Proceso para producir un polímero y un polímero para aplicaciones de cables e hilos.

Un proceso para producir un polietileno que comprende polimerizar al menos etileno en presencia de una mezcla de al menos dos agentes de transferencia de cadena, cuya mezcla comprende

- un agente de transferencia de cadena polar

(CTA polar), y

- un agente de transferencia de cadena no polar (CTA no polar) que es un compuesto que no contiene un grupo polar seleccionado entre grupo(s) nitrilo (CN), sulfuro, hidroxilo, alcóxido, aldehídilo (HC≥O), carbonilo, carboxilo o éster, o sus mezclas y es un hidrocarbilo cíclico o ramificado de cadena lineal no aromático que opcionalmente contiene un hetero átomo tal como O, N, S, Si o P.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/004930.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: HUBER, MARKUS, NILSSON, ULF, SMEDBERG, ANNIKA, CAMPUS,ALFRED, Voigt,Björn, SCHILD,HERMANN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/02 (Eteno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/06 (Polietileno)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Aisladores o cuerpos aislantes caracterizados por... > H01B3/44 (resinas vinílicas; resinas acrílicas (siliconas H01B 3/46))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/38 (Polimerización utilizando reguladores, p. ej. agentes de cierre de cadena)

PDF original: ES-2527655_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para producir un polímero y un polímero para aplicaciones de cables e hilos Campo de la invención La invención se refiere a un proceso para producir un polímero, preferentemente un proceso de alta presión. La invención además se refiere a un uso de agentes de transferencia de cadena para producir el polímero y a un uso de agentes de transferencia de cadena para modificar las propiedades del polímero durante su polimerización. La invención también se refiere a un polímero, que se produce de acuerdo con el proceso de la invención, para preparar un artículo, preferentemente un cable para aplicaciones de cables o hilos (W&C) .

Técnica anterior Se usan agentes de transferencia de cadena (CTA) durante la polimerización de alta presión de etileno hasta polietileno de baja densidad (LDPE) para controlar el peso molecular y, de este modo, indirectamente el caudal en masa fundida (MFR) del polímero formado. Su uso se describe, por ejemplo, en los documentos WO 95/23829, EP 0928797, DD 108546, WO 03/000740, US 45994391, EP 0463402, US 4994539 y US 4871819. El mecanismo está basado en átomos de hidrógeno que resultan fáciles de abstraer. CTA típicos son metiletilcetona, propionaldehído, propileno, etc.

Un CTA es un grupo de agentes que incluyen CTAs polares y no polares de acuerdo con su naturaleza química. Propileno (C3) es un ejemplo de un CTA no polar. Se asume que proporciona buenas propiedades eléctricas debido a su estructura no polar, especialmente cuando se aplica a pérdidas dieléctricas. Otro beneficio cuando se usa propileno como CTA es que se introducen grupos vinílicos en la cadena de polietileno lo que proporciona propiedades mejoradas de reticulación de peróxido.

Otro tipo es el CTA polar, tal como propionaldehído (PA) . Debido a su estructura polar se asume que no resulta beneficioso el uso de este CTA en aplicaciones en las cuales se requieren pérdidas bajas.

Importancia de tan ï? (pérdidas dieléctricas) :

El valor de tan ï? y con ello las pérdidas dieléctricas (que son linealmente proporcionales al valor de tan ï?) será los más reducido posible por cuestiones tanto técnicas como de rentabilidad:

ï· Pérdidas bajas significa que la cantidad baja de energía eléctrica transmitida se pierde en forma de energía térmica en el interior del aislamiento del cable. Estas pérdidas significan pérdidas económicas medias para el operador de la línea de energía.

ï· Las pérdidas bajas reducen el riesgo de inestabilidad térmica, es decir una situación inestable en la que la temperatura del aislamiento aumenta debido al valor de tan ï?. Cuando aumenta la temperatura, normalmente el valor de tan ï? también aumenta. Esto aumenta de forma adicional las pérdidas dieléctricas, y de este modo la temperatura. El resultado será un fallo dieléctrico del cable que precisa la sustitución.

Importancia de la conductividad dc:

La conductividad eléctrica controla la fuga de corriente a través del aislamiento. Esta corriente conduce a tan ï?, que es la energía eléctrica transformada en calor en el interior del aislamiento que conduce a consecuencias económicas negativas para el operador de la línea de energía. Por tanto, la conductividad eléctrica será lo más baja posible.

Importancia de la carga espacial:

Las cargas espaciales en el interior del aislamiento distorsionan el campo eléctrico y pueden conducir a puntos de tensión eléctrica muy elevada, que si resulta suficientemente elevada tiene como consecuencia el fallo dieléctrico.

Preferentemente, no deberían existir cargas espaciales ya que esto permite diseñar fácilmente el cable a medida que se conozca la distribución de campo eléctrico en el aislamiento.

Normalmente, las cargas espaciales se encuentran ubicadas cerca de los electrodos; las cargas de la misma polaridad que el electrodo próximo se denominan homocargas, las cargas de polaridad opuesta se denominan heterocargas. Las heterocargas aumentan el campo eléctrico en este electrodo, sin embargo las homocargas reducen el campo eléctrico. De este modo, si no tienen lugar polaridades de voltaje en el sistema de energía, como en el caso de los sistemas convertidores de fuente de voltaje, las homocargas son menos peligrosas que las heterocargas.

Existe una continua necesidad en el campo de los polímeros de encontrar polímeros que sean apropiados para las aplicaciones poliméricas que se demandan, tal como aplicaciones de cables e hilos con elevados requisitos y normativa estricta.

Objetivos de la invención Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un proceso alternativo para producir polímeros con propiedades ventajosas apropiadas por ejemplo para aplicaciones W&C.

Otro objetivo de la invención es proporcionar una combinación de agentes de transferencia de cadena que se pueden usar para modificar las propiedades del polímero durante su proceso de polimerización.

Otro objeto de la invención es proporcionar un polímero que tiene propiedades eléctricas ventajosas apropiadas para las aplicaciones finales que se demandan, tal como W&C.

Además, la invención proporciona un cable que comprende el polímero de la invención en una o más de sus capas y que resulta apropiado para aplicaciones de cables eléctricos.

La invención y sus objetivos se describen y se definen con detalle a continuación.

Descripción de la invención Cuando se combina un CTA con un agente de transferencia de cadena no polar (denominado en la presente memoria como CTA no polar) y se usa dicha mezcla para polimerizar un polímero, entonces se obtiene un polímero que proporciona un valor de tan ï? muy bajo no solo a temperaturas elevadas sino en todo el intervalo de temperatura desde 25 a 130 º C, y en todo el intervalo de tensión eléctrica desde 5 a 25 kV/mm. Además, la mezcla de dichos CTAs proporciona polímeros con un valor de tan ï? marcadamente menor a temperaturas elevadas y a tensiones elevadas, en comparación con tan ï? que procede de polímeros producidos usando el CTA polar o CTA no polar solo (100% de alimentación) .

De este modo, un objetivo de la invención proporciona un proceso (referido en la presente memoria como Proceso) para producir polietileno que comprende polimerizar al menos etileno en presencia de una mezcla de al menos dos agentes de transferencia de cadena, comprendiendo la mezcla -un agente de transferencia de cadena polar (CTA polar) y -un agente de transferencia de cadena no polar (CTA no polar) , que es un compuesto que no contiene un grupo polar seleccionado entre nitrilo (CN) , sulfuro, hidroxilo, alcóxido, aldehidilo (HC=O) , carbonilo, carboxilo o grupo (s) éster, o sus mezclas y es un hidrocarbilo cíclico o ramificado de cadena lineal, no aromático que opcionalmente contiene un hetero átomo tal como O, N, S, Si o P.

Otro objetivo adicional de la invención es proporcionar un homopolímero o copolímero de LDPE con uno o más comonómero (s) que tiene valores de tan ï? (10-4) , cuando se determinan de acuerdo con "Test for tan ï? measurements on 10 kV cables" bajo los métodos de determinación:

i) una pérdida dieléctrica a 25 º C

- de menos que 7, preferentemente menos que 6, cuando se mide en el intervalo de tensión de 5-25 kV/mm, ii) una pérdida dieléctrica a 130 º C

- de menos de 10 cuando se mide en el intervalo de tensión de 5-25 kV/mm, en la que LDPE se puede obtener por medio del proceso que se ha definido anteriormente.

Preferentemente, el LDPE tiene una pérdida dieléctrica a 25 º C de menos que 6, 5 cuando se mide en el intervalo de tensión de 20 kV/mm. La medición se hizo sobre cables de 10 kV.

Preferentemente, el polímero tiene ambas propiedades... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para producir un polietileno que comprende polimerizar al menos etileno en presencia de una mezcla de al menos dos agentes de transferencia de cadena, cuya mezcla comprende -un agente de transferencia de cadena polar (CTA polar) , y -un agente de transferencia de cadena no polar (CTA no polar) que es un compuesto que no contiene un grupo polar seleccionado entre grupo (s) nitrilo (CN) , sulfuro, hidroxilo, alcóxido, aldehídilo (HC=O) , carbonilo, carboxilo o éster, o sus mezclas y es un hidrocarbilo cíclico o ramificado de cadena lineal no aromático que opcionalmente contiene un hetero átomo tal como O, N, S, Si o P.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que el polietileno se produce en un proceso de alta presión por medio de polimerización por radicales.

3. El proceso de la reivindicación 1 ó 2, en el que la proporción de alimentación en peso (%) de CTA polar con respecto a CTA no polar es de

- 1 a 99 % en peso de CTA polar y -1 a 99 % en peso de CTA no polar, basado en la cantidad combinada de la alimentación de CTA polar y CTA no polar.

4. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el CTA polar está seleccionado entre uno o más de

i) un compuesto que comprende uno o más grupo (s) seleccionados entre grupo (s) nitrilo (CN) , sulfuro, hidroxilo, alcóxido, aldehídilo (HC=O) , carbonilo, carboxilo o éster, o sus mezclas.

5. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que CTA polar está seleccionado entre uno o más de i) un compuesto que contiene uno o más grupo (s) hidroxilo, alcóxido, HC=O, carbonilo, carboxilo y éster, o una de sus mezclas, más preferentemente entre un compuesto de aldehído o cetona, más preferentemente entre un compuesto de aldehído, e incluso más preferentemente entre metiletilcetona (MEK) o propionaldehído (PA) , del modo más preferente entre propionaldehído.

6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que CTA no polar está seleccionado entre uno o más de una alfa-olefina cíclica de 5 a 12 carbonos o una alfa-olefina de cadena lineal o ramificada de 3 a 12 átomos de carbono, más preferentemente una alfa-olefina de cadena lineal o ramificada de 3 a 6 átomos de carbono, e incluso más preferentemente es propileno.

7. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polietileno es un polímero de polietileno de baja densidad (LDPE) seleccionado entre homopolímero de LDPE o copolímero de LDPE con uno o más comonómero (s) .

8. Un homopolímero o copolímero de LDPE con uno o más comonómero (s) que tiene valores de tan ï? (10-4) , cuando se determina de acuerdo con "Test for tan ï? measurements on 10 kV cables" bajo métodos de determinación:

i) una pérdida dieléctrica a 25 º C

- de menos que 7, preferentemente menos que 6, cuando se mide en un intervalo de tensión de 5-25 kV/mm, ii) una pérdida dieléctrica a 130 º C

- de menos que 10 cuando se mide en el intervalo de tensión de 5-25 kV/mm, en el que el LDPE se puede obtener por medio del proceso que se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 anteriores.

9. Un proceso para preparar un cable que comprende las etapas de aplicar una o más capas sobre un conductor, comprendiendo la (s) capa (s) un polímero, en el que al menos una capa comprende un polímero como el de la reivindicación 8.

10. Un cable que comprende un conductor rodeado por una o más capas en el que al menos una de dichas capas comprende una poliolefina que se puede obtener por medio de un proceso como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 7 o la poliolefina de la reivindicación 8.