BRPI0613723A2

BRPI0613723A2 - cabo de energia ou comunicação e uso de uma composição de polietileno

Info

Publication number: BRPI0613723A2
Application number: BRPI0613723-7A
Authority: BR
Inventors: Marion Remko Van; Roger Carlsson; Hans Eklind; Irene Helland
Original assignee: Borealis Tech Oy
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2011-02-08
Also published as: ZA200710392B; ES2318384T3; JP5201476B2; AU2006265360B2; EG25511A; US7579551B2; DE602005011421D1; CA2610080C; EA011522B1; KR20080015832A; EP1739691A1; JP2008544469A; KR100935044B1; CN101238529B; CN101238529A; EA200702515A1; ATE416465T1; PL1739691T3; EP1739691B1; WO2007003323A1

Abstract

CABO DE ENERGIA OU COMUNICAçãO E USO DE UMA COMPOSIçãO DE POLIETILENO.A presente invenção refere-se a um cabo de energia ou comuni- cação, que compreende uma camada de invólucro externa, feita de uma composição de polietileno, que compreende uma resina de base que com- preende (A) uma primeira fração de homo- ou copolímero de etileno, e (B) uma segunda fração de homo- ou copolímero de etileno, em que a fração (A) tem um peso molecular mais baixo do que a fração (B), e a resina de base tem uma distribuição de peso molecular PM/PMn de mais de 14.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO DEENERGIA OU COMUNICAÇÃO E USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLIETILENO".

A presente invenção refere-se a um cabo de energia ou comuni-cação, que compreende uma camada de invólucro externa feita de umacomposição de polietileno, que compreende uma resina de base contendoduas frações de homo- ou copolímero de etileno. Além disso, a presente in-venção refere-se ao uso dessa composição para a produção da camada deinvólucro externa de um cabo.

Cabos, tais como cabos de energia ou comunicação, normal-mente compreendem um núcleo interno que compreende um elemento con-dutor, tal como um fio metálico ou fibra de vidro, e uma ou mais camadaspara fins de blindagem e proteção. A mais externa dessas camadas, comuma finalidade principalmente protetora, normalmente é referida como invó-lucro externo ou envoltório externo.

É conhecido produzir camadas de invólucro protetoras mais ex-ternas de composições poliméricas, que compreendem, principalmente, poli-olefinas, particularmente, polietilenos. Os diversos campos de aplicação paraos vários tipos de cabos tornam necessário que o envoltório externo atendevárias exigências que, pelo menos em parte, são contraditórias umas às outras.

Entre propriedades importantes de um envoltório de cabo e ummaterial usado para produção de um envoltório de cabo estão boa proces-sabilidade, inclusive boas propriedades de extrusão, a uma ampla janela detemperatura de processamento, e boas propriedades mecânicas, tal comoboa resistência a solicitações ambientais, ESCR de "fendimento", alta resis-tência mecânica, alto acabamento de superfície e baixa contração do envol-tório de cabo final.

Conseqüentemente, é um objetivo da presente invenção pôr àdisposição um envoltório de cabo feito de uma composição de polietileno,com, simultaneamente, as propriedades acima mencionadas, com uma altaflexibilidade, combinada com todas as propriedades acima mencionadas.Particularmente, a composição usada para o envoltório deve mostrar umaprocessabilidade aperfeiçoada, de modo que possa ser obtido um alto índicede produção, enquanto produz um envoltório de cabo com boas proprieda-des de superfície.

A presente invenção está baseada na descoberta de que esseenvoltório pode ser obtido se for usada uma composição de polietileno parasua produção, que tem uma distribuição de peso molecular muito ampla,acima de 14.

A presente invenção põe à disposição, portanto, um cabo de e-nergia ou comunicação, que compreende uma camada de invólucro externafeita de uma composição de polietileno, que compreende uma resina de ba-se, que compreende

(A) uma primeira fração de homo- ou copolímero de etileno, e

(B) uma segunda fração de homo- ou copolímero de etileno,sendo que a fração (A) tem um peso molecular mais baixo do que a fração(B), e a resina de base tem uma distribuição de peso molecular Ρμ/Ρμπ demais de 14.

A camada de invólucro mais externa do cabo da invenção podeser processada mais facilmente em comparação com materiais da técnicaanterior, enquanto conserva, ao mesmo tempo, boas propriedades mecâni-cas, particularmente, boa aparência de superfície.

O termo "peso molecular", tal como uso no presente, indica opeso molecular em média de peso PM, A velocidade de corrente de fusãoMFR de um polímero pode servir como uma medida para o peso molecularem média de peso.

O termo "resina de base" significa a totalidade de componentespoliméricos na composição de polietileno usada para a camada de invólucroexterna do cabo de acordo com a invenção, normalmente, perfazendo pelomenos 90% em peso da composição total.

Normalmente, uma composição de polietileno que compreendepelo menos duas frações de polietileno, que foram produzidas sob condiçõesde polimerização diferentes, resultando em pesos moleculares (em média depeso) diferentes para as frações, é referida como "multimodal". O prefixo"multi" refere-se ao número de frações de polímero diferentes nas quais con-siste a composição. Desse modo, por exemplo, uma composição que consis-te em duas frações apenas, é chamada de "bimodal".

A forma da curva de distribuição de peso molecular, isto é, a a -parência do gráfico da fração de peso de polímero como função de seu pesomolecular, desse polietileno multimodal, mostra duas ou mais máximas oupelo menos está nitidamente ampliada em comparação com as curvas paraas frações individuais.

Por exemplo, se um polímero for produzido em um processo deetapas múltiplas, seqüenciais, utilizando reatores ligados em série e usandocondições diferentes em cada reator, ou quando um polímero é produzidoem um processo que compreende uma única etapa, na qual são usados doisou mais catalisadores diferentes, as frações de polímero produzidas, em ca-da caso, nos reatores diferentes, ou pelos catalisadores diferentes, cadauma tem sua própria distribuição de peso molecular e peso molecular emmédia de peso. Quando a curva de distribuição de peso molecular dessepolímero é registrada, as curvas individuais dessas frações estão sobrepos-tas na curva de distribuição de peso molecular para o produto poliméricoresultante, total, normalmente produzindo uma curva com duas ou mais má-ximas diferentes.

Em uma modalidade preferida, a resina de base tem uma distri-buição de peso molecular Ρμ/Ρμπ de 23 ou mais, de modo particularmentepreferido, 25 ou mais, de modo especialmente preferido, 30 ou mais.

A resina de base, de preferência, tem um MFR2 de 0,05 a 5 g/10min, de modo particularmente preferido, de 0,1 a 4 g/10 min, de modo espe-cialmente preferido, de 0,2 a 3,5 g/10 min e de modo destacadamente prefe-rido, de 0,5 a 1,5 g/10 min.

Além disso, a resina de base tem, de preferência, um MRF2I de50 a 150 g/10 min, de modo particularmente preferido, de 70 a 130 g/10 min.Em uma modalidade preferida, a resina de base tem um MRF2I de pelo me-nos 90 g/10 min.A densidade da resina de base é, de preferência, de 0,915 a0,960 g/cm3, de modo particularmente preferido, é de 0,918 a 0,950 g/m3, demodo especialmente preferido, é de 0,918 a 0,935 g/cm3, e de modo desta-cadamente preferido, é de 0,918 a 0,928 g/cm3.

A resina de base tem, de preferência, uma relação de velocidadede corrente FRR de 50 a 150, de modo particularmente preferido, de 80 a 130.

A fração (A) da resina de base tem, de preferência, um MFR2 de50 a 5000 g/10 min, de modo particularmente preferido, de 10 a 1000 g/10min, e de modo especialmente preferido, de 200 a 700 g/10 min.

Além disso, a fração (A) tem, de preferência, uma densidade de0,930 a 0,975 g/cm3, de modo particularmente preferido, de 0,935 a 0,955g/cm3.

Ainda, além disso, a fração (A) é, de preferência, um copolímerode etileno, com pelo menos uma outra alfa-olefina.

De preferência, o comonômero de alfa-olefina da fração (B) temde 3 a 20 átomos de carbono, de modo particularmente preferido, 4 a 10 á-tomos de carbono, e de modo especialmente preferido, é escolhido de 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-octeno e 1-decadeno.

Ainda de preferência, o peso molecular em média de peso dafração (A) é de 5.000 g/mol a 100.000 g/mol, de modo particularmente prefe-rido, é de 7.000 a 90.000 g/mol, e de modo especialmente preferido, é de10.000 a 80.000 g/mol.

A fração (B) da resina de base tem, de preferência, um MRF2 de0,01 A 1 g/10 min, de modo particularmente preferido, de 0,05 A 0,3 g/10min.

A fração (B) tem, ainda, de preferência, uma densidade de 0,880a 0,930 g/cm3, de modo particularmente preferido, tem uma densidade de0,890 a 0,920 g/cm3.

Ainda além disso, a fração (B) é, de preferência, um copolímerode etileno, com pelo menos uma outra alfa-olefina.

De preferência, o comonômero de alfa-olefina da fração (B) temde 3 a 12 átomos de carbono, de modo particularmente preferido, 4 a 8 áto-mos de carbono e, de modo especialmente preferido, é escolhido de 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1 -penteno e 1-octeno.

Em uma modalidade particularmente preferida, a resina de basecompreende ainda

(C) uma terceira fração de homo- ou copolímero de etileno,em uma quantidade de até 20% em peso da resina de base total, com umMRF2 de 0,1 g/10 min ou mais baixo.

De preferência, a quantidade de fração (C) é de até 15% em pe-so, de modo particularmente preferido, de até 10% em peso da resina debase total. Em uma modalidade preferida, a fração (C) está presente na re-sina de base em uma quantidade de 1% em peso a 5% em peso.

Ainda, de preferência, a fração (C) está presente na resina debase em uma quantidade de pelo menos 2% em peso, de modo particular-mente preferido, de pelo menos 3% em peso.

De preferência, a fração (C) tem um MRF2I de menos de 1 g/10 min.

A fração (C) é, de preferência, um homopolímero de etileno.

A fração (C) é feita, de preferência, em uma etapa anterior a (A)e (B) e a fração (C) tem um Pm mais alto do que a fração (B).

A relação de peso das frações (A):(B) na resina de base é, depreferência, 30:70 a 70:30, de modo particularmente preferido, 40 : 60, demodo especialmente preferido, 45 : 55 a 55: 45.

A resina de base tem, de preferência, uma densidade mais baixado que 960 kg/m3.

O peso molecular em média de peso da resina de base é, depreferência, de 100.000 g/mol a 2.000.000 g/mol.

Em uma modalidade preferida, a resina de base consiste nasfrações (A), (B) e (C).

Além da resina de base, aditivos usuais para utilização com poli-olefinas, tais como pigmentos (por exemplo, negro-de-fumo), estabilizadores(agentes antioxidantes), antiácidos e/ou agentes anti-UV, agentes antiestáti-cos e agentes de utilização (tais como adjuvantes de processamento) podemestar presentes na composição de polietileno. Os aditivos podem ser adicio-nados como uma mistura prévia de poliolefina. De preferência, a quantida-des desses aditivos é de 10% em peso ou abaixo, de modo particularmentepreferido, 8% em peso ou abaixo, da composição total.

A composição de polietileno do cabo de acordo com a invençãotem, de preferência, um índice Pseudoplástico de cisalhamento SHI(2.7/2io) depelo menos 5, de modo particularmente preferido, pelo menos 10, de modoespecialmente preferido, pelo menos 20 e, de modo destacadamente prefe-rido, pelo menos 40.

Além disso, a composição de polietileno tem, de preferência, umíndice Pseudoplástico de cisalhamento SHI(2,7/2io) de 300 ou menos, de mo-do particularmente preferido, 290 ou menos, de modo especialmente preferi-do, 220 ou menos, e modo destacadamente preferido, 200 ou menos.

O SHI é a relação da viscosidade da composição de polietileno adiferentes cisalhamentos. Na presente invenção, os cisalhamentos a 2,7 kPae 210 kPa são usados para calcular o SHI(2.7/2io), que pode servir como me-dida da amplitude da distribuição de peso molecular.

Além disso, a composição de polietileno tem, de preferência,uma viscosidade a um cisalhamento de 2,7 kPa η (2,7) de 10.000 a 500.000Pas, de modo particularmente preferido, de 50.000 a 400.000 Pas, e de mo-do especialmente preferido, de 75.000 a 350.000 Pas.

A resina de base da composição de polímero usada para fazer acamada de invólucro mais externa do cabo da invenção pode ser produzidapor qualquer processo conhecido na técnica.

É preferível, no entanto, que a resina de base seja uma chama-da mistura in-situ de seus componentes. Por "mistura in-siti/', é entendidoum polímero multimodal, cujas frações são produzidas ou simultaneamenteem um estágio de reação (por exemplo, usando dois ou mais catalisadores),e/ou são produzidas em um processo de estágios múltiplos. Um processo deestágios múltiplos é definido como sendo um processo de polimerização, noqual um polímero que compreende duas ou mais frações é produzido produ-zindo cada uma ou pelo menos duas frações de polímero em um estágio dereação separado, normalmente, com condições de reação diferentes em ca-da estágio, na presença do produto de reação do estágio anterior, que com-preende um catalisador de polimerização. O polímero pode ser recirculadopara qualquer estágio ou reator.

Quando no presente são dados aspectos preferidos das frações(A) e/ou (B) da composição da presente invenção, esses valores, geralmen-te, são válidos para os caos nos quais eles podem ser medidos diretamentena respectiva fração, por exemplo, quando a fração é produzida separada-mente ou produzida no primeiro estágio de um processo de estágios múltiplos.

Mas, a resina de base também pode e, de preferência, é produ-zida em um processo de estágios múltiplos, sendo que, por exemplo, as fra-ções (A) e (B) são produzidas em estágios subseqüentes. Nesse caso, aspropriedades das frações produzidas na segunda e terceira etapa (ou outrasetapas) do processo de estágios múltiplos tanto podem ser inferidas de po-límeros que são produzidos separadamente em um único estágio, aplicandocondições de polimerização idênticas (por exemplo, temperatura, pressõesparciais dos reagentes/diluentes, meio de suspensão, tempo de reação idên-ticos), com relação ao estágio do processo de estágios múltiplos, no qual afração é produzida, como usando um catalisador, no qual não há nenhumpolímero produzido previamente presente. Alternativamente, as proprieda-des das frações em um estágio mais alto do processo de estágios múltiplostambém podem ser calculadas, por exemplo, de acordo com B. Hagstrôm,Conference on Polymer Processing (The Polymer Processing Society), Ex-tended Abstracts and Final Programme, Gothenburg, agosto 19 a 21, 1997, 4:13.

Portanto, embora não sejam mensuráveis diretamente nos pro-dutos do processo de estágios múltiplos, as propriedades das frações pro-duzidas em estágios mais altos desse procèsso de estágios múltiplos podemser determinadas aplicando qualquer um ou os dois métodos acima. A pes-soa experiente é capaz de selecionar o método apropriado.A resina de base do cabo de acordo com a invenção é produzi-da, de preferência, de modo que pelo menos uma das frações (A) e (B), depreferência, (B), é produzida em uma reação de fase gasosa.

Ainda de preferência, uma das frações (A) e (B) da composiçãode polietileno, de preferência, a fração (A), é produzida em uma reação depasta fluida, de preferência, em um reator de circuito, e uma das frações (A)e (B)1 de preferência, fração (B), é produzida em uma reação de fase gasosa.

De preferência, além disso, a fração (A) e (B) da composição depolietileno são produzidas em estágios diferentes de um processo de está-gios múltiplos.

De preferência, o processo de estágios múltiplos compreendepelo menos um estágio de fase gasosa, no qual, de preferência, é produzidaa fração (B).

Ainda de preferência, a fração (B) é produzida em um estágiosubseqüente, na presença da fração (A), que foi produzida em um estágioanterior.

É conhecido, previamente, produzir polímeros de olefina multi-modais, particularmente, bimodais, tal como polietileno multimodal, em umprocesso de estágios múltiplos, que compreende dois ou mais reatores liga-dos em série. Como exemplo dessa técnica anterior, pode ser feita mençãoao documento EP 517 868, que está incorporado ao presente por referência,em sua totalidade, incluindo todas suas modalidades preferidas, tais comodescritas no mesmo, como um processo de estágios múltiplos para a produ-ção da composição de polietileno do cabo de acordo com a invenção.

De preferência, os princiipais estágios de polimerização do pro-cesso de estágios múltiplos tais como descritos no documento EP 517 868,isto é, a produção de frações (A) e (B) é realizada como uma combinação depolimerização de pasta fluida para a fração (A)/polimerização de fase gaso-sa, para a fração (Β). A polimerização de pasta fluida é realizada, de prefe-rência, em um chamado reator de circuito. Ainda de preferência, o estágio depolimerização de pasta fluida precede o estágio de fase gasosa.Em uma modalidade preferida, a fração (C) também é produzidano processo de estágios múltiplos, no qual são produzidas as frações (A) e(B). De preferência, a fração (C) é produzida em uma chamada etapa depré-polimerização, precedendo a produção de outras frações da resina debase. Tal como mencionado, o prepolímero é, de preferência, um homopolí-mero de etileno (HDPE).

De preferência, na etapa de pré-polimerização, todo o catalisa-dor é carregado em um reator de circuito e a pré-polimerização é realizadacomo uma polimerização de pasta fluida. Essa pré-polimerização leva aofato de que menos partículas finas são produzidas nos reatores seguintes eao fato de que, no final, é obtido um produto mais homogêneo.

Na produção da resina de base, são usados, de preferência, ca-talisadores de Ziegler-Natta (ZN) ou metaloceno, de modo particularmentepreferido, catalisadores de Ziegler-Natta.

O catalisador pode ser sustentado, por exemplo, com suportesconvencionais, incluindo sílica, suportes que contêm Al e suportes baseadosem dicloreto de magnésio. De preferência, o catalisador é um catalisador deZN, de modo particularmente preferido, o catalisador é um catalisador nãosustentado por sílica, e de modo especialmente preferido, um catalisador deZN baseado em MgCI2.

O catalisador de Ziegler-Natta compreende, ainda, de preferên-cia, um grupo 4 (numeração de grupo de acordo com o novo sistema de IU-PAC) de compostos metálicos, de preferência, titânio, dicloreto de magnésioe alumínio.

O catalisador pode ser obtenível comercialmente ou pode serproduzido de acordo com ou analogamente à literatura. Para a preparaçãodo catalisador preferido, utilizável na invenção, é feita referência aW02004055068 e W02004055069 de Borealis e EP 0 810 235. O teor des-ses documentos está incorporado ao presente em sua totalidade, particular-mente, no que se refere às modalidades gerais e todas as preferidas doscatalisadores descritos nos mesmos, bem como aos métodos para a produ-ção dos catalisadores.De preferência, as condições de polimerização do método deestágios múltiplos preferido são escolhidas de tal modo que, devido ao altoteor de agente de transferência de cadeia (gás de hidrogênio), o polímerocomparativamente de baixa molecularidade é produzido em um estágio pre-cedente ao estágio no qual é produzido o polímero de alta molecularidade.Mas, a ordem desses estágios pode ser invertida.

Na modalidade preferida da polimerização da fração (A) em umreator de circuito, seguida da produção da fração (B) em um reator de fasegasosa, a temperatura de polimerização no reator de circuito é, de preferên-cia, de 85 a 115°C, de modo particularmente preferido, é de 90 a 105°C, e,de modo especialmente preferido, é de 92 a 100°C, e a temperatura no rea-tor de fase gasosa é, de preferência, de 70 a 105°C, de modo particularmen-te preferido, é de 75 a 100°C, e, de modo especialmente preferido, é de 82 a97°C.

Um agente de transferência de cadeia, de preferência, hidrogê-nio, é adicionado, conforme necessário, aos reatores e, de preferência, 200a 800 mois de H2/kmols de etileno são adicionados ao reator, quando a fra-ção de LMW (de baixo peso molecular) é produzida nesse reator, e 0 a 50mois de H2/kmols de etileno são adicionados ao reator de fase gasosa,quando esse reator está produzindo a fração de HMW (de alto peso molecular).

Se for usada uma etapa de pré-polimerização, na qual a fração(C) é produzida, de preferência, nenhum hidrogênio é introduzido no reatordurante essa etapa. É preciso estar disposto para admitir uma pequena adi-ção de hidrogênio.

A composição para a camada de invólucro externa do cabo dainvenção é produzida, de preferência, em um processo que compreendeuma etapa de composição, na qual a composição da resina de base, isto é,a mistura, que é obtida, tipicamente, como um pó de resina de base do rea-tor, é extrudada em um extrusor e depois peletizada para granulados de po-límero em um modo conhecido na técnica.

Opcionalmente, aditivos ou outros componentes de polímeropodem ser adicionados à composição durante a etapa de composição, naquantidade tal como descrita acima. De preferência, a composição da inven-ção, obtida do reator, é composta no extrusor, junto com aditivos, de ummodo conhecido na técnica.

O extrusor pode ser, por exemplo, qualquer extrusor usado con-vencionalmente. Como exemplo de um extrusor para a presente etapa decomposição, pode ser um dos fornecidos por Japan SteeIWorks, Kobe Steelou Farrel-Pomini, pex, JSW 460P.

Os cabos da invenção, além da camada de invólucro mais ex-terna, compreendem pelo menos um ou mais elementos condutores de e-nergia ou informações. O cabo que compreende a camada de invólucro ex-terna pode ser produzido.

Tal como indicado previamente, a composição de revestimentodo cabo pode ser usada para produzir camadas de invólucro externas paracabos, inclusive cabos de energia, bem como cabos de comunicação. Entreos cabos de energia, pode ser feita menção de cabos de alta voltagem, ca-bos de média voltagem e cabos de baixa voltagem. Entre cabos de comuni-cação, pode ser feita menção a cabos em pares, cabos coaxiais e cabosópticos.

Exemplos

Métodos de Medição

a) Peso molecular/distribuição de peso molecular

O peso molecular em média e peso Pm e a distribuição de pesomolecular (DPM = Ρμ/ΡΜπ, onde η é o peso molecular em média numérica ePm é o peso molecular em média de peso) são medidos por um método ba-seado em ISO 16014-4:2003. Um instrumento waters 150CV plus foi usadocom a coluna 3 χ HT&E estiragel de Waters (divinilbenzeno) e triclorobenze-no (TBC) com solvente, a 140°C. O conjunto de coluna foi calibrado usandocalibração universal com padrões de DPM OS estreitos (a constante K deMark Howings: 9.54*10"5 e a: 0,725 para PS, e K: 3,92*1 O*4 e a: 0,725 paraPE). A relação de Pm e PMn é uma medida da amplitude da distribuição, umavez que cada um é influenciado pela extremidade oposta da "população".b) Densidade

A densidade é medida de acordo com ISO 1872, Anexo A.

c) Velocidade de corrente de fusão/Relacão de velocidade de corrente

A velocidade de corrente de fusão (MFR) é determinada de a-cordo com ISO 1133 e está indicada em g/10 min. A MFR é uma indicaçãoda fluidez e, portanto, da processabilidade do polímero. Quando mais alta avelocidade de corrente de fusão, tanto mais baixa a viscosidade do polímero.A MFR é determinada a 190°C e pode ser determinada a diferentes cargas,tais como 2,16 kg (MFR2)1 5 kg (MFR5) ou 21,6 kg (MFR21).

A quantidade FRR (relação da velocidade de corrente) é umaindicação de distribuição de peso molecular e indica a relação de velocida-des de correntes a diferentes cargas. Portanto, FRR21/2 indica o valor deMFR2i/MFR2.

d) Parâmetros reolóqicos

Parâmetros reológicos, tais como índice pseudoplástico de Cisa-lhamento e viscosidade são determinados usando um reômetro, de prefe-rência, um reômetro Rheometrics Phisica MCR 300. A definição e condiçõesde medição estão descritas em detalhe na página 8, linha 20, à página 11,linha 25, do documento WO 00/22040.

e) Resistência a fendimento por solicitação ambiental (ESCR)

A ESCR foi avaliada de acordo com CTL : ISO 6259, com umentalhe aplicado de acordo com ASTM F1473, usando CTL com solicitaçãoconstante diferente de 2, 3 e 4 MPa. Foi usada uma solução de Igepal de10% como meio.

f) Amostras de cabos para a avaliação são extrudados do seguinte modo.

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g) Contração

A contração em por cento é medida após 24 h em temperaturaconstante (+23°C), bem como após 24 h a uma temperatura de +100°C. Sãomedidas amostras de cabos medindo aproximadamente 40 cm. Convenien-temente, as amostras estão marcadas de tal modo que a medições depoisdo condicionamento pode ser realizada no mesmo ponto na amostra de cabo.

Se for constatado que a amostra se contrai durante a medição,primeiramente têm de ser feitas marcas de cerca de 40 cm. Depois, o com-primento é cortado e medido novamente. Amostras duplas são tiradas decada cabo que deve ser analisado. As amostras são colocadas no ambientecom uma temperatura constante por 24 h, após o que são medidas e o valorde contração em por cento é calculado. Todas as amostras são depois colo-cadas em uma camada de talco a 100°C, por 24 h. As amostras são medi-das e a contração total em por cento é calculada com base no comprimentoinicial.

h) Absorção de enchimento

A absorção de enchimento foi medida de acordo com BTM22511em placas, resfriadas em água fria.

i) Propriedades mecânicas

Alongamento de ruptura e resistência à tração na ruptura forammedidos de acordo com 22542/ISO 527-2/1 A,B, quer em placas quer emcabos com um envoltório de 1 mm de espessura aplicado sobre um condutorde alumínio com 3 mm de diâmetro.

j) Deformação térmica

A mesma foi testada de acordo com EM 60811-3-1:1995. Isso foitestado em cabos com número de 3 mm e uma camada de envoltório de 1mm, extrudada diretamente sobre o condutor. Essa propriedade é direta-mente proporcional à densidade. Nesse teste, foi usado banho de água friadurante a extrusão, desse modo reproduzindo o pior caso. Quando o plásticofundido encontra a água fria, a densidade é mais baixa do que se a cristali-zação ocorrer durante resfriamento lento, vide a tabela com os resultados. Amossa a 115°C, após 4 h, é registrada e informada como quantos % o ovo(egg) está penetrando na espessura da amostra.

Composições testadas

Exemplos 1-5

Duas composições de polietileno de acordo com a presente in-venção (Ex1 e Ex2) e duas composições de polietileno comparativas forampreparadas (Exemplos Comparativos 1-3). Todas as composições são bimo-dais. Informações adicionais sobre cada composição são dadas abaixo.

Tabela 1: Propriedades dos Exemplo 1-2 e Exemplo Comparativo 1-2

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Como aditivos, foram usados 2400 ppm de Irganox B225 e 1500ppm de estearato de cálcio. O catalisador usado no Exemplo 1 -2 e ExemploComparativo 1 -2 é um catalisador do tipo Ziegler-Natta, que corresponde aousado no documento EP 6887794, exemplo 3.

Tabela 2: Peso molecular e distribuição de peso molecular de Exemplo 1-2

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Nos exemplos 1 e 2, a velocidade de corrente de fusão MFR21.6kg/i9o°c é significativamente mais alta do que nos exemplos comparativos.Além disso, tal como indicado pelos valores de FRR21/2 e DPM, os exem-plos de acordo com a invenção têm uma distribuição ampla de peso molecular.

Exemplo Comparativo 3 é um polietileno de baixa densidade li-near (LLDPE), que inclui 15% em peso de polietileno de baixa densidadepara aperfeiçoar a processabilidade. As propriedades da mistura são dadasna tabela 3:Tabela 3: Propriedades de Exemplo Comparativo 3

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A seguir, são mostradas e descritas propriedades de processa-mento e propriedades mecânicas importantes dessas composições.

Processabilidade

Tal como já descrito acima, a processabilidade de um materialde envoltório inclui diversos parâmetros, por exemplo, acabamento de super-fície, rendimento, pressão de fusão e potência do motor do extrusor. É im-portante que a janela de processamento seja ampla, uma vez que há muitasaplicações diferentes para um material de envoltório.

Para avaliar a processabilidade, as composições foram extruda-das em uma linha de cabos. Um envoltório com espessura de 1 mm foi apli-cado sobre um condutor de alumínio com 3 mm de diâmetro. Para solicitar omaterial em termos de desempenho de contração, o ajuste de temperaturanão estava ótimo. O condutor não foi preaquecido, a temperatura de fusãoera de 2100C e a temperatura do banho de resfriamento era de 23°C. A ve-locidade da linha era de 75 m/min.

Acabamento de Superfície

O acabamento de superfície foi avaliado visualmente e manual-mente na inspeção.

A experiência prévia é que quanto mais baixo a MFR tanto me-lhor é o acabamento de superfície. Mas, todos os cabos produzidos mostra-ram uma superfície muito uniforme, o que é bastante surpreendente, consi-derando os valores de MFR21 altos escolhidos para Exemplos 1-2.

Rendimento e Pressão da Fusão

Na tabela 4, são mostrados dados do teste de extrusão da linhade cabos.Teste 4: Teste de extrusão da linha de cabos

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Os resultados da tabela 4 indicam claramente que as composi-ções de acordo com a invenção podem ser extrudadas a uma pressão e po-tência de extrusor mais baixas.

Os efeitos de MFR2I1Skgzigox sobre a pressão do extrusor tam-bém é mostrado na fugura 1. Devido ao MFR21 mais baixo, Exemplos Com-parativos 1-2 necessitam de uma pressão de extrusor muito mais alta parater o mesmo rendimento. Misturando LDPE e LLDPE (isto é, Exemplo Com-parativo 3), é possível ter uma pressão de extrusor comparável à de Exem-pios 1-2. Mas, adicionar LDPE afeta negativamente as propriedades mecâ-nicas, deformação térmica e comportamento de contração, tal como é mos-trado abaixo.

Resistência ao fendimento por solicitação ambiental (ESCR)

O fendimento por solicitação ambiental foi avaliado usando CTLcom solicitação constante diferente. Uma solução de Igepal de 10% foi usa-da como meio. Os resultados são mostrados na tabela 5.

Tabela 5: Resultados de ESCR

<table>table see original document page 18</column></row><table>Propriedades mecânicas

Alongamento de ruptura e resistência à tração estão resumidosna tabela 6. Os resultados demonstram que os exemplos de acordo com ainvenção têm boas propriedades mecânicas. Em outras palavras, a proces-sabilidade foi aperfeiçoada, enquanto as propriedades mecânicas forammantidas em um nível alto.

Tabela 6: Dados sobre propriedades mecânicas

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Os dados da tabela 7 indicam que as composições da presenteinvenção mostram baixa contração. Particularmente, é evidente que o aper-feiçoamento em processabilidade do Exemplo Comparativo 3 (por exemplo,baixa pressão de extrusão) afeta negativamente o comportamento de con-tração.

Compatibilidade com compostos de enchimento

A principal aplicação de envoltórios de LD e LLD é em cabos detelecomunicação. Em muitos telecabos, cobre ou fibra óptica, compostos deenchimento são usados para proteger os mesmos contra infiltração de água.Uma geléia de petróleo, Insojell 3332, geralmente é usada em cabos de co-xa contração. Particularmente, é evidente que o aperfeiçoamento em pro-cessabilidade do Exemplo Comparativo 3 (por exemplo, baixa pressão deextrusão) afeta negativamente o comportamento de contração.

Compatibilidade com compostos de enchimento

A principal aplicação de envoltórios de LD e LLD é em ca-bos de telecomunicação. Em muitos telecabos, cobre ou fibra óptica,compostos de enchimento são usados para proteger os mesmos con-tra infiltração de água. Uma geléia de petróleo, Insojell 3332, geral-mente é usada em cabos de cobre. Esse composto de enchimento é,normalmente, o composto de enchimento que dá a absorção mais alta.

Foram realizados dois testes, aumento de peso e a influênciasobre as propriedades mecânicas.

Halteres com 2 mm de espessura de placas comprimidas foramcolocados em Insojell 3332 por 7 dias. As amostras foram postas em hastesde alumínio, para possibilitar o livre acesso para a geléia de petróleo, portodos os lados. O envelhecimento foi feito a 60°C. Sobre os resultados, videa tabela 8.

Tabela 8: Influência da geléia de petróleo

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Exemplos 6-13Nesses exemplos, foram preparados três composições de polie-tileno de acordo com a presente invenção (Exemplos 3-5) e cinco materiaisde referência (Exemplos Comparativos 4-8).

Os exemplos de acordo com a invenção foram preparados emum processo de estágios múltiplos seqüencial, incluindo uma etapa de pré-polimerização, seguida de polimerização em um reator de circuito e, subse-qüentemente, em um reator de fase gasosa. Desse modo, a composiçãofinal incluiu três frações de polímero.

Como catalisador para os exemplos 3-5, foi usado um catalisa-dor comercial Lynx 200®, tal como produzido e fornecido por Engelhard Cor-poration.

De modo igual aos exemplos de acordo com a invenção, os E-xemplos Comparativos 4-5 foram preparados em um processo de estágiosmúltiplos seqüencial. Mas, contrariamente a Exemplos 3-5, não foi incluídauma etapa de pré-polimerização. Portanto, Exemplo Comparativo 3-5 sãobimodais.

O exemplo comparativo 4 está baseado no Exemplo Comparati-vo 1. Mas, foi adicionado polietileno de baixa densidade.

O exemplo comparativo 5 corresponde ao Exemplo Comparativo 1.

Os exemplos comparativos 6-7 estão ambos baseados em polie-tileno de baixa densidade linear, ao qual foi adicionado polietileno de baixadensidade para aperfeiçoar a processabilidade.

O Exemplo Comparativo 8 foi preparado em um processode duas etapas, sendo que a primeira etapa foi realizada em um rea-tor de circuito, seguida de uma etapa de polimerização de fase gasosa.

Outras informações sobre essas composições são fornecidas natabela 9.

Tabela 9: Condições de processo e propriedades para os Exemplos 3-5<table>table see original document page 22</column></row><table><table>table see original document page 23</column></row><table><table>table see original document page 24</column></row><table><table>table see original document page 25</column></row><table>

Tabela 10: Propriedades de materiais de referência

<table>table see original document page 25</column></row><table><table>table see original document page 26</column></row><table>

O exemplo comparativo 4 é igual ao exemplo comparativo 5,mas com composição de 15% de LDPE.

Na tabela 11, o peso molecular e a distribuição de peso moleculardos Exemplos 3-5 e Exemplos Comparativos 5 e 8 estão resumidos. Da tabela11 é evidente que a presença de uma terceira fração nas composições de a-cordo com a invenção amplia significativamente a distribuição de peso molecu-lar, em comparação com os materiais de referência.

Tabela 11: Peso molecular e distribuição de peso molecular

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Na tabela 12, é dado o índice pseudoplástico de cisalhamentoSHI (2.7/210) de Exemplos 3-5 e Exemplo Comparativo 8.

Tabela 12: índice pseudoplástico de cisalhamento

<table>table see original document page 26</column></row><table>Exemplo Comparativo 5 35

Exemplo Comparativo 6 50

Exemplo Comparativo 8 25

Tal como mostrado na tabela 12, as composições de acordocom a invenção têm um índice de thinning de cisalhamento, que excede sig-nificativamente o valor do material de referência. Tal como já descrito acima,valores de SHI altos indicam uma distribuição de peso molecular ampla.

As composições foram submetidas a testes sobre processabilidadee propriedades mecânicas. Os resultados são mostrados e descritos abaixo.

Acabamento de superfície

O acabamento de superfície foi avaliado visualmente e manual-mente na inspeção. Foram observados dois fenômenos diferentes, primei-ramente, o acabamento de superfície como tal, mas também o formato doisolamento. A uma velocidade de linha mais alta, ocorreu um formato de on-da em alguns dos materiais. O primeiro deveu-se à força da fusão e o se-gundo deve-se mais ao bombeamento do extrusor e, possivelmente, podeser corrigido por uma temperatura de fusão mais alta. No entanto, indicauma janela de processamento mais estreita. A experiência prévia é quequanto mais baixa a MFR1 tanto melhor é o acabamento de superfície. Em-bora as composições de acordo com a invenção têm uma MFR muito alta,elas fornecem resultados excelentes a essas velocidades de linha.

Tabela 13: Avaliação de propriedades de superfície

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Pressão de fusão

Tal como os Exemplos Comparativos 9, 10, os exemplos 3-5 de a-cordo com a invenção têm uma pressão de fusão baixa a uma velocidade delinha específica. Com os Exemplos Comparativos 6-7 (isto é, misturas de LLDPEe LDPE), uma tensão de fusão baixa também pode ser obtida. Mas, tal como émostrado abaixo, nesses materiais tensão de fusão baixa afeta negativamente aresistência à tração, deformação térmica e comportamento de contração.

Nos Exemplos Comparativos 4, 5 e 8, a tensão de fusão é signi-ficativamente mais alta.

A tensão de fusão como função da velocidade de linha é mos-trada na fugura 2.

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas estão resumidas nas tabelas 14 e 15.

Tabela 14: Propriedades mecânicas medidas em placas

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Os dados da tabela 14 mostram que os exemplos de acordo com ainvenção têm boas propriedades mecânicas. Particularmente, ao comparar osExemplos 3-5 com o Exemplo Comparativo 6 é evidente que apenas os exem-plos de acordo com a invenção têm um equilíbrio aperfeiçoado entre processa-bilidade (por exemplo, pressão de fusão baixa) e propriedades mecânicas.

Tabela 15: Propriedades mecânicas medidas em cabos

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Contração

Contração de 24 h foi medida a 23°C e 100°C. Os resultadosestão resumidos na tabela 16. Os exemplos de acordo com a invenção mos-tram um bom desempenho de contração.

Tabela 16: Comportamento de contração

<table>table see original document page 29</column></row><table> Compatibilidade com compostos de enchimento

Dois testes de compatibilidade foram realizados: aumento depeso e a influência sobre as propriedades mecânicas.

Halteres com 2 mm de espessura de placas comprimidas forampostos em Insojell 3332 por 7 dias. As amostras foram postas em hastes dealumínio, para permitir livre acesso para a geléia de petróleo por todos os lados.O envelhecimento foi feito a 70°C. Os resultados são mostrados na tabela 17.

Tabela 17: Resultados de testes de compatibilidadeAbsorção de geléia

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Os materiais preparados em um processo de estágios múltiplos se-qüencial (isto é, Exemplos 3-5 e Exemplos Comparativos 4, 5 e 8) têm uma mu-dança mais pronunciada em propriedades mecânicas do que a mistura de LLD-PE/LDPE. Com relação ao aumento de peso de absorção, os exemplos de acordocom a invenção têm os valores mais baixos. Desse modo, considerando os doisefeitos (isto é, mudança em propriedades mecânicas, bem como mudança empeso), os materiais de acordo com a invenção oferecem a melhor conciliação.

Valores de deformação térmica são apresentados na tabela 18.Tabela 18: Deformação térmica

<table>table see original document page 30</column></row><table>Temperatura de cristalização

Na tabela 19, estão relacionadas as temperaturas de cristaliza-ção dos Exemplos 3-5 e Exemplo Comparativo 5.

Tabela 19: Temperatura de cristalização

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O aumento na temperatura de cristalização é benéfico para pro-cessamento, por exemplo, para aplicações de filmes, uma vez que a fraçãode peso molecular alto (iii) atua como um nucleador, aumentando a cristali-zação. Isso é vantajoso para as propriedades de resfriamento, depois deprocessar o artigo.

Claims

1. Cabo de energia ou comunicação, caracterizado pelo fato deque compreende uma camada de invólucro externa, feita de uma composi-ção de polietileno, que compreende uma resina de base que compreende:(A) uma primeira fração de homo- ou copolímero de etileno,(B) uma segunda fração de homo- ou copolímero de etileno, e(C) uma terceira fração de homo- ou copolímero de etileno, emuma quantidade de até 20% em peso da resina de base total,em que a fração (A) tem um peso molecular mais baixo do que a fração (B),e a resina de base tem uma distribuição de peso molecular Ρμ/ΡΜπ de maisde 14, e a fração (C) tem uma MFR2 de 0,1 g/10 min ou mais baixa.

2. Cabo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que a resina de base tem uma distribuição de peso molecular Ρμ/ΡΜπ de-23 ou mais.

3. Cabo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que a resina de base tem uma MFR2I de pelo menos 90g/10 min.

4. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma MFR2 de 0,05 a 5g/10 min.

5. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma MFR2 de 0,5 a 1,2g/10 min.

6. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma densidade de-0,915 a 0,960 g/cm3.

7. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma densidade de-0,918 a 0,928 g/cm3.

8. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma relação de veloci-dade de corrente FRR de 50 a 150.

9. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,caracterizado pelo fato de que a resina de base tem uma relação de veloci-dade de corrente FRR de 80 a 130.

10. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9,caracterizado pelo fato de que a fração (A) tem. uma MFR2 de 50 a 5000g/10 min.

11. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a fração (A) tem uma densidade de 0,930a 0,975 g/cm3.

12. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a fração (A) é um copolímero de etilenocom pelo menos uma outra alfa-olefina.

13. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a fração (B) tem uma MFR2 de 0,01 a 1g/10 min.

14. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a fração (B) tem uma densidade de 0,880a 0,930 g/cm3.

15. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a fração (B) é um copolímero de etilenocom pelo menos uma outra alfa-olefina.

16. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a fração (C) está presente na resina debase em uma quantidade de 1 % em peso a 5% em peso.

17. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a fração (C) tem uma MFR2I de menos de 1 g/10 min.

18. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a relação de peso (A):(B) na resina debase é de 40:60 a 60:40.

19. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que a composição tem um SHI(2.7/210) de 5 a-300.

20. Cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-19, caracterizado pelo fato de que a resina de base é uma mistura in-situ.

21. Uso de uma composição de polietileno que compreende umaresina de base que compreende(A) uma primeira fração de homo- ou copolímero de etileno, e(B) uma segunda fração de homo- ou copolímero de etileno,em que a fração (A) tem um peso molecular mais baixo do que a fração (B)1e a resina de base tem uma distribuição de peso molecular Ρμ/ΡΜπ de maisde 14, o referido uso sendo caracterizado pelo fato de ser para a produçãode uma camada de invólucro externa de um cabo de energia ou comunicação.