros grupos funcionais que não afetam adversamente o processamento ou as características físicas da composição. Se bromado, o peso molecular médio ponderai do outro composto orgânico halogenado é menor que (<) 1.000 g/mol.

[0063] Exemplos de outros 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 pentabromodifenflico; éter octabromodifenílico; éter decabromodifenflico; tetraclorobisfenol A; tetrabromobisfenol A; bis(dibromopropil)éter de tetrabromobisfenol A; anidrido tetracloroftálico; anidrido tetrabromoftálico; ácido hexacloroendometilenotetra-hidroftálico; etileno-bis(tetrabromoftamida); hexabromociclododecano; e similares. Alguns outros compostos halogenados úteis na prática desta invenção são descritos na USP 6.936.655.

[0064] Para minimizar a quantidade do composto retardante de chama usado, outros compostos halogenados com altos teores de halogêneo são vantajosamente empregados. Particularmente desejáveis são compostos aromáticos bromados com teores de bromo superiores a 65 por cento em peso e, com mais preferência, superiores a 75 por cento em peso. Em uma modalidade altamente útil, o outro composto retardante de chama é éter decabromodifenílico ou etano-l,2-bis(pentabromofenil).

[0065] A quantidade de outro retardante de chama halogenado (se presente) é inferior a 50% em peso da composição da presente invenção.

Catalisador de Condensação de Silanol

[0066] 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, dioctilestanhomalato, dibutilestanhodiacetato, dibutilestanhodioctoato, acetato estanoso, octoato estanoso, naftenato de chumbo, caprilato de zinco, 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 uma batelada mestre. 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.

Enchimentos e Aditivos

[0067] O produto de poliolefina reticulado funcionalizado com silano compreendendo um retardante de chama bromado pode ser prenchido ou não preenchido. Se preenchido, a quantidade de enchimento presente não deve, de preferência, utrapassar uma quantidade que causaria degradação inaceitavelmente grande das propriedades mecânicas e/ou térmicas do polímero de olefina reticulado com silano. Tipicamente, a quantidade de enchimento presente está entre 2 e 80, de preferência, entre 5 e 70 por cento em peso (% em peso) com base no peso do polímero. Enchimentos representativos incluem argila de caulim, hidróxido de magnésio, sílica, carbonato de cálcio e negros de carbono. O enchimento pode ou não pode ter propriedades retardantes de chama. Em uma modalidade preferida desta invenção na qual enchimento está presente, o enchimento é revestido com um material que prevenirá ou retardará qualquer tendência de que o enchimento possa, de outro modo, ter de interferir com a reação de cura de silano. Ácido esteárico é ilustrativo de tal revestimento de enchimento. O enchimento e o catalisador são selecionados para evitar quaisquer interações e reações indesejadas, e esta seleção está dentro das habilidades do artesão comum.

[0068] As composições desta invenção também podem conter aditivos, tal como, por exemplo, antioxidantes (por exemplo, fenóis impedidos, tal como, por exemplo, IRGANOX™ 1010), fosfitos (por exemplo, IRGAFOS™ 168), estabilizadores de UV, aditivos de aderência, estabilizadores de luz (tal como aminas impedidas), plastificantes (tal como dioctilftalato ou óleo de soja epoxidado), desativadores de metal, inibidores de queimadura, agentes de liberação de molde, agentes de pegajosidade (tal como agentes de pegajosidade de hidrocarboneto), ceras (tal como ceras de polietileno), auxiliares de processamento (tal como óleos, ácidos orgânicos, tal como ácido esteárico, sais de metal de ácidos orgânicos), extensores de óleo (tal como, óleo de parafina e óleo mineral), corantes ou pigmentos na medida em que não interfiram com as propriedades físicas ou mecânicas desejadas das composições da presente invenção. Estes aditivos são utilizados em quantidades conhecidas daqueles versados na técnica.

Retardantes de Chama Livres de Halogêneo

[0069] Em uma modalidade, a composição desta invenção compreende pelo menos um retardante de chama livre de halogêneo (HFFR) que pode inibir, suprimir ou retardar a produção de chamas. Os retardantes de chama livres de halogêneo podem ser materiais inorgânicos. Exemplos dos retardadores de chama isentos de halogênios adequados para uso em composições de acordo com esta revelação incluem, porém sem limitação, hidróxidos de metal, fósforo vermelho, sílica, alumina, óxido de titânio, nanotubos de carbono, talco, argila, argila organomidifcada, carbonato de cálcio, borato de zinco, trióxido de antimônio, wolastonita, mica, octamolibdato de amónio, fritas, microesferas de vidro oco, compostos intumescentes, grafite expandido e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o retardador de chama isento de halogênio pode ser selecionado do grupo que consiste em hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio, carbonato de cálcio e combinações dos mesmos.

[0070] O retardador de chama isento de halogênio pode opcionalmente ser tratado superficialmente (revestido) com um ácido carboxílico saturado ou insaturado que tem 8 a 24 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. Altemativamente, 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.

[0071] Exemplos comercialmente disponíveis de retardadores de chama isentos de halogênio adequados para uso em composições de acordo com esta revelação incluem, porém sem limitação, APYRAL™ 40CD disponível de Nabaltec AG, MAGNIFIN™ H5 disponível de Magnifin Magnesiaprodukte GmbH &Co KG e combinações dos mesmos.

[0072] Em uma modalidade, o HFFR compreenderá 2-90, ou 5-80, ou 10-70% em peso da composição total.

[0073] 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. Esta última característica é vantajosa 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, silicates de antimônio, compostos de boro, negro de fumo, carbonato de cálcio, hidrates 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 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.

[0074] A razão em peso de retardante de chama halogenado total para retardante de chama inorgânico varia 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.

[0075] 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.

[0076] 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 inorgânico, mas sem qualquer outro retardante de chama inorgânico.

[0077] 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.

Composições

[0078] As composições desta invenção compreendem, em porcentagem em peso, com base no peso da composição: (A) 20 a 75, ou 30 a 70, ou 35 a 65, ou 37 a 60 em peso% de poliolefina funcionalizada com alcoxissilano; e (B) 20 a 60, ou 25 a 55, ou 30 a 50, ou 35 a 45% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai >1.000 g/mol; preferencialmente > 10.000 g/mol; mais preferencialmente >25.000 g/mol; ainda mais preferencialmente >50.000 g/mol; ainda mais preferencialmente >75.000 e mais preferencialmente >100.000 g/mol; e (C) 0,05 a 20, ou 0,10 a 10, ou 0,15 a 5, ou 0,20 a 3% em peso de catalisador de condensação de silanol.

[0079] As composições desta invenção exibem uma ou mais, ou duas ou mais, ou três ou mais, ou todas as quatro das seguintes propriedades após mistura de fusão, fabricação e reticulação sob condições úmidas a 100°C:

[0080] As composições desta invenção exibem pelo menos uma, ou pelo menos duas, ou pelo menos três, ou todas as quatro das seguintes propriedades após mistura de fusão, fabricação e reticulação em um ambiente úmido a temperaturas abaixo de 100°C: (A) Desempenho de queima horizontal: Total de carbonização inferior a (<) 100 milímetros (mm), mais preferivelmente <75 mm, mais preferivelmente <40 mm; (B) Desempenho de queima horizontal: Tempo até extinguir <80 segundos (s), de preferência <40 s, mais preferivelmente <20 s, mais preferivelmente <10 s; (C) Resistência de Isolamento Úmida: maior que (>) 100 mega-ohm (Mohm), mais preferencialmente >1.000 Mohm; e (D) Fluência a quente: <175%, preferencialmente <100%, mais preferencialmente <75%, mais preferencialmente <50% após 4 horas (h) de envelhecimento em banho-maria a 90°C.

Composição/Fabricação

[0081] A composição da poliolefina funcionalizada com alcoxissilano, do retardante de chama bromado, do catalisador de condensação de silanol e do enchimento e dos aditivos opcionais pode ser realizada por meios padrão conhecidos pelos especialistas na técnica. Exemplos de equipamento de composição são misturadores de batelada internos, tal como um misturador interno BANBURY™ ou BOLLING™. Altemativamente, podem ser usados misturadores ou extrusoras de rosca simples ou dupla contínuos, tal como um misturador contínuo FARREL™, um misturador de rosca dupla WERNER e PLFEIDERER™, ou uma extrusora contínua de amassamento BUSS™. O tipo de misturador utilizado e as condições de operação do misturador podem afetar as propriedades da composição, tal como viscosidade, resistividade de volume e suavidade de superfície extrusada.

[0082] Os componentes da composição são tipicamente misturados a uma temperatura e por um período de tempo suficiente para homogeneizar completamente a mistura, mas insuficiente para fazer o material gelificar. O catalisador é tipicamente adicionado à poliolefina funcionalizada com silano, mas ele pode ser adicionado antes, com ou após os aditivos, se houver. Tipicamente, os componentes são misturados juntos em um dispositivo de mistura de fusão. A mistura é, então, formada no artigo final. A temperatura de composição e de fabricação de artigo deve estar acima do ponto de fusão da poliolefina funcionalizada com silano, mas abaixo de 250°C.

[0083] Em algumas modalidades, qualquer um ou ambos os catalisadores e os aditivos são adicionados como uma batelada mestre pré- misturada. Tais bateladas mestre são comumente formadas dispersando o catalisador e/ou aditivos em uma resina plástica inerte, por exemplo, tun polietileno de baixa densidade. As bateladas mestres são convenientemente formadas por métodos de formação de composto de fusão.

[0084] Em uma modalidade, um ou mais dos componentes são secos antes da composição, ou uma mistura de componentes é seca após a composição, para reduzir ou eliminar a queima potencial que pode ser causada pela umidade presente ou associada ao componente, por exemplo, enchimento. Em uma modalidade, misturas de poliolefina funcionalizada com alcoxissilano reticulável são preparadas na ausência de uma reticulação, isto é, condensação, catalisador para vida útil prolongada, e o catalisador de reticulação é adicionado como uma etapa final na preparação de um artigo formado em fusão.

Artigos de Fabricação

[0085] Em uma modalidade, a composição desta invenção pode ser aplicada a um cabo como uma cobertura, camada semicondutora ou de isolamento, em quantidades conhecidas e por métodos conhecidos (por exemplo, com o equipamento e os métodos descritos nas USP 5.246.783 e 4.144.202). Tipicamente, a composição é preparada em um reator-extrusor equipado com uma matriz de revestimento de cabo e, após os componentes da composição serem formulados, a composição é extrusada sobre o cabo quando o cabo é estirado através da matriz. A cura pode começar no reator- extrusor. Embora não seja necessário ou preferido, o artigo formado pode ser exposto a qualquer um ou ambas de temperatura elevada e umidade externa e, se uma temperatura elevada, ela é tipicamente entre a ambiente e até, mas abaixo, do ponto de fusão do polímero por um período de tempo, de modo que o artigo atinja um grau desejado de reticulação. A temperatura de qualquer cura pós-formação deve estar acima de 0°C. Outros artigos de fabricação que podem ser preparados das composições de polímero desta invenção incluem fibras, laços, folhas, fitas, tubos, canos, fita de calafetação, vedações, gaxetas, mangueiras, espumas, calçados e foles. Esses artigos podem ser fabricados usando equipamentos e técnicas conhecidos.

[0086] Como alternativa ou adição à reticulação de umidade, as composições também podem ser reticuladas por outros meios, tal como (mas não limitados a) polidimetilsiloxano terminado em hidroxila, peróxidos, irradiação e bis-sulfonil azidas.

[0087] A invenção é descrita mais detalhadamente através dos seguintes exemplos. Todas as partes e porcentagens encontram-se em peso, a menos que indicado de outra forma. EXEMPLOS Métodos de Teste Densidade é medida de acordo com ASTM D-792. Cristalinidade à temperatura ambiente de homopolímeros de etileno e copolímeros de etileno alfa-olefina é calculada com o uso da seguinte equação: em que, p = Densidade de polímero etilênico (gramas/cc a 23 °C) pa = Densidade de fração amorfa (0,855 g/cc) pc = Densidade de fração cristalina (1,00 g/cc) Cristalinidade de qualquer polímero etilênico é medida como se segue: Determinar os picos de fiisão 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).

[0088] (A) Instrumento de calibração de linha de base. 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 até 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.

[0089] (B) Realizar medições por DSC em amostras de teste com o uso do mesmo instrumento de DSC. Pressionar a amostra de teste de polímero 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 a partir de -20°C (no caso de homopolímeros de etileno, copolímeros de etileno e monômeros de silano hidrolisáveis, e copolímeros de etileno alfa olefíhicos 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 Hf 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.

[0090] índice de fusão ou I2 é medido de acordo com ASTM D1238, condição 190°C/2,16 kg e é relatado em gramas eluídas por 10 minutos.

Limitando o índice de Oxigênio (LOI)

[0091] O LOI é a concentração mínima de oxigênio, expressa como uma percentagem, que suportará a combustão de um polímero. Ela é medida passando uma mistura de oxigênio e nitrogênio sobre uma amostra em queima e reduzindo o nível de oxigênio até que um nível crítico seja atingido. Os valores de LOI aqui relatados são medidos pelo método de teste ASTM D2863.

Queima Horizontal

[0092] Quando qualquer amostra emitir partículas incandescentes ou flamejantes, ou gotas flamejantes a qualquer momento em que inflamam o algodão (carbonização sem chama do algodão será ignorada) o fio, cabo ou conjunto será julgado capaz de transportar chama para materiais combustíveis em sua vizinhança. Quando qualquer amostra emitir partículas flamejantes ou flamejantes, ou gotas flamejantes a qualquer momento que caiam fora da área da superfície de teste coberta pelo algodão e/ou caiam na cunha ou no queimador, os resultados do teste serão descartados e o teste será repetido. Para o teste de repetição, o algodão cobrirá uma área da superfície de teste de 12 polegadas ou 305 mm de largura por 14 polegadas ou 355 mm centralizada no eixo horizontal da amostra e o algodão especificado será preso ou, de outra forma, fixado na cunha (sem algodão sob a cunha) e em tomo da base do queimador. Nenhum algodão inflamará no teste de repetição, nem a amostra carbonizará por um comprimento total superior a 3-15/16 de polegada ou 100 mm. Os valores de queima horizontal relatados aqui são medidos pelo método de teste UL 1581.1100.4.

Fluência a Quente

[0093] O teste de fluência a quente é realizado com fios usando 0,2 MPa a 150°C. Três amostras são testadas e o valor médio é reportado para cada amostra. Os valores de fluência a quente relatados aqui são medidos pelo método de teste UL 2556.

[0094] Uma amostra não esticada é colocada nas garras do aparelho de suporte pré-aquecido. A distância máxima entre garras é de 4,0 polegadas (101,6 mm). O peso calculado é fixado ao fundo da amostra. Após 15 minutos de exposição e sem remover a amostra do forno, a distância entre as marcas de calibre é medida e registrada. Se uma amostra romper ou esticar até o fundo do forno, a amostra falhou no teste.

Resistência de Isolamento a Seco e a Umido (IR e IR úmido)

[0095] As amostras para resistência de isolamento a seco, ou simplesmente IR, teste e teste de IR úmido, ou IR úmido, são preparadas usando a extrusora BRABENDER™. Tipicamente, um fio de 10 metros (m) de comprimento é usado para ambas. Antes do teste, as duas extremidades do revestimento no fio revestido são descascadas cerca de 1,5 cm e os fios de cobre são torcidos juntos. O fio é imerso em água destilada e 500 volts (V) de corrente contínua (CC) são aplicados entre o condutor e a água durante o teste tanto para IR quanto IR úmido. Para IR, ele é medido pelo resistor testador de voltagem de suporte após aplicar a CC por um minuto. Para IR úmido, o fio é imerso em água aterrada anteriormente por 1 hora e, então, medido da mesma maneira. Os valores de IR e IR úmido relatados aqui são medidos pelo padrão UL 44.

[0096] 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 seção transversal as duas extremidades de cada um dos seis espécimes de 380 milímetros (mm) de fio sólido acabado No. 14 AWG Tipo XHHW sem danos ao 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 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 Usa e o tubo deve ter um comprimento que impeça o cilindro de sair do tubo-guia.

[0097] 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.

[0098] O potencial aplicado é aumentado de quase zero para uma taxa essencialmente uniforme que (i) não é inferior a 100 por cento da classificação de tensão para o produto em 60 segundos (s) e (ii) não é superior a 100 por cento 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 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).

[0099] O potencial de quebra média de fio sólido finalizado n° 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.

[00100] Resistência à tração e alongamento na rupturasão 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 rompe. O dispositivo deve operar uma garra atuada mecanicamente 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 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 garras 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 polegada) de afastamento. O espécime deve ser preso nas garras da máquina com as marcas de calibre entre as garras e as garras devem ser separadas na taxa indicada na Tabela 2 até que o espécime rompa. Para ser aceita como válida, a ruptura 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 ruptura deve ser registrada. A distância entre as marcas de calibre no momento da ruptura deve ser registrada até os 2 mm mais próximos (0,08 polegada).

[00101] 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 garra atuada por mecanicamente de 10 ± 1 mm/min. (0,5 ± 0,05 polegada/min.), empregando duas chapas de aço planas de 50 mm (2 polegadas) de largura e uma potência de 30 Volts CC 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.

[00102] 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 1.200 psi para ser considerada um resultado de aprovação. Os valores de resistência ao esmagamento relatados são os valores finais, não os de um pico inicial (se existir algum).

Materiais

[00103] O Polímero Funcional AMPLIFY™ EA 100 é um copolímero de etileno etil acrilato contendo 15% em peso de unidades derivadas de etil acrilato e tendo índice de fusão (I2) de 1,3 g/10 min.

[00104] DOW™ Electrical &Telecommunications DFDA-7530 NT é um polietileno linear de baixa densidade de densidade de 0,922 g/cm3 e índice de fusão de 0,7 g/10 min. (I2) e está disponível comercialmente da The Dow Chemical Company, Midland, MI, USA.

[00105] SI-LINK™ DFDA-5451 NT é um copolímero de etileno- silano tendo uma densidade de 0,922 g/cm3, um índice de fusão (I2) de 1,5 g/10 min. e está disponível comercialmente de The Dow Chemical Company, Midland, MI, USA.

[00106] SI-LINK™ DFDA-5481 NT é uma batelada mestre de catalisador contendo uma mistura de polímero de 1-buteno/eteno, homopolímero de eteno, antioxidante de composto fenólico, dibutilestanho dilaurato (DBTDL) (um catalisador de condensação de silanol) e um composto de hidrazida fenólica.

[00107] SI-LINK™ AC DFDB-5451 NT é um copolímero de etileno- silano retardante de queima tendo uma densidade de 0,922 g/cm3, um índice de fusão (I2) de 1,5 g/10 min. e está disponível comercialmente de The Dow Chemical Company, Midland, MI, USA.

[00108] SAYTEX™ 8010 é decabromodifenil etano disponível de Albemarle. Ele tem um teor de bromo de 82,3% em peso e um Mw de 971 g/mol.

[00109] EMERALD Innovation™ 1000 é um éter polifenílico bromado disponível de Chemtura Corporation. Ele tem um teor de bromo de 78% em peso e é de peso molecular relativamente alto.

[00110] EMERALD Innovation™ 3000 é um copolímero em bloco de estireno/butadieno bromado disponel de Chemtura Corporation. Ele tern um teor de bromo de 64% em peso e Mw de 100.000 a 160.000 g/mol.

[00111] MICROFINE™ AO9 é o trióxido de antimônio de grau padrão disponível de Great Lakes (Chemtura Group).

[00112] MB 54 é uma batelada mestre contendo 97% em peso de Polímero Funcional AMPLIFY™ EA 100 e 3% em peso de CHIMASORB™ 119, um estabilizador de luz de amina impedida disponível de BASF.

[00113] IRGANOX™ 1010 é um antioxidante primário fenólico esteticamente impedido, isto é, pentaeritritol tetraquis(3-(3,5-di-terc-butil-4- hidroxifenil)propionato) disponível de BASF.

Preparação de Amostra de Teste Protocolo para Preparar Composições listadas na Tabela 1, Tabela 6 e Tabela 10 em um Pote de Mistura

[00114] As composições são preparadas usando um pote de mistura BRABENDER™ de 420 mL com rotores de carne. A massa da batelada é calculada para fornecer 70% de enchimento do pote de mistura com as formulações retardantes de chama. O pote de mistura é preaquecido até uma temperatura ajustada de 125°C e a velocidade do rotor ajustada para 25 revoluções por minuto (rpm). Metade do polímero é adicionada ao pote e fluxada até um polímero fundido ser formado. Em seguida, o retardante de chama é adicionado e incorporado no polímero fundido. As quantidades remanescentes de polímeros e antioxidantes são, então, adicionadas e a velocidade do rotor é aumentada para 40 rpm. A batelada é deixada fluxar por um adicional de 5 minutos. Mediante remoção do pote de mistura, a formulação é colocada em uma prensa a frio por 5 minutos. A placa resultante é cortada em pedaços menores que são colocados em um molde de 8 polegadas x 8 polegadas x 150 mil e moldados por compressão nas seguintes condições: 125°C por 5 minutos a 500 psi, seguido por 2.500 psi por 5 minutos e, subsequentemente, resfriamento lento a esta pressão até que a temperatura do molde atinja 40°C. A placa moldada por compressão é, então, guilhotinada em tiras e colocada em um moinho Wiley para produzir pequenas lascas. As lascas são, então, alimentadas a um misturador de batelada elétrico de laboratório de Cabeçote Misturador/de Medição modelo Prep BRABENDER™ equipado com extrusora 24:1. Uma rosca de cabeçote de mistura Maddox 24:1 é empregada para transportar e fundir o polímero através de uma matriz trançada (a 40 rpm de velocidade de rosca usando um pacote de tela de 20/40/60/20 de malha e um perfil de temperatura de ajuste plano de 140°C através da zona 1, zona 2, zona 3 e matriz). O filamento extrusado é novamente moído por Wiley para produzir péletes. Estas composições são todas termoplásticas e podem ser usadas para fazer revestimentos termoplásticos retardantes de chama de construções de fios, bem como bateladas mestres de retardantes de chama em misturas com outros componentes.

Protocolo para Preparar Amostras de Teste de Fio Revestido listadas na Tabela 2, Tabela 7 e Tabela 11

[00115] Um cilindro de 3 zonas, 25:1 L/D (comprimento para diâmetro), extrusora BRABENDER™ de 3/4” com uma ponta de 0,050 polegada e uma matriz de 0,125 é usado com uma rosca de razão de compressão de 3:1 com cabeçote de mistura MADDOX™. Uma placa rompedora e pacote de tela de 40 de malha são usados. O condutor de cobre nu é 14 AWG/fio simples com diâmetro nominal de 0,064 polegada. As temperaturas da zona são ajustadas em 150°C para todas as zonas incluindo a matriz. As amostras revestidas de fio são imediatamente resfriadas em uma calha de água reside 4 a 5 polegadas da matriz.

[00116] As amostras secas a vácuo são extrusadas com uma velocidade de rosca variando de 40 rpm. Amostras de fio revestido são coletadas em uma correia transportadora móvel. A velocidade da correia transportadora é ajustada em cerca de 8 pés por minuto. A correia é ajustada para obter um diâmetro de alvo de 0,124 polegada, o que significa uma espessura de revestimento de fio de aproximadamente 0,030 polegada ou 30 mils. Um mínimo de 60 pés de amostras de fio revestido é coletado de cada amostra para testes e avaliações adicionais.

[00117] Observe que, no caso dos Exemplos Comparativos 11 e 12 da Tabela 7, que visam imitar o processo Monosil para enxerto de silano in situ, os aditivos líquidos (VTMS e peróxido LUPEROX™ 101) são embebidos na resina de polietileno de baixa densidade linear DOW™ Electrical &Telecommunications DFDA-7530 NT. Isto é feito pré-aquecendo a resina a 70°C por uma hora em um frasco de vidro, seguido pela adição de VTMS e LUPEROX™ 101 e mistura em tambor por 10 minutos. O frasco de vidro com a mistura é deixado no forno durante a noite para completar o embebimento. A resina embebida resultante é, então, misturada fisicamente com outros componentes e, então, misturada em fusão durante a extrusão para fazer construções de fio em cobre sólido 14 AWG com uma espessura nominal de parede de 30 mil.

Resultados dos Testes

[00118] As composições de retardante de chama termoplásticas e reticuláveis por umidade destes Exemplos são relatadas nas Tabelas 1 e 2, respectivamente. Tabela 1 Composições de Retardante de Chama Termoplásticas Tabela 2 Composições Retardantes de Chama Reticuláveis por Umidade

[00119] A Tabela 3 relata uma melhoria inesperada no desempenho de queima horizontal com o enchimento retardante de chama polimérico EMERALD INNOVATION™ 1000 em comparação com o enchimento de retardante de chama de molécula pequena bromado monomérico (SAYTEX™ 8010, Mw de 956 g/mol). Por exemplo, a fim de chegar no tempo para extinguir de 10 s, será necessário cerca de 14% em peso de enchimento de EMERALD INNOVATION™ 1000 versus cerca de 20% em peso de enchimento de SAYTEX™ 8010. Em outras palavras, você precisa de cerca de 11% em peso de bromo vs. 16,4% em peso de bromo ao usar EMERALD INNOVATION™ 1000 vs. SAYTEX™ 8010, respectivamente, para chegar em 10 segundos de tempo para extinguir em queima horizontal. Os dados da Tabela 3 são apresentados graficamente nas Figuras la e 1b. Tabela 3 Desempenho do Teste de Queima Horizontal de Condutores Revestidos Feito das Composições da Tabela 2

[00120] A Tabela 4 relata o índice de oxigênio limitativo para vários exemplos comparativos e inventivos. Este é um método muito comum para caracterizar vários enchimentos retardantes de chama. Um valor de LOI mais alto indica melhor desempenho de queima. Com base apenas em dados de LOI, um especialista na técnica classificaria realmente incorretamente EMERALD INNOVATION™ 1000 como o pior desempenho em comparação com o SAYTEX™ 8010. No entanto, com base nos dados de queima horizontal, sabemos que a 60% em peso de carregamento de enchimento, muito embora o valor de LOI para amostra feita com EMERALD INNOVATION™ 1000 seja mais baixo em cerca de 10%, tanto o comprimento de carbonização quanto o tempo até extinguir são mais baixos para amostra de EMERALD INNOVATION™ 1000. No entanto, isto é visto em um nível absoluto mais baixo de bromo, que atua como retardante de chama nestes enchimentos bromados. TABELA 4 Valores de LOI das Composições Retardantes de Chama Termoplásticas da Tabela 1

[00121] A Tabela 5 relata que a pressão da matriz é mais baixa com amostras compreendendo EMERALD INNOVATION™ 1000 em comparação com amostras compreendendo SAYTEX™ 8010. Quando corrigida para a quantidade de bromo na formulação, é observada uma queda de pressão superior a 10%. Tabela 5 Desempenho de Extrusão de Retardante de Chama Reticulável por Umidade Composições da Tabela 2

[00122] As Tabelas 6-8 e Figuras 2a-2c relatam o desempenho de IR e IR úmido das composições das Tabelas 1 e 2. Quando carregamento de enchimento SAYTEX™ 8010 é aumentado, é observada uma queda no desempenho de IR úmido e isto é consistente com a expectativa para um enchimento bromado. No entanto, quando carregamento de enchimento de EMERALD INNOVATION™ 1000 é elevado, o desempenho de IR úmido melhora, o que é contraintuitivo e surpreendente. A Figura 2c mostra que EMERALD INNOVATION™ 1000 tem um desempenho melhor que SAYTEX™ 8010 em carregamentos semelhantes (primeiro ponto de dados excluído como uma valor fora de faixa). Tabela 6 Composições Retardantes de Chama Termoplásticas Tabela 7 Composições Retardantes de Chama Reticuláveis por Umidade Tabela 8 Resistência de Isolamento Úmido em Agua de 90°C de Fios (Condutores Isolados) Feitos das Composições da Tabela 7

[00123] A Tabela 9 relata as propriedades mecânicas e retardantes de chama de fios revestidos feitos das composições da Tabela 7. O desempenho de fluência a quente aprimorado é observado com EMERALD INNOVATION™ 1000 vs. SAYTEX™ 8010, embora ainda mantendo boa mecânica. Não é observado nenhum compromisso com o uso de EMERALD INNOVATION™ 1000 e é obtido um benefício em relação ao desempenho de queima e elétrico. Tabela 9 Propriedades Mecânicas e Retardantes de Chama de Fios Revestidos Feitos das Composicoes da Tabela 7

[00124] As Tabelas 10 e 11 relatam as composições termoplásticas e reticuláveis por umidade usadas nos Exemplos Comparativos (Ex Comp) 13- 20 e Exemplos Inventivos (Ex Inv) 15-22. Tabela 10 Composições Retardantes de Chama Termoplásticas dos Exemplos Comparativos 13-16 e Exemplos Inventivos 15-18 Tabela 11 Composições Retardantes de Chama Reticuláveis por Umidade dos Exemplos Comparativos 17-20 e Exemplos Inventivos 19-22

[00125] As Tabelas 12 e 13 e a Figura 3 relatam as propriedades mecânicas e retardantes de chama das composições relatadas nas Tabelas 10 e 11. Os dados da Tabela 12 mostram que para obter uma queima horizontal de aprovação é necessário um teor de bromo de 11% em peso, o que corresponde a cerca de 17% em peso de EMERALD INNOVATION™ 3000 em comparação com um teor de bromo de 23% em peso, o que requer cerca de 28% em peso de SAYTEX™ 8010. Isto significa que 40% menos enchimento são necessários para obter um desempenho de queima horizontal de aprovação se EMERALD INNOVATION™ 3000 for o enchimento. Além disso, EMERALD INNOVATION™ 3000 oferece comprimento de carbonização reduzido do que SAYTEX™ 8010, apesar de a amostra não ter passado no teste de queima horizontal no carregamento de enchimento mais baixo.

[00126] Quanto à mecânica, a resistência ao esmagamento e o desempenho de impacto de olhar melhoram quando o nível de enchimento é elevado. Por exemplo, os valores de resistência ao esmagamento estão acima de 1.600 libra-pé (Ibf) para todos os níveis de enchimento acima de 30% em peso com EMERALD INNOVATION™ 3000 vs. SAYTEX™ 8010 e é comparável em níveis mais baixos. Da mesma forma, a resistência à ruptura retida após impacto de olhar é mais alto em 30% dos níveis de enchimento mais altos de EMERALD INNOVATION™ 3000 vs SAYTEX™ 8010 e é comparável em níveis mais baixos. Isto fornece um equilíbrio global desejável de desempenho mecânico e de queima em um dado carregamento de enchimento. Tabela 12 Resistência ao Esmagamento, Desempenho de Impacto de Olhar e Propriedades Retardaantes de Chama de Fios Revestidos Feitos das Composições da Tabela 10 Tabela 13 Teor de Bromo x Desempenho de Chama de Fios Retardantes de Chama (Condutores Isolados) Feitos das Composições da Tabela 10

Claims (10)

1. Composição reticulável por umidade, caracterizada pelo fato de que compreende, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 10 a 79% em peso de polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano; (B) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); e (C) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero etilênico funcionalizado com alcoxisilano é pelo menos um de um copolímero de reator de etileno-silano ou um polímero etilênico enxertado com silano.

3. Composição reticulável por umidade, caracterizada pelo fato de que compreende, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 4,0 a 83,67% em peso de polímero etilênico; (B) 0,3 a 5% em peso de um composto contendo silano enxertável, por exemplo, um alcoxissilano; (C) 0,02 a 1,0% em peso de iniciador de peróxido; (D) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); e (E) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

4. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o retardante de chama bromado polimérico tem um Mw >1.000 a 1.000.000 g/mol.

5. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o retardante de chama bromado polimérico é um éter polifenílico bromado ou copolímero em bloco de estireno/butadieno bromado.

6. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o catalisador de condensação de silanol é um carboxilato de estanho.

7. Composição reticulada por umidade, caracterizada pelo fato de que compreende, em porcentagem em peso (% em peso) com base no peso da composição: (A) 10 a 79% em peso de polímero etilênico funcionalizado com alcoxissilano; (B) 16 a 70% em peso de retardante de chama bromado polimérico de peso molecular médio ponderai (Mw) igual ou superior a (>) 1.000 gramas por mol (g/mol); e (C) 0,01 a 20% em peso de catalisador de condensação de silanol.

8. Composição reticulada por umidade de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por ter fluência a quente <175% após 4 horas (h) de envelhecimento em banho-maria a 90°C.

9. Cabo, caracterizado pelo fato de que compreende uma bainha polimérica feita da composição de qualquer das reivindicações anteriores.

10. Cabo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que tem pelo menos uma das seguintes propriedades: (A) desempenho de queima horizontal: Carvão total inferior a (<) 100 milímetros (mm); (B) desempenho de queima horizontal: Tempo até extinguir <80 segundos (s); e (C) Resistência de Isolamento Úmido: maior que (>) 100 mega-ohm (Mohm).