MX2013014882A - Polietileno de baja densidad con factor de disipacion bajo y proceso para producir el mismo. - Google Patents

Abstract

La presente descripción proporciona un proceso para producir polietileno de baja densidad con un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10-4 radianes a 2.47 GHz. El proceso incluye polimerización a presión alta de radicales libres de etileno y separación de las especies sin reaccionar del polietileno resultante para formar una corriente de reciclado. El proceso incluye adicionalmente purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado. La corriente de reciclado purgada es introducida entonces en el reactor de polimerización.

Description

POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD CON FACTOR DE DISIPACIÓN BAJO Y PROCESO PARA PRODUCIR EL MISMO Campo de la Invención Se sabe que aislar un conductor con una composición polimérica tal como polietileno de baja densidad (LDPE). Por ejemplo, el LDPE en espuma, solo o mezclado con otro polímero, se utiliza de manera rutinaria para aislar un cable de comunicación, tal como un cable axial y/o un cable de radio frecuencia.

Antecedentes de la Invención Los avances rápidos en la industria de telecomunicación están colocando una mayor demanda para la calidad de señal superior en el cable de comunicación. Una forma de obtener una calidad de señal superior en el cable de comunicación es para disminuir la atenuación de señal. Se sabe que las impurezas, los grupos funcionales polares y/o insaturación presentes en el polietileno puede afectar negativamente las propiedades dieléctricas e incrementar el factor de disipación. Por lo tanto, la técnica reconoce la necesidad de polietileno con cantidades bajas de impurezas, grupos polares e insaturación con el objeto de lograr una atenuación de señal menor y factor de disipación menor en el aislamiento de cable. La técnica reconoce adicionalmente la necesidad de un material de aislamiento eléctrico DLPE con un factor de disipación que no compromete las propiedades físicas y/o las propiedades de procesamiento del LDPE.

Breve Descripción de la Invención La presente descripción está dirigida a una composición de polietileno de baja densidad con un factor de disipación mejorado (es decir, menor) y un proceso para producir el mismo. El solicitante ha descubierto un proceso que produce una composición LDPE con una cantidad reducida de componentes de disipación. La cantidad reducida de componentes de disipación produce un LDPE con un factor de disipación bajo (es decir, menos que o igual a 1.48 x 10"4 radianes a 2.47 GHz) mientras que mantiene en forma simultánea las propiedades físicas y de capacidad de procesamiento del LDPE. El aislamiento de cable elaborado con el LDPE de factor de disipación bajo de la presente descripción exhibe en forma ventajosa la atenuación de señal baja.

La presente descripción proporciona un proceso. En una modalidad, un proceso para producir una composición de polietileno incluye poner en contacto, en un reactor de polimerización bajo condiciones de polimerización de presión alta, etileno con un iniciador de radical libre en la presencia de un solvente. La reacción forma un afluente de reactor que comprende un polietileno de baja densidad de presión alta (HD-LDPE) y especies sin reaccionar. El proceso incluye separar las especies sin reaccionar del HP-LDPE para formar una corriente de reciclado y purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado para formar una corriente de reciclado purgada. El proceso incluye adicionalmente introducir la corriente de reciclado purgada en el reactor de polimerización y formar un HP-LDPE que tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10"4 radianes a 2.47 GHz.

La presente descripción proporciona una composición polimérica. En una modalidad, la composición polimérica incluye un HP-LDPE. El HP-LDPE es producido mediante el proceso presente. El HP-LDPE exhibe uno, alguna, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (¡i) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" 4 radianes a 2.47 GHz.

La presente descripción proporciona otra composición. En una modalidad, se proporciona una espuma. La espuma es una mezcla de (A) HP-LDPE y (B) polietileno de alta densidad (HDPE). La mezcla es expandida a una espuma. El componente HP-LDPE de la composición de espuma tiene una, alguna, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades antes de la expansión: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vi n i I o menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" 4 radianes a 2.47 GHz.

La presente descripción proporciona un conductor recubierto. En una modalidad, el conductor cubierto incluye un conductor y una cubierta sobre el conductor. El recubrimiento está compuesto de una mezcla de (A) el HP-LDPE y (B) HDPE. La mezcla del recubrimiento es expandida para formar una composición de espuma. El componente HP-LDPE de la composición de espuma tiene una, alguna, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades antes de la expansión : (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" 4 radianes a 2.47 GHz.

Descripción Detallada de la Invención 1. Proceso La presente descripción proporciona un proceso. En una modalidad, un proceso para producir un polietileno de baja densidad incluye poner en contacto, en un reactor de polimerización bajo condiciones de polimerización de presión alta, etileno con un iniciador de radical libre en la presencia de un solvente para formar un afluente de reactor. El afluente de reactor contiene un polietileno de baja densidad de presión alta (HD-LDPE) y especies sin reaccionar. El proceso incluye separar las especies sin reaccionar desde el HP-LDPE para formar una corriente de reciclado. El proceso incluye purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado e introducir una corriente de reciclado purgada en el reactor de polimerización. El proceso incluye formar un HP-LDPE que tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10-4 radianes a 2.47 GHz.

Como se utiliza en la presente descripción, las "condiciones de reacción" son temperatura, presión, concentraciones de reactivo, selección de solventes, agente de transferencia de cadena (CTA), parámetros de mezclado/adición de reactivo, y otras condiciones dentro de un reactor de polimerización que promueven la reacción entre los reactivos y la formación del producto resultante, particularmente LDPE. El término "condiciones de polimerización a presión alta", como se utiliza en la presente descripción, son condiciones de reacción que incluyen de 15,000 a 50,000 libras por pulgada cuadrada de calibre (psig) (1021-3403 atmósferas (atm)) de presión y una temperatura de reacción desde 150°C hasta 350°C para promover la polimerización de radical libre del etileno.

La polimerización a presión alta del etileno normalmente es conducida en un reactor tubular, en un autoclave agitado, o una combinación de un reactor tubular y un autoclave agitado. Los ejemplos no limitantes de reactores de polimerización de presión alta incluyen un autoclave único o autoclaves múltiples, una combinación de uno o más autoclaves y un reactor tubular que opera en serie o en orden se secuencia, o un reactor tubular único. El reactor de orden en serie puede consistir en un reactor de autoclave seguido por un reactor tubular. Adicionalmente, el reactor de autoclave puede tener una o más zonas de reactor. Cada una de las zonas del reactor pueden tener alimentación independiente de etileno, comonómeros opcionales, iniciadores de radicales libres, catalizadores, y CTAs. Además, el reactor tubular puede tener uno o más puntos de alimentación a lo largo de la longitud del reactor tubular para permitir la alimentación independiente de comonómeros opcionales de etileno, iniciadores de radicales libres, catalizadores y CTAs.

El proceso presente puede se realizado utilizando ya sea un proceso continuo o un proceso discontinuo. El monómero de etileno (y los comonómeros opcionales) pueden ser alimentados en el reactor de polimerización completamente al inicio o el frente o pueden ser analizados gramaticalmente y alimentados en el reactor en varias ubicaciones diferentes (para proceso de tipo continuo) durante el ciclo de reacción.

Cuando un reactor autoclave agitado es empleado, la presión puede estar dentro del intervalo desde 1,000 hasta 4,000 bars absolutos ("bara") (100 a 400 megapascales absolutos ("MPaa")) o desde 2,000 hasta 3,000 bara (200 a 300 MPaa), y la temperatura puede estar dentro del intervalo desde 120°C hasta 340°C.

Cuando se emplea un reactor tubular, la presión puede estar dentro del rango desde 1,000 hasta 4,000 bara (100 a 400 MPaa) y la temperatura puede estar en el rango desde 120°C hasta 360°C. La polimerización en un reactor tubular bajo condiciones de polimerización de presión alta ocurre en el flujo de fluido de proceso turbulento. En ciertos puntos a lo largo del tubo, una porción del calor producido durante la polimerización de radicales libres puede removerse a través de la pared de tubo.

En una modalidad, la temperatura de reacción para al menos una porción de la polimerización es desde 200°C, o 225°C o 250°C hasta 360°C. En una modalidad adicional, la temperatura de reacción es mantenida durante por lo menos el 25% de la polimerización, o por lo menos el 50% de la polimerización, por lo menos el 75% de la polimerización, o durante el proceso de polimerización completo.

En una modalidad, el proceso presente es realizado en un sistema de reactores múltiples que incluyen un primer reactor que es un reactor de autoclave y un segundo reactor que es un reactor tubular. El primer reactor (autoclave) tiene una, dos o más zonas de reacción. La temperatura en cada zona de reactor es la misma o diferente y es desde 180°C, o 200°C, o 230°C, o desde 239°C hasta 245°C, o 250°C, o 280°C, o 360°C. La presión en cada zona de reactor del primer reactor es la misma o diferente es desde 22,000 psig, o desde 24,000 psig hasta 27,000 psig, o 33,000 psig.

El segundo reactor del sistema de reactor múltiple es un reactor tubular. El segundo reactor (tubular) tiene una, dos o más zonas de reacción. La temperatura en cada zona de reactor es la misma o diferente y es desde 180°C, o desde 240°C hasta 280°C, o 290°C. La presión en cada zona de reactor tubular es la misma o diferente es desde 22,000 psig, o desde 24,000 psig hasta 27,000 psig, o 33,000 psig.

Los iniciadores de radicales libres adecuados incluyen, sin limitar a, iniciadores basados en oxígeno, tales como peróxidos orgánicos ("PO#), peroxiésteres, peróxidos de dialquilo, y combinaciones de los mismos. Los ejemplos no limitantes de los iniciadores de radicales libres adecuados incluyen t-butil-peroxi pivalato, di-t-butil peróxido (DTBP), t-butil peroxi acetato (TBPO), t-butil peroxi-2-etilhexanoato, t-butil peroxi neodecanoato (PND), t-butil-peroxioctoato, y cualquier combinación de los mismos. La reacción de polimerización de radicales libres ocurre en cada zona de reacción en donde está presente el iniciador o catalizador. La reacción es una reacción exotérmica que genera una gran cantidad de calor.

En una modalidad, el paso de contacto se realiza en la presencia de un agente de transferencia de cadena que es un hidrocarburo saturado. Después de la donación del átomo de hidrógeno, el CTA puede formar un radical, el cual puede reaccionar con un monómero, un oligómero, o un comonómero, y empezar una cadena polimérica nueva. El resultado es que el CTA original es incorporado en una cadena polimérica nueva o existente, introduciendo de esta manera una funcionalidad nueva en la cadena polimérica asociado con el CTA original. El CTA puede introducir una funcionalidad nueva en la cadena polimérica que normalmente es el resultado de la polimerización del monómero/comonómero.

En una modalidad, se pueden utilizar dos o más agentes de transferencia de cadena. Por lo menos uno de los agentes de transferencia de cadena puede ser una alfa-olefina. Otros componentes opcionales que pueden ser alimentados al reactor de polimerización para iniciar y soportar la reacción de radicales libres incluyen los iniciadores de reacción y los catalizadores.

En una modalidad, se utiliza un CTA único. El CTA único es un hidrocarburo saturado. El CTA es isobutano. El CTA está presente durante la polimerización en una cantidad desde 0.05% por peso, o 0.1% por peso to 0.2% por peso, o 0.5% por peso con el % por peso basado en el peso combinado del CTA, el monómero de etileno y cualquier comonómero opcional (si está presente).

El solvente es un líquido (en condiciones ambiente). El solvente sirve como un solvente iniciador de radicales libres, un equilibrio para el flujo de la bomba y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el solvente es un solvente flujo de isoparafina no polar. Un ejemplo no limitante de un solvente de fluido de isoparafina adecuado es Isopopar™ H. El proceso presente utiliza solvente de fluido de isoparafina no polar como un reemplazo para el equilibrio de flujo convencional de alcandés polares, tales como isopropanol, butanol, t-butanol, y cualquier combinación de los mismos. El solicitante descubrió que el solvente de fluido de isoparafina contribuye de manera ventajosa a la reducción de los componentes de disipación presentes en la corriente de reciclado.

El proceso incluye la polimerización de radicales libres de presión alta de etileno, el cual forma un afluente de reactor. El afluente de reactor incluye un polietileno de baja densidad de presión alta (HD-LDPE) y especies sin reaccionar. Las especies sin reaccionar incluyen uno, alguno o todos los siguientes: solvente, monómero sin reaccionar (etileno), comonómero opcional sin reaccionar, iniciador de radicales libres sin reaccionar, CTA sin reaccionar, catalizador sin reaccionar (opcional), productos de descomposición de iniciador de radical libre (tal como acetona y ter-butanol), impurezas de los sistemas de alimentación, lubricantes utilizados en maquinaria y cualquier combinación de los mismos. Las especies sin reaccionar, normalmente incluyen etileno en una cantidad en mayoría (mayor que el 95% por peso, o mayor que el 97% por peso del peso total de las especies sin reaccionar) con los otros componentes presentes en una cantidad combinada desde menos del 5% por peso o menos del 3% por peso (con base en el peso total de las especies sin reaccionar).

El proceso incluye separar las especies sin reaccionar desde el HP-LDPE para formar una corriente de reciclado. El término "corriente de reciclado" como se utiliza en la presente descripción, es el exceso de especies sin reaccionar recuperadas durante la fase de separación primaria. Las especies sin reaccionar son recuperadas durante una fase de separación primaria, la cual reduce la presión del primer reactor de polimerización (corriente de reciclado a presión alta) hasta aproximadamente 3000 psig y de manera subsiguiente, reduce la presión hasta aproximadamente la presión ambiente (corriente de reciclado de presión baja) en un recipiente o separador subsiguiente. Los gases separados son recolectados para formar la corriente reciclada. Una porción de la corriente reciclada es introducida en el reactor de polimerización para mejorar la eficiencia monomérica de las unidades de producción como se planteará más adelante.

El proceso incluye purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado. El término "purga", como se utiliza en la presente descripción, es la acción de remover uno o más componentes de disipación de la corriente de reciclado. La purga (o purgado) se realiza separando o descartando de otra manera una porción (o una fracción de las especies sin reaccionar de la corriente de reciclado. En otras palabras, el purgado es la extracción o remoción de otra forma de una porción de las especies sin reaccionar (una "corriente de purga") de la corriente de reciclado.

El paso de purgado forma una corriente de reciclado purgada. Una "corriente de reciclado purgada", como se utiliza en la presente descripción es la corriente de reciclado que se ha sometido al procedimiento de purga. La corriente de reciclado purgada ha tenido una porción de las especies sin reaccionar removidas de las mismas (cara a cara el procedimiento de purga).

Como se utiliza en la presente descripción, el término "componente de disipación" y los términos similares, son compuestos polares, compuestos insaturados, y combinaciones de los mismos, presentes en las especies sin reaccionar que afectan negativamente las propiedades dieléctricas del HP- LDPE. Los ejemplos no limitantes de componentes de disipación son compuestos y/o moléculas que contienen uno o más de los siguientes: un grupo carbonilo, un grupo hidroxilo, un grupo vinilo, un grupo vinilideno, un grupo transvinilideno, y cualquier combinación de los mismos. Los ejemplos no limitantes adicionales de los componentes de disipación incluyen acetona, ter-butanol, dióxido de carbono, cetonas, alcoholes, ácidos carboxílicos, aceite hipercompresor, aceite mineral, antioxidante polar, polialquilénglicol, y cualquier combinación de los mismos. Sin estar atados a teoría particular alguna, los componentes de disipación puede ser el resultado de las impurezas de reactor/reactivo, productos de descomposición de peróxido, aditivos tales como antioxidantes, contaminantes exteriores tales como polvo o fibras de empaque, y cualquier combinación de los anteriores.

En una modalidad, el paso de purga incluye mantener, durante el paso de contacto (durante la polimerización), una fracción de purga desde 0.18 hasta 0.6. La "fracción de purga" es definida mediante la ecuación (1) a continuación: : (1) Fracción de purga = índice de flujo de corriente de purga (kg/hr) índice de flujo de corriente de reciclado (kg/hr). En una modalidad, la fracción de purga es desde 0.18, o desde 0.26 hasta 0.4, o 0.6.

El índice de flujo de corriente de reciclado es medido por la medición de flujo utilizando la caída de presión y las temperaturas como es estándar para la medición de flujo de gas. El índice de flujo de corriente de reciclado se determina por medio de un compresor de desplazamiento volumétrico. El compresor de desplazamiento volumétrico desplaza un volumen específico de fluido. La densidad del fluido es estimada con la presión de operación (medida) y la temperatura (medida). La densidad y el volumen desplazado son utilizados entonces para calcular el índice de flujo de masa para la corriente de reciclado. El índice de flujo de corriente de purga es determinado en una manera similar.

El procedimiento incluye introducir la corriente de reciclado purgada en el reactor de polimerización. La corriente de purga es desviada desde la corriente de reciclado. La corriente de purga no es introducida en la reacción de polimerización. La corriente de purga es removida del proceso de polimerización. El proceso incluye formar adicionalmente un HP-LDPE que tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10-4 radianes a 2.47 GHz.

El término "polietileno de densidad baja de presión alta" o "HP-LDPE", como se utiliza en la presente descripción es un homopolímero de etileno de baja densidad con una densidad desde 0.910 g/cc hasta 0.940 g/cc producido por medio de la polimerización de radicales libres bajo alta presión.

El HP-LDPE es diferente de otros tipos de polietilenos. El HP-LDPE presente es el radical libre polimerizado y es diferente del polietileno catalizado órgano-metálico tal como metaloceno, de geometría limitada y/o un polietileno catalizado Ziegler-Natta. En particular, el HP-LDPE es diferente del polietileno de baja densidad lineal (LLDPE). El LLDPE tiene una estructura molecular lineal con una distribución de peso molecular (MWD) muy estrecha. En contraste, las resinas de HPLDPE tienen una estructura ramificada de cadena larga y un MWD más ancho en comparación con el LLDPE.

El HP-LDPE es diferente del polietileno de alta densidad (HDPE). el "HDPE" es un polímero basado en anetileno (homopolímero de etileno o copolímero de etileno) que tiene una densidad mayor que 0.940 g/cc. La viscosidad de fusión del HP-LDPE en el flujo de alargamiento es endurecimiento de tensión. Esto significa que la fusión de HP-LDPE es estirada, su viscosidad de alargamiento se incrementará con el índice de alargamiento creciente. En contraste, el LLDPE y HDPE exhiben adelgazamiento de tensión mediante lo cual, la viscosidad de alargamiento cae con el índice de extensión creciente y el extrudido es fácilmente extraído en secciones muy delgadas. Las diferencias adicionales entre HDPE y HP-LDPE son provistas en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1 - Diferencias entre HDPE v HP-LDPE *WVTR = Indice de ransms n e apor En una modalidad, el proceso incluye mezclar el iniciador de radical libre con un solvente de fluido de isoparafina. El solvente de fluido de isoparafina no es polar. El mezclado puede ocurrir antes, durante o después de la introducción del iniciador de radical libre en el reactor de polimerización. El iniciador de radical libre puede ser mezclado con desde 10% por peso, o 15% por peso hasta 18% por peso, o 20% por peso, o 24% por peso, o 25% por peso, o 30% por peso de solvente de fluido de isoparafina. En una modalidad adicional, el solvente de fluido de isoparafina mezclado con el iniciador de radical libre es Isopar™ H. El porcentaje por peso se basa en el peso total del iniciador de radical libre/mezcla de fluido de isoparafina.

En una modalidad, el proceso incluye formar un HP-LDPE que tiene una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05.

En una modalidad, el proceso incluye formar un HP-LDPE que tiene una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37.

En una modalidad, el proceso incluye formar un HP-LDPE que tiene una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19.

En una modalidad, el proceso incluye formar un HP-LDPE que comprende menos que 0.03 grupos vinilo.

La formación de carbonilo en la columna de HP-LDPE ocurre principalmente a partir de los productos de descomposición de peróxido formados durante la polimerización. Los productos de descomposición de peróxido forman especies químicamente activas que pueden incorporarse en la columna de polímero como el grupo carbonilo. La cantidad de peróxido fresco alimentado al reactor tiene un efecto sobre la concentración carbonilo dentro de la columna de polímero HP-LDPE. Como se utiliza en la presente descripción, el término "fresco" se refiere a la introducción inicial de un componente en el reactor de polimerización. Un componente "fresco" excluye un componente reciclado.

El proceso presente utiliza menos peróxido durante la polimerización de radical libre de etileno. Mediante el uso de menos peróxido, el proceso presente reduce de manera ventajosa la concentración de especies que contienen oxígeno introducidas en el reactor de polimerización.

En una modalidad, el proceso incluye mantener, durante el paso de contacto (durante la polimerización), una proporción de eficiencia de peróxido desde 1800 hasta 2400. El término "proporción de eficiencia de peróxido" es definido por la Ecuación (2) siguiente: (2) proporción de eficiencia de peróxido = índice de producción HP-LDPE (kq/hr) índice de alimentación de solución de peróxido fresca (kg/hr) En una modalidad, la proporción de eficiencia de peróxido es de 1800, o desde 2000 hasta 2200, o de 2400. Un incremento en la proporción de eficiencia de peróxido indica un índice de alimentación de peróxido reducido en el reactor.

El índice de producción de HP-LDPE es medido por un instrumento de medición de flujo de masa conocido en la materia. El índice de alimentación de solución de peróxido fresco se determina midiendo el índice de flujo volumétrico de la bomba de peróxido y conociendo la composición de la solución de peróxido.

En una modalidad, el proceso incluye realizar el contacto en un sistema de reactor múltiple. El sistema de reactores múltiples incluye un primer reactor que es un reactor de autoclave agitado y un segundo reactor que es un reactor tubular. La temperatura del primer reactor es desde 230°C hasta 250°C, la presión del primer reactor es desde 24,000 psig hasta 27,000 psig. El proceso incluye adicionalmente: separar las especies sin reaccionar del DP-LDPE para formar una corriente de reciclado; purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado; introducir la corriente de reciclado purgada en el reactor de polimerización; mantener una fracción de purga desde 0.18 hasta 0.60; mantener una proporción de eficiencia de peróxido desde 1800 hasta 2400; y formar un HP-LDPE que tiene una, algunas o todas las siguientes propiedades: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.20; (iv) menos que o igual a 0.05 grupos vinilo; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 1 O4 radianes a 2.47 GHz.

El solicitante descubrió un proceso de polimerización en donde los componentes de disipación pueden ser monitoreados, detectados y removidos hasta niveles excepcionalmente bajos.

Sin estar atados a teoría alguna en particular, el proceso presente reduce de manera sorpresiva la cantidad de componentes de disipación presentes en el reactor incrementando la fracción de purga sola o en combinación con el incremento en la proporción de eficiencia de peróxido. Esta reducción de los componentes de disipación en el proceso de alimentación del reactor mejora directamente (disminuye) el factor de disipación en el HP-LDPE resultante. El solicitante ha descubierto de manera sorpresiva que el proceso presente mejora (es decir, disminuye) el factor de disipación para HP-LDPE en el rango de frecuencia de 100 a 2470 megahertz (MHz) desde el 20%, o desde el 30% hasta el 40%, o el 50%, cuando se compara con HP-LDPE, o LDPE producido mediante los procedimientos convencionales.

El proceso presente puede comprender dos o más modalidades descritas en la presente descripción. 2. Composición Polimérica La presente descripción proporciona una composición. En una modalidad, se proporciona una composición polimérica e incluye un HP-LDPE. El HP-LDPE es producido mediante cualquiera de los procesos anteriores. El HP-LDPE exhibe una, alguna, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (ii¡) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" radianes a 2.47 GHz.

En una modalidad, el HP-LDPE presente tiene una densidad desde 0.910 g/cc hasta 0.930 g/cc.

En una modalidad, el HP-LDPE presente tiene un índice de fusión desde 1.5 hasta 10.5 y un MWD desde 5 hasta 12.

En una modalidad, la composición polimérica incluye un HP-LDPE que tiene un índice de fusión desde 2.0 g/10 min hasta 3.0 g/10 min y un MWD desde 5.0 hasta 6.0.

En una modalidad, la composición polimérica incluye un HP-LDPE que tiene un índice de fusión desde 5.5 hasta 6.5 y un MWD desde 11.0 hasta 12.0.

El HP-LDPE presente, contiene de manera ventajosa una cantidad sorprendentemente baja de componentes de disipación, los cuales producen el factor de disipación baja de menos de o igual a 1.48 x 10'4 radianes a 2.47 GHz.

En una modalidad, la composición HP-LDPE tiene una proporción carbonilo menor que o igual a 0.05 o desde 0.02 hasta 0.04 o de 0.05.

En una modalidad, el HP-LDPE contiene una proporción vinilideno menor que o igual a 0.19 o desde 0.17 hasta 019.

En una modalidad, el HP-LDPE tiene una proporción de vi n i I o menor que o igual a 0.03.

En una modalidad, la composición HP-LDPE tiene una proporción hidroxilo menor que o igual a 0.37 o desde 0.34 hasta 0.35 o de 0.37.

La composición polimérica puede comprender dos o más modalidades descritas en la presente descripción.

A. Mezcla En una modalidad, la composición polimérica es una mezcla de (A) el HPLDEPE anterior y (B) una poliolefina. Los ejemplos no limitantes de las poliolefinas adecuados incluyen polímero basado en propilo y polímero basado en etileno.

En una modalidad, el HP-LDEPE de la mezcla tiene una, algunas, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" 4 radianes a 2.47 GHz.

En una modalidad, la poliolefina presente en la mezcla es un polietileno de alta densidad (HDPE). La mezcla contiene del 20% por peso al 80% por peso de HDPE y del 80% por peso al 20% por peso de HP-LDPE. El porcentaje por peso se basa en el peso total de la mezcla.

En una modalidad, la composición polimérica es una mezcla que contiene el 50% por peso de HP-LDPE y la mezcla tiene una densidad desde 0.935g/cm3 hasta 0.945g/cm3.

En una modalidad, la composición polimérica es una mezcla que contiene el 50% por peso de HDPE, el 50% por peso de HP-LDPE y la mezcla tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.0 x 10~4 radianes a 2.47 GHz.

En una modalidad, la composición polimérica es una mezcla que contiene el 50% por peso de HDPE, el 50% por peso de HP-LDPE y la mezcla tiene un índice de fusión de 6.89 g/10 min.

B. Composición de espuma La presente descripción proporciona otra composición. En una modalidad, se proporciona una composición de espuma e incluye una mezcla de (A) el HP-LDEP y (B) HDPE, la mezcla expandida a una espuma. La composición de espuma tiene una distribución de celda uniforme con las celdas que se encuentran dentro de un rango de 1 miera a 100 mieras. La expansión de la mezcla en una espuma puede lograrse mediante agentes de formación de espuma químicos o mediante inyección física de gas en un extrusor durante un proceso de producción de conductor recubierto (cable aislado).

El componente HP-LDPE de la composición de espuma es cualquier HP-LDPE como el que se describe en la presente descripción y tiene una, alguna, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades antes de la expansión: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" radianes a 2.47 GHz.

C. Conductor Recubierto En una modalidad, un conductor recubierto es provisto e incluye un conductor y una cubierta sobre el conductor. El recubrimiento está compuesto de una mezcla de (A) el HP-LDPE y (B) HDPE. La mezcla es expandida para formar una composición de espuma. El HP-LDPE puede ser cualquier HPLDPE descrito en la presente descripción. El HP-LDPE tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10'4 radianes a 2.47 GHz, antes de la expansión.

Un "conductor" como se utiliza en la presente descripción, es por lo menos un alambre de metal y/o por lo menos un cable metálico. El conductor puede ser un cable único o cables múltiples y puede estar en la forma de hebras o en forma tubular. Los ejemplos no limitantes de conductor adecuado incluyen, plata, oro, cobre, carbón y aluminio. El conductor también puede ser fibra óptica elaborada ya sea a partir de vidrio o de plástico.

El conductor recubierto puede ser flexible, semi-rígido o rígido. El recubrimiento (también denominado como una "funda" o una "cubierta de protección" o "aislamiento") está sobre el conductor o sobre otra capa polimérica alrededor del conductor. La cubierta incluye la composición polimérica presente. La composición polimérica puede ser cualquier composición polimérica como la que se describe en la presente descripción. En una modalidad, la composición polimérica presente es una capa de aislamiento sobre el conductor.

El recubrimiento está localizado sobre el conductor. Como se utiliza en la presente "sobre" incluye en contacto directo o en contacto indirecto entre el recubrimiento y el conductor metálico. "Contacto directo" es una configuración mediante la cual, el recubrimiento hace contacto de inmediato con el conductor, sin capas que intervengan y/o sin materiales que intervengan localizados entre el recubrimiento y el conductor. "Contacto indirecto" es una configuración mediante la cual una capa que interviene y/o una estructura(s) y/o materiales que intervienen o está/están localizados entre el conductor y el recubrimiento. El recubrimiento puede cubrir por completo o parcialmente o rodear de otra manera o cubrir el conductor. El recubrimiento puede ser el componente único que rodea al conductor. De manera alternativa, el recubrimiento puede ser una capa de un forro o funda de capas múltiples que cubre al conductor metálico. El propósito principal de la capa intermedia es mejorar la adhesión entre la cubierta y el conductor.

En una modalidad, la mezcla de (A) HP-LDPE y (B) HDPE presente en la composición de espuma del conductor cubierto tiene un factor de disipación, antes de la expansión, de menos de o igual a 1.0 x 10"4 radians a 2.47 GHz.

En una modalidad, el componente HP-LDEPE de la mezcla tiene, antes de la expansión, una, algunas, todas o cualquier combinación de las siguientes propiedades: (i) una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05; (ii) una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37; (iii) una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19; (iv) una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03; y (v) un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10" 4 radianes a 2.47 GHz.

Aplicaciones El conductor cubierto presente como el que se describe en la presente descripción puede ser utilizado para transmitir una señal de radiofrecuencia, una señal ya sea digital o análoga. Los ejemplos no limitantes de aplicaciones adecuadas incluyen cable CATV para caída, distribución y troncal; cable telefónico; cable de radio frecuencia para teléfonos móviles y radio de dos vías; estaciones base de telefonía celular, redes de televisión por cable, líneas de suscriptor para sistemas telefónicos; y otros diversos cables de comunicación.

Definiciones Los términos "mezcla" o "mezcla polimérica", como se utiliza en la presente descripción, es una mezcla de dos o más polímeros. Dicha mezcla puede o no se puede mezclar (no separada por fase en el nivel molecular). Dicha mezcla principal puede o no ser separada por la fase. Dicha mezcla puede o no contener una o más configuraciones de dominio, como se determinó a partir de la espectroscopia de transmisión de electrón, esparcimiento de la luz, esparcimiento de rayos X, y otros métodos conocidos en la materia.

El término "composición", como se describe en la presente descripción, incluye una mezcla de materiales, los cuales comprenden la composición, así como también los productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.

El término "que comprende" y los derivados del mismo, no pretenden excluir la presencia de cualquier componente adicional, paso o procedimiento, si es o no el mismo que se describió en la presente. Con el objeto de evitar cualquier duda, todas las composiciones reclamadas en la presente a través del uso del término "que comprende" pueden incluir cualquier aditivo adicional, adyuvante, o compuestos si es polimérico o de otra forma, a menos que sea establecido de forma contraria. En contraste, el término "que consiste esencialmente d" excluye del alcance de cualquier redacción sucesiva de cualquier otro componente, paso o procedimiento, exceptuando aquellas que no son esenciales para su capacidad de operación. El término "que consiste en" excluye a cualquier componente, paso o procedimiento no delineado o relacionado de manera específica. El término "o", a menos que se establezca de otra forma, se refiere a los elementos enlistados en forma individual, así como también a cualquier combinación.

El término "polímero basado en etileno" como se utiliza en la presente descripción, se refiere a un polímero que comprende una mayor parte de porcentaje de peso de monómero de etileno polimerizado (con base en el peso total de los monómeros que se pueden polimerizar.

El término "polímero" es un compuesto macromolecular preparados mediante la polimerización de los monómeros del mismo tipo o diferente. "Polímero" incluye homopolímeros, copolímeros, terpolímeros, interpolímeros y así sucesivamente. El término "interpolímero" significa un polímero preparado mediante la polimerización de por lo menos dos tipos de monómeros o comonómeros. Este incluye, sin limitación, copolímeros (los cuales normalmente se refieren a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros o comonómeros, terpolímeros (los cuales normalmente se refieren a los polímeros preparados a partir de tres tipos diferentes de monómeros o comonómeros), tetrapolímeros (los cuales normalmente se refieren a los polímeros preparados a partir de cuatro tipos diferentes de monómeros o comonómeros), y los similares. Los monómeros/comonómeros típicos incluyen etileno, butano, hexano y octano.

El término "Polímero basado en propileno" como se utiliza en la presente descripción se refiere a un polímero que comprende una mayoría del porcentaje de peso del monómero de propileno polimerizado (con base en la cantidad total de monómeros que se pueden polimerizar), y opcionalmente puede comprender por lo menos un comonómero polimerizado.

Métodos de Prueba La proporción de carbonilo, proporción de hidroxilo y contenidos de insaturación (proporción de vinilo, proporción de vinilideno) se determinan mediante Espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR). Las películas de 10 a 20 mils de espesor son presionadas entre dos hojas de Teflon mediante el calentamiento a presión baja (de contacto) a una temperatura de 120 a 130°C durante 1 minuto y presión alta (2000 psi) durante 1 minuto. Las muestras son removidas de la prensa y enfriadas a temperatura ambiente. El espectro FTIR de recolección es conducido utilizando los siguientes instrumentos y parámetros: Espectrómetro: Nicolet 6700, Software: Omnic 8.1.11, Modo: Transmisión, Fuente: IR.

Detector: DTGS KBr, Número de exploraciones de muestra: 64, Resolución: 4 cm"1 El nivel relativo de grupos carbonilo se encuentra mediante la proporción de las absorbancias a 1722 cm"1, para absorbancia a 2019 cm"1, (espesor de polietileno (PE) interna). El nivel relativo de grupos hidroxilo se encuentra mediante la proporción de las absorbancias a 1061 cm"1, para absorbancia a 2019 cm'1, (espesor de polietileno (PE) interna). El contenido de insaturación (trans-vinileno, vinilo terminal y grupos vinilideno) es cuantificado utilizando el software OMNIC Peak Resolve dentro del espectrómetro FT-IR.

La densidad es determinada de acuerdo con el ASTM D 1928. Las muestras son presionadas a una temperatura de 374°F (190°C) y 30,000 psi durante tres minutos, y posteriormente a una temperatura de 70°F (21°C) y 30,000 psi durante un minuto. Las mediciones de densidad son realizadas dentro de una hora de presión de la muestra utilizando el ASTM D792, Método B.

El "factor de disipación" es la energía perdida de un campo eléctrico aplicado debido a un movimiento interno de un material colocado en el campo. El factor de disipación es medido en placas de 50 mil a una frecuencia de 2.47 GHz utilizando el analizador en red de parámetro Agilent 8753 ES S con un resonador dieléctrico de poste de división compatible. Se utilizan los siguientes parámetros en el moldeo por compresión de las placas: - 5 minutos a presión baja (500 psi) y una temperatura de 120°C - 5 minutos a presión alta (2500 psi) y una temperatura de 120°C - Enfriamiento de agua a temperatura ambiente El índice de fusión, o h, es medido de acuerdo con el ASTM D 1238, condición de 190°C/2.16 kg, y es reportado en gramos extraídos con solventes por 10 minutos. El 110 es medido de acuerdo con el ASTM D 1238, condición de 190°C/10 kg, y es reportado en gramos extraídos con solventes por 10 minutos.

La resistencia de fusión (centi-newtons, cN) es medida con un rheotens 71, Alimentador - Reógrafo HCV con los siguientes parámetros: Parámetros HCV: Troquel. Capilar redondo Temperatura: 190°C y 220°C Tiempo de remojado: 4 min Velocidad de pistón: 0.20 mm/s Parámetros de Rheotens: Aceleración: 6 mm/S2 Abertura entre el troquel y las ruedas: 100mm Rueda estándar La distribución de peso molecular (MWD) y la ramificación (LCB) - Tamaño de exclusión, cromatografía (Cromatografía de permeación de gel - detector triple) se utiliza para comparar la distribución de peso molecular de los diversos grados. Las condiciones de prueba son: - 1,2-4 triclorobenceno como el solvente - Temperatura de prueba = 140°C - Columnas: G/M/M IBM - Tamaño de muestra = 250 µ?_ Algunas modalidades de la presente descripción se describirán ahora en los siguientes ejemplos.

EJEMPLOS Ejemplo 1 En un reactor autoclave (AC) de reacción de tres zonas agitado, seguido por un reactor tubular de zona de reacción única (ST), el etileno es polimerizado bajo condiciones de estado fijo como las relacionadas en la Tabla 2 a continuación. En todos los casos, el peróxido es alimentado a la primera zona de autoclave, la segunda zona de autoclave y la sección de reactor tubular. El peróxido es alimentado de manera que mantiene la temperatura del reactor en la temperatura de control. El tiempo de residencia para la sección de autoclave es de aproximadamente 30 segundos y el tiempo de residencia de la sección tubular es de aproximadamente 30 segundos.

Tipo de peróxido: mezcla de peroxiéster y peróxido de dialquilo. De manera específica, peroxiacetato de t- butilo/perioxioctoato de t-butilo/peróxido de di-t-butilo.

Tabla 2 Comparando el Ejemplo 3 con las Muestras comparativas 1 y 2, se ilustra el impacto de los componentes de disipación de purga de la corriente de reciclado. El ejemplo 3, tiene una fracción de purga mayor (0.26) en comparación con la Muestra comparativa 1 (0.13) lo cual contribuye al factor de disipación bajo del Ejemplo 3 (1.48 x 10"4) en comparación con el factor de disipación superior de la Muestra comparativa 1 (2.60 x 10"4). Al disminuir la temperatura de reacción se incrementa la proporción de eficiencia de peróxido para el ejemplo 3 (1990) en comparación con la Muestra comparativa 2 (824). La temperatura de reacción inferior y la proporción de eficiencia de peróxido superior contribuyen al factor de disipación bajo para el ejemplo 3 (1.48 x 10"4) en comparación con la Muestra comparativa 2 (2.01 x 10 '4). Para el Ejemplo 3, la proporción de purga, la temperatura de reactor inferior, y la proporción de eficiencia de peróxido incrementada, todas contribuyen a producir HPLDPE con valores menores para cada una de las siguientes propiedades en comparación con la Muestra comparativa 1 y la muestra comparativa 2: Proporción de carbonilo; Proporción de hidroxilo; Vinilo; Vinilideno; y Factor de disipación.

La muestra comparativa 4 es un LDPE disponible comercialmente (densidad de 0.922 g/cm3) y tiene las siguientes propiedades: 0.06 de proporción de carbonilo, 0.370 de proporción de hidroxilo, 0.216 de vinilideno, 0.03 de vinilo, y factor de disipación de 1.71 x 10"4 radianes a 2.47 GHz. El ejemplo 3, producido mediante el procedimiento presente, tiene el 13% menos de proporción de carbonilo (0.05 contra 0.06), 10% menor la proporción de vinilideno (0.19 contra 0.216) y 13% menor el factor de disipación (1.48 contra 1.71) que el LDPE convencional.

Esto pretende de manera específica que la presente invención no sea limitada a las modalidades e ilustraciones contenidas en la presente descripción, aunque incluye formas modificadas de esas modalidades que incluyen porciones de las modalidades y combinaciones de los elementos de las diferentes modalidades que están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para producir una composición de polietileno, que comprende: poner en contacto en un reactor de polimerización bajo condiciones de polimerización a presión alta, etileno con un iniciador de radical libre en la presencia de un solvente para formar un efluente de reactor que comprende un polietileno de densidad baja de presión alta (HP-LDPE) y espacies de no reactor; separando las especies sin reaccionar del HP-LDPE para formar una corriente de reciclado; purgar los componentes de disipación de la corriente de reciclado para formar una corriente de reciclado purgada; mantener una fracción de purga desde 0.18 hasta 0.6; introducir la corriente de reciclado purgada en el reactor de polimerización; y formar un HP-LDPE que tiene un factor de disipación menor que o igual a 1.48 x 10"4 radianes a 2.47 GHz.

2. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizado además porque la purga comprende remover los productos de descomposición de peróxido de la corriente de reciclado.

3. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado además porque mantiene una proporción de eficiencia de peróxido desde 1800 hasta 2400.

4. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque el contacto ocurre en la presencia de un agente de transferencia de cadena que es un hidrocarburo saturado.

5. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende realizar el contacto en un primer reactor de polimerización a una temperatura desde 200°C hasta 360°C.

6. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende realizar el contacto en un primer reactor de polimerización a una presión desde 22,000 psig hasta 33,000 psig.

7. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque comprende formar un HP-LDPE que tiene una proporción de carbonilo menor que o igual a 0.05.

8. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque comprende formar un HP-LDPE que tiene una proporción de hidroxilo menor que o igual a 0.37.

9. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque comprende formar un HP-LDPE que tiene una proporción de vinilideno menor que o igual a 0.19.

10. El proceso tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque comprende formar un HP-LDPE que tiene una proporción de vinilo menor que o igual a 0.03.