Модифицированный пероксидом полиэтилен, составы и применение
Изобретение относится к модифицированному пероксидом полиэтилену, соответствующим составам и полученным из них кабельным и проводным изделиям. Предложен способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, включающий стадии: (A) получения первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе; (B) передачи первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора во второй реактор; (C) добавки первого количества органического пероксида (1000 ч./млн.) во второй реактор; (D) реакции органического пероксида с составом линейного полиэтилена низкой плотности, полученным из или содержащим первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты линейного полиэтилена низкой плотности и образующей модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности; и (Е) отбора модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, где первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%. Также предложены способ приготовления силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий и состав модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности для кабельных и проводных изделий. Технический результат: улучшение способности к экструзии, увеличение прочности расплава, ударной вязкости, стойкости к растрескиванию под напряжением и теплоты деформации. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил., 12 пр.
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[1] Данная заявка на патент подается в соответствии с договором о патентной кооперации, которая испрашивает преимущество и приоритет согласно предварительной заявки на патент США № 62/451 652, поданной 27 января 2017 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[2] В основном настоящее изобретение изобретения относится к области химии. В частности, настоящее изобретение относится к химии полимеров. В частности, настоящее изобретение относится к сшитому пероксидом полиэтилену, соответствующим составам и полученным из них кабельным и проводным изделиям.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[3] Каталитические системы Циглера-Натта (Ц-Н) могут использоваться для получения линейных полиэтиленовых смол низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтиленовых смол средней плотности (ПСП) и полиэтиленовых смол высокой плотности (ПЭВП), обладающих отличными твердотельными свойствами. Однако полимеры, полученные в присутствии катализатора Ц-Н, показали ограниченную пригодность для производства кабельных и проводных изделий, поскольку полимеры продемонстрировали низкие рабочие параметры в ходе экструзии.
[4] С другой стороны, ЛПЭНП, ПСП, и ПЭВП, полученные в присутствии хромового катализатора, продемонстрировали пригодность для производства кабельных и проводных изделий. Эти продукты показали как превосходные рабочие параметры в ходе экструзии, так и сохранение приемлемых свойств в твердом состоянии. Однако продукты, полученные в присутствии хромового катализатора, демонстрируют более медленные скорости производства в реакторе, чем у аналогов, полученных в присутствии катализатора Ц-Н, что отрицательно влияет на стоимость изготовления этих полимеров.
[5] Поскольку полимеры, полученные в присутствии катализатора Ц-Н, обладают преимуществом в отношении стоимости производства по сравнению с полимерами, полученными в присутствии хромового катализатора, то представляется желательным получать полимеры, полученные в присутствии катализатора Ц-Н, которые сохраняют свои отличные свойства в твердом состоянии, и в то же время демонстрируют способность к экструзии, сходную с таковой у полимеров, полученных в присутствии хромового катализатора. Кроме того, представляется желательным, чтобы полимеры, полученные в присутствии катализатора Ц-Н, имели свойства поверхности экструдированной заготовки, прочность расплава, ударную вязкость, стойкость к растрескиванию под напряжением и теплоту деформации, аналогичными или лучше свойств полимеров, полученных в присутствии хромового катализатора.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[6] В общем варианте осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии:
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе;
(B) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора во второй реактор;
(C) добавки первого количества органического пероксида во второй реактор;
(D) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(Е) отбора сшитого пероксидом полиэтилена.
[7] В некоторых вариантах осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии:
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе;
(B) получения полиэтилена высокой плотности ао втором реакторе;
(С) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора в третий реактор;
(D) передачи полиэтилена высокой плотности из второго реактора в третий реактор;
(E) добавки первого количества органического пероксида во третий реактор;
(F) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, и полиэтилен высокой плотности, соединяющей компоненты полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(G) отбора сшитого пероксидом полиэтилена.
[8] В некоторых вариантах осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии:
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе, имеющего индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин;
(В) получения второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, во втором реакторе, имеющего индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин;
(С) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора в третий реактор;
(D) тора Циглера-Натта из второго реактора в третий реактор;
(E) добавки первого количества органического пероксида в третий реактор;
(F) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, и вторым полиэтиленом, полученным в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(Е) отбора сшитого пероксидом полиэтилена.
[9] В общем варианте осуществления предлагается состав для кабельных и проводных изделий, полученный из или содержащий сшитый пероксидом полиэтилен.
[10] В общем варианте осуществления предлагается термопластичное кабельно-проводное изделие, полученное из или содержащее сшитый пероксидом полиэтилен.
[11] В общем варианте осуществления, предлагается способ приготовления отверждаемого влагой силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий, включающий стадии:
(А) привитие силана к сшитому пероксидом полиэтилену и образование отверждаемого влагой силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий.
[12] В общем варианте осуществления предлагается отверждаемое влагой кабельно-проводное изделие, полученное из или содержащее силанпривитой сшитый пероксидом полиэтилен.
[13] В общем варианте осуществления предлагается сшитый пероксидом полиэтилен.
[14] Описаны многочисленные варианты осуществления, но и другие варианты осуществления очевидны из последующего подробного описания для специалистов в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Существует очевидная возможность различных модификаций изобретения в различных очевидных аспектах, не отходя от сущности и объема представленной здесь формулы изобретения. Соответственно, чертежи и подробное описание следует рассматривать как иллюстративные и не ограничивающие объем изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[15] На следующих рисунках представлены предпочтительные варианты осуществления раскрытого здесь предмета изобретения. Заявленный предмет изобретения станет более понятен из следующего описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми рисунками, где одинаковые позиции, как правило, обозначены одинаковыми цифрами.
[16] На РИС. 1 представлены сравнительные результаты гель-проникающей хроматографии для: (а) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора; (b) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта; и (с) сшитого пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта.
[17] На РИС. 2 представлены сравнительные графики давления в головке, измеренного в фунтах на квадратный дюйм (фунт.кв.дюйм), и числа оборотов шнека, измеренного в оборотах в минуту (об/мин) для: (а) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора; (b) состава полиэтилена, изготовленного из или содержащего 80 массовых процентов линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, и 20 массовых процентов линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора, в расчете на общую массу состава полиэтилена; и (с) сшитого пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта.
[18] На РИС. 3 представлены сравнительные графики пероксидного отверждения для: (а) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора; (b) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного присутствии хромового катализатора с содержанием 1000 ч./млн. пероксида; и (с) сшитого пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта с содержанием 1000 ч./млн. пероксида.
[19] На РИС. 4 представлены сравнительные результаты гель-проникающей хроматографии для: (а) линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора (b); и сшитого пероксидом полиэтилена, полученного из состава полиэтилена, изготовленного из или содержащего 20 массовых процентов первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющего индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин, и содержащего 80 массовых процентов второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющего индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин; в расчете на общую массу состава полиэтилена.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[20] Ниже более подробно описывается настоящее изобретение. Однако, данная технология может иметь другой вид и формы, не ограничивающие конкретные варианты осуществления, изложенные в настоящем документе, скорее данные варианты осуществления предназначены для удовлетворения действующим правовым требованиям. Таким образом, специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что возможны различные модификации и изменения в пределах сущности и объема изобретения. Предполагается учитывать данные модификации и изменения в той мере, в какой модификации и изменения определяются прилагаемой формулой изобретения или ее эквивалентами.
[21] Следует отметить, что в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа включают множественное число, если из контекста явно не следует иное.
[22] Следует отметить, что в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения термины "содержащий","имеющий" или "включающий" означают, что, по меньшей мере, названное соединение, элемент, материал, частица или стадия способа и т.д., присутствует в составе, изделии или способе, но не исключают присутствия других соединений, элементов, материалов, частиц или стадий способа и т.д., даже если другие соединения, элементы, вещества, частицы или стадии способа и т.д., имеют названую функцию, если в формуле изобретения не указано иное. Следует понимать, что упоминание одного или нескольких стадий способа не исключает наличия дополнительных стадий способа до или после указанных комбинированных стадий или промежуточных стадий способа между конкретно определенными стадиями.
[23] Кроме того, следует понимать, что буквенные обозначения стадий процесса или ингредиентов являются удобным средством обозначения отдельных операций или ингредиентов и указанные буквенные обозначения могут использоваться в любой последовательности, если не оговорено иное.
[24] Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения, за исключением указаний на иное понимание, все цифры, выражающие концентрацию, количество, процент и т.д. следует понимать находящимися в "интервале от... до". Кроме того диапазоны включают любую комбинацию максимальных и минимальных значений и любые промежуточные диапазоны, которые могут или не могут быть конкретно упорядочены.
[25] Определения
[26] В настоящем описании, термин "хромовый катализатор" относится к Cr UCAT-B.
[27] В настоящем описании, термин "полимер, полученный в присутствии хромового катализатора" означает любой полимер, произведенный в присутствии хромового катализатора.
[28] В настоящем описании, термин "первый" относится к порядку, представления видовых признаков и не означает будущее представление "второго" видового признака. Например, "первый состав полимера" относится к первому, по меньшей мере, одному составу полимера. Термин не отражает приоритет, важность или значимость иным способом. Подобные используемые здесь термины включают в себя "второй," "третий", "четвертый", и т.д.
[29] В настоящем описании термин "полиэтилен высокой плотности" относится к полимерам на основе этилена, имеющим плотность примерно от 0,94 г/см3 до 0,97 г/см3.
[30] В настоящем описании термин "полиэтилен низкой плотности" относится к полимерам на основе этилена, имеющим плотность примерно от 0,88 г/см3 до 0,925 г/см3. Используемый в настоящем описании термин "линейный полиэтилен низкой плотности" относится по существу к линейному полиэтилену низкой плотности, характеризуемому отсутствием длинноцепочечной разветвленности.
[31] В настоящем описании термин "полиэтилен средней плотности" относится к полимерам на основе этилена, имеющим плотность от 0,92 г/см3 до 0,94 г/см3.
[32] В настоящем описании термины "мономер" и "сомономер" используются как синонимы. Термины означают любое вещество со способной к полимеризации составляющей, которое добавляется к реактор для получения полимера. В тех случаях, когда полимер описывается содержащим один или несколько мономеров, напр., полимер, содержащий пропилен и этилен, то полимер, конечно, содержит звенья, полученные из мономеров, например —CH2—CH2—, а не сам мономер, напр., CH2═CH2.
[33] В настоящем описании, термин "полимер" означает высокомолекулярное соединение, полученное полимеризацией мономеров одного и или разного вида. Термин "полимер" включает в себя гомополимеры, сополимеры, терполимеры, интерполимерные комплексы и так далее.
[34] В настоящем описании термин "состав полимера" относится к составу приготовленному или содержащему, по меньшей мере, один полимер.
[35] В настоящем описании термин "термопластичный полимер" означает полимер, который размягчается и плавится при воздействии тепла, и возвращается в свое первоначальное состояние при охлаждении до комнатной температуры.
[36] В настоящем описании термин "термоотверждающийся полимер" означает полимер, который размягчается но не плавится при воздействии тепла. При непрерывном нагреве полимер разрушается.
[37] В настоящем описании термин "катализатор Циглера-Натта" относится к (i) UCAT-A, (ii) UCAT-J или (iii) катализатору MRx, где M представляет собой переходный металл, R представляет собой галоген, алкокси или гидрокарбоксильную группу, а х обозначает валентность переходного металла.
[38] В настоящем описании, термин "полимер, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта" и "полимер полученный в присутствии катализатора Ц-Н" означает любой полимер, произведенный в присутствии катализатора Циглера-Натта.
[39] Методы испытаний
[40] Стандарт ASTM D 638 озаглавлен "Стандартный метод испытания механических свойств пластиков при растяжении". Используемый здесь термин "ASTM D 638" относится к методу испытаний, предназначенному для получения данных о свойствах при растяжении для контроля и спецификации пластиковых материалов. Данный метод испытаний охватывает определение свойств на растяжение неармированных и армированных пластиков, изготовленных в виде стандартных гантелеобразных испытуемых образцов, при определенных условиях предварительной обработки, температуры, влажности и числа оборотов устройства для испытаний. Этот метод испытаний может использоваться для испытаний материалов любой толщины до 14 мм (0,55 дюйма). Данный метод испытания утвержден в 2010 году, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[41] Стандарт ASTM D 648 озаглавлен "Стандартный метод испытаний для определения температуры изгиба пластмасс при изгибающей нагрузке в положении на боку". Используемый здесь термин "ASTM D 648" относится к методу определения температуры, при которой происходит произвольная деформация, когда образцы подвергаются произвольному набору условий испытаний. Этот метод испытаний применяется к формованным и листовым материалам, имеющим толщину 3 мм [1/8 дюйма] или выше, и которые являются жесткими или полужесткими при нормальной температуре. Данный метод испытания утвержден в 2007 году, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[42] Стандарт ASTM D 790 озаглавлен "Стандартные методы испытаний свойств эластичности неармированных и армированных пластиков и электроизоляционных материалов". Используемый здесь термин "ASTM D 790" относится к методу испытаний свойств эластичности для целей контроля и спецификации. Материалы, которые не разрушаются при максимальной деформации, разрешенной в соответствии с этими методами испытаний (3-точечный изгиб), подвергаются 4-точечному испытанию на изгиб. Основное различие между этими двумя методами испытаний заключается в месте приложения максимального изгибающего момента и максимальных напряжений на соосно-упорядоченное волокно. Максимальные напряжения на соосно-упорядоченное волокно возникают вдоль линии под нагружающем валике при 3-точечном изгибе и над участком между нагружающими валиками при 4-точечном изгибе. Данный метод испытания утвержден 1 апреля 2010 года и опубликован в апреле 2010, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[43] Стандарт ASTM D 792 озаглавлен "Стандартный метод определения плотности и удельного веса (относительной плотности) пластиков по объему вытесненной жидкости". Используемый здесь термин "ASTM D 792" относится к стандартному методу испытания для определения удельного веса (относительной плотности) и плотности твердых пластиков в виде листов, прутков, труб или формованных изделий. Метод испытания включает определение массы образца твердого пластика в воздухе, определение кажущейся массы образца при погружении в жидкость и расчет удельного веса образца (относительной плотности). Данный метод испытания утвержден 15 июня 2008 года и опубликован в июле 2008, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[44] Метод испытаний ASTM D 1238 озаглавлен "Стандартный метод определения скоростей истечения расплава термопластиков с помощью экструзионного пластометра". Используемый здесь термин "ASTM D 1238" относится к методу испытаний для определения скорости экструзии термопластиковых смол с помощью экструзионного пластометра. После точно установленного времени предварительного нагрева, смолу подвергают экструзии через матрицу с определенной длиной и диаметром отверстия при заданной температуре, нагрузке и положении поршня в цилиндре. Данный метод испытания утвержден 1 февраля 2012 года и опубликован в марте 2012, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[45] В настоящем описании и формуле изобретения стандартные значения индекса текучести полиэтиленовых полимеров измерялись в соответствии с ASTM D 1238 при массе груза на поршне равной 2,16 кг и при температуре 190 градусов Цельсия. Индекс расплава при повышенном напряжении сдвига (или HLMI) измерялся в соответствии с ASTM D 1238, но при массе груза на поршне равной 21,6 кг и при температуре 190 градусов Цельсия.
[46] Стандарт ASTM D 1248 озаглавлен "Технические условия на полиэтиленовые материалы для проводов и кабелей". Используемый здесь термин "ASTM D 1248" относится к техническим условиям на экструзионные материалы из полиэтилена для проводов и кабелей. В первую очередь в технических условиях описываются две основные характеристики: плотность и текучесть. Стандарт ASTM D 1248 отсылает читателя к множеству стандартов ASTM классифицированным по типам. Эти стандарты испытаний охватывают требования к оборудованию, подготовке образцов и методам определения различных свойств, необходимых составам для кабельных и проводных изделий. Данный метод испытания опубликован 1 апреля 2012 года, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[47] Стандарт ASTM D 1505 озаглавлен "Стандартный метод испытания плотности пластиков методом градиентной колонки". Используемый здесь термин "ASTM D 1505" относится к методу испытаний, основанному на сравнении глубин погружения испытуемого образца и эталонов известной плотности в цилиндре или трубке с раствором с отображением меняющейся по высоте плотности. Данный метод испытания утвержден 1 июля 2010 года и опубликован в сентябре 2010, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[48] Стандарт ASTM D 1693 озаглавлен "Стандартный метод испытания стойкости пластиков на основе полиэтилена к растрескиванию под воздействием окружающей среды". Используемый здесь термин "ASTM D 1693" относится к методу испытаний, который охватывает определение восприимчивости пластиков на основе этилена к растрескиванию под воздействием окружающей среды при определенных условиях. Примечательно, что при определенных условиях воздействия и в присутствии окружающей среды, например, мыла, смачивающих веществ, масла или моющие средств, пластики на основе этилена могут демонстрировать механическое разрушение при растрескивании. Данный метод испытания был опубликован в мае 2015 года, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[49] Стандарт ASTM D 1822 озаглавлен "Стандартные методы испытаний растягивающей нагрузкой при ударе свойств эластичности пластиков и электроизоляционных материалов". Используемый здесь термин "ASTM D 1822" относится к способу испытания, который охватывает определение растягивающий нагрузки при ударе, необходимой для разрыва стандартных образцов из пластика или электроизоляционных материалов. Для испытаний этим методом пригодны жесткопластические материалы, а также слишком гибкие или тонкие образцы, которые не подлежат испытанию на удар другими методами испытаний. Данный метод испытания опубликован в 2013 году, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
[50] Стандарты ASTM, на которые имеются ссылки в настоящем документе, можно найти на сайте ASTM www.astm.org или обратиться за ними в отдел обслуживания клиентов ASTM по адресу service@astm.org.
[51] "Молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn)" измеряли способом гель-проникающей хроматографии. Молекулярно-массовое распределение и соотношение Mw/Mn определяли с использованием оборудования гель-проникающей хроматографии (ГПХ) типа ALC / Waters 150-C, оснащенного набором колонок TSK (тип GMHXL-HT), работающих при 135 градусах Цельсия с 1,2-дихлорбензолом в качестве растворителя (ODCB) (стабилизирован 0,1 объемом 2,6-ди-трет-бутил-п-креола (BHT)) при интенсивности подачи 1 мл/мин. Образец растворяли в ODCB при непрерывном перемешивании в течении 1 часа и при температуре 140 градусов Цельсия. Раствор фильтровали через тефлоновую мембрану 0,45 мкм. Фильтрат (концентрат 0,08-1,2 г/л, объем впрыска 300 мкл) подвергался ГПХ. В качестве эталона использовали монодисперсные фракции полистирола (предоставляемые полимерной лабораторией).
[52] В общем варианте осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в первом реакторе, имеющего одно молекулярномассовое распределение;
(B) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора во второй реактор;
(C) добавки первого количества органического пероксида во второй реактор;
(D) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, модифицирующей молекулярно-массовое распределение компонентов полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(Е) отбора сшитого пероксидом полиэтилена, полученного в присутствии катализатора.
[53] В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система Циглера-Натта формируется из смеси металлического компонента с одним или несколькими дополнительными компонентами, например, носителем катализатора, сокатализатором и/или одним или несколькими донорами электронов. В некоторых вариантах осуществления, металлический компонент представляет собой активный центр катализатора.
[54] В некоторых вариантах осуществления, катализатор Циглера-Натта содержит металлический компонент, представленный формулой:
MRx,
где М представляет собой переходной металл, R представляет собой галоген, алкокси или гидрокарбоксильную группу, а х представляет собой валентность переходного металла. В некоторых вариантах осуществления, х составляет от 1 до 4.
[55] В некоторых вариантах осуществления, переходной металл, выбирается из групп IV – VIB. В некоторых вариантах осуществления, переходной металл, выбирается из группы состоящей из титана, хрома и ванадия.
[56] В некоторых вариантах осуществления, R выбирается из группы, состоящей из хлора, брома, карбоната, сложного эфира или алкоксигруппы.
[57] В некоторых вариантах осуществления, компоненты катализатора содержат TiCl4, TiBr4, Ti(OC2H5)3Cl, Ti(OC3H7)2Cl2, Ti(OC6H13)2Cl2, Ti(OC2H5)2Br2 и Ti(OC12H25)Cl3.
[58] В некоторых вариантах осуществления, катализатор «активирован». В некоторых вариантах осуществления, активация осуществляется путем взаимодействия катализатора с активатором, который в некоторых случаях упоминается как "сокатализатор". В некоторых вариантах осуществления, активаторы Ц-Н включают алюминийорганические соединения, например, триметилалюминий (ТМА), триэтилалюминий (TEAl) и триизобутилалюминий (TiBAl).
[59] В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система Циглера-Натта может дополнительно включать один или несколько доноров электронов, например, внутренние доноры электронов и/или внешние доноры электронов. В некоторых вариантах осуществления, внутренние доноры электронов представляют собой: амины, амиды, сложные эфиры, кетоны, нитрилы, простые эфиры, простые тиоэфиры, сложные тиоэфиры, альдегиды, алкоголяты, соли, органические кислоты, фосфины, диэфиры, сукцинаты, фталаты, малонаты, производные малеиновой кислоты, диалкоксибензолы или их смеси.
[60] В некоторых вариантах осуществления, внутренний донор представляет собой C3-C6 циклический простой эфир. В некоторых вариантах осуществления, внутренний донор представляет собой C3-C5 циклический простой эфир. В некоторых вариантах осуществления, циклический простой эфир выбирается из группы, состоящей из тетрагидрофурана, диоксана, метилтетрагидрофурана и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, внутренний донор представляет собой донор, описанный в патенте № WO2012/025379, поданном в соответствии с договором о патентной кооперации, который включен сюда посредством ссылки.
[61] В некоторых вариантах осуществления, внешние доноры электронов представляют собой: монофункциональные или полифункциональные карбоновые кислоты, ангидриды карбоновых кислот, сложные эфиры карбоновых кислот, кетоны, простые эфиры, спирты, лактоны, фосфорорганические соединения и/или кремнийорганические соединения. В некоторых вариантах осуществления, внешний донор выбирается из группы, состоящей из дифенилдиметоксисилана (DPMS), циклогексилметилдиметоксисилана (CMDS), диизопропилдиметоксисилана (DIDS) и дициклопентилдиметоксисилана (CPDS). В некоторых вариантах осуществления, внешний донор совпадать или отличаться от используемого внутреннего донора электронов. В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система не содержит внешнего донора.
[62] В некоторых вариантах осуществления, компоненты каталитической системы Циглера-Натта связаны с носителем, либо в смеси друг с другом, либо по отдельности. В некоторых вариантах осуществления, компоненты каталитической системы Циглера-Натта не связаны с носителем. В некоторых вариантах осуществления, вещество носителя Ц-Н включает дигалогенид магния или диоксид кремния. В некоторых вариантах осуществления, дигалогенид магния представляет собой дихлорид магния или дибромид магния.
[63] В некоторых вариантах осуществления, носитель включает соединение магния, представленное формулой:
MgCl2(R”OH)m,
где R” представляет собой C1-C10 алкил, а m соствляет от 0,5 до 3.
[64] В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система Циглера-Натта демонстрирует молярное соотношение носителя к металлическому компоненту (определенное как количество металла каждого компонента) Mg:Ti, составляющее более 5:1 или в соответствии с другим вариантом, составляющее примерно от 7:1 до примерно 50:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее от 10:1 до 25:1.
[65] В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система Циглера-Натта демонстрирует молярное соотношение носителя к внутреннему донору Mg:ID, составляющее менее чем 3:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее менее чем 2,9:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее менее чем 2,6:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее менее чем 2,1:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее менее чем 2:1, или в соответствии с другим вариантом, составляющее от 1,1:1 до 1,4:1.
[66] В некоторых вариантах осуществления, каталитическая система Циглера-Натта демонстрирует спектр рентгеновской дифракции, в котором интервал углов дифракции 2θ составляет от 5,0° до 20,0°, и, по меньшей мере, три основных дифракционных максимума присутствуют в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°, в пределах 11,5 ± 0,2° и в пределах 14,5 ± 0,2°, причем пик при 2θ в пределах 7,2 ± 0,2° представляет собой наиболее интенсивный пик, а пик в пределах 11,5 ± 0,2° имеет интенсивность в 0,9 раза меньше наиболее интенсивного пика.
[67] В некоторых вариантах осуществления, интенсивность пика при 11,5° в 0,8 раза меньше интенсивности дифракционного максимума в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°. В некоторых вариантах осуществления, интенсивность пика в пределах 14,5 ± 0,2° менее чем в 0,5 раза или менее чем в 0,4 раза меньше интенсивности дифракционного максимума в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°.
[68] В некоторых вариантах осуществления, другой дифракционный максимум присутствует в интервале углов дифракции 2θ в пределах 8,2 ± 0,2°, имеющих интенсивность, равную или меньшую, чем интенсивность дифракционного максимума в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°. В некоторых вариантах осуществления, интенсивность пика в углах дифракции 2θ в пределах 8,2 ± 0,2° менее чем в 0,9 раза или менее чем в 0,5 раза меньше интенсивности дифракционного максимума в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°.
[69] В некоторых вариантах осуществления, наблюдается размытый максимум в интервале углов дифракции 2θ в пределах 18,2 ± 0,2°, имеющий интенсивность менее чем 0,5 раза меньше интенсивности дифракционного максимума в интервале углов дифракции 2θ в пределах 7,2 ± 0,2°. Как указано в данном документе, спектры рентгеновской дифракции собирают с помощью порошкового дифрактометра Bruker D8 или сходного аппарата.
[70] Катализатор Циглера-Натта получают разными способами. В некоторых вариантах осуществления, катализатор Циглера-Натта получают взаимодействием галогенида переходного металла с алкилом металла или гидридом металла. В некоторых вариантах осуществления, катализатор Циглера-Натта получают способом, описанным, по меньшей мере, в патентах США №№ 4 298 718; 4 298 718; 4 544 717; 4 767 735 и 4 544 717, которые включены сюда посредством ссылки.
[71] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен средней плотности или полиэтилен высокой плотности.
[72] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности, имеющий: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%. В некоторых вариантах осуществления, индекс текучести расплава составляет 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5 грамм на 10 минут или занимает промежуточные значения индекса текучести расплава. В некоторых вариантах осуществления, плотность составляет 0,88, 0,89, 0,90, 0,91, 0,92, 925 г/см3, или занимает промежуточные значения плотности. В некоторых вариантах осуществления, прочность на разрыв составляет 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950, 2,000 фунт.кв.дюйм, или занимает промежуточные значения прочности на разрыв. В некоторых вариантах осуществления, удлинение к моменту разрыва составляет 750, 800, 850, 900, 950, 1000 %, или занимает промежуточные значения удлинения к моменту разрыва.
[73] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет первое молекулярно-массовое распределение, сшитый пероксидом полиэтилен имеет второе молекулярно-массовое распределение, причем первое молекулярно-массовое распределение и второе молекулярно-массовое распределение отличаются друг от друга.
[74] В некоторых вариантах осуществления, органический пероксид добавляется в первом количестве, составляющем менее чем 2000 ч./млн. В других вариантах осуществления, органический пероксид добавляется в первом количестве, составляющем менее чем 1500 ч./млн. В еще некоторых вариантах осуществления, органический пероксид добавляется в количестве, составляющем от 100 ч./млн. до 700 ч/млн. В дополнительных вариантах осуществления, органический пероксид добавляется в первом количестве, составляющем 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 ч./млн. или занимает промежуточные значения.
[75] В некоторых вариантах осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии:
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в первом реакторе;
(B) получения полиэтилена высокой плотности во втором реакторе;
(С) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора в третий реактор;
(D) передачи полиэтилена высокой плотности из второго реактора в третий реактор;
(E) добавки первого количества органического пероксида в третий реактор;
(F) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, и полиэтилен высокой плотности, соединяющей компоненты полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(G) отбора сшитого пероксидом полиэтилена.
[76] В качестве альтернативы и в соответствии с общим вариантом осуществления этот вариант осуществления может быть описан как общий вариант осуществления, дополнительно включающий стадии:
(А2) получения полиэтилена высокой плотности в третьем реакторе;
(В2) передачи полиэтилена высокой плотности из третьего реактора во второй реактор;
где состав полиэтилена получают из или дополнительно содержит полиэтилен высокой плотности.
[77] В некоторых вариантах осуществления, полиэтилен высокой плотности имеет: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 0,1 г/10 мин до примерно 1,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,94 г/см3 до примерно 0,97 г/см3; стойкость к растрескиванию под действием напряжения окружающей среды (ESCR), 100 % Igepal (ASTM D 1693), составляющую 0 растрескиваний в течении 7 дней; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 2500 фунт.кв.дюйм до примерно 3500 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 600% до примерно 1000%. В некоторых вариантах осуществления, индекс текучести расплава составляет примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 1,0 г/10 мин, в соответствии с другим вариантом составляет 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0 г/10 мин, или занимает промежуточные значения индекса текучести расплава. В некоторых вариантах осуществления, плотность составляет 0,940, 0,945, 0,950, 0,955, 0,960, 0,965, 0,970 г/м3 или занимает промежуточные значения плотности. В некоторых вариантах осуществления, показатель ESCR составляет 0 растрескиваний в течении 15 дней, в соответствии с другим вариантом 0 растрескиваний в течении 30 дней, в соответствии с другим вариантом 0 растрескиваний в течении 40 дней. В некоторых вариантах осуществления, прочность на разрыв составляет примерно от 3000 фунт.кв.дюйм до примерно 3500 фунт.кв.дюйм, в соответствии с другим вариантом 3000, 3100, 3200, 3300, 3400, 3500 фунт.кв.дюйм, или занимает промежуточные значения прочности на разрыв. В некоторых вариантах осуществления, удлинение к моменту разрыва составляет 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 %, или занимает промежуточные значения удлинения к моменту разрыва.
[78] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта имеет первое молекулярно-массовое распределение, полиэтилен высокой плотности имеет второе молекулярно-массовое распределение, сшитый пероксидом полиэтилен имеет третье молекулярно-массовое распределение, причем третье молекулярно-массовое распределение отличается и от первого молекулярно-массового распределения и от второго молекулярно-массового распределения.
[79] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в третий реактор в количестве, составляющем примерно от 60 массовых процентов до примерно 95 массовых процентов, в расчете на общую массу состава полиэтилена, а полиэтилен высокой плотности добавляется в количестве, составляющем примерно от 5 массовых процентов до примерно 40 массовых процентов, в расчете на общую массу состава полиэтилена. В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в количестве, составляющем примерно от 75 массовых процентов до примерно 90 массовых процентов, а в соответствии с другим вариантом добавляется в количестве, составляющем 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 мас.%, или занимает промежуточное значение массового процента. В некоторых вариантах осуществления, полиэтилен высокой плотности добавляется в количестве, составляющем примерно от 15 массовых процентов до примерно 25 массовых процентов, а в соответствии с другим вариантом добавляется в количестве, составляющем 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 мас.%, или занимает промежуточное значение массового процента.
[80] В некоторых вариантах осуществления, предлагается способ получения сшитого пероксидом полиэтилена, включающий стадии:
(A) получения первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе, имеющего индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин;
(В) получения второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта во втором реакторе, имеющего индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин;
(С) передачи первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из первого реактора в третий реактор;
(D) передачи второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта из второго реактора в третий реактор;
(E) добавки первого количества органического пероксида в третий реактор;
(F) реакции органического пероксида с составом полиэтилена, полученным из или содержащим первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, и второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты полиэтилена и образующей сшитый пероксидом полиэтилен; и
(Е) отбора сшитого пероксидом полиэтилена.
[81] В качестве альтернативы и в соответствии с общим вариантом осуществления, этот вариант осуществления может быть описан как общий вариант осуществления, дополнительно включающий стадии:
(A2) получения второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в третьем реакторе;
(В2) передачи второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, из третьего реактора во второй реактор;
где
(i) первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин;
(ii) второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин; и
(iii) состав полиэтилена получают из или дополнительно содержит второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта.
[82] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности, имеющий: плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%. В некоторых вариантах осуществления, индекс текучести расплава составляет 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5 грамм на 10 минут или занимает промежуточные значения индекса текучести расплава. В некоторых вариантах осуществления, плотность составляет 0,88, 0,89, 0,90, 0,91, 0,92 , 925 г/см3, или занимает промежуточные значения плотности. В некоторых вариантах осуществления, прочность на разрыв составляет 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950, 2,000 фунт.кв.дюйм, или занимает промежуточные значения прочности на разрыв. В некоторых вариантах осуществления, удлинение к моменту разрыва 750, 800, 850, 900, 950, 1000 %, или занимает промежуточные значения удлинения к моменту разрыва.
[83] В некоторых вариантах осуществления, второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности, имеющий: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 1,5 г/10 мин до примерно 2,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505) составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3. В некоторых вариантах осуществления, индекс текучести расплава составляет 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4 или 2,5 г/10 мин или занимает промежуточные значения индекса текучести расплава. В некоторых вариантах осуществления, плотность составляет 0,88, 0,89, 0,90, 0,91, 0,92 , 925 г/см3, или занимает промежуточные значения плотности.
[84] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет первое молекулярно-массовое распределение, второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет второе молекулярно-массовое распределение, сшитый пероксидом полиэтилен имеет третье молекулярно-массовое распределение, причем третье молекулярно-массовое распределение отличается и от первого молекулярно-массового распределения и от второго молекулярно-массового распределения. В некоторых вариантах осуществления, сшитый пероксидом полиэтилен имеет молекулярно-массовое распределение, по меньшей мере, двух мод.
[85] В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в третий реактор в количестве, составляющем примерно от 5 массовых процентов до примерно 30 массовых процентов, в расчете на общую массу состава полиэтилена, а второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в количестве составляющем примерно от 70 массовых процентов до примерно 95 массовых процентов, в расчете на общую массу состава полиэтилена. В некоторых вариантах осуществления, первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в количестве, составляющем примерно от 10 массовых процентов до примерно 20 массовых процентов, а в соответствии с другим вариантом добавляется в количестве, составляющем 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 мас.%, или занимает промежуточное значение массового процента. В некоторых вариантах осуществления, второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, добавляется в количестве, составляющем примерно от 80 массовых процентов до примерно 90 массовых процентов, а в соответствии с другим вариантом добавляется в количестве, составляющем 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 мас.%, или занимает промежуточное значение массового процента.
[86] В некоторых вариантах осуществления, предлагается способ приготовления отверждаемого влагой силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий, включающий стадии:
(А) привитие силана к сшитому пероксидом полиэтилену и образование отверждаемого влагой силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий.
[87] В общем варианте осуществления предлагается состав для кабельных и проводных изделий, полученный из или содержащий сшитый пероксидом полиэтилен. В некоторых вариантах осуществления, состав для кабельных и проводных изделий представляет собой термопластичный состав. В некоторых вариантах осуществления, состав для кабельных и проводных изделий представляет собой отверждаемый влагой силанпривитой состав.
[88] В некоторых вариантах осуществления, предлагается термопластичное кабельно-проводное изделие, полученное из или содержащее сшитый пероксидом полиэтилен.
[89] В некоторых вариантах осуществления, предлагается отверждаемое влагой кабельно-проводное изделие, полученное из или содержащее силанпривитой сшитый пероксидом полиэтилен. В соответствии с другим вариантом, изделие представляет собой термоотверждающийся полимер.
[90] В некоторых вариантах осуществления, предлагается изоляционный слой для кабельно-проводного изделия или наружная оболочка для кабельно-проводного изделия.
[91] В некоторых вариантах осуществления, предлагается изделие, имеющее гладкую поверхность экструдированной заготовки.
[92] В общем варианте осуществления, предлагается состав сшитого пероксидом полиэтилена, полученный из или содержащий сшитый пероксидом полиэтилен.
[93] В некоторых вариантах осуществления, в составе сшитого пероксидом полиэтилена используются присадки. В некоторых вариантах осуществления, присадки представляют собой: красители, отдушки, дезодоранты, пластификаторы, модификаторы ударопрочности, наполнители, зародышеобразующие присадки, смазывающие вещества, поверхностно-активные вещества, смачивающие агенты, антипирены, стабилизаторы ультрафиолетового излучения, антиоксиданты, биоциды, деактиваторы металлов, загустители, термостабилизаторы, противопенные добавки, прочие связывающие агенты, вещества, улучшающие совместимость полимерных смесей, порообразующие вещества, эмульгаторы, сшивающие реагенты, парафины, взвеси, активаторы течения и другие вещества, добавляемые для повышения технологичности или конечных свойства полимерных компонентов.
ПРИМЕРЫ
[94] Следующие примеры приведены для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники понятно, что способы, раскрытые в примерах, открыты изобретателем для практического воплощения настоящего изобретения и должны рассматриваться как предпочтительные режимы их практической реализации. Тем не менее, в свете настоящего описания, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в конкретных раскрытых вариантах могут быть сделаны изменения с получением подобного или сходного результата без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.
[95] На РИС. 1 показано, что после сшивания пероксидом, линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет молекулярно-массовое распределение аналогичное молекулярно-массовому распределению линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора.
[96] В сравнительном примере 1 используется линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии хромового катализатора, имеющий индекс текучести расплава, составляющий 0,75 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,920 г/см3. В сравнительном примере 2 используется линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющий индекс текучести расплава, составляющий 2,0 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,918 г/см3. В примере 3 используется сшитый пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющий индекс текучести расплава, составляющий 0,96 г/10 мин.
[97] На РИС. 2 показано, что после сшивания пероксидом, линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, достигает, в ходе экструдирования, числа оборотов шнека сравнимого с числом оборотов шнека для полиэтилена, полученного в присутствии хромового катализатора, но демонстрирует более низкое давление в головке.
[98] В сравнительном примере 4 используется полиэтиленовая смесь, изготовленная из или содержащая примерно 80 мас.% линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющего индекс текучести расплава, составляющий 2,0 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,917 г/см3, и содержащая примерно 20 мас.% линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора, имеющего индекс текучести расплава, составляющий 0,75 г/10 мин и плотность, составляющую 0,920 г/см3, где оба массовых процента указаны в расчете на общую массу полиэтиленовой смеси.
[99] На РИС. 3 показано, что сшитый пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, достигает режима отверждения при более низкой вязкости во всем температурном интервале, аналогичного для полиэтилена, полученного в присутствии хромового катализатора.
[100] В примере 5 используется сшитый пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, с добавлением 1000 ч./млн. органического пероксида. В сравнительно примере 6 используется линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии хромового катализатора, с добавлением 1000 ч./млн. органического пероксида.
[101] На РИС. 4 показано, что после сшивания пероксидом, состав полиэтилена, полученный или содержащий 20 массовых процентов первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющего индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин, и содержащий 80 массовых процентов второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеющего индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин в расчете на общую массу состава полиэтилена достигает молекулярно-массового распределения аналогичного молекулярно-массовому распределению линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии хромового катализатора.
[102] В примере 6 использовался сшитый пероксидом полиэтилен.
[103] В примерах 7-10 приготавливались составы различных соединений для испытания образца. Материалы смешивались в массовых процентах, приведенных в Таблице 1.
[104] Первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имел индекс текучести расплава, составляющий 6,5 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,918 г/см3.
[105] Второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имел индекс текучести расплава, составляющий 2,0 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,917 г/см3.
[106] Сшитый пероксидом полиэтилен получали с использованием первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, и органического пероксида. (Первый сшитый пероксидом полиэтилен - 100)
[107] Сшитый пероксидом полиэтилен получали с использованием 20 массовых процентов первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, 80 массовых процентов второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, и органического пероксида. (Второй сшитый пероксидом полиэтилен - 20/80)
[108] Сшитый пероксидом полиэтилен получали с использованием 10 массовых процентов первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, 90 массовых процентов второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, и органического пероксида. (Третий сшитый пероксидом полиэтилен - 10/90)
[109] Для всех следующих образцов полимерная технологическая добавка представляла собой фторэластомер и добавлялась в количестве 700 ч./млн.
[110] Сшивающая добавка представляла собой прививочный состав компании Monosil.
ТАБЛИЦА 1
[111] Для сравнительного примера 11 и примера 12 были приготовлены разные составы для испытуемых образцов. Материалы смешивались в массовых процентах, приведенных в Таблице 2.
[112] Первый полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имел индекс текучести расплава, составляющий 6,5 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,918 г/см3. Второй полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имел индекс текучести расплава, составляющий 2,0 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,917 г/см3. Сшитый пероксидом полиэтилен получали с использованием 20 массовых процентов первого полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, 80 массовых процентов второго полиэтилена, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, и органического пероксида. (Первый сшитый пероксидом полиэтилен - 20/80)
[113] Линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии хромового катализатора, имел индекс текучести расплава, составляющий 0,75 г/10 мин, и плотность, составляющую 0,920 г/см3.
[114] Маточная смесь представляла собой аддитивный состав черного цвета для оболочки кабеля с защитой от ультрафиолетового излучения.
ТАБЛИЦА 2
[115] Следует понимать, что различные изменения, замены и варианты могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема данного изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Более того, объем настоящей заявки не ограничивается конкретными вариантами осуществления процесса, комбинации устройств, производства, состава вещества, средств, способов и стадий, раскрытых в описании изобретения. Обычному специалисту, сведущему в определенной области техники, легко представить из описания технологические процессы, устройства, производства, составы веществ, средства, способы и стадии, существующие в настоящее время или разработанные позже, которые выполняют, по существу, ту же самую функцию или дают тот же результат, что и описанные здесь соответствующие варианты осуществления. Соответственно, прилагаемая формула изобретения предполагает включение в ее объем технологических процессов, устройств, производств, составов веществ, средств, способов и стадий.
1. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, включающий стадии:
(A) получения первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в первом реакторе;
(B) передачи первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, из первого реактора во второй реактор;
(C) добавки первого количества органического пероксида, составляющего 1000 ч./млн., во второй реактор;
(D) реакции органического пероксида с составом линейного полиэтилена низкой плотности, полученным из или содержащим первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты линейного полиэтилена низкой плотности и образующей модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности; и
(Е) отбора модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности,
отличающийся тем, что первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%.
2. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности по п. 1, отличающийся тем, что линейный полиэтилен низкой плотности имеет индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 6,0 г/10 мин до примерно 7,0 г/10 мин.
3. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности по п. 1, отличающийся тем, что состав линейного полиэтилена низкой плотности содержит:
(i) примерно от 60 массовых процентов до примерно 95 массовых процентов первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в расчете на общую массу состава линейного полиэтилена низкой плотности и
(ii) примерно от 5 массовых процентов до примерно 40 массовых процентов полиэтилена высокой плотности в расчете на общую массу состава линейного полиэтилена низкой плотности.
4. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности по п. 1, дополнительно содержащий стадии:
(A2) получения второго линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта в третьем реакторе; и
(В2) передачи второго линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, из третьего реактора во второй реактор;
где
(i) первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,6 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин;
(ii) второй линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин.
5. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности по п. 4, отличающийся тем, что:
(I) первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%, и
(II) второй линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 1,5 г/10 мин до примерно 2,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505) составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3.
6. Способ получения состава модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности по п. 4, отличающийся тем, что формируется состав линейного полиэтилена низкой плотности, и состав линейного полиэтилена низкой плотности содержит:
(i) примерно от 5 массовых процентов до примерно 30 массовых процентов первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в расчете на общую массу состава линейного полиэтилена низкой плотности и
(ii) примерно от 70 массовых процентов до примерно 95 массовых процентов второго линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, в расчете на общую массу состава линейного полиэтилена низкой плотности.
7. Способ приготовления силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий, включающий стадии:
(A) получения первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта способом по п.1, в первом реакторе, отличающийся тем, что указанный первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет: индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин; плотность (ASTM D 1505), составляющую примерно от 0,88 г/см3 до примерно 0,925 г/см3; прочность на разрыв (ASTM D 638), составляющую примерно от 1400 фунт.кв.дюйм до примерно 2,000 фунт.кв.дюйм; и удлинение к моменту разрыва (ASTM D 638), составляющее примерно от 750% до примерно 1000%;
(B) передачи указанного первого линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в присутствии катализатора Циглера-Натта, из первого реактора во второй реактор;
(C) добавки первого количества органического пероксида, составляющего 1000 ч./млн., во второй реактор;
(D) реакции органического пероксида с составом линейного полиэтилена низкой плотности, полученным из или содержащим указанный первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, соединяющей компоненты линейного полиэтилена низкой плотности и образующей модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности; и
(Е) привитие прививочного состава Monosil, который является однокомпонентным силановым клеем, к модифицированному пероксидом линейному полиэтилену низкой плотности, и образование силанпривитого состава для кабельных и проводных изделий.
8. Состав модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности для кабельных и проводных изделий, содержащий:
(I) модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, содержащий:
(A) продукты реакции
(i) состава линейного полиэтилена низкой плотности, содержащего первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта способом по п.1, и
(ii) первого количества органического пероксида,
отличающийся тем, что
(i2) состав линейного полиэтилена низкой плотности дополнительно содержит второй линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта;
(iii) указанный первый линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава (ASTM D 1238), составляющий примерно от 5,5 г/10 мин до примерно 7,5 г/10 мин; и
(iv) второй линейный полиэтилен низкой плотности, полученный в присутствии катализатора Циглера-Натта, имеет индекс текучести расплава, составляющий примерно от 0,5 г/10 мин до примерно 3,0 г/10 мин,
при этом первое количество органического пероксида составляет 1000 ч./млн.
