MXPA05011367A

MXPA05011367A - Composicion de espuma de pequena perdida y cable que tiene una capa de espuma de pequena perdida.

Info

Publication number: MXPA05011367A
Application number: MXPA05011367A
Authority: MX
Inventors: Sitaram Rampalli
Original assignee: Nat Research Council
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2006-05-19
Also published as: CA2523861C; AU2003226992A1; JP4261489B2; US20040220287A1; EP1618150A1; DE60319154T2; BR0318277A; EP1618150B1; CA2523861A1; WO2004094526A1; DE60319154D1; ATE386076T1; ES2300665T3; BR0318277B1; CN100545202C; US20080242754A1; JP2006524265A; CN1788047A

Abstract

La invencion se refiere a una composicion de espuma de pequena perdida y cable tal como un cable coaxial. La composicion de espuma se forma al calentar un polimero olefinico tal como un polietileno de alta densidad, polietileno de media densidad, polietileno de baja densidad, polietileno, polipropileno o una combinacion de los mismos de baja densidad lineal, en una composicion en estado fundido, opcionalmente con un agente nucleante. La mezcla fundida se extruye bajo presion a traves de un troquel con un agente de soplado que comprende un gas atmosferico, tal como dioxido de carbono, nitrogeno o aire y un agente de co-soplado seleccionado de compuestos de hidrofluorocarburos, hidroclorofluorocarburos o pertfluoro, tales como HFC-134a. El cable se forma al extruir la composicion de espuma sobre un conductor que transporta senal y recubriendo el conductor que transporta la senal cubierta de espuma en un revestimiento conductor apropiado.

Description

COMPOSICIÓN DE ESPUMA DE PEQUEÑA PÉRDIDA Y CABLE QUE TIENE UNA CAPA DE ESPUMA DE PEQUEÑA PERDIDA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a una composición de espuma y a un cable que contiene espuma. Más particul rmente, la presente invención se refiere a una composición de espuma de baja pérdida y a un cable que contiene la espuma para aplicaciones en telecomunicaciones . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cables coaxiales para telecomunicaciones se producen comúnmente de un conductor núcleo alrededor del cual se extruye una capa relativamente gruesa de espuma de celda compacta. Este conductor cubierto de espuma se reviste por un delgado conductor metálico que se recubre después por un forro delgado de polímero que protege todo el cable de las agresiones exterñas . Las capacidades de transporte de señal de un cable dado se relacionan, entre otros factores, con las características de pérdida del cable. Las características de pérdida del cable se afectan significativamente por las propiedades dieléctricas de la espuma extruida en el conductor núcleo. Los factores más críticos que rigen las propiedades dieléctricas de la espuma son la naturaleza de los polímeros utilizados, y la densidad de la estructura celular de la espuma.

Una forma efectiva para mej orar el desempeño del cable de telecomunicaciones es mejorar las propiedades dieléctricas de la espuma. Una manera de mejorar las propiedades dieléctricas de la espuma es reducir la densidad de la espuma lo cual aumenta la velocidad de propagación de la señal del cable. En cualquier cable coaxial, es ventajoso lograr la mayor velocidad práctica de la propagación de señal, debido a que esto da como resultado la más baja atenuación para un cable con impedancia característica fija y dimensión fija. La impedancia característica siempre se establece por los requerimientos del sistema, y en consecuencia es fija. La impedancia del cable tiene que ser la misma que la de los elementos del equipo a los cuales se conecta para minimizar la interrupción de las reflexiones de la señal. Los sistemas de infraestructura inalámbricos típicamente utilizan equipo con una impedancia característica de 50 ohms, mientras que los sistemas de CATV (televisión por cable) son comúnmente de 75 ohms. Los cables se encuentran disponibles en varios tamaños, teniendo los tamaños mayores menor atenuación que los tamaños más pequeños, y la atenuación más baja en un tamaño dado es ventajosa debido a que se minimiza la indeseable pérdida de señal. En algunos casos la más baja atenuación puede permitir el uso de un cable más pequeño que el que sería posible de otro modo, lo cual es económicamente benéfico.

Las espumas convencionales se encuentran severamente limitadas en rango de densidad, y particularmente en la mínima densidad que puede lograrse al utilizar los polímeros y los agentes de soplado adecuados para la aplicación. También es importante que la estructura celular de la espuma sea principalmente una estructura de celda compacta. De otra manera, existe el riesgo de que las celdas abiertas retengan agua o humedad que degradaría significativamente el desempeño del cable. Este riesgo se agrega a la inherentemente menor resistencia mecánica de las estructuras de espuma de celda abierta en comparación a las estructuras de espuma de celda compacta. El polietileno de alta densidad (HDPE) es uno de los polímeros que muestran el mejor desempeño eléctrico para la aplicación de cables de telecomunicaciones. Para el propósito de mejorar el comportamiento de la capacidad de formar espuma del material , frecuen emen e se agrega polietileno de baja densidad (LDPE) a una matriz de HDPE, con algún costo en el desempeño dieléctrico. La mezcla resultante se prepara en un estado fundido en un extrusor y se agrega y se disuelve un agente de soplado bajo las condiciones de alta presión generadas en el extrusor. La mezcla homogénea de polímero y agente de soplado sale entonces del extrusor y una vez expuesta a la presión atmosférica, se presenta la fase de separación y se inicia el espumado . Los agentes de soplado comunes incluyen hidrocarburos halogenados, tales como los clorofluorocarburos (CFC) , hidroclorofluorocarburos (HCFC) , y compuestos de perfluoro (PFC) , así como gases/volátiles tales como hidrocarburos (HC) , y gases atmosféricos tales como aire, nitrógeno y dióxido de carbono. Entre los agentes de soplado posibles, los gases atmosféricos, tales como dióxido de carbono, presentan muchas propiedades deseables. Éstos se encuentran fácilmente disponibles, son económicos, no tóxicos, no corrosivos y no inflamables. Como consecuencia, los gases atmosféricos, tales como el dióxido de carbono, se utilizan ampliamente para polímeros espumados en la industria de cables y alambres . Sin embargo, las propiedades físicas inherentes del dióxido de carbono imponen límites específicos al proceso de espumado. Al compararse con muchos otros agentes de soplado comúnmente utilizados, el dióxido de carbono tiene una alta presión del vapor a temperaturas comunes de procesamiento, y también tiene una relativamente baja solubilidad y rápida capacidad de difusión en polímeros . Además, es digno de mencionarse que los materiales semi-cristalinos, tales como polietileno, son relativamente difíciles de espumar en un rango bajo de densidad. Como resultado, la fabricación de espuma de polietileno de celda compacta de baja densidad soplada a partir de dióxido de carbono, no se ha considerado previamente posible o práctica, aunque sería altamente deseable para la aplicación de cables de telecomunicaciones . Los cables coaxiales comúnmente utilizados para la transmisión de señales incluyen un núcleo que contiene un conductor interno tal como un conductor (o cable) de transporte de señal, un recubrimiento metálico que rodea al núcleo y que sirve como conductor externo, y en algunos casos, una camisa protectora que rodea el recubrimiento metálico. Típicamente, un dieléctrico de espuma expandida rodea el conductor interno y lo aisla eléctricamente del recubrimiento metálico que la rodea, llenando el espacio entre el conductor interno y el recubrimiento metálico que lo rodea . Se describen cables coaxiales que tienen una capa de espuma aislante en la Patente de E.U. 6,282,778 (Fox et al) expedida en Septiembre 4, de 2001 y en la Patente de E.U. 6,037,545 (Fox et al) expedida en Marzo 14 de 2000. Estos documentos enseñan cables que incorporan composiciones de espuma formadas de una combinación de polietileno de baja densidad y polietileno de alta densidad y que poseen una densidad de aproximadamente 0.22 g/cc (220 kg/m3) . En la solicitud de patente de E.U. 2002/00096354 (publicada en Julio 25 de 2002), Chopra et al, se describen densidades de espuma de 0.17 g/cc en cables coaxiales. Estas patentes establecen que tal densidad puede lograrse, pero no se muestran densidades de espuma significativamente inferiores ni métodos o materiales para lograr inferiores densidades a estas . Los cables coaxiales que tienen una variedad de capas que incluyen un dieléctrico de espuma expandida convencional, se describen, por ejemplo, en la Patente de E.U. No. 6,137,058 (Moe et al) expedida en Octubre 24 de 2000 y en la Patente de E.U. No. 6,417,454 (Biebuyck) expedida en Julio 9 de 2002. Anteriores composiciones de espuma para uso en cables se describen en la Patente de E.U. No. 4,468,435 (Shimba et al) expedida en Agosto 28 de 1984 y en la Patente de E.U. No. 4,894,488 (Gupta et al) expedida en Enero 16 de 1990. Más recientemente, se han descrito composiciones de espuma en la Patente de E.U. 6,245,823 (Mclntyre et al) expedida en Junio 12 de 2001, en relación al uso de polvo de fluororesina o nitruro de boro como agentes de nucleación de espuma, y en la Patente de E.U. 6,492,596 (Higashikubo et al) expedida en Diciembre 10 de 2002 que enseña una mezcla de etano e isobutano como agente de soplado. Aunque pueden fabricarse espumas de polietileno de baja densidad utilizando hidrocarburos (HCs) o clorofluorocarburos (CFCs) , estos químicos son ya sea inflamables o están prohibidos por los tratados ambientales internacionales. Es deseable reducir y/o eliminar la cantidad de tales químicos utilizados en procesos de soplado de espuma . En consecuencia, es deseable proporcionar una composición de espuma de baja pérdida para uso en cables, que pueda lograr baja densidad en una espuma de poliolefina utilizando un agente de soplado que contenga un gas atmosférico . SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención obviar o mitigar al menos una desventaja de las composiciones de espuma previas para uso en cables. De acuerdo con la invención, se proporciona una composición de espuma de baja pérdida formada mediante un proceso que comprende las etapas de calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido, y extruir la composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado. Además, la invención proporciona un proceso para producir una composición de espuma de baja pérdida que comprende las etapas de: (a) calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido, y (b) extruir dicha composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado seleccionado a partir del grupo que consiste de hidrofluorocarburos (HFCs) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) , compuestos de perfluoro (PFCs) y combinaciones de los mismos. Además, la invención proporciona un cable de baja pérdida que comprende un conductor de transporte de señal, una composición de espuma de baja pérdida que rodea el conductor de transporte de señal, y un conductor externo que rodea la composición de espuma de baja pérdida. La espuma comprende un polímero olefínico soplado partiendo de un estado fundido bajo presión con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado. El proceso para formar un cable de baja pérdida de acuerdo con la invención comprende las etapas de calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido; y extruir la composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel y sobre un conductor de transporte de señal con un agente de soplado. El agente de soplado comprende un gas atmosférico tal como dióxido de carbono, y un agente de co-soplado tal como hidrofluorocarburo, hidroclorofluorocarburo o un compuesto de perfluoro. Este proceso forma un conductor de transporte de señal recubierto en espuma de baja pérdida. Además, el conductor de transporte de señal encerrado en espuma de baja pérdida se encuentra recubierto con un material conductor externo para formar un cable de baja pérdida. Otros aspectos y características de la presente invención serán aparentes para los de experiencia ordinaria en la técnica al revisar la siguiente descripción de las modalidades especificas de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA La composición de espuma de baja pérdida de la invención permite la fabricación de cables de telecomunicaciones de alto desempeño construidos a partir de espuma de polietileno de baja densidad extruida alrededor del núcleo de conducción. Al mezclar un gas atmosférico, tal como dióxido de carbono, nitrógeno o aire, con un agente de co-soplado tal como idroflúorocarburo (HFC) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) o compuestos de perfluoro (PFCs) , tal como el HFC-134a, se descubrió que la densidad de la espuma de polietileno resultante disminuyó por debajo de los valores mínimos alcanzables de un gas atmosférico solo (tal como dióxido de carbono solo) mientras mantuvo una estructura de celda muy compacta. El conductor de transporte de señal tratado en la presente puede ser cualquier conductor aceptable, por ejemplo un alambre, tubos, o tubos metalizados. El conductor de transporte de señal es generalmente continuo, como se utiliza en cables coaxiales. Puede utilizarse cualquier conductor - - capaz de transportar una señal que puede beneficiarse de encontrarse recubierto en una composición de espuma de baja pérdida, como el conductor de transporte de señal de acuerdo con la invención. Los gases atmosféricos que pueden utilizarse en una mezcla con un agente de co-soplado incluyen aire, dióxido de carbono y nitrógeno. Amanera de referencia, las propiedades físicas del dióxido de carbono son las siguientes . El punto de ebullición del C02 es -78.45 (°C) o -109.21 (°F), que representa la temperatura de sublimación. La presión del vapor a 21.1 °C (o 70°F) es de 5.78 Mpa (o 838 psi) . Un criterio que puede utilizarse para seleccionar un agente de co-soplado apropiado, tal como un HFC, HCFC o PFC, es el punto de ebullición del agente. Específicamente, un agente de co-soplado adecuado para su uso en la invención tiene un punto de ebullición de entre -65 °C y +50 °C, aunque se prefiere un agente de co-soplado con un punto de ebullición de entre -30 °C y +45 °C. Por ejemplo, el HFC-134a tiene una temperatura de ebullición de -26 °C. Además, al mezclar C<¾ con HCFC-141b (punto de ebullición de -10 °C) daría como resultado una espuma aceptable. Pueden utilizarse criterios de selección diferentes al criterio del punto de ebullición, siempre que el resultado final sea que la combinación de un gas atmosférico con un agente de co-soplado permita la formación de una composición - - de espuma de baj a densidad . Pueden valorarse las propiedades físicas de los agentes candidato de co-soplado para determinar el potencial para su uso con la invención. Pueden valorarse los parámetros tales como el punto de ebullición o la presión del vapor. Los agentes de co-soplado con baja presión de vapor (altos puntos de ebullición) proporcionan una energía de soplado adicional a un gas atmosférico al agregar presión de vapor fácilmente manejada. Los agentes de soplado con muy baja presión del vapor no proporcionarán una energía de soplado significativa al sistema. De este modo, se descubrió que un límite inferior del punto de ebullición de -65 °C y un límite superior de 50 °C son apropiados para los agentes de co-soplado que van a utilizarse con la invención. Se conoce y se encuentra disponible una variedad de HFCs . La Tabla "1 proporciona una lista no exhaustiva de HFCs, junto con una lista de propiedades físicas, tales como punto de ebullición, presión del vapor y potencial del agente de co-soplado. Los de poco o ningún potencial como agentes de co-soplado se proporcionan en la Tabla 1 solo para propósitos de comparación.

- - HFC-134a es un 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano comercialmente disponible. Es un hidrofluorocarburo (HFC) que ofrece una alternativa a los dañinos fluorocarburos halogenados, dado que tiene baja toxicidad y un potencial cero de agotamiento de ozono. Los ejemplos de otros hidrofluorocarburos conocidos útiles con la invención - 3 - (algunos de los cuales no aparecen en la Tabla 1) incluyen, difluorometano (o fluoruro de metileno) ; pentafluoroetano; 1, 1, 1-trifluoroetano; 1 , 1-difluoroetano; 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano; 1,1,1,3,3,3 -hexafluoropropano, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano; 1,1,1,3,3 -pentafluorobutano; 1,1,1,2,3,4,4,5,5 , 5-decafluoropentano; perfluorometano; perfluoroetano; fluoruro de etilo (HFC-161) ,- 1,1,2-trifluoroetano (HFC-143); 1 , 1, 2 , 2-tetrafluoroetano (HFC-134) ; octafluoropropano (HFC-218) ; 2 , 2 -difluoropropano (HFC-272fb) ; 1, 1, 1-trifluoropropano (HFC-263fb) ; 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea) . Los detalles completos del sistema de nomenclatura de hidrocarburos halogenados se especifican en la norma ANSI/ASH AE 34-1992. Otros HFCs apropiados pueden determinarse fácilmente por el experto en la técnica. También pueden utilizarse hidroclorofluorocarburos (HCFCs) como agentes de co-soplado en la invención, siempre que tengan propiedades adecuadas . La Tabla 2 proporciona una lista no exhaustiva de HCFCs que pueden utilizarse como agentes de co-soplado con un gas atmosférico. Específicamente, pueden utilizarse los HCFCs 1 , 1-dicloro-l-fluorometano ; 1-cloro-l , 1-difluoroetano; clorodifluorometano; 1, l-dicloro-2 , 2 , 2-trifluoroetano; y 1-cloro-l, 2 , 2 , 2-tetrafluoroetano . También pueden utilizarse otros HCFCs que no aparecen en la Tabla 2.

- - También pueden utilizarse compuestos de perfluoro (PFCs) como agentes de co-soplado en la invención, siempre que tengan las propiedades adecuadas . La Tabla 3 proporciona una lista no exhaustiva de PFCs que pueden utilizarse como agentes de co-soplado con un gas atmosférico. Específicamente, pueden utilizarse los PFCs de octafluoropropano ; octafluorociclobutano y hexafluoruro de azufre. También pueden utilizarse otros PFCs que no aparecen en la Tabla 3. Los PFCs con poco o ningún potencial como agentes de co-soplado se proporcionan en la Tabla 3 solo para propósitos de comparación.

- - La disminución de la densidad de la espuma tiene la ventaja inmediata de disminuir la constante dieléctrica de la espuma polimérica, dando como resultado una incrementada capacidad de transporte de señal del cable de telecomunicaciones, y por tanto se logra la baja pérdida. Otra ventaja de ciertas modalidades de la invención es un costo reducido debido a que la espuma de menor densidad da como resultado menos material requerido para generar un volumen dado de espuma. Adicionalmente, para ciertas modalidades de la invención, puede ser posible incrementar la velocidad de la producción en linea utilizando una espuma de menor densidad. Esto puede ocurrir debido a que una expansión mayor para una masa de polímero dada podría dar como resultado una tasa de producción más rápida para un flujo dado de masa de polímero. De este modo, la invención puede dar como resultado tanto un desempeño mejorado del cable como una reducción significativa del costo. La invención permite la preparación de un cable de telecomunicaciones de baja pérdida haciendo uso de una espuma de polietileno de celda compacta de baja densidad. No es necesario que la mezcla de agentes de soplado utilizada de acuerdo con la invención sea costosa, debido al ingrediente principal de un gas atmosférico, tal como dióxido de carbono. De este modo, las modalidades de la invención son ambientalmente aceptables, no inflamables y no tóxicas. Esta mezcla de agentes de soplado permite una significativa reducción de la densidad mientras mantiene el contenido de celda abierta a un nivel aceptable. La mezcla de agentes de soplado incluye un gas atmosférico, tal como dióxido de carbono, en combinación con un agente de co-soplado tal como HFC-134a. Esto puede hacerse en cualquier proporción deseada, y preferentemente de modo que la cantidad del agente de co-soplado (HFC, HCFC o PFC) se encuentre presente en un nivel de al menos al0% de la mezcla. Además, una modalidad específica de la invención permite que el agente de soplado tenga una proporción que varía desde aproximadamente 3:1 hasta 1:3 de gas atmosférico a agente de co-soplado (tal como C02 : HFC-134a) . Pueden agregarse a' la mezcla otros agentes tales como agentes de soplado convencionales.

La densidad resultante de espuma puede variar desde 85 kg/m3 hasta 120 kg/m3. Por supuesto, pueden lograrse densidades inferiores con combinaciones de condiciones particulares. Adicionalmente, pueden lograrse mayores densidades, si se desea, ajustando las condiciones según se requiera. Ventajosamente, se observa que el contenido resultante de celda abierta se encuentra a bajos niveles, tales como de 0% a 15%. La distribución típica de la tamaño de la celda puede variar desde 100 hasta 1000 µp?, u opcionalmente puede caer dentro del rango de desde 400 hasta 500 µt?. Puede formarse un cable que tenga incorporada en el mismo esta espuma de baja pérdida de acuerdo con los métodos convencionales para la formación de cables, con la excepción de que la espuma de baja pérdida de la invención se sopla dentro del cable en lugar de una espuma convencional . Brevemente, tal cable puede formarse de acuerdo con la siguiente metodología, con énfasis en la formación de la espuma de baja pérdida. La espuma descrita en la presente puede utilizarse para otros tipos de cables, tales como los cables triaxiales o conductores internos múltiples, como será claro para el experto en la técnica. Aunque la invención se describe en la presente principalmente con referencia al cable coaxial, la espuma puede incorporarse en otros tipos de cables como se conocen en la técnica, o aquellos cables desarrollados y que requiere de una espuma de baja densidad. Los componentes poliméricos de dieléctrico de espuma de celda compacta pueden originarse de granulos de polímero, generalmente una poliolefina. Estos granulos de poliolefina se agregan a un aparato extrusor. Pueden utilizarse polímeros tales como polietileno, polipropileno y combinaciones o copolímeros de los mismos. Puede utilizarse una variedad de tipos de polímero ya sea solos o en combinación. Puede utilizarse polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad media (MDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , o polipropileno ya sea solo o en combinación. En una modalidad ejemplar, puede utilizarse polietileno de alta densidad (HDPE) en combinación con un polietileno de baja densidad (LDPE) en cualquier proporción aceptable variando desde 30:70 hasta 70:30. Al utilizarse solo, el polímero podría ser el 100% de cualquiera de los polímeros anteriormente anotados, siempre que puedan lograrse las propiedades deseadas . El experto en la técnica podría determinar fácilmente las propiedades apropiadas del polímero deseado para llegar al uso apropiado de los polímeros individuales o mezclas. Se incluye una pequeña cantidad de un agente de nucleacion con el polímero para permitir la nucleacion de las burbujas de gas durante el espumado. Los agentes de nucleacion convencionales tales como azobisformamida, azodicarbonamida, carbonato de sodio con o sin ácido cítrico, talco, carbonato de calcio, y mica, pueden utilizarse en cualquier concentración aceptable. Se descubrió que es ventajoso en la presente invención el uso de azobisformamida o azodicarbonamida, pero cualquier otro agente de nucleacion, como podría fácilmente determinarse por el experto en la técnica, podría utilizarse con la invención. Éste puede proporcionarse en una concentración pequeña a través del uso de granulos de carga maestra o polvos que contienen una mezcla de un polímero en combinación con el agente de nucleacion, a fin de permitir una dispersión homogénea del agente de nucleacion con el polímero. En la presente los granulos de carga maestra pueden referirse como "MB" . El agente de nucleacion se combina con la mezcla de polímeros bajo condiciones específicas de calentamiento y presión, por ejemplo, a una presión de fusión de aproximadamente 400 a 1500 psi, y con una temperatura de fusión de desde aproximadamente 110 hasta 140 °C para lograr un estado fundido uniforme. La mezcla se extruye entonces a partir del estado fundido combinando un gas atmosférico, tal como dióxido de carbono, con un agente de co-soplado, tal como HFC-134a. Esta composición se extruye a través de un troquel de un diámetro predeterminado. El diámetro puede ser de cualquier dimensión aceptable, dependiendo de las propiedades de cable deseadas . La espuma extruida rodea un conductor central de transporte de señal (tal como un alambre de transporte de señal) , y de este modo la espuma se expande alrededor del conductor de transporte de señal una vez extruida en un ambiente de presión ambiental . La espuma de la invención se expande para producir un dieléctrico de espuma de celda compacta de baja pérdida que recubre al conductor central de transporte de señal . El conductor externo apropiado puede aplicarse entonces de acuerdo con cualquier proceso deseado para formar un cable coaxial . Ejemplos Comparativos 1 a 4 Extrusión de una Composición de Espuma de HDPE/LDPE con Dióxido de Carbono al 100% Los Ejemplos Comparativos 1-4 muestran las propiedades de la espuma obtenidas mediante el espumado por extrusión de una mezcla de 60:38 de HDPE/LDPE soplada utilizando dióxido de carbono solo. Las mezclas se nuclearon utilizando azodicarbonamida agregada a la mezcla como una mezcla concentrada de acuerdo con la práctica estándar. La Tabla 4 muestra datos para los Ejemplos 1-4. Estos datos ilustran que cuando se utiliza el dióxido de carbono solo como agente de soplado, incrementando el contenido del dióxido de carbono sobre un cierto limite de umbral (arriba de aproximadamente 1.4 % en peso del Ejemplo 3) induce la ruptura de la pared de la celda dando como resultado un severo incremento del contenido de celda abierta que conduce, finalmente, a la densificación de la espuma. En estos ejemplos, se logran densidades de 148 a 223 kg/m3, con un contenido de celda abierta por debajo del 10%, mientras que por encima de 1.8% del % en peso de dióxido de carbono, se observa una alta densidad de 386 kg/m3, y se muestra un nivel inaceptable del contenido de celda abierta (50%) .

Tabla. 4 Parámetros y Resultados para los Ejemplos 1 a 4 Componentes/Parámetros Ejemplos 1 2 3 4 HDPE (phr) (p=953 kg/m3, MI 6.6) 60 60 60 60 LDPE (phr) (p=923 kg/m3, MI 5.6) 38 38 38 38 Carga maestra de 2 2 2 2 Azodicarbonamida (phr) C02 (% en peso) 0.6 0.8 1.4 1.8 Temperatura de fusión (°C) 120 120 120 120 Presión de fusión (psi) 1100 1000 1100 1120 Diámetro del troquel (mm) 1.8 1.8 1.8 1.8 Densidad (kg/m3) 223 182 148 386 Contenido de celda abierta (%) 0 2 10 50 Ejemplos 5 a 7 Extrusión de una Composición de Espuma con Dióxido de Carbono y HFC-134a en Proporciones Aproximadamente Iguales La Tabla 5 ilustra datos de los Ejemplos 5-7, que pueden compararse y contrastar con los Ejemplos Comparativos 1 a 5. Estos datos demuestran la mejora en las propiedades de la espuma fabricada a partir de mezclas de dióxido de carbono y HFC-134a. Estos ejemplos específicos se obtuvieron al mantener un contenido fijo de dióxido de carbono mientras se aumentó la concentración del agente de co-soplado de HFC-134a. La densidad de la espuma extruida se redujo significativamente sobre los experimentos de control reportados en los Ejemplos Comparativos 1-4. Notoriamente, en los Ejemplos 5 a 7, el contenido de celda abierta permanece bajo, a pesar de la gran reducción de densidad. Se obtuvo una significativa mejora del desempeño del cable de las instalaciones que incorporan estas espumas mejoradas. Tabla 5 Parámetros y Resultados para los Ejemplos 5 a 7 Componentes/Parámetros Ej emplos 5 6 7 HDPE (phr) (p=953 kg/m3, MI 6.6) 60 60 60 LDPE (phr) (p=923 kg/m3, MI 5.6) 38 38 38 Carga maestra de Azodicarbonamida 2 2 2 (phr) C02 (% en peso) 1.4 1.4 1.4 HFC-134a (¾ en peso) 1.3 1.8 2.4 Temperatura de fusión (°C) 120 120 120 Presión de fusión (psi) 520 500 500 Diámetro del troquel (mm) 4 4 4 Densidad (kg/m3) 96 94 94 Contenido de celda abierta (%) 0 5 10 Ejemplos 8 a 11 Extrusión de una Composición de Espuma con Tipo de Nucleante y Diámetro de Troquel Variables La Tabla 6 muestra datos de los Ejemplos 8-11, que pueden compararse y contrastar con los datos en los Ejemplos Comparativos 1 a 4. Los datos en la Tabla 6 demuestran la mejora en las propiedades de la espuma fabricada a partir de mezclas de dióxido de carbono y HFC-134a. Estos ejemplos específicos se enfocan en especímenes producidos a varias proporciones y contenidos de C02/HFC-134a . Se realizaron experimentos utilizando diferentes condiciones, tales como el tipo de agente de nucleación y diámetro del troquel, y se produjo aún una espuma de polietileno de baja densidad con muy bajo contenido de celda abierta. Aún en ausencia del nucleante (que dio como resultado una tamaño de la celda significativamente aumentada) , se logró una densidad y un contenido de celda - 4 - abierta aceptables. Adicionalmente , la sustitución de talco al 0.25% para el nucleante de azodicarbonamida dio como resultado una densidad y un contenido de celda abierta aceptables. De este modo, estos datos ilustran que el proceso de espumado incluyendo dióxido de carbono y HFC-134a como agentes de co-espumado, es robusto y puede adaptar variaciones significativas a las condiciones del proceso. Tabla 6 Parámetros y Resultados para los Ejemplos 8 a 11 Ejemplos 12 a 15 Extrusión de una Composición de Espuma Bajo Presiones de Procesamiento Variables La Tabla 7 muestra datos de los Ejemplos 12-15. Estos datos muestran la amplia ventana de presiones y temperaturas de procesamiento para el proceso de espumado mejorado descrito en la presente. Específicamente, se mantuvo un bajo contenido de celda abierta y se logró una baja densidad aún cuando la presión de fusión varió de 500 a 540 psi, y la temperatura varió de 119 a 134 °C.

Tabla 7 Parámetros y Resultados para los Ejemplos 12 a 15 Componentes/Parámetros E emplos 12 13 14 15 HDPE (% en peso) (p=953 kg/m3, 60 60 60 60 MI 6.6) LDPE (% en peso) (p=923 kg/m3, 38 38 38 38 MI 5.6) Nucleante (% en peso) 2 2 2 2 (Azo MB) (Azo MB) (Azo MB) (Azo MB) C02 (% en peso) 1.4 1.4 1.4 1.4 HFC-134a (% en peso) 2.4 2.4 2.4 2.4 Temperatura de fusión (°C) 134 129 123 119 Presión de fusión (psi) 500 510 530 540 Diámetro del troquel (mm) 4 4 4 4 Densidad (kg/m3) 95 89 102 94 Contenido de celda abierta (%) 5 2 5 10 - - Ejemplo 16 Atenuación del Cable para la Espuma de Baja Densidad contra la Espuma de Mayor Densidad A fin de comparar la atenuación del cable en un cable que incorpora la espuma preparada de acuerdo con la invención, con un cable que incorpora una espuma convencional de mayor densidad, se efectuó la siguiente comparación. El cable de la invención utilizado se formó utilizando la composición de espuma de la invención de acuerdo con la Tabla 8, mientras que el producto estándar fue un cable dieléctrico de espuma de 1-5/8" (disponible de Andrew Corporation Catalogue 38 p. 517) . Tabla 8 Composición y Características de la Espuma de la Invención Componentes/Parámetros Ejemplo 16 HDPE (% en peso) (p=953 kg/m3, MI 65 6.6) LDPE (% en peso) (p=923 kg/m3, MI 34 5.6) Nucleante (% en peso) 1 (Azo MB) C02 (% en peso) 1.0 HFC-134a (% en peso) 2.6 Temperatura de fusión (°C) 122 - - A partir de los datos proporcionados en la Tabla 9, es claro que el uso de la composición de espuma de la invención en un cable, reduce significativamente la Las modalidades anteriormente descritas de la presente invención pretenden ser solo ejemplos. Los expertos en la técnica pueden efectuar alteraciones, modificaciones y variaciones a las modalidades particulares sin apartarse del alcance de la invención que se define únicamente por medio de las reivindicaciones anexas a la presente.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición de espuma de baja pérdida que tiene una densidad de desde 85 kg/m3 hasta 120 kg/m3, formándose dicha composición mediante un proceso que comprende las etapas de calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido, y extruir dicha composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado; seleccionándose el polímero olefínico a partir del grupo que consiste de polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad media (MDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , polipropileno y combinaciones de los mismos; seleccionándose el gas atmosférico a partir del grupo que consiste de dióxido de carbono, nitrógeno, aire y combinaciones de los mismos; y seleccionándose el agente de co-soplado a partir del grupo que consiste de hidrofluorocarburos (HFCs) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) , compuestos de perfluoro (PFCs) y combinaciones de los mismos. 2. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho agente de co-soplado se selecciona a partir del grupo que consiste de 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a) ; difluorometano; pentafluoroetano; 1, 1, 1-trifluoroetano; 1 , 1-difluoroetano; 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano, 1 , 1 , 1 , 3 , 3-pentafluoropro ano; 1,1,1,3,3-pentafluorobutano; 1,1,1,2,3,4,4,5,5, 5-decafluoropentano; perfluorometano; perfluoroetano; fluoruro de etilo (HFC-161) ; 1, 1, 2-trifluoroetano (HFC-143) ; 1, 1, 2 , 2-tetrafluoroetano (HFC-134) ; octafluoropropano (HFC-218) ; 2 , 2-difluoropropano (HFC-272fb) ; 1 , 1 , 1-trifluoropropano (HFC-263fb) ; 1,1, 1,2, 3, 3, 3-heptafluoropropano (HFC-227ea) ; 1 , 1-dicloro-l-fluorometano; 1-cloro-l , 1-difluoroetano; clorodifluorometano; 1 , l-dicloro-2 , 2 , 2-trifluoroetano; 1-cloro-l , 2,2,2-tetrafluoroetano; octafluoropropano; octafluorociclobutano; hexafluoruro de azufre, y combinaciones de los mismos. 3. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho agente de co-soplado comprende el hidrofluorocarburo HFC-134a. 4. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el agente de co-soplado se encuentra presente en el agente de soplado en una cantidad de al menos 10% del % en peso del total del agente de soplado. 5. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 4 en donde el agente de co-soplado y el gas atmosférico se encuentran presentes en el agente de soplado en una proporción relativa de desde 3:1 hasta 1:3. 6. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el polímero olefinico comprende al menos dos polímeros seleccionados del grupo que consiste de polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad media (MDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , y polipropileno. 7. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 6 en donde dichos al menos dos de (HDPE) , (MDPE) , (LDPE) , (LLDPE) , y polipropileno se encuentran presentes cada uno en el polímero olefínico a un nivel mínimo de 30%. 8. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el polímero olefínico comprende un homopolímero, un copolímero, o una combinación de éstos . 9. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el agente de nucleación se calienta con dicho polímero olefínico hasta dicha composición en estado fundido. 10. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 9 en donde en donde el agente de nucleación se selecciona del grupo que consiste de: azobisformamida, azodicarbonamida, carbonato de sodio con o sin ácido cítrico, talco, carbonato de calcio, mica y combinaciones de los mismos. 11. La composición de espuma de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 10 en donde el agente de nucleación comprende azodicarbonamida. 12. Un proceso para producir una composición de espuma de baj a pérdida que comprende las etapas de : (a) calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido, y (b) extruir dicha composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado seleccionándose dicho gas atmosférico a partir del grupo que consiste de dióxido de carbono, nitrógeno, aire y combinaciones de los mismos; y seleccionándose dicho agente de co-soplado a partir del grupo que consiste de hidrofluorocarburos (HFCs) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) , compuestos de perfluoro (PFCs) y combinaciones de los mismos. 13. Un cable de baja pérdida que comprende: un conductor de transporte de señal; una composición de espuma de baja pérdida que rodea el conductor de transporte de señal y que tiene una densidad de desde 85 kg/m3 hasta 120 kg/m3, comprendiendo dicha espuma un polímero olefínico soplado a partir de un estado fundido bajo presión con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado; seleccionándose dicho gas atmosférico a partir del grupo que consiste de dióxido de carbono, nitrógeno, aire y combinaciones de los mismos,- seleccionándose dicho agente de co-soplado a partir del grupo que consiste de hidrofluorocarburos (HFCs) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) , compuestos de perfluoro (PFCs) y combinaciones de los mismos; y un conductor externo que rodea dicha composición de espuma de baja pérdida. 14. El cable de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el agente de co-soplado se selecciona a partir del grupo que consiste de 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a) ; difluorometano; pentafluoroetano; 1, 1, 1-trifluoroetano; 1 , 1-difluoroetano; 1,1,1,2,3,3, 3-heptafluoropropano; 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano, 1 , 1 , 1, 3 , 3-pentafluoropropano; 1,1,1,3,3-pentafluorobutano; 1,1,1,2,3,4,4,5, 5 , 5-decafluoropentano; perfluorometano; perfluoroetano; fluoruro de etilo (HFC-161) ; 1, 1, 2-trifluoroetano (HFC-143) ; 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HFC-134) ; octafluoropropano (HFC-218) ; 2 , 2 -difluoropropano (HFC-272fb) ; 1 , 1 , 1-trifluoropropano (HFC-263fb) ; 1, 1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea) ; 1 , 1-dicloro-l-fluorometano; 1-cloro-l, 1-difluoroetano; clorodifluorometano,-1 , l-dicloro-2 , 2 , 2-trifluoroetano; 1-cloro-1, 2 ,2,2-tetrafluoroetano; octafluoropropano; octafluorociclobutano; hexafluoruro de azufre, y combinaciones de los mismos. 15. El cable de baja pérdida de la reivindicación 13, en donde dicho agente de co-soplado comprende el hidrofluorocarburo HFC-134a. 1S. El cable de baja pérdida de la reivindicación 13 en donde el agente de co-soplado se encuentra presente en el agente de soplado en una cantidad de al menos 10% del % en peso del total del agente de soplado. 17. El cable de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 13 en donde el agente de co-soplado y el gas atmosférico se encuentran presentes en el agente de soplado en una proporción relativa de desde 3:1 hasta 1:3. 18. El cable de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 13 en donde el polímero olefínico se selecciona a partir del grupo que consiste de polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad media (MDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , polipropileno y combinaciones de los mismos . 19. El cable de baja pérdida de la reivindicación 18 en donde el polímero olefínico comprende al menos dos polímeros seleccionados a partir del grupo que consiste de polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad media (MDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , y polipropileno. 20. El cable de baja pérdida de la reivindicación 19 en donde dichos al menos dos de (HDPE) , (MDPE) , (LDPE) , (LLDPE) , y polipropileno se encuentran presentes cada uno en el polímero olefínico a un nivel mínimo de 30%. 21. El cable de baja pérdida de acuerdo con la reivindicación 18 en donde el polímero olefínico comprende un homopollmero, un copolímero, o una combinación de éstos. 22. El cable de baja pérdida de la reivindicación 13 en donde el agente de nucleación se calienta con dicho polímero olefínico en dicho estado fundido. 23. El cable de baja pérdida de la reivindicación 22 en donde en donde el agente de nucleación se selecciona del grupo que consiste de: azobisformamida, azodicarbonamida, carbonato de sodio con o sin ácido cítrico, talco, carbonato de calcio, mica y combinaciones de los mismos. 24. El cable de baja pérdida de la reivindicación 23 en donde el agente de nucleación comprende azodicarbonamida . 25. Un proceso para formar un cable de baja pérdida que comprende las etapas de : (a) calentar un polímero olefínico hasta una composición en estado fundido, (b) extruir dicha composición en estado fundido bajo presión a través de un troquel y sobre un conductor de transporte de señal con un agente de soplado que comprende un gas atmosférico y un agente de co-soplado para formar un conductor de transporte de señal recubierto en una espuma de baja pérdida; seleccionándose dicho agente de co-soplado a partir del grupo que consiste de hidrofluorocarburos (HFCs) , hidroclorofluorocarburos (HCFCs) , compuestos de perfluoro (PFCs) y combinaciones de los mismos; seleccionándose dicho gas atmosférico a partir del grupo que consiste de dióxido de carbono, nitrógeno, aire y combinaciones de los mismos; y (c) recubrir dicho conductor de transporte de señal recubierto con espuma de baja pérdida en un material de conducción para formar un cable de baj a pérdida . 26. El proceso de acuerdo con la reivindicación 25, en donde el agente de co-soplado se selecciona a partir del grupo que consiste de 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a); difluorometano; pentafluoroetano; 1,1,1-trifluoroetano; 1, 1-difluoroetano; 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano,- 1,1,1,3,3,3 - exafluoropropano, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano; 1,1,1,3,3 -pentafluorobutano,- 1,1,1,2,3,4,4,5,5, 5-decafluoropentano; perfluorometano; perfluoroetano; fluoruro de etilo (HFC-161) ; 1,1,2-trifluoroetano (HFC-143) ; 1, 1, 2 , 2-tetrafluoroetano (HFC-134) ; octafluoropropano (HFC-218) ; 2 , 2-difluoropropano (HFC-272fb) ; 1, 1, 1-trifluoropropano (HFC-263fb) ; 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea) ; 1 , 1-dicloro-l-fluorometano,-1-cloro-l, 1-difluoroetano; clorodifluorometano ; 1,1-dicloro-2 , 2 , 2 -trifluoroetano; 1-cloro-l , 2 , 2 , 2-tetrafluoroetano; octafluoropropano; octafluorociclobutano; hexafluoruro de azufre, y combinaciones de los mismos. 27. El proceso de acuerdo con la reivindicación 25 en donde el agente de co-soplado tiene un punto de ebullición de entre -65 °C y +50 °C. 28. El proceso de acuerdo con la reivindicación 25 en donde el agente de co-soplado tiene un punto de ebullición de entre -30 °C y +45 °C.