PELÍCULA AISLANTE ELÉCTRICA ORIENTADA BIAXIALMENTE.

Película aislante eléctrica biaxialmente orientada que está hecha de una capa base y al menos una capa de recubrimiento en donde la capa base contiene una mezcla de un polipropileno P1 y un polipropileno diferente P2,

en donde el polipropileno P1 es un polipropileno lineal y tiene un Mp/Mn >5 y una isotaxia de meso-pentadieno de al menos 95% y el polipropileno P2 tiene una ramificación de cadena larga

La invención se refiere a una película de polipropileno con propiedades mejoradas para el uso como una película aislante eléctrica en condensadores.

EP-A-0 776 926 describe una película orientada biaxialmente para el uso en condensadores la cual tiene un encogimiento total de 1 a 4% en la dirección longitudinal y lateral a 120°C. La película consiste en un polipropileno isotáctico alto y tiene una isotacticidad del 98 al 99.5 % y una fracción pentavalente isotáctica de > 99%.

En WO 97/05634, se describe un condensador, cuya dieléctrica consiste en una película de polipropileno con un módulo de elasticidad mayor a 1500 Mpa, una temperatura de flujo arriba de 110 °C y un punto de reblandecimiento vicat mayor a 150°C La película tiene, entre otras cosas, una propiedad de encogimiento mejorada en la dirección longitudinal entre 100°C y 150°C. El comportamiento de encogimiento en la dirección lateral no se describe.

EP 1 398 344 A1 describe un método para la producción de una película de polipropileno orientada biaxialmente. El polipropileno posee una resistencia a la fusión especial en combinación con un MFI seleccionado. Se describe la introducción de películas en el sector de empaquetamiento. No se mencionan otros usos.

JP 2006-63186 describe películas hechas de polipropilenos con una distribución de peso molecular escaso y una isotacticidad alta. De acuerdo con esta enseñanza los polipropilenos altamente isotácticos con un Mp/Mn de <5 son ventajosos con respecto a la estabilidad de temperatura de la película producida fuera de ellas, pero el estiramiento es difícil debido a su cristalinidad aumentada. Para resolver este problema, la materia prima de polipropileno altamente isotáctica se mezcla con un polipropileno HMS. Las ventajas de la materia prima altamente isotáctica escasamente distribuida se retienen, el estiramiento de la mezcla es sustancialmente mejor y las películas tienen una mejor consistencia de grosor. Además, se describe que las películas de esta mezcla tienen un voltaje disruptivo mejorado.

EP 0 909 638 describe una película de polipropileno orientada biaxialmente con una capa base de polipropileno con una distribución de pesos moleculares MP/MN de 2-15.

El voltaje disruptivo eléctrico es un criterio de calidad importante para la película aislante eléctrica. El voltaje disruptivo es el voltaje máximo que puede estar cargado al condensador. Si se alcanza el voltaje disruptivo, entonces suceden los rompimientos en la película, los rompimientos que afectan adversamente la capacitancia y pueden llevar a una falla total del condensador. El voltaje disruptivo eléctrico máximo es una temperatura dada depende del grosor de la película y de la estabilidad de temperatura de la película aislante eléctrica. El voltaje disruptivo el cual puede alcanzarse disminuye con la temperatura que aumenta. Como un resultado, los condensadores se colocan en una temperatura de uso máximo específico que no debe excederse. Así las fallas del condensador pueden venir de los rompimientos si la temperatura de uso se excede. De acuerdo con la técnica antecedente, estas deficiencias sólo pueden compensarse por medio del grosor de la película aumentado con cuyos límites se imponen en la reducción en tamaño de los componentes.

El objetivo de la presente invención consistió en producir una película de polipropileno orientada biaxialmente que contribuye a mejorar las propiedades de uso de los condensadores elaborados fuera de éstos. En particular, la mejora (elevación) del voltaje disruptivo eléctrico acompañado por una estabilidad mejor de los condensadores es un requerimiento constante en el mundo profesional.

Para la producción de condensadores de películas, las películas generalmente se metalizan de manera inicial y subsecuentemente se embobinan. La metalización de la película misma incluye una carga de temperatura cuya película debe soportar, es decir los cambios dimensiónales no deben suceder en la película durante la metalización.

Se encontró que, en particular en los condensadores de realización para los usos de voltaje alto en el interior del condensador las temperaturas extremas podrían elevarse en áreas locales a través de las corrientes que fluyen o los procedimientos de descarga entre las capas de película, llamadas temperaturas de zona activa. Aquí, de acuerdo con las presentes investigaciones, las temperaturas de claramente arriba de 120°C, hasta de 140°C se alcanzan de manera incrementada. De esta manera, la película se sujeta a temperaturas elevadas durante el tratamiento para el rollo metalizado y durante el uso del condensador.

Este objetivo formulado anteriormente se logra de acuerdo con la invención por medio de una capa aislante eléctrica orientada biaxialmente en múltiples capas la cual contiene una mezcla de un polipropileno P1 y un polipropileno diferente P2 en donde el polipropileno P1 es polipropileno lineal y tiene un Mp/Mn º5 y una fracción de meso-pentadieno de al menos 95% y el polipropileno P2 tiene una ramificación de cadena larga.

De acuerdo con la invención, la película contiene una mezcla de al menos dos polímeros diferentes P1 y P2 y si es necesario, aditivos convencionales en pequeñas cantidades como por ejemplo agentes estabilizadores y de neutralización. El primer componente P1 es un polipropileno el cual es adecuado para la elaboración de películas aislantes eléctricas debido a su pureza particular (contenido bajo de cenizas y cloro). Este polipropileno se distingue por una distribución de peso molecular amplio en combinación con una isotacticidad alta, Estructuralmente, este material tiene una estructura de cadena lineal como es normalmente convencional en polipropilenos para películas. El segundo componente es un polímero de propileno P2, el cual es estructuralmente diferente a P1 y tiene una ramificación de cadena larga.

La película generalmente contiene al menos 95 a 100% en peso preferiblemente 98 a <100% en peso en cada caso relativo a la película o mejor la capa, de la mezcla de polímero. La composición de la mezcla puede variar básicamente dentro de una escala amplia. En general, se prefiere para el polímero P1 que conforme el componente principal de la mezcla, es decir para que la porción P1 sea >50 a <100% en peso, P2 correspondientemente <50 a >0% en peso en cada caso relativo de la mezcla. Las mezclas que consisten en 70 a 99 % en peso de P1 y 1 a 30% en peso de P2, preferiblemente 80 a 98 % en peso de P1 y 2 a 20 % en peso de P2 se prefieren. Las mezclas con 90 a 97 % en peso de P1 y 3 a 10 % en peso de P2 son particularmente adecuadas.

Todas la materias primas de polipropileno convencional que se utilizan convencionalmente para la producción de películas aislantes eléctricas pueden utilizarse como materia prima del polímero de propileno P1 de la mezcla mientras cumplen la distribución de peso molecular con un Mp/Mn >5 y una isotaxia de al menos 95%. El polímero de propileno P1 contiene al menos 98 a 100% en peso, en particular 99 a 100% en peso de propileno. El contenido de comonómero correspondiente de al menos 2% en peso o mejor dicho en particular 0 a 1% en peso si está disponible, generalmente consiste en etileno. Las figuras en por ciento en peso se refieren al polímero de propileno. Se prefieren los homopolímeros de propileno.

El homopolímero de propileno P1 tiene, de acuerdo con la invención, un Mp/Mn de >5, preferiblemente >5 a 12, en particular 5.5 a 10 de acuerdo con la invención. Mp/Mn es un valor para la distribución de peso molecular (determinado por medio de GPC) de los polímeros de propileno expresado como una relación del peso promedio Mp con el número promedio Mn. La isotaxia de meso-pentadieno preferiblemente es del 95 a 99.8%, en particularmente 96.5 a 99.5%. De manera sorprendente, la estabilidad de temperatura del voltaje disruptivo de las películas mejora por la mezcla de los polímeros P2 ramificados de cadena larga a un polímero distribuido ampliamente si la isotaxia del meso-pentadieno de los polímeros distribuidos ampliamente P1 tiene un valor mínimo de al menos 95%. Se esperaba originalmente que la distribución amplia del polímero P1 podría afectar adversamente esta estabilidad de temperatura tanto que la adición del polímero ramificado de cadena larga P2 no podría compensar más estos efectos adversos. De manera sorprendente, dicha adición trae la mejora deseada incluso al mezclarla con un polipropileno distribuido ampliamente cuando una isotaxia alta se da al mismo tiempo. Si la isotaxia de meso-pentadieno del... [Seguir leyendo]

1. Película aislante eléctrica biaxialmente orientada que está hecha de una capa base y al menos una capa de recubrimiento en donde la capa base contiene una mezcla de un polipropileno P1 y un polipropileno diferente P2, en donde el polipropileno P1 es un polipropileno lineal y tiene un Mp/Mn >5 y una isotaxia de meso-pentadieno de al menos 95% y el polipropileno P2 tiene una ramificación de cadena larga.

2. La película aislante eléctrica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque el índice de ramificación g' del polipropileno P2 se encuentra en la escala de 0.6 a 0.9.

3. La película aislante eléctrica de conformidad con la reivindicación 1 y/o 2, caracterizada además porque la película contiene 95 a 100% en peso de la mezcla.

4. La película aislante eléctrica de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque la mezcla contiene >50 a <100% en peso de P1 y 0 a <50% en peso de P2.

5. La película aislante eléctrica de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque la mezcla contiene de 70 a 99% en peso de P1 y 1 a 30% en peso de P2.

6. La película aislante eléctrica de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además porque el polipropileno P1 tiene un índice de isotaxia de cadena relacionada con tríadas de >95%, preferiblemente >95 – 99.9%.

7. La película aislante eléctrica de conformidad con la reivindicación 1 a 6, caracterizada además porque la mezcla de P1 y P2 tiene un contenido en cenizas de <50ppm y un contenido de cloro de como máximo 10pmm.

8. La película aislante eléctrica de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque la mezcla de P1 y P2 tiene un contenido en cenizas de 10 a 40ppm y un contenido de cloro de >0 a 5ppm.

9. La película aislante eléctrica de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada además porque la película está metalizada en su superficie en uno o ambos lados.

10. La película aislante eléctrica de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada además porque tiene un grosor de cómo máximo 20m.

11. Uso de la película aislante eléctrica de una o varias de las reivindicaciones 1 a 10 como una película dieléctrica en condensadores.

12. Un condensador que contiene una película aislante eléctrica de una o varias de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Un proceso para producir una película aislante eléctrica como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 según el método de extrusión.