MX2015003840A - Composiciones de polimero modificado a base de etileno y metodos para su produccion. - Google Patents

Abstract

Composiciones poliméricas que comprenden un polímero termoplástico a base de etileno y un elastómero termoplástico olefínico. Procesos para producir composiciones poliméricas que comprenden un polímero termoplástico a base de etileno y un elastómero termoplástico olefínico. Tales composiciones poliméricas pueden emplear en la formación de alambres y cables recubiertos.

Description

COMPOSICIONES DE POLÍMERO MODIFICADO A BASE DE ETILENO Y MÉTODOS PARA SU PRODUCCIÓN REFERENCIA A SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos No. 61/705,348, presentada el 25 de Septiembre de 2012.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Diversas modalidades de la presente invención se refieren a composiciones poliméricas que comprenden un elastómero termoplástico olefínico y un polímero termoplástico a base de etileno. Otros aspectos de la invención se refieren a revestimientos de alambre o de cable que comprenden tales composiciones poliméricas.

INTRODUCCIÓN Cables, tales como cables de potencia o de comunicación, incluyen típicamente un núcleo, que comprende un elemento conductor tal como un alambre de metal o una fibra de vidrio, y una o más capas exteriores para propósitos de blindaje y la protección. La más externa de estas capas, que tiene principalmente fines de protección, que normalmente se conoce como la funda exterior o chaqueta. Los tipos de cables incluyen cables de fibra óptica, cables telefónicos, cables coaxiales, cables de radiofrecuencia, cables de red, cables de señal y cables de alimentación.

El uso de materiales poliméricos para la fabricación de chaquetas de cables generalmente se conoce. En general, el material polimérico utilizado para la fabricación de chaquetas de cables debe poseer una buena procesabilidad (por ejemplo, buenas propiedades de extrusión) sobre amplios intervalos de temperatura de procesamiento. Además, dichas chaquetas de cables generalmente deben poseer buenas propiedades mecánicas, tales como buena resistencia al agrietamiento por estres ambiental ("ESCR" por sus siglas en inglés), buena resistencia mecánica y buen acabado superficial. En algunas aplicaciones, se desea tener una mayor flexibilidad en la chaqueta del cable. La flexibilidad puede ser más importante en los últimos 100 metros para el usuario final.

El cloruro de polivinilo ("PVC") se utiliza típicamente para las chaquetas debido a la buena resistencia a la intemperie, buena flexibilidad, y bajo costo. El PVC generalmente funciona bien en el rango de temperatura de 0 °F (-17.8 °C) a 120 °F (49 °C). A temperaturas por debajo de 0 °C, chaquetas de PVC se vuelven más rígidas haciéndolos más difíciles de manejar y hacer buenas conexiones. Alternativamente, a temperaturas más altas, el PVC puede ser demasiado flexible o suave, haciendo más difíciles las conexiones ajustadas. Durante la instalación del cable a bajas temperaturas, un instalador debe calentar la chaqueta para permitir el proceso de conexión. En consecuencia, la instalación del cable a altas temperaturas puede causar el estiramiento indeseable del PVC. En consecuencia, se desean mejoras en los revestimientos de alambres y cables.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una modalidad es una composición que comprende: 1 ) un polímero termoplástico a base de etileno seleccionado del grupo que consiste de polietileno de baja densidad ("LDPE"), polietileno lineal de baja densidad ("LLDPE"), polietileno de muy baja densidad ("VLDPE"), y combinaciones de dos o más de los mismos; y 2) un elastómero termoplástico olefínico seleccionado de entre el grupo que consiste de un copolímero de etileno-a-buteno, un copolímero de etileno-a-hexeno, un copolímero de etileno-a- octeno, y combinaciones de dos o más de los mismos, donde dicha composición tiene una elasticidad a la tracción (E') a -20 °C de 750 megapascales ("MPa") o menos, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a 60 °C de al menos 20 MPa.

Otra modalidad es una composición que comprende: un conductor recubierto que comprende: 1 ) un núcleo; y 2) una chaqueta al menos parcialmente rodea dicho núcleo, en el que dicha chaqueta está al menos parcialmente compuesta de una composición polimérica que comprende un polímero termoplástico a base de etileno y un elastómero termoplástico olefínico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Diversas modalidades de la invención se refieren a composiciones poliméricas presentes para uso en revestimientos de alambre o cable. Dichas composiciones poliméricas comprenden un polímero termoplástico a base de etileno y un elastómero termoplástico olefínico.

Composición polimérica Como se indicó anteriormente, uno de los componentes de las composiciones poliméricas descritas en este documento es un polímero termoplástico a base de etileno. Tal como se usa en el presente documento, los polímeros "a base de etileno" son polímeros preparados a partir de monómeros de etileno como el componente monómero primario (es decir, mayor que 50 por ciento en peso ("% en peso")), aunque otros co-monómeros tambien se pueden emplear. Como es conocido en la téenica, los polímeros "termoplásticas" son típicamente polímeros no reticulados que se ablandan después del calentamiento. Por lo tanto, en diversas modalidades, el polímero termoplástico a base de etileno es no reticulado. "Polímero" significa un compuesto macromolecular preparado haciendo reaccionar monómeros del mismo o diferente tipo (es decir, polimerización). "Polímero" incluye homopolímeros e interpolímeros. "Interpolímero" significa un polímero preparado por la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. Este término genérico incluye copolímeros (usualmente empleado para referirse a polímeros preparados a partir de dos diferentes tipos de monómeros), y polímeros preparados a partir de más de dos diferentes tipos de monómeros (por ejemplo, terpolímeros (tres tipos diferentes de monómeros) y tetrapolímeros (cuatro tipos diferentes de monómeros)).

En diversas modalidades, el polímero termoplástico a base de etileno puede ser un homopolímero de etileno. Como se usa aquí, "homopolímero" denota un polímero que comprende unidades de repetición derivadas de un único tipo de monómero, pero no excluye cantidades residuales de otros componentes utilizados en la preparación del homopolímero, tales como agentes de transferencia de cadena.

En una modalidad, el polímero termoplástico a base de etileno puede ser un interpolímero de etileno/alfa-olefina ("a-olefina") que tiene un contenido de a-olefina de al menos 1 % en peso, por lo menos 5% en peso, al menos 10% en peso, al menos 15% en peso, al menos 20% en peso, o al menos 25% en peso, basado en el peso total del interpolímero. Estos interpolímeros pueden tener un contenido de a-olefina de menos de 50% en peso, menos que 45% en peso, menos que 40% en peso, o menos que 35% en peso basado en el peso del interpolímero.

Cuando se emplea una a-olefina, la a-olefina puede ser una a-olefina lineal C3-2o (es decir, que tiene 3 a 20 átomos de carbono), ramificado o cíclico. Ejemplos de a-olefinas C3-20 incluyen propeno, 1 -buteno, 4-metil-1-penteno, 1 -hexeno, 1 -octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1 -tetradeceno, 1 -hexadeceno, y 1 - octadeceno. Las a-olefinas tambien pueden tener una estructura cíclica tal como ciclohexano o ciclopentano, resultando en una a-olefina tal como 3-ciclohexil-1 -propeno (ciclohexano alilo) y ciclohexano de vinilo. Interpolímeros ilustrativos de etileno/a-olefina incluyen etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/1 -hexeno, etileno/1 -octeno, etileno/estireno, etileno/propileno/1-octeno, etileno/propileno/buteno, y etileno/buteno/1-octeno.

En diversas modalidades, el polímero termoplástico a base de etileno se puede utilizar solo o en combinación con uno o más de otros tipos de polímeros termoplásticos a base de etileno (por ejemplo, una mezcla de dos o más polímeros termoplásticos a base de etileno que difieren una de otra por composición de monómero y contenido, el método de preparación catalítico, etc). Si se emplea una mezcla de polímeros termoplásticos a base de etileno, los polímeros se pueden mezclar por cualquier reactor o proceso de post reactor.

En diversas modalidades, el polímero termoplástico a base de etileno se puede seleccionar de entre el grupo que consiste en polietileno de baja densidad ("LDPE"), polietileno lineal de baja densidad ("LLDPE"), polietileno de muy baja densidad ("VLDPE"), y combinaciones de dos o más de los mismos.

En una modalidad, el polímero termoplástico a base de etileno puede ser un LDPE. Los LDPEs son generalmente homopolímeros de etileno altamente ramificados, y se pueden preparar a través de procesos de alta presión. LDPEs adecuados para uso en esta invención pueden tener una densidad comprendida entre 0.910 a 0.930 g/cm3, de 0.917 a 0.925 g/cm3, o de 0.919 a 0.924 g/cm3. Densidades de polímero proporcionados en este documento se determinan de acuerdo con el ASTM International ("ASTM") método D792. LDPEs adecuados para uso en esta invención pueden tener un índice de fusión (l2) oscila entre 0.1 a 8.0 g/10 min. índices de fusión proporcionados en este documento se determinan de acuerdo con el método ASTM D1238. A menos que se indique lo contrario, índices de fusión se determinan a 190 °C y 2.16 Kg (a.k.a., I2). Generalmente, LDPEs tienen una amplia distribución de peso molecular ("MWD") que resulta en un alto índice de polidispersidad ("PDI;" relación de peso molecular promedio en peso a peso molecular promedio en número). LDPEs adecuados para uso en esta invención pueden tener un PDI que varía desde 4.0 hasta 12.0 PDIs proporcionados en este documento se determinan por cromatografía de permeación en gel.

Ejemplos de LDPEs comercialmente disponibles que se pueden emplear incluyen DFDA-1253 NT; Dow™ LDPE 132¡; Dow™ LDPE 133A; Dow™ LDPE 501 i ; y Dow™ LDPE 535i, todos disponibles por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU.

En una modalidad, el polímero termoplástico a base de etileno puede ser un LLDPE. LLDPE son generalmente polímeros a base de etileno que tiene una distribución heterogénea del comonómero (por ejemplo, un monómero de a-olefina), y se caracterizan por ramificaciones de cadena corta. Por ejemplo, LLDPE pueden ser copolímeros de etileno y monómeros de a-olefinas, tales como los descritos anteriormente. LLDPE adecuados para su uso en el presente documento pueden tener una densidad comprendida desde 0.917 hasta 0.941 g/cm3, de 0.918 a 0.930 g/cm3, o de 0.918 a 0.922 g/cm3. LLDPE adecuado para su uso en el presente documento puede tener un índice de fusión (l2) en el intervalo de 0.2 a 1.5 g/10 min, de 0.3 a 1.0 g/10 min, o desde 0.5 hasta 0.8 g/10 min. LLDPE adecuados para su uso en el presente documento pueden tener un PDI que van desde 2.5 a 16.

Ejemplos de LLDPE comercialmente disponibles que se pueden emplear incluyen DFDA-7530 NT, y DFDA-7540 NT, ambos disponibles por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU..

En una modalidad, el polímero termoplástico a base de etileno puede ser un VLDPE. VLDPE también se conoce en la téenica como polietilenos de ultra-baja densidad, o ULDPEs. Los VLDPE son generalmente polímeros a base de etileno que tiene una distribución heterogénea del comonómero (por ejemplo, monómero de a-olefina), y se caracterizan por ramificaciones de cadena corta. Por ejemplo, los VLDPE pueden ser copolímeros de etileno y monómeros de a-olefinas, tales como uno o más de los monómeros de a-olefina descritos anteriormente. Los VLDPE adecuados para su uso en el presente documento pueden tener una densidad que van desde 0.880 a 0.910 g/cm3, o de 0.883 a 0.886 g/cm3. Los VLDPE adecuados para su uso en el presente documento pueden tener un índice de fusión (l2) que van desde 0.5 a 2.5 g/10 min, de 0.55 a 1.0 g/10 min, o desde 0.60 hasta 0.90 g/10 min. Los VLDPE adecuados para su uso en el presente documento puede tener un PDI que van desde 3 a 6, o 4 a 5.

Ejemplos de los VLDPE disponibles comercialmente que se pueden emplear incluyen FLEXOMER™, VLDPEs, tales como DFDB-1085 NT, DFDA-1137 NT, ETS 9078 NT7, y ETS 9066 NT7, cada uno disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU..

En una modalidad, el polímero termoplástico a base de etileno puede comprender una combinación de cualquiera de dos o más de los polímeros termoplásticos a base de etileno descritos anteriormente.

Los procesos de producción utilizados para la preparación de polímeros termoplásticos a base de etileno son amplias, variadas y conocidos en la téenica. Cualquier proceso de producción convencional o descubiertos en el futuro para la producción de polímeros termoplásticos a base de etileno que tienen las propiedades descritas anteriormente se puede emplear para la preparación de los polímeros termoplásticos a base de etileno descritos en este documento.

Como se señaló anteriormente, el polímero termoplástico a base de etileno anteriormente descrito se combina con un elastómero termoplástico olefínico para formar una composición polimérica. Como se conoce en la técnica, elastómeros termoplásticos son polímeros que tienen características tanto de polímeros termoplásticos y polímeros elastoméricos. Tal como se utiliza aquí, el término "olefínico" cuando se utiliza para modificar la frase "elastómero termoplástico" denota un elastómero termoplástico interpolímero preparado a partir de dos o más tipos de monómeros de a-olefina. En general, los elastómeros termoplásticos olefínicos pueden ser sustancialmente lineal y pueden tener una distribución sustancialmente homogénea de comonómero.

En diversas modalidades, el elastómero termoplástico olefínico se prepara a partir de etileno y uno o más tipos adicionales de comonómeros de a-olefina. En una o más modalidades, el elastómero termoplástico olefínico es un copolímero de etileno y un comonómero de a-olefina. Los monómeros de a-olefina adecuados para uso en los elastómeros termoplásticos olefínicos incluyen etileno y cualquiera de los tipos de monómeros de a-olefina descritos anteriormente como adecuados para su uso como comonómeros en el polímero termoplástico a base de etileno. En diversas modalidades, el elastómero termoplástico olefínico es un copolímero de etileno/a-buteno, etileno/a-hexeno, etileno/a-octeno, o combinaciones de dos o más de los mismos.

En una modalidad, el elastómero termoplástico olefínico es un copolímero homogéneamente lineal ramificado de etileno/a-olefina o un copolímero sustancialmente lineal de etileno/a-olefina. En una modalidad adicional, la a-olefina se selecciona de propileno, 1-buteno, 1 -hexeno, o 1-octeno, y preferiblemente de 1 -buteno, 1 -hexeno o 1 -octeno, y más preferiblemente de 1 -octeno o 1-buteno.

Elastómeros termoplásticos olefínicos adecuados para su uso en el presente documento pueden tener una densidad que van desde 0.85 a 0.93 g/cm3, 0.86 a 0.91 g/cm3, de 0.87 a 0.90 g/cm3, o de 0.87 a 0.89 g/cm3. Elastómeros termoplásticos olefínicos adecuados para su uso en el presente documento puede tener un índice de fusión (l2) en el intervalo de 0.1 a 30 g/10 min., de 0.1 a 15 g/10 min., de 0.2 a 10 g/10 min., de 0.3 a 5 g/10 min., o de 0.5 a 2 g/10 min. Elastómeros termoplásticos olefínicos adecuados para su uso en el presente documento pueden tener un PDI que va desde 1.1 a 5, de 1.2 a 4.0, de 2.2 a 3.5, o de 1.5 a 3.

Los procesos de producción utilizados para la preparación de elastómeros termoplásticos olefínicos son amplios, variados y conocido en la téenica. Cualquier proceso de producción convencional o descubiertos en el futuro para la producción de elastómeros termoplásticos olefínicos que tienen las propiedades descritas anteriormente se puede emplear para la preparación de los elastómeros termoplásticos olefínicos descritos en este documento.

Ejemplos comerciales de elastómeros termoplásticos olefínicos adecuados para su uso en este documento incluyen elastómeros de poliolefina ENGAGE™ (por ejemplo, elastómeros de poliolefina ENGAGE™ 8100, 8003, 8401 , 841 1 , 8842, 8200, 7447, o 7467) disponibles por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU.

La composición polimérica que comprende el elastómero termoplástico olefínico y el polímero termoplástico a base de etileno se puede preparar por cualquiera de los métodos convencionales o descubiertos en el futuro para la combinación de dos polímeros. Por ejemplo, la preparación de la composición polimérica puede comprender la composición de los componentes descritos anteriormente. La composición de la composición polimérica puede efectuarse mediante equipo estándar conocido por los expertos en la técnica. Ejemplos de equipos de composición son mezcladores por lotes internos, tales como un Brabender™, Banbury™, o mezclador Bolling™. Alternativamente, mezcladores continuos de tornillo único o doble se pueden utilizar, tal como un mezclador continuo Farrel™, un mezclador de doble tornillo Werner y Pfleiderer™, o una extrusora de amasado continuo Buss™. La composición se puede realizar a una temperatura superior a la temperatura de fusión del polímero termoplástico a base de etileno o mayor que la temperatura de fusión del elastómero termoplástico olefínico, el que sea mayor, y hasta una temperatura por encima a la cual el polímero termoplástico a base de etileno comienza a adegradar o hasta una temperatura a la que el elastómero termoplástico olefínico comienza a degradarse, lo que sea menor. En diversas modalidades, la composición se puede realizar a una temperatura que oscila desde 120 hasta 230 °C, o de 130 a 190 °C.

En una o más modalidades, la composición polimerica puede comprender el polímero termoplástico a base de etileno en una cantidad que varía desde 25 hasta 85% en peso, de 30 a 85% en peso, de 40 a 80% en peso, de 45 a 80% en peso, o de 50 al 75% en peso, basado en el peso total de la composición polimérica. Adicionalmente, la composición polimérica puede comprender el elastómero termoplástico olefínico en una cantidad que varía del 1 al 75% en peso, de 5 a 60% en peso, de 10 a 50% en peso, o de 25 a 50% en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.

En diversas modalidades, la adición del elastómero termoplástico olefínico al polímero termoplástico a base de etileno antes descrito puede "f lexi bil izar" el polímero termoplástico a base de etileno. En otras palabras, la adición de un elastómero termoplástico olefínico puede reducir la elasticidad a la tracción del elastómero termoplástico a base de etileno.

En diversas modalidades, la adición del elastómero termoplástico olefínico puede reducir la elasticidad a la tracción a baja temperatura (E') del polímero termoplástico a base de etileno de al menos 25%, al menos 50%, o al menos 75%, y hasta 85%, tal como se determina a -20 °C. Los valores de E' aquí contenidos se determinan de acuerdo con los procedimientos proporcionados en la sección de Métodos de Prueba, más adelante. Además, en una o más modalidades, la composición polimérica que comprende el polímero termoplástico a base de etileno y elastómero termoplástico olefínico puede tener una temperatura baja de E' de 750 megapascales ("MPa") o menos, 500 MPa o menos, 450 MPa o menos , 400 MPa o menos, 350 MPa o menos, 300 MPa o menos, o 250 MPa o menos, como se determina a -20 °C. En tales modalidades, la composición polimérica puede tener una temperatura mínima de baja E' de 100 MPa.

En diversas modalidades, la adición del elastómero termoplástico olefínico no disminuye excesivamente la alta temperatura E' del polímero termoplástico a base de etileno. Así, en una o más modalidades, la composición polimérica que comprende el polímero termoplástico a base de etileno y elastómero termoplástico olefínico puede tener una alta temperatura E' de al menos 20 MPa, al menos 25 MPa, al menos 30 MPa, al menos 35 MPa, al menos 40 MPa, al menos 45 MPa, o al menos 50 MPa, como se determina a 60 °C. En tales modalidades, la composición polimérica puede tener un máximo de alta temperatura E' de 110 MPa.

En diversas modalidades, la diferencia entre la baja temperatura E' y la alta temperatura E' (es decir, E' a -20 °C menos E' a 60 °C; o DE') puede ser minimizado. En una o más modalidades, la composición polimérica puede tener un DE' de 650 MPa o menos, 500 Mpa o menos, 450 MPa o menos, 400 MPa o menos, 350 MPa o menos, 300 MPa o menos, 250 MPa o menos, o 200 MPa o menos.

En una o más modalidades, la composición polimérica puede comprender además aceite de proceso. Aceite de proceso es un aditivo que proporciona beneficios de una mayor flexibilidad, menor dureza, procesabilidad mejorada, aumento de índice de fusión, aumento de la elongación del compuesto, y menor temperatura de transición vitrea ("Tg") de los materiales. Los aceites de proceso (a.k.a. plastificantes), incluyen, pero no se limitan a, aceites de petróleo, tales como aceites aromáticos y nafténicos; aceites polialquilbenceno; monoésteres de ácidos orgánicos, tales como oleatos y estearatos de alquilo y alcoxialquilo; diésteres de ácidos orgánicos, tales como dialquil, dialcoxialquilo, y los ftalatos de arilo alquilo, tereftalatos, sebacatos, adipatos, y glutaratos; diésteres de glicol, tales como tri-, tetra-, y dialcanoatos polietilenglicol; trimelitatos trialquílicos; trialquílo, trialcoxialquilo, diaril alquilo y triarilo fosfatos; aceites de parafina clorados; resinas de cumarona-indeno; alquitranes de pino; y aceites vegetales, tales como ricino, alto, de colza, y aceites de soja y ésteres y derivados epoxidados de los mismos. Aceites de procesos ejemplares adecuados para su uso aquí incluyen los aceites de petróleo parafínicos, aromáticos y nafténicos. Aceites de procesos comerciales ejemplares incluyen aceite aromático SUNDEX™ 790, y aceites de proceso parafínico SUNPAR RANGE™ 2280, 150, 120, y 110 por Sunoco Inc., Filadelfia, PA, EE.UU. Cuando se emplea, el aceite de proceso puede estar presente en la composición polimérica en una cantidad que varía de 1 a 30% en peso, de 5 a 25% en peso, o de 10 a 20% en peso, basado en el peso de la composición polimérica completa.

Además, un antioxidante se puede emplear con la composición polimérica. Antioxidantes ejemplares incluyen fenoles impedidos (por ejemplo, tetrakis [metileno (3,5-di-t-butil-4-hidroxihidrocinamato)] metano); fosfitos y fosfonitos (por ejemplo, tris (2,4-di-t-butilfenil) fosfato); compuestos tio (por ejemplo, tiodipropionato de dilaurilo); diversos siloxanos; y diversas aminas (por ejemplo, polimerizados 2,2,4-trimetil- 1 ,2-dihidroqumolina). Los antioxidantes se pueden usar en cantidades de 0.1 a 5% en peso basado en el peso total de la composición polimérica. En la formación de composiciones de alambres y cables, los antioxidantes se añaden típicamente al sistema antes de procesar (es decir, antes de la extrusión) del artículo terminado.

La composición polimérica puede contener también otros aditivos incluyendo, pero no limitado a, adyuvantes de procesamiento, absorbentes de ultravioleta o estabilizantes, agentes antiestéticos, agentes de deslizamiento, agentes anti-bloqueo, negros de carbono (por ejemplo, con la aritmética típica significa tamaños de partícula más grande que 15 nanómetros), y desactivadores de metales. Aditivos, distintos a los rellenos, se utilizan normalmente en cantidades que varían de 0.01 o menos a 5 o más en % en peso basado en el peso total de la composición.

En diversas modalidades, la composición polimérica no es un sistema aditivo de relleno. En otras palabras, en algunas modalidades, la composición polimérica está libre o sustancialmente libre de rellenos, tales como arcillas, precipitados de silicatos y sílice, sílice pirógena, carbonato de calcio, los minerales del suelo, trihidróxido de aluminio, e hidróxido de magnesio. Así, en diversas modalidades, la composición polimérica consiste en, o consiste esencialmente en, el polímero termoplástico a base de etileno descrito anteriormente y el elastómero termoplástico olefínico anteriormente descrito, con uno o más antioxidantes y uno o más aceites de proceso que está siendo opcional.

Conductor Recubierto En la aplicación, la composición polimérica descrita anteriormente se puede utilizar para la fabricación de artículos conformados. Tales artículos pueden incluir, pero no están limitados a, chaquetas de cables de comunicaciones o alimentación, o productos de aislamiento de cables de comunicación o alimentación. Diferentes métodos pueden emplearse para la fabricación de artículos tales como chaquetas de cable de alimentación o comunicación, o productos de aislamiento de cables alimentación o comunicación. Téenicas de conversión adecuadas incluyen, pero no se limitan a, revestimiento de cables a través de la extrusión. Dichas técnicas son generalmente bien conocidos.

"Cable" y "cable de alimentación" significa al menos un cable o fibra óptica dentro de una cubierta (por ejemplo, una cubierta de aislamiento y/o una chaqueta exterior de protección). Típicamente, un cable es de dos o más hilos o fibras ópticas unidas entre sí, por lo general en una cubierta de aislamiento común y/o chaqueta protectora. Los cables individuales o fibras dentro de la cubierta pueden estar desnudas, cubiertas o aisladas. Cables combinados pueden contener tanto los cables eléctricos y fibras ópticas. El cable puede ser diseñado para aplicaciones de baja, media y/o alta tensión. Diseños de cable típicos se ilustran en las Patentes de Estados Unidos ("USP") 5,246,783, 6,496,629, y 6,714,707. "Conductor" se refiere a uno o más cable(s) o fibra(s) para conducir calor, luz, y/o electricidad. El conductor puede ser un solo cable/fibra o un multi cable/fibra y puede estar en forma de hebra o en forma tubular. Los ejemplos no limitantes de conductores adecuados incluyen carbono y diversos metales, tales como plata, oro, cobre, y aluminio. El conductor también puede ser de fibra óptica hecha de vidrio o de plástico.

Tal conductor recubierto se puede preparar con varios tipos de extrusoras (por ejemplo, tipos de husillo único o doble) por extrusión de la composición polimérica sobre el conductor. Una descripción de un extrusor convencional se puede encontrar en el documento USP 4,857,600. Un ejemplo de co-extrusión y un extrusor, por tanto, se puede encontrar en el documento USP 5,575,965.

En una modalidad, el procedimiento incluye la formación de un recubrimiento de reticulación libre en el conductor. En consecuencia, en diversas modalidades, la composición polimérica descrita anteriormente es de reticulación libre o sustancialmente reticulación libre.

El recubrimiento también puede ser una capa exterior (también referido como un "chaqueta" o una "cubierta"). El revestimiento puede cubrir total o parcialmente o no rodear o envuelve al conductor. El recubrimiento puede ser el único componente que rodea el conductor. Alternativamente, el revestimiento puede ser una capa de una chaqueta de múltiples capas o cubierta que envuelve al conductor.

Los ejemplos no limitantes de conductores recubiertos adecuados incluyen cableado flexible, tal como el cableado para la electrónica de consumo, un cable de alimentación, un cable de corriente para teléfonos celulares y/o computadoras, cables de datos de la computadora, cables de alimentación, material de cableado del aparato y cuerdas accesorias de consumo electrónico. En diversas modalidades, el conductor revestido es un cable de acometida.

MÉTODOS DE ENSAYO Densidad Determinar la densidad de acuerdo con ASTM D792.

Indice de fusión Medir el índice de masa fundida, o l2, de acuerdo con la norma ASTM D1238, condición 190°C / 2.16 kg, y reportar en gramos eluidas por cada 10 minutos. Medir l10 de acuerdo con ASTM D1238, condición 190 °C/10 kg, y reportar en gramos eluidas por 10 minutos.

Elasticidad a la Tracción (Análisis Mecánico Dinámico) Medir la elasticidad a la tracción (E'), conocida también como el componente real o elástioa del módulo de Young, probando una placa moldeada por compresión utilizando un DMA Q800 hecha por TA Instruments Inc. Los datos se recogen con el uso de un Análisis Mecánico dinámico ("DMA") procedimiento de prueba de flexión usando una sola configuración en voladizo, en el que la muestra se monta sobre una abrazadera estacionaria en un extremo, mientras que el otro extremo está montado sobre una abrazadera móvil. La abrazadera móvil luego dobla la muestra en un movimiento sinusoidal mediante la aplicación de un pequeño por ciento de deformación de 0.025% durante la prueba. La frecuencia del movimiento de flexión es 1 Hz. Mientras que la muestra está siendo doblada, pasa por un programa de rampa de temperatura de -30 °C a +90 °C a través de un aumento en la frecuencia de 3 °C por minuto. Las mediciones resultantes son luego procesadas por el software de la máquma estándar, y los datos de E' (y E", el análogo viscoso) se reportan.

En un procedimiento de flexión DMA, la máquina aplica una fuerza prescrita y luego mide directamente la amplitud de la deformación de la muestra y el ángulo de fase de la fuerza de respuesta. En su forma más simple (es decir, como una función de tiempo en lugar de la frecuencia), la rigidez de un material puede calcularse de acuerdo a: _ fuerza!aplicada! _ Amplitud!de!la!deformacion! El Factor de Geometría del material (GF) se define como: above discuss econd Edition donde L = longitud de la muestra, A = área de sección transversal de la muestra, y el módulo de Young se calcula entonces como: E" Sin embargo, también es posible re-expresa el módulo de Young como un módulo dinámico - E*, una función de la frecuencia, o w - compuesta por sus componentes en fase y fuera de la fase (E' y E", que se presento anteriormente) asi como para permitir el cálculo de los parámetros elásticos y viscosidad específica. La elasticidad a la tracción (E') se puede calcular, por ejemplo, por la primera fórmula siguiente, donde d es el ángulo de fase de la fuerza de la respuesta del experimento.: E' = (Esfuerzo/deformación)cos(6) E' = (Esfuerzo/deformación)sin(ó) E*(w)= E'*(w) + iE" (w) Y tan delta, en el ensayo de flexión deformación, es casualmente entonces relacionada con los módulos dinámicos en función de: ile’s cross-section Como una referencia téenica para la discusión anterior, véase, por ejemplo: Young, R.J. and Lovell, P.A, Introduction to polvmers. Second Edition, CRC Press, 1991 , Capítulo 5.

EJEMPLOS Ejemplo 1 (Comparativo) - Elasticidad a la tracción de cloruro de polivinilo Analizar dos muestras de cloruro de polivinilo ("PVC") (CS1 y CS2; cada PVC 100% en peso) para elasticidad a la tracción a -20 °C, 20 °C, y 60 °C de acuerdo con los Métodos de Prueba anteriormente descritos. La muestra de PVC flexible utilizado es un producto de PVC que tiene una densidad de 1.35 g/cc y una dureza Shore A de 79.9. Los resultados se proporcionan en la Tabla 1 , a continuación.

Tabla 1 - Propiedades de las muestras de PVC Los resultados de la Tabla 1 muestran que, mientras que el PVC ofrece un equilibrio justo de trabajabilidad, durabilidad y la tenacidad a temperaturas de 20 °C, exhibe una menor flexibilidad o mayor rigidez a bajas temperaturas, mientras que tiene una durabilidad mecánica más pobre y tenacidad a altas temperaturas.

Ejemplo 2 - LLDPE flexibilizado Preparar catorce muestras (S1-S14) y una muestra comparativa (CS3) de acuerdo con las composiciones enumeradas en la Tabla 2, a continuación. Preparar S1-S14 de acuerdo con el siguiente procedimiento. Un mezclador discontinuo electrico de laboratorio es equipado con patines. El mezclador es un Prep-Mixer® fabricado por C.W. Brabender y está equipado con un mezclador/cabezal de medición que tiene un diseño de 3 piezas que consta de dos zonas de calentamiento con una capacidad de 350 ml_. Ajustar la temperatura del mezclador a 180 °C y precalentar a esta temperatura. Alimentar a la resina base previamente medida (polímero termoplástico a base de etileno) en el recipiente hasta que el flujo nominal a 15 rpm. A continuación, añadir el elastómero termoplástico olefínico, seguido por el antioxidante, hasta flujo nominal a 15 rpm. Añadir el aceite, si es aplicable, poco a poco a la velocidad de 15 rpm para permitir la incorporación suficiente en el polímero. Luego aumentar la velocidad a 40 rpm. Mezclar el compuesto completo en 40 rpm durante 5 minutos y retirar.

Molde de compresión del compuesto mezclado en una placa utilizando el siguiente procedimiento: producir una placa de 8"x8"x50 mils en utilizando una prensa Wabash eléctrico operado en el modo manual. Primero precalentar la prensa a 179 °C (± 5 °C). Pre-pesar un total de 65 gramos de material y colocarlo en el centro de una placa de acero inoxidable de 50 milésimas de pulgada entre el conjunto de molde formado por hojas de mylar y aluminio tratados con desmoldeante. A continuación, colocar el molde lleno en la prensa a 500 psi durante 5 minutos. Después de 5 minutos, aumentar la presión a 2,500 psi durante 10 minutos. Luego enfriar la placa lentamente a una velocidad de -15 °C por minuto y retirar cuando la temperatura alcance la temperatura ambiente. Nota: para la muestra de PVC (como en el ejemplo 1), 85 gramos se utilizan para llenar el molde. Una muestra de prueba se corta de la placa moldeada en una tira rectangular con un tamaño de 17.5 mm x 13 mm x ~1.5 mm. La muestra se analiza a continuación, según los procedimientos de DMA descritos en la sección Métodos de Prueba, anteriormente.

El LLDPE empleado en este ejemplo es DFDA-7530 NT, disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. DFDA-7530 NT tiene una densidad comprendida entre 0.918 a 0.922 g/cm3, y un índice de fusión (l2) de desde 0.50 a 0.80 g/10 min. ENGAGE™ 8842 y ENGAGE™ 8200 son elastómeros termoplásticos olefínicos de etileno-octeno disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. ENGAGE™ 8842 tiene una densidad que varía desde 0.854 hasta 0.860 g/cm3, un l2 de 0.75 a 1.25 g/10 min., una cristalinidad total de 13%, una dureza Shore A de 54, un máximo de de fusión DSC de 38 °C (velocidad 10 °C/min), y una temperatura de transición vitrea ("Tg") de -58 °C (punto de desviación DSC). ENGAGE ™ 8200 tiene una densidad que varía desde 0.867 hasta 0.873 g/cm3, un l2 de 4.0 a 6.0 g/10 min, una cristalinidad total de 19., una dureza Shore A de 66, un pico de fusión DSC de 59 °C (tasa de 10 °C/min), y una Tg de -53 °C (punto de desviación DSC). ENGAGE™ 7447 y ENGAGE™ 7467 son elastómeros termoplásticos olefínicos de etileno-buteno disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. ENGAGE™ 7447 tiene una densidad que varía desde 0.862 hasta 0.868 g/cm3, un l2 de 4.0 a 6.0 g/10 min., una cristalinidad total de 13%, una dureza Shore A de 64, un máximo de fusión DSC de 25 °C (velocidad 10 °C/m¡n), y una Tg de -53 °C (punto de desviación DSC). ENGAGE™ 7467 tiene una densidad que varía desde 0.859 hasta 0.865 g/cm3, un l2 de 1.0 a 1.4 g/10 min., una cristalinidad total de 12%, una dureza Shore A de 52, un pico de fusión DSC de 34 °C (velocidad 10 °C/min), y una Tg de -58 °C (punto de desviación DSC). El aceite de proceso es un aceite de petróleo parafínico vendido bajo la marca SUNPAR™ 150, disponible por Holly Refining & Marketing-Tulsa, LLC, Tulsa, OK, EE.UU. El antioxidante es un antioxidante fenólico estéricamente impedido (pentaeritritol tetrakis (3- (3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato)) que se venden bajo la marca IRGANOX™ 1010, disponible por BASF SE, Ludwigshafen, Alemania (anteriormente Ciba Specialty Chemicals).

Tabla 2 - Composiciones de las muestras LLDPE Analizar muestras S1-S14 y muestra comparativa CS3 de acuerdo con los métodos de prueba proporcionados anteriormente. Los resultados de estos análisis se presentan en la Tabla 3, a continuación. Tener en cuenta que la muestra comparativa CS3 es 100% en peso LLDPE, y se analiza ordenada. Muestras Comparativas CS1 y CS2 del Ejemplo 1 también se reproducen en la Tabla 3 para la comparación.

Tabla 3 - Propiedades de las Muestras LLDPE A partir de los resultados proporcionados en la Tabla 3, se demuestra que la adición de elastómeros termoplásticos olefínicos a LLDPE (S1-S14) proporciona una mayor flexibilidad a baja temperatura en comparación con el LLDPE sin modificar (CS3), al tiempo que proporciona un desempeño a alta temperatura superior en comparación con PVC puro (CS1 y CS2). Además, el desempeño aumenta con el aumento de elastómero termoplástico olefínico (cf. S1-S3) y el contenido de aceite de proceso (cf. S4 y S5). Además, las mejoras al desempeño se ven en las muestras que contienen aditivo de elastómero termoplástico olefínico solo y en combinación con aceite de proceso.

Ejemplo 3 - LDPE flexibilizado Preparar seis muestras (S15-S20) y una muestra comparativa (CS4) de acuerdo con las composiciones enumeradas en la Tabla 4, a continuación. Preparar S15-S20 de acuerdo con el mismo método descrito anteriormente en el Ejemplo 2. El LDPE empleado en este ejemplo es DYNK-2, producido por The Dow Chemical Company. DYNK-2 tiene una densidad comprendida entre 0.919 a 0.922 g/cm3, y un índice de fusión (l2) de 0.18 hasta 0.22 g/10 min. Cada uno de los ENGAGE™ 7467, aceite de proceso, y los componentes antioxidantes son el mismo que el descrito anteriormente en el Ejemplo 2.

Tabla 4 - Composiciones de las muestras LDPE Analizar las muestras S15-S20 y muestra comparativa CS4 de acuerdo con los métodos de prueba proporcionados anteriormente. Los resultados de estos análisis se proporcionan en la Tabla 5, a continuación. Tener en cuenta que la muestra comparativa CS4 es 100% en peso LDPE, y es analizado puro. Muestras Comparativas CS1 y CS2 del Ejemplo 1 también se reproducen en la Tabla 5 para la comparación.

Tabla 5 - Propiedades de las muestras LDPE A partir de los resultados proporcionados en la Tabla 5, se muestra que la adición de elastómeros termoplásticos olefínicos a LDPE (S15-S20) proporciona una mayor flexibilidad a baja temperatura en comparación con el LDPE sin modificar (CS4), mientras que proporciona desempeño superior a alta temperatura en comparación PVC puro (CS1 y CS2). Además, el desempeño aumento con el aumento de elastómero termoplástico olefínico y el contenido de aceite de proceso. Además, las mejoras del desempeño se ven en las muestras que contienen aditivo de elastómero termoplástico olefínico solo y en combinación con aceite de proceso.

Ejemplo 4 - VLDPE flexibilizado Preparar seis muestras (S21 -S26) y una muestra comparativa (CS5) de acuerdo con las composiciones enumeradas en la Tabla 6, a continuación. Preparar S21-S26 de acuerdo con el mismo método descrito anteriormente en el Ejemplo 2. El VLDPE empleado en este ejemplo es DFDB-1085 NT, disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. DFDB-1085 NT tiene una densidad que varía desde 0.883 hasta 0.886 g/cm3, y un índice de fusión ( ) de 0.60 a 0.90 g/10 min. Cada uno de los ENGAGE™ 7467, aceite de proceso, y los componentes antioxidantes son el mismo que el descrito anteriormente en el Ejemplo 2.

Tabla 6 - Composiciones de las muestras de VLDPE Analizar Muestras S21 -S26 y muestra comparativa CS5 de acuerdo con los métodos de prueba previstos anteriormente. Los resultados de estos análisis se proporcionan en la Tabla 7, a continuación.

Tenga en cuenta que la muestra comparativa CS5 es 100% en peso VLDPE, y es analizado puro. Muestras Comparativas CS1 y CS2 del Ejemplo 1 también se reproducen en la Tabla 7 para la comparación.

Tabla 7 - Propiedades de las muestras de VLDPE I A partir de los resultados proporcionados en la Tabla 7, se muestra que la adición de elastómeros termoplásticos olefínicos a VLDPE (S21 -S26) proporciona una mayor flexibilidad a baja temperatura y mejora el desempeño de alta temperatura en comparación con el VLDPE sin modificar (CS5) y PVC puro (CS1 y CS2).

Además, los resultados proporcionados en la Tabla 7 indican que, mientras que la modificación de aceite de proceso de la VLDPE solo ofrece algunos beneficios (S24-S26), la combinación de aceite de proceso y modificación de elastómero termoplástico olefínico (S21 y S22) proporciona incluso mejor flexibilidad a baja temperatura manteniendo el mismo tiempo el desempeño a alta temperatura.

Ejemplo 5 (comparativo) - Polímeros a base de etileno con Acrilato y Aditivos de acetato Preparar cuatro muestras comparativas (CS6-CS9) de acuerdo con las composiciones enumeradas en Tabla 8, a continuación. Preparar CS6-CS9 de acuerdo con el mismo metodo descrito anteriormente en el Ejemplo 2. El ("EEE") polímero de etileno-acrilato de etilo empleado en este ejemplo es AMPLIFY™ EA 103 Polímero funcional, disponible por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. El EEA tiene una densidad de 0.930 g/cm3, y un índice de fusión (l2) de 18.0 a 21.0 g/10 min. El polímero etileno - acetato de vinilo ("EVA") empleado en este ejemplo es DXM-264, producido por The Dow Chemical Company, Midland, MI, EE.UU. El EVA tiene una densidad de 0.935 g/cm3, y un índice de fusión (l2) entre un 41 y 55 g/10 min. Cada uno de los LDPE, LLDPE, y componentes antioxidantes son el mismo que el descrito anteriormente en los Ejemplos 2 y 3.

Tabla 8 - Composición de las muestras modificadas Acrilato- y Acetato- Analizar Muestras Comparativas CS6-CS9 de acuerdo con los metodos de prueba previstos anteriormente. Los resultados de estos análisis se presentan en la Tabla 9, a continuación. Muestras Comparativas CS3 (LLDPE puro) y CS4 (LDPE puro) de los Ejemplos 2 y 3 también se reproducen en la Tabla 9 para la comparación.

Tabla 9 - Propiedades de las muestras modificadas Acrilato- y Acetato- I De los resultados presentados en la Tabla 9, anteriormente, se puede observar que la adición de polímeros de acrilato o acetato al polímero a base de etileno no proporciona una adecuada flexibilidad a baja temperatura de la composición.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una composición polimérica que comprende: 1 ) un polímero termoplástico a base de etileno seleccionado del grupo que consiste de polietileno de baja densidad ("LDPE"), polietileno lineal de baja densidad ("LLDPE"), polietileno de muy baja densidad ("VLDPE"), y combinaciones de dos o más de los mismos; y 2) un elastómero termoplástico olefínico seleccionado del grupo que consiste en un copolímero de etileno-a-buteno, un copolímero de etileno-a-hexeno, un copolímero de etileno-a-octeno, y combinaciones de dos o más de los mismos, donde dicha composición tiene una elasticidad a la tracción (E') a -20 °C de 750 megapascales ("MPa") o menos, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a 60 °C de al menos 20 MPa.

2. Una composición que comprende: un conductor recubierto que tiene: 1 ) un núcleo; y 2) una chaqueta al menos parcialmente rodea dicho núcleo, en el que dicha chaqueta está al menos parcialmente compuesta de una composición polimérica que comprende un polímero termoplástico a base de etileno y un elastómero termoplástico olefínico

3. La composición de la reivindicación 2, en el que dicho polímero termoplástico a base de etileno se selecciona del grupo que consiste en LDPE, LLDPE, VLDPE, y combinaciones de dos o más de los mismos, en el que dicho elastómero termoplástico olefínico es un interpolímero de etileno-a-olefina.

4. La composición de cualquiera de la reivindicación 2 o reivindicación 3, en el que dicho conductor recubierto es un cable de acometida.

5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde dicha composición polimérica tiene una elasticidad a la tracción (E') a -20 °C de 750 megapascales ("MPa") o menos, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a 60 °C de al menos 20 MPa.

6. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición polimérica exhibe un cambio en la elasticidad a la tracción (DE ') desde -20 a 60 °C (E' a -20 °C menos E'a 60 °C) de menos de 650 MPa.

7. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a -20 °C de 500 MPa o menos, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a 60 °C de al menos 25 MPa, en donde dicha composición polimérica tiene una DE' desde -20 a 60 °C de menos de 500 MPa.

8. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición polimérica tiene un E' a -20 °C que es al menos 25% menos que el E' a -20 °C de una composición polimérica idéntica excepto que no contiene un elastómero termoplástico olefínico.

9. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición polimérica comprende dicho polímero a base de etileno en una cantidad que varia de 25 a 85 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición polimérica, en el que dicha composición polimérica comprende dicho polímero ter oplástico olefínico en una cantidad que varía del 1 al 75 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.

10. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición polimérica comprende además aceite de proceso en una cantidad que varía de 1 a 30 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.