COMPOSICIÓN SEMICONDUCTORA DESPRENDIBLE QUE COMPRENDE UNA POLIOLEFINA CON BAJA TEMPERATURA DE FUSIÓN.

Una composición de polímero semiconductor, que comprende: (A) un copolímero de etileno que comprende unidades polares de co-monómero,

en el que la cantidad de unidades polares de co-monómero en el copolímero de etileno es de 10% o más en peso, en base al peso total del copolímero de etileno, (B) un copolímero de olefina que comprende unidades de monómero de propileno en una cantidad de 50% o más y unidades de monómero de una alfa-olefina que tiene por lo menos 4 átomos de carbono, en el que el copolímero de olefina tiene un punto de fusión de 110 o C o menos, y (C) negro de carbón en una cantidad entre 10 y 50% en peso, en base al peso total de la composición de polímero semiconductor, en la que el copolímero de olefina (B) se prepara utilizando un catalizador de polimerización de metaloceno

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La presente invención se refiere a una composición de polímero semiconductor con características de desprendimiento controlables fácilmente, especialmente para un cable de potencia eléctrica. La presente invención se refiere además a la utilización de dicha composición de polímero semiconductor y a un cable de potencia eléctrica que comprende por lo menos una capa que comprende dicha composición de polímero semiconductor.

Los cables de potencia eléctrica para tensiones comprendidas desde medias hasta elevadas, comprenden normalmente uno o más conductores metálicos rodeados por un material aislante como un material de polímero, tal como un polímero de etileno.

En los cables de potencia, el conductor eléctrico está recubierto habitualmente primero con una capa semiconductora interior, seguida por una capa aislante, a continuación por una capa semiconductora exterior, seguida por capas opcionales tales como capas de barrera de agua y, en el exterior, opcionalmente una capa de revestimiento. Las capas del cable están basadas normalmente en diferentes tipos de polímeros de etileno.

La capa aislante y las capas semiconductoras consisten normalmente en homopolímeros y/o copolímeros de etileno que están preferentemente reticulados. El LDPE ("low density polyethylene" ("polietileno de baja densidad", es decir polietileno preparado mediante polimerización de radicales a alta presión) reticulado añadiendo peróxido, por ejemplo peróxido de dicumilo, en relación con la extrusión del cable, se ha convertido recientemente en el material predominante para aislamiento de cables. La capa semiconductora interior comprende normalmente un copolímero de etileno, tal como un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA "ethylene-vinyl acetate"), copolímero de metilacrilato de etileno (EMA, "ethylene methylacrylate copolymer"), copolímeros de etilacrilato de etileno (EEA, "ethylene ethylacrylate copolymers"), y copolímero de butilacrilato de etileno (EBA, "ethylene butylacrylate copolymer"). La composición de la capa semiconductora exterior difiere en función de si tiene o no que ser desprendible.

Un concepto común para fabricar una capa semiconductora desprendible respecto a una capa de aislamiento habitualmente no polar, es incrementar la polaridad de la capa semiconductora. Por ejemplo, esto se lleva a cabo mediante la adición de caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR, "acrylonitrile-butadiene rubber") muy polar, a la composición semiconductora la cual comprende además, por ejemplo, un copolímero de etileno, tal como un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA, “ethylene-vinyl acetate copolymer”) y negro de carbón suficiente para hacer semiconductora la composición.

Como ejemplo de una composición desprendible, puede mencionarse el documento EP-B1-0.420.271, que da a conocer una composición de apantallamiento para aislamiento para cables eléctricos la cual, en función del peso total de la composición, consiste fundamentalmente en (A) un 40 a un 64% en peso de un copolímero de acetato de etileno-vinilo con un 27 a un 45% de acetato de vinilo, (B) un 5 a un 30% en peso de un copolímero de acrilonitrilobutadieno con un 25 a un 55% de acrilonitrilo, (C) un 25 a un 45% en peso de negro de carbón con un área superficial de 30 a 60 m2/g, y (D) un 0,2 a un 5% en peso de un agente de reticulado de peróxido orgánico. Además, la composición puede incluir un 0,05 a un 3% en peso de aditivos convencionales.

Como otro ejemplo de las composiciones semiconductoras desprendibles de la técnica anterior para cables eléctricos, de la técnica anterior, puede mencionarse el documento US-A-4.286.023, que da a conocer una composición de copolímero para cables eléctricos que comprende (A) un copolímero de etileno seleccionado entre el grupo que consiste en copolímeros de etileno-acrilato de alquilo que contiene aproximadamente de 15 a 45% en peso de acrilato de alquilo, estando seleccionado dicho acrilato de alquilo entre el grupo que consiste en ésteres de alquilo C1-C8 de ácido (met)acrílico, tal como acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etil-hexilo y similares, y copolímeros de etileno-acetato de vinilo que contienen aproximadamente de 15 a 45% en peso de acetato de vinilo, (B) un copolímero de butadieno-acrilonitrilo (caucho de nitrilo) que contiene aproximadamente de 10 a 50% en peso de acrilonitrilo, (C) negro de carbón conductor, y (D) un agente de reticulado de peróxido, en el que la relación de peso es de A:B = 1:9 a 9:1, C:(A + B) = 0,1 a 1,5, y D está presente en una cantidad de 0,2 a 5% en peso de la composición total.

Aunque las composiciones de la técnica anterior para capas semiconductoras en cables eléctricos son satisfactorias para muchas aplicaciones, existe siempre el deseo de mejorar sus características y eliminar o reducir las desventajas que puedan tener.

Además, el documento WO 99/20690 da a conocer una composición semiconductora interior para cables eléctricos la cual, en función del peso total de la composición, comprende

(a) de 30 a 90% en peso de un copolímero de etileno,

(b) negro de carbón para hacer que la composición sea semiconductora,

(c) de 0 a 8% en peso de un agente de reticulado de peróxido,

(d) de 0 a 8% en peso de aditivos convencionales,

en la que el copolímero (a) es un copolímero de (met)acrilato de metilo-etileno. Se ha informado de que la utilización de EMA mejora la termoestabilidad del copolímero polar y la composición que lo contiene. Por lo tanto, la composición puede ser calentada a temperaturas superiores, por ejemplo durante la mezcla y el reticulado en otras composiciones conocidas. Por consiguiente, es posible una productividad mayor durante la mezcla y una mayor velocidad de la línea durante la fabricación del cable.

El objetivo de la presente invención es dar a conocer una nueva composición de poliolefina semiconductora, adecuada para una capa semiconductora de un cable de potencia, la cual es desprendible y permite un ajuste sencillo de sus características de desprendimiento según las necesidades concretas.

Además, es otro objetivo de la presente invención dar a conocer una composición de copolímero semiconductor desprendible, que sea fácilmente procesable, que tenga estabilidad termo-oxidante suficiente, consistencia de la mezcla y que tenga propiedades de manipulación mejoradas.

Los objetivos anteriores se consiguen mediante la presente invención, proporcionando una composición de polímero semiconductor que comprende:

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades polares de co-monómero, en el que la cantidad de unidades polares de co-monómero en el copolímero de etileno es de 10% o más en peso, en base al peso total del copolímero de etileno,

(B) un copolímero de olefina que comprende unidades de monómero de propileno y unidades de monómero de una alfa-olefina que comprende por lo menos 4 átomos de carbono, en el que el copolímero de olefina tiene un punto de fusión de 110 oC ó menos, y

(C) negro de carbón en una cantidad de entre 10 y 50% en peso, en base al peso total de la composición de polímero semiconductor,

en la que el copolímero de olefina (B) se prepara utilizando un catalizador de polimerización de metaloceno.

Además, la presente invención da a conocer un cable de potencia que comprende un conductor, una capa aislante y por lo menos una capa semiconductora en donde por lo menos una capa semiconductora comprende la composición de polímero semiconductor que se ha mencionado anteriormente.

En la técnica, es del conocimiento general que para dicha capa semiconductora desprendible, adyacente a una capa aislante que está habitualmente fabricada de una composición bastante no polar, por ejemplo de una composición de polietileno, debe utilizarse una composición de polímero comparativamente polar, con el objeto de facilitar el desprendimiento.

Actualmente se ha descubierto que, sorprendentemente y contrariamente a lo esperado en el estado de la técnica, un copolímero de olefina, tal como el definido en la presente invención, es muy adecuado en una capa semiconductora de un cable de potencia para permitir un desprendimiento fácil de la capa semiconductora respecto a una capa aislante adyacente. Además, la capacidad de la composición semiconductora de la invención para ser desprendida puede ser ajustada fácilmente según, por ejemplo, diferentes... [Seguir leyendo]

1. Una composición de polímero semiconductor, que comprende:

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades polares de co-monómero, en el que la cantidad de unidades polares de co-monómero en el copolímero de etileno es de 10% o más en peso, en base al peso total del copolímero de etileno,

(B) un copolímero de olefina que comprende unidades de monómero de propileno en una cantidad de 50% o más y unidades de monómero de una alfa-olefina que tiene por lo menos 4 átomos de carbono, en el que el copolímero de olefina tiene un punto de fusión de 110 oC o menos, y

(C) negro de carbón en una cantidad entre 10 y 50% en peso, en base al peso total de la composición de polímero semiconductor,

en la que el copolímero de olefina (B) se prepara utilizando un catalizador de polimerización de metaloceno.

2. Composición de polímero semiconductor, según la reivindicación 1, en la que el copolímero de olefina (B) tiene un contenido de dicha alfa-olefina con, por lo menos, 4 átomos de carbono, de 40% en peso o menos, en base al peso total de copolímero de olefina.

3. Composición de polímero semiconductor, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el copolímero de olefina (B) tiene un contenido de dicha alfa-olefina con, por lo menos, 4 átomos de carbono, de 5% en peso o más.

4. Composición de polímero semiconductor, según las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el copolímero de olefina (B) tiene un punto de fusión de 95 oC o menor.

5. Composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el copolímero de olefina (B) comprende además unidades de monómero de etileno.

6. Composición de polímero semiconductor, según la reivindicación 5, en la que el copolímero de olefina (B) tiene un contenido de etileno de no más de 10% en peso, del peso total de copolímero de olefina (B).

7. Composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el copolímero de olefina (B) está presente en una cantidad comprendida entre 3 y 40% en peso, del peso total de la composición de copolímero.

8. Composición de polímero semiconductor, según la reivindicación 7, en la que el copolímero de olefina (B) está presente en una cantidad de no más de 12% en peso, del peso total de la composición de copolímero.

9. Composición de copolímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los co-monómeros polares contenidos en el copolímero de etileno (A) están seleccionados entre el grupo que consiste en ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilatos, metacrilatos, acetatos y ésteres de vinilo.

10. Composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el copolímero de etileno (A) está presente en la composición en una cantidad comprendida entre 30 y 65% en peso, del peso total de la composición semiconductora.

11. Composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la relación de peso del copolímero de olefina (B) con respecto a la suma del peso del copolímero polar (A) y el copolímero de olefina (B), no es mayor de 20.

12. Composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una carga inorgánica, básica.

13. Un cable de potencia que comprende un conductor, una capa de aislamiento y, por lo menos, una capa semiconductora, en el que dicha, por lo menos, una capa semiconductora comprende una composición de polímero semiconductor, según se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Cable de potencia, según la reivindicación 13, en el que la capa de aislamiento comprende un polímero de etileno.

15. Utilización de una composición de polímero semiconductor, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la preparación de una capa semiconductora de un cable de potencia.