Capa aislante para cables.

Cable que tiene por lo menos una capa aislante que comprende una composición polimérica

(PC) que comprende

(a) por lo menos un 94% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un homoo copolímero de polipropileno (PP) cristalino que tiene un índice de fluidez, según la ISO 1133 (230ºC/2,16 kg), en el intervalo de entre 1,0 y 10,0 g/10 min, y un contenido de comonómeros por debajo del 5,0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o una α-olefina C4 a C10,

(b) entre un 0,5 y un 5% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un promotor de adherencia (AP) que es un homo- o copolímero de polipropileno modificado polar (PM-PP),

(c) entre un 0,0001 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente α-nucleante polimérico (pNA), y

(d) opcionalmente entre un 0,02 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente α-nucleante soluble (sNA).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13163931.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: WAGRAMERSTRASSE 17-19 1220 VIENNA AUSTRIA.

Inventor/es: GAHLEITNER, MARKUS, ROBINSON,JAMES, Klimke,Katja, DIX,ALBRECHT, TRANCHIDA,DAVIDE, WATSON,ANN, FRENOT JOHANSSON,AUDREY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/14 (Copolímeros de propileno (C08L 23/16 tiene prioridad))

PDF original: ES-2545428_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Capa aislante para cables

[0001] La presente invención se refiere a un nuevo cable que tiene por lo menos una capa aislante, a un proceso para producir dicho cable asi como al uso de un agente a-nucleante polimérico (pNA) para aumentar la temperatura de cristalización de una composición polimérica (PC) que forma parte de una capa aislante de un cable y al uso de dicho cable como cable de comunicaciones y/o cable eléctrico.

[0002] En la actualidad, el polietileno se usa como material preferido para capas aislantes y semiconductoras en cables, debido a la facilidad de procesado y a sus propiedades eléctricas beneficiosas. Para cables de potencia, los polímeros, preferentemente polietileno de baja densidad, se reticulan con el fin de garantizar buenas propiedades de funcionamiento a la temperatura operativa requerida (90 °C). Uno de los inconvenientes de dichos materiales de polietileno reticulado es la fracción cristalina remanente del polietileno, la cual se funde a aproximadamente 110 °C. Esto significa que, a la temperatura de emergencia (~135 °C), el material podría crear algunos problemas. Otro inconveniente es la falta de reciclabilidad de dichos materiales aislantes reticulados. Para cables de comunicación, se usa polietileno de alta densidad en una forma no reticulada, lo cual nuevamente limita la resistencia al calor aunque también la capacidad de trenzado debido a la rigidez limitada de este material.

[0003] Actualmente se están realizando intentos por sustituir capas de cable conocidas, basadas en polietileno, por capas de cable basadas en polipropileno que ofrecen ventajas tanto en la resistencia al calor como en la rigidez. Se han sugerido varios tipos de polipropileno, personalizados para fines individuales.

[0004] Por ejemplo, el documento EP 1 619 217 A1 proporciona una capa para cable, de un polímero de propileno heterofásico, con buenos resultados con respecto a la blandura y la tenacidad, aún cuando la tenacidad a bajas temperaturas todavía podría mejorarse. No obstante, el polímero no se puede extruir a velocidades de línea elevadas. Sin embargo, las velocidades de línea altas están muy valoradas desde el punto de vista comercial.

[0005] El documento EP 0 893 801 A1 da a conocer componentes poliméricos de propileno adecuados como material laminar aislante. Da a conocer particularmente una composición polimérica (PC) de un homopolímero o copolímero de propileno cristalino mezclado con un copolímero de etileno con una a-olefina que tiene una baja densidad y una gran uniformidad estructural, en particular que presenta una distribución altamente homogénea de la a-olefina entre las moléculas del polímero. No obstante, el documento EP 0 893 801 A1 no da a conocer ninguna posibilidad de disponer de una capa aislante adecuada para condiciones de funcionamiento a alta temperatura, aunque presentando simultáneamente propiedades mecánicas y del proceso muy buenas.

[0006] Aún cuando se conoce el uso de polipropileno en capas aislantes, sigue existiendo la necesidad de mejorar la calidad de transmisión de datos por medio de un trenzado más apretado. Adicionalmente, debería resultar posible trabajar la capa aislante que forma parte del cable con las velocidades actuales de línea de extrusión del polietileno (entre 1.000 y 1.500 m/min) o mayores sin comprometer la excentricidad, la calidad superficial, la fuerza de pelado y la estabilidad a largo plazo del cable resultante. No obstante, el polipropileno presenta tanto un flujo de fusión más bajo a una velocidad comparable del husillo (véase E. E. Stangland et al., Proc. SPE ANTEC 2002, Volumen 1: Processing, documento n.° 448) requiriendo temperaturas de procesado más altas como una velocidad de cristalización más baja lo cual limita la velocidad de procesado en comparación con el polietileno. Por lo tanto, una combinación de los requisitos antes mencionados constituye un desafío en el desarrollo de cables nuevos.

[0007] Así, sigue existiendo una necesidad de cables nuevos basados en polipropileno. Existe en particular la necesidad de cables que se pueden producir fácilmente, es decir, que tengan una temperatura de cristalización más alta, y, que proporcionen simultáneamente una calidad elevada de transmisión de datos junto con una rigidez o dureza superficial elevada.

[0008] Los anteriores y otros objetivos se logran por medio de la materia objeto de la presente invención. En las reivindicaciones secundarias correspondientes se definen realizaciones ventajosas del método de la invención.

[0009] La presente invención se basa en el hallazgo específico de que este objetivo se puede alcanzar por medio de una capa aislante que forma parte de un cable que comprende un homo- o copolímero de polipropileno (PP) cristalino que se somete a nucleación por medio de una agente nucleante (NA) específico.

[0010] Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un cable que tiene por lo menos una capa aislante, en donde la capa aislante comprende una composición polimérica (PC) que comprende, preferentemente está compuesta por,

(a) por lo menos un 94,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un homo- o copolímero de polipropileno (PP) cristalino que tiene un índice de fluidez, según la ISO 1133 (230°C/2,16 kg), en el

intervalo de entre 1,0 g/10 min y 10,0 g/10 min, y un contenido de comonómeros por debajo del 5,0% en peso, siendo los comonómeros etlleno y/o una a-olefina C4 a Cío,

(b) entre un 0,5% en peso y un 5,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un promotor de adherencia (AP) que es un homo- o copolímero de polipropileno modificado polar (PM-PP),

(c) entre un 0,0001 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente a-nucleante polimérlco (pNA), y

(d) opcionalmente entre un 0,02 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente a-nucleante soluble (sNA).

[0011] En una realización, la composición polimérica (PC) contiene adicionalmente un agente a-nucleante soluble (sNA) y, en otra realización, la composición polimérica (PC) no contiene ningún agente a-nucleante soluble (sNA) sino únicamente el agente a-nucleante polimérico (pNA). Por consiguiente, en una realización específica, la composición polimérica (PC) contiene el agente a-nucleante polimérico (pNA) como único agente a-nucleante.

[0012] Los Inventores observaron sorprendentemente que el producto anterior de acuerdo con la presente invención se puede producir de manera fácil, y proporciona una calidad alta de transmisión de datos junto con una rigidez o dureza superficial alta. De forma más precisa, los Inventores observaron que un cable del tipo mencionado se puede obtener si la capa aislante que forma parte del cable comprende un homo- o copolímero de polipropileno (PP) nucleado eficazmente.

[0013] Otro aspecto de la presente invención se refiere a un proceso para producir un cable del tipo mencionado, en donde el proceso comprende las etapas de:

(a) formar una composición polimérica (PC),

(b) aplicar la composición polimérica (PC) de la etapa a) a una temperatura de fusión de entre 180 °C y 280°C sobre un conductor para formar una capa aislante, y

(c) producir el cable a una velocidad de procesado de entre 300 m/min y 3.000 m/min.

[0014] Se prefiere que el conductor se pre-caliente a una temperatura entre 50 °C y 150 °C.

[0015] Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de un agente a-nucleante polimérico (pNA) para aumentar la temperatura de cristalización de dicha composición polimérica (PC) en un cable, en donde el agente a- nucleante polimérico... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cable que tiene por lo menos una capa aislante que comprende una composición polimérica (PC) que comprende

(a) por lo menos un 94% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un homo- o copolímero de polipropileno (PP) cristalino que tiene un índice de fluidez, según la ISO 1133 (230°C/2,16 kg), en el Intervalo de entre 1,0 y 10,0 g/10 mln, y un contenido de comonómeros por debajo del 5,0% en peso, siendo los comonómeros etlleno y/o una a-olefina C4 a Cío,

(b) entre un 0,5 y un 5% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un promotor de adherencia (AP) que es un homo- o copolímero de polipropileno modificado polar (PM-PP),

(c) entre un 0,0001 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente a-nucleante polimérico (pNA), y

(d) opcionalmente entre un 0,02 y un 1,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC), de un agente a-nucleante soluble (sNA).

2. Cable según la reivindicación 1, en el que la composición polimérica (PC)

(a) comprende solamente el agente a-nucleante polimérico (pNA) y el agente a-nucleante soluble (sNA) como agentes a-nucleantes;

o

(b) preferentemente comprende sólo el agente a-nucleante polimérico (pNA) como agente a-nucleante.

3. Cable según la reivindicación 1 ó 2, en el que la composición polimérica (PC) y/o el homo- o copolímero de polipropileno (PP) cristalino tiene/tienen una temperatura de fusión Tm, según se determina mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), en el intervalo de entre 155 °C y 170 °C.

4. Cable según las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición polimérica (PC) y/o el homo- o copolímero de

polipropileno (PP) cristalino tiene una temperatura de cristalización Te, según se determina mediante calorimetría

diferencial de barrido (DSC), en el intervalo de entre 118 °C y 131 °C.

5. Cable según las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición polimérica (PC) tiene una dureza Shore D de 64 a

75.

6. Cable según las reivindicaciones 1 a 5, en el que la composición polimérica (PC) y/o el homo- o copolímero de

polipropileno (PP) cristalino tiene/tienen un contenido de una fracción soluble en xileno, a 25 °C, de entre el 0,5%

en peso y el 8,5% en peso, preferentemente entre el 1,0% en peso y el 7,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC).

7. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la composición polimérica (PC) tiene un índice de fluidez según la ISO 1133 (230 °C/2,16 kg) en el intervalo de entre 1,0 y 8,0 g/10 min.

8. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el agente a-nucleante polimérico (pNA) es un compuesto vinílico polimerizado de fórmula (IV)

en donde Ri y R2 forman conjuntamente un anillo aromático o insaturado o saturado de 5 ó 6 miembros o representan independientemente un alquilo inferior que comprende entre 1 y 4 átomos de carbono.

9. Cable según la reivindicación 8, en el que el agente a-nucleante polimérico (pNA) es un compuesto vinílico polimerizado, seleccionado del grupo compuesto por cicloalcanos de vinilo, en particular ciclohexano de vinilo (VCH), clclopentano de vinilo, ciclohexano de vinil-2-metilo y norbornano de vinilo, 3-metil-1-buteno, 3-etil 1-hexeno o mezclas de los mismos, preferentemente es un cicloalcano de vinilo polimerizado, más preferentemente es un ciclohexano de vinilo polimerizado (pVCH).

10. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el agente a-nucleante soluble (sNA)

(a) se selecciona del grupo compuesto por derivados de sorbitol, derivados de nonitol, triamidas de benceno, y

sus mezclas,

y/o

**(Ver fórmula)**

(b) está presente en la composición polimérica (PC) en una cantidad de entre el 0,1% en peso y el 0,8% en peso, preferentemente entre el 0,2% en peso y el 0,6% en peso, sobre la base del peso total de la composición polimérica (PC).

11. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el promotor de adherencia (AP) es un homo- o copolímero de polipropileno modificado con anhídrido maleico y/o un homo- o copolímero de polipropileno modificado con ácido acrílico, preferentemente un homopolímero de polipropileno modificado con anhídrido maleico y/o un homopolímero de polipropileno modificado con ácido acrílico y más preferentemente un homopolímero de polipropileno modificado con anhídrido maleico.

12. Proceso para producir un cable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el proceso comprende las etapas de

(a) formar una composición polimérica (PC) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,

(b) aplicar la composición polimérica (PC) de la etapa a) a una temperatura de fusión de entre 180 °C y 280 °C, sobre un conductor para formar una capa aislante, y

(c) producir el cable a una velocidad de procesado de entre 300 m/min y 3.000 m/min.

13. Proceso según la reivindicación 12, en el que el conductor se pre-calienta a una temperatura de entre 50 °C y 150 °C.

14. Uso de un agente a-nucleante polimérico (pNA), opcionalmente junto con un agente a-nucleante soluble (pNA), para aumentar la temperatura de cristalización de una composición polimérica (PC) que forma parte de una capa aislante de un cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el agente a-nucleante 25 polimérico (pNA) se define de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, y el agente a-nucleante soluble (sNA) se

selecciona del grupo compuesto por derivados de sorbitol, derivados de nonitol, triamidas de benceno y mezclas de los mismos.

15. Uso de un cable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, como cable de comunicaciones.