Un artículo termoendurecido reticulado por humedad que comprende una composición polimérica,

en elque dicha composición comprende:

(a) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en etileno, en la que dicha poliolefina basada enetileno contiene grupos de silano hidrolizables, y se selecciona del grupo que consiste en un homopolímero depolietileno injertado con un silano orgánico, un copolímero de polietileno injertado con un silano orgánico, uncopolímero de un monómero etilénico insaturado con un silano orgánico, y sus mezclas;

(b) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en propileno seleccionada del grupo que consiste enun homopolímero de polipropileno, un copolímero de propileno con otra olefina, y sus mezclas; y

(c) un catalizador de condensación de silanol;

en el que una cantidad combinada de dicha poliolefina basada en etileno y dicha poliolefina basada en propileno essuperior a 50% en peso de dicha composición; y

en el que el artículo es reticulado por humedad mediante la hidrólisis de dichos grupos de silano.

Composiciones de poliolefina reticuladas por humedad

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones poliméricas y a sus usos, y más particularmente a composiciones reticuladas por humedad de polímeros basados en polietileno y basados en polipropileno, y a revestimientos y materiales aislantes que contienen estas composiciones.

Antecedentes de la invención

Los polipropilenos son adecuados idealmente para la preparación de revestimientos y materiales aislantes diseñados para usar a temperaturas de funcionamiento superiores a las que pueden resistir otras poliolefinas, tales como, por ejemplo, polietileno, que muestra temperaturas de reblandecimiento y de fusión inferiores. Los polietilenos tienen un punto de fusión máximo, determinado mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) , de aproximadamente 135ºC, mientras que los polipropilenos pueden tener puntos de fusión de hasta 175ºC. Como tales, los polipropilenos pueden resistir temperaturas de funcionamiento más altas sin dañarse o deformarse permanentemente.

Otras características atractivas de los polipropilenos son su alta rigidez, resistencia a la abrasión, resistencia al impacto, dureza, bajo coste y densidad relativamente baja. Las aplicaciones para los revestimientos y aislamientos basados en polipropileno incluyen aislamiento para alambres y cables eléctricos, manguitos protectores para la corrosión termorretráctiles para juntas de tuberías de transmisión de altas temperaturas, tubos o formas termorretráctiles para aislamiento eléctrico y protección mecánica, u otras aplicaciones que necesitan mayor dureza y rigidez de las que se consiguen con los sistemas basados en polietileno.

Para aumentar al máximo la resistencia térmica y las propiedades físicas, es necesario impartir alguna característica termoendurecible al material. Esto se hace mediante reticulación del polímero hasta el punto necesario. Esto vuelve el material resistente a la fusión y al flujo cuando se calienta a una temperatura próxima o superior al punto de fusión cristalino del componente polimérico con el punto de fusión más alto de la composición. Esta característica es necesaria para la producción de materiales de aislamiento de alta temperatura y de artículos termorretráctiles. En el último caso, la reticulación imparte características de contracción controlada y vuelve el material resistente a la fusión cuando se calienta a la temperatura necesaria para llevar a cabo la contracción.

Se conocen en la técnica anterior varios ejemplos de composiciones poliméricas reticuladas que contienen polipropileno. La patente de EE.UU. nº 6.569.915 describe artículos termorretráctiles que comprenden una composición reticulada por radiación basada predominantemente en polipropileno y que comprende también un elastómero de etileno-propileno. Las patentes de EE.UU. nº 6.455.637, 6.465.547 y 6.794.453 se refieren a artículos que comprenden composiciones reticuladas por humedad, basadas predominantemente en polipropileno, que incluyen también cantidades de poliolefina injertada con silano. Las composiciones basadas predominantemente en polipropileno, descritas y reivindicadas en estas patentes, tienen todas alta rigidez, dureza y resistencia a la deformación térmica, haciéndolas adecuadas para usar en aplicaciones exigentes tales como manguitos protectores para tuberías de transmisión de altas temperaturas en las que la temperatura de funcionamiento está típicamente en el intervalo de 110-130ºC, o superior.

Hay, sin embargo, situaciones en las que es deseable proporcionar composiciones y artículos con rigidez, dureza e integridad mecánica similares a las de las composiciones reticuladas basadas en polipropileno, pero con una capacidad moderada a altas temperaturas, como se determina mediante las propiedades mecánicas que dependen de las prestaciones de los polímeros constituyentes por encima de sus puntos de reblandecimiento. En este aspecto, es conocido proporcionar composiciones poliméricas reticuladas por radiación que contienen polipropileno, que están basadas predominantemente en polietileno de densidad intermedia, lineal de densidad intermedia o de alta densidad, y cantidades inferiores de homopolímeros o copolímeros de polipropileno. Estos tipos de composiciones están descritos en la patente de EE.UU. nº 7.456.231. Permanece, sin embargo, la necesidad, de composiciones reticuladas por humedad que contienen polipropileno, con una capacidad moderada a altas temperaturas.

Sumario de la invención

Conforme a la invención, se proporcionan composiciones poliméricas reticulables por humedad, y artículos reticulados por humedad preparados a partir de ellas. Las composiciones y artículos están basados predominantemente en combinaciones de polietileno y polipropileno, en las que los componentes de polietileno y polipropileno están presentes cada uno en las composiciones y artículos en cantidades inferiores a 50 por ciento en peso. Los inventores han encontrado que los artículos conforme a la invención, después de reticulación por humedad, tienen una rigidez y dureza similares a las de las composiciones que contienen polipropileno de la técnica anterior descritas anteriormente, sin la necesidad de polipropileno como el ingrediente predominante. Estas propiedades pueden lograrse, por ejemplo, manteniendo el cociente polipropileno:polietileno en la composición similar al contenido en las composiciones de la técnica anterior basadas predominantemente en polipropileno. Esto se consigue reduciendo el contenido tanto de polipropileno como polietileno por debajo de 50 por ciento en peso de la composición. Además, las composiciones conforme a la invención ofrecen una capacidad de elaboración por extrusión mejorada, en cuanto a rendimiento y control de fabricación.

Los artículos reticulados por humedad conforme a la invención son adecuados para usar en aplicaciones que requieran un menor grado de resistencia térmica que en el caso típico de composiciones que están comprendidas predominantemente por polipropileno. Más específicamente, los artículos reticulados por humedad conforme a la invención son adecuados para usar a temperaturas de funcionamiento inferiores a los puntos de reblandecimiento de los componentes de polietileno y polipropileno, típicamente hasta aproximadamente 110ºC. Tales artículos incluyen productos para tubos termorretráctiles para protección mecánica, alivio de la tensión y aislamiento de empalmes, conexiones y terminaciones eléctricos y electrónicos; y aislamiento eléctrico para alambres y cables en los que la dureza y rigidez a alta temperatura, y la estabilidad térmica a largo plazo son requisitos importantes.

La composición polimérica reticulable por humedad comprende (a) menos de 50% en peso de una poliolefina basada en etileno seleccionada del grupo que comprende homopolímeros de polietileno y copolímeros de etileno con olefinas que tienen de 3 a 20 átomos de carbono; (b) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en propileno seleccionada del grupo que comprende homopolímeros de polipropileno y copolímeros de propileno con otras olefinas; y (c) grupos de silano hidrolizables. La composición está basada predominantemente en una cantidad combinada de la poliolefina basada en polietileno y la poliolefina basada en polipropileno.

La invención proporciona un artículo termoendurecido reticulado por humedad. El artículo comprende una composición polimérica, en la que la composición comprende (a) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en etileno, en la que la poliolefina basada en etileno contiene grupos de silano hidrolizables, y se selecciona del grupo que consiste en un homopolímero de polietileno injertado con un silano orgánico, un copolímero de polietileno injertado con un silano orgánico, un copolímero de un monómero etilénico insaturado con un silano orgánico, y sus mezclas; (b) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en propileno seleccionada del grupo que consiste en un homopolímero de polipropileno, un copolímero de propileno con otra olefina, y sus mezclas; y (c) un catalizador de condensación de silanol. La cantidad combinada de la poliolefina basada en etileno y la poliolefina basada en propileno es superior a 50% en peso de la composición; y el artículo es reticulado por humedad mediante la hidrólisis de los grupos de silano.

En el artículo termoendurecido reticulado por humedad conforme a la invención, el artículo posee un grado suficiente de reticulación, para que cuando... [Seguir leyendo]

1. Un artículo termoendurecido reticulado por humedad que comprende una composición polimérica, en el que dicha composición comprende:

(a) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en etileno, en la que dicha poliolefina basada en etileno contiene grupos de silano hidrolizables, y se selecciona del grupo que consiste en un homopolímero de polietileno injertado con un silano orgánico, un copolímero de polietileno injertado con un silano orgánico, un copolímero de un monómero etilénico insaturado con un silano orgánico, y sus mezclas;

(b) menos de 50 por ciento en peso de una poliolefina basada en propileno seleccionada del grupo que consiste en un homopolímero de polipropileno, un copolímero de propileno con otra olefina, y sus mezclas; y

(c) un catalizador de condensación de silanol;

en el que una cantidad combinada de dicha poliolefina basada en etileno y dicha poliolefina basada en propileno es superior a 50% en peso de dicha composición; y

en el que el artículo es reticulado por humedad mediante la hidrólisis de dichos grupos de silano.

2. El artículo reticulado por humedad conforme a la reivindicación 1, en el que el artículo posee un grado suficiente de reticulación para que, cuando el artículo se calienta a una temperatura por encima del punto de fusión cristalino de la poliolefina basada en propileno, se reblandece pero no se vuelve líquido.

3. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicha cantidad combinada de dicha poliolefina basada en etileno y dicha poliolefina basada en propileno en dicha composición es desd.

7. 95% en peso.

4. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicho homopolímero de polietileno se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de densidad intermedia (MDPE) , polietileno de muy baja densidad (VLDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , y sus mezclas.

5. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que el copolímero de polietileno comprende un copolímero de etileno con una olefina que tiene de 3 a 20 átomos de carbono;

en el que dicha olefina que tiene de 3 a 20 átomos de carbono se selecciona del grupo que consiste en propileno, buteno, hexeno, octeno, etiliden-norborneno, acetato de vinilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, y sus mezclas; y en el que dicho copolímero de polietileno comprende desde 60% hasta 95% en peso de etileno.

6. El artículo reticulado por humedad conforme a la reivindicación 5, en el que dicho copolímero de etileno con una olefina que tiene de 3 a 20 átomos de carbono es un elastómero de etileno-propileno o un elastómero de etileno-propileno-dieno.

7. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicha poliolefina basada en etileno está presente en dicha composición en una cantidad desd.

3. 48% en peso.

8. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicha poliolefina basada en propileno comprende un copolímero de propileno y etileno que comprende al menos 80% en peso de propileno.

9. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicha poliolefina basada en propileno comprende un propileno modificado por reacción con un compuesto seleccionado del grupo que consiste en silano, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilato, metacrilato, metacrilato de glicidilo, anhídrido, y sus mezclas.

10. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que dicha poliolefina basada en propileno está presente en dicha composición en una cantidad desd.

3. 48% en peso.

11. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, que comprende además uno o más ingredientes seleccionados del grupo que consiste en agentes de pigmentación, cargas minerales, aditivos pirorretardantes, antioxidantes, estabilizadores de UV y lubricantes.

12. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que la composición polimérica incluye un compatibilizante seleccionado del grupo que consiste en: elastómeros de etilenopropileno-dieno; elastómeros de propileno cristalino-etileno; elastómeros termoplásticos de poliolefina; poliolefinas de metaloceno; copolímeros de olefinas cíclicas; polioctenámeros; copolímeros de etileno-acetato de vinilo; copolímeros de etileno-alcohol vinílico; copolímeros de etileno-acrilato de alquilo; polibutenos; polibutadienos

hidrogenados; polibutadienos no hidrogenados; caucho de butilo; poliolefinas modificadas con grupos funcionales reactivos seleccionados del grupo que comprende silanos, alcoholes, aminas, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilatos, metacrilatos, metacrilatos de glicidilo, y anhídridos; ionómeros de poliolefina; nanocompuestos de poliolefina; copolímeros en bloque de estireno-butadieno; copolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno;

copolímeros en bloque de estireno-etileno/propileno-estireno; copolímeros en bloque de estireno-etileno/butilenoestireno; y sus mezclas;

en el que el compatibilizante está presente en la composición en una cantidad desde 5-10% en peso; y

en el que el compatibilizante comprende una poliolefina basada en etileno y/o una poliolefina basada en propileno como se ha definido en cualquier reivindicación precedente, y la cantidad del compatibilizante presente en la 10 composición polimérica es tal que las cantidades totales de la poliolefina basada en etileno y la poliolefina basada en propileno en la composición caen dentro de las cantidades definidas en cualquier reivindicación precedente.

13. El artículo reticulado por humedad conforme a la reivindicación 12, en el que el compatibilizante comprende un copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno.

14. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que el

cociente en peso entre la poliolefina basada en propileno y la poliolefina basada en etileno es desde 1, 6:1 hasta 0, 7:1, por ejemplo desde 1, 4:1 hasta 0, 9:1.

15. El artículo reticulado por humedad conforme a cualquier reivindicación precedente, en el que el artículo es termorretráctil.