Composición de aislamiento para medio y alto voltaje estabilizada.

Una composición que comprende

a) un polietileno,

b) un antioxidante fenólico que contiene azufre,

c) un agente antiestático migratorio, en donde el agente antiestático migratorio se selecciona del grupo que consiste en alquilaminas etoxiladas, dialquilaminas etoxiladas, ésteres poliglicerólicos, ésteres de glicerol con ácidos carboxílicos C8-C18, éster glicidílicos, sulfonatos de alquilo, ésteres pentaeritritólicos, ésteres de sorbitán y dietanolamidas de ácidos grasos o mezclas de los mismos, y

d) un peróxido orgánico.

Composición de aislamiento para medio y alto voltaje estabilizada La presente invención se refiere a composiciones que comprenden un polietileno, un antioxidante fenólico que contiene azufre, un agente antiestático migratorio y un peróxido orgánico. Las composiciones son útiles para la preparación de un polietileno reticulado como aislamiento para cable de cables de medio y alto voltaje con resistencia a la arborescencia higroscópica mejorada.

Se sabe que los cables aislados de medio y alto voltaje experimentan una duración reducida cuando se instalan en un entorno en el que el aislamiento está expuesto a agua, por ejemplo bajo tierra o zonas de mucha humedad. La duración reducida se ha atribuido a la formación de arborescencias higroscópicas que se producen cuando un material polimérico orgánico se somete a un campo eléctrico durante un período de tiempo prolongado en presencia de agua en forma líquida o de vapor. Se cree que la formación de arborescencias higroscópicas está provocada por una interacción compleja del campo eléctrico de corriente alterna, la humedad, el tiempo y la presencia de iones. El resultado neto es una reducción en la resistencia dieléctrica del aislamiento.

U.S. 6.869.995 B2 divulga un cable para energía eléctrica aislado con una composición de polietileno que tiene una resistencia mejorada a arborescencias higroscópicas. La composición comprende (i) un polietileno, (ii) 4, 4'-tiobis (2metil-6-terc-butilfenol) , 4, 4'-tiobis (2-terc-butil-5-metilfenol) y 2, 2'-tiobis (6-terc-butil-4-metilfenol) o una mezcla de dichos compuestos; y (iii) un polietilenglicol que tiene un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 1000 a aproximadamente 100.000.

US-A-2002/0198344 divulga una composición de polietileno para el uso como un aislamiento para hilo y cable que tiene resistencia al quemado mejorada que comprende (a) un polietileno, (b) un inhibidor del quemado que tiene un punto de fusión por debajo de 50°C a presión atmosf érica y (c) un peróxido orgánico.

Las composiciones conocidas para la preparación de un polietileno reticulado como aislamiento para cable de cables de medio y alto voltaje con resistencia a arborescencias higroscópicas no satisfacen todavía completamente en todos los aspectos los altos requisitos que se requiere que cumpla un material de aislamiento. Especialmente, la coutilización de polietilenglicol da un problema de exudación del material de aislamiento.

Se ha encontrado ahora que la sustitución del polietilenglicol por un agente antiestático migratorio mejora la estabilidad del aislamiento para cable de cables de medio y alto voltaje contra arborescencias higroscópicas.

La presente invención proporciona por lo tanto una composición que comprende a) un polietileno, b) un antioxidante fenólico que contiene azufre, c) a agente antiestático migratorio de acuerdo con la reivindicación 1, y d) un peróxido orgánico.

Preferiblemente, el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula I, II o III

en la que R1 es alquilo C1-C20; o con alquilo C1-C20 sustituido con alquenilo C2-C20, alquinilo C3-C20, cicloalquilo C5-C9, fenilo o tolilo; R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C1-C20; con alquilo C1-C20 sustituido con fenilo, hidroxilo, ciano, formilo, acetilo o -O-CO-R15; alquenilo C2-C20, alquinilo C3-C20, cicloalquilo C5-C9; o con cicloalquilo C5-C9 sustituido con hidroxilo, fenilo, 4-clorofenilo, 2-metoxicarbonilfenilo, p-tolilo, 1, 3-benztiazol-2-ilo, - (CHR16) nCOOR17 o - (CHR16) nCONR18R19;

R4 es hidrógeno o metilo, R5 es hidrógeno, alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R6 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R7 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R8 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R9 es hidrógeno, alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R10 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R11 es alquilo C1-C4, R12 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R13 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R14 es alquilo C1-C4, R15 es alquilo C1-C20, R16 es hidrógeno o alquilo C1-C6, R17 es alquilo C1-C20; con alquilo C3-C20 interrumpido por oxígeno o azufre; cicloalquilo C5-C9, fenilo, bencilo o tolilo, R18 y R19 son independientemente entre sí hidrógeno o alquilo C1-C6, y n es 1 o 2. Un alquilo que tiene hasta 20 átomos de carbono es un radical ramificado o no ramificado, por ejemplo metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, terc-butilo, 2-etilbutilo, n-pentilo, isopentilo, 1-metilpentilo, 1, 3dimetilbutilo, n-hexilo, 1-metilhexilo, n-heptilo, isoheptilo, 1, 1, 3, 3-tetrametilbutilo, 1-metilheptilo, 3-metilheptilo, noctilo, 2-etilhexilo, 1, 1, 3-trimetilhexilo, 1, 1, 3, 3-tetrametilpentilo, nonilo, decilo, undecilo, 1-metilundecilo, dodecilo, 1, 1, 3, 3, 5, 5-hexametilhexilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo u octadecilo.

Radicales alquenilo C2-C20 son, por ejemplo, vinilo, alilo (prop-2-enilo) , but-3-enilo, pent-4-enilo, hex-5-enilo, oct-7

enilo, dec-9-enilo o dodec-11-enilo. Radicales alquinilo C3-C20 son, por ejemplo, propargilo, but-3-inilo, hex-5-inilo, oct-7-inilo, dec-9-inilo, dodec-11-inilo, tetradec-13-inilo, hexadec-15-inilo, octadec-17-inilo o eicos-19-inilo.

Radicales cicloalquilo C5-C9 son, por ejemplo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, ciclooctilo, ciclononilo y en particular ciclohexilo. Radicales alquilo C1-C20 sustituidos con fenilo son, por ejemplo, bencilo, fenetilo, a-metilbencilo, a, a-dimetilbencilo, fenilbutilo, fenil-a, a-dimetilpropilo, fenilhexilo, fenil-a, a-dimetilbutilo, feniloctilo o fenil-a, a-dimetilhexilo.

Radicales alquilo C1-C20 sustituidos con uno o dos grupos hidroxilo son, por ejemplo, 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, 2-hidroxibutilo, 2-hidroxihexilo, 2-hidroxioctilo, 2-hidroxidecilo, 2-hidroxidodecilo, 2-hidroxitetradecilo, 2

hidroxihexadecilo, 2-hidroxioctadecilo, 2-hidroxieicosilo o 2, 3-dihidroxipropilo. Radicales alquilo C1-C20 sustituidos con fenilo e hidroxi son, por ejemplo, 1-fenil-2-hidroxietilo. Radicales alquilo C1-C20 sustituidos con ciano son, por ejemplo, 2-cianoetilo. Alquilo C3-C20 interrumpido por uno a cinco oxígenos o azufres son, por ejemplo, 3-oxapropilo, 3-tiapropilo, 3

oxabutilo, 3-tiabutilo, 3-oxapentilo, 3-tiapentilo, 3, 6-dioxaheptilo, 3, 6, 9-trioxadecilo o 3, 6, 9, 12, 15, 18

hexaoxanonadecilo. Composiciones interesantes comprenden como antioxidante fenólico que contiene azufre un compuesto de la fórmula I, en la que R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C6-C18.

Composiciones preferidas comprenden como antioxidante fenólico que contiene azufre un compuesto de la fórmula II o III, en la que al menos uno de los radicales R5, R6, R8, R9, R12 o R13 es terc-butilo. También se da preferencia a composiciones que comprenden como antioxidante fenólico que contiene azufre un compuesto de la fórmula I, en la que R1 es metilo, R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C8-C12, R4 es hidrógeno; un compuesto de la fórmula II, en la que R5 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R6 es alquilo C1-C4, R7 es hidrógeno o metilo, R8 es alquilo C1-C4, R9 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R10 es hidrógeno o metilo, y un compuesto de la fórmula III, en la que R11 es metilo, R12 es C1-C4-alquilo, R13 es alquilo C1-C4, y R14 es metilo. Se da particular preferencia a composiciones que comprenden como antioxidante fenólico que contiene azufre los compuestos de las fórmulas A, B, C, D y E.

Los compuestos de la fórmula A, B, C, D y E están disponibles comercialmente como, por ejemplo, Irgastab Cable KV10 (RTM) , Irganox 1726 (RTM) , Irganox 415 (RTM) , Ethanox 736 (RTM) [disponibles de Albemarle] e Irganox 1081 (RTM) de Ciba Specialty Chemicals Inc.

Los compuestos de la fórmula I, II y III se divulgan, por ejemplo, en U.S. 6.869.995 B2 o US-A-2002/0198344 y pueden prepararse mediante métodos conocidos en la técnica según se divulga, por ejemplo, en las referencias mencionadas anteriormente.

Las composiciones de la invención comprende como agente antiestático migratorio un compuesto que se selecciona del grupo que consiste en alquilaminas etoxiladas, dialquilaminas etoxiladas, ésteres de glicerol con ácidos carboxílicos C8-C18, ésteres poliglicerólicos, éster glicidílico, sulfonatos de alquilo, ésteres pentaeritritólicos, ésteres de sorbitán y dietanolamidas de ácidos grasos o mezclas de los mismos.

Composiciones preferidas comprenden como agente antiestático migratorio un compuesto que se selecciona del grupo que consiste en alquil (C8-C18) -aminas etoxiladas, dialquil (C8-C18) -aminas etoxiladas,... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende a) un polietileno, b) un antioxidante fenólico que contiene azufre, c) un agente antiestático migratorio, en donde el agente antiestático migratorio se selecciona del grupo que consiste en alquilaminas etoxiladas, dialquilaminas etoxiladas, ésteres poliglicerólicos, ésteres de glicerol con ácidos carboxílicos C8-C18, éster glicidílicos, sulfonatos de alquilo, ésteres pentaeritritólicos, ésteres de sorbitán y dietanolamidas de ácidos grasos o mezclas de los mismos, y d) un peróxido orgánico.

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula I, II o III

en la que R1 es alquilo C1-C20; o con alquilo C1-C20 sustituido con alquenilo C2-C20, alquinilo C3-C20, cicloalquilo C5-C9, fenilo o tolilo; R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C1-C20; con alquilo C1-C20 sustituido con fenilo, hidroxilo, ciano, formilo, acetilo o -O-CO-R15; alquenilo C2-C20, alquinilo C3-C20, cicloalquilo C5-C9; o con cicloalquilo C5-C9 sustituido con hidroxilo, fenilo, 4-clorofenilo, 2-metoxicarbonilfenilo, p-tolilo, 1, 3-benztiazol-2-ilo, - (CHR16) nCOOR17 o - (CHR16) nCONR18R19; R4 es hidrógeno o metilo, R5 es hidrógeno, alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R6 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R7 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R8 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R9 es hidrógeno, alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R10 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R11 es alquilo C1-C4, R12 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R13 es alquilo C1-C12 o ciclohexilo, R14 es alquilo C1-C4, R15 es alquilo C1-C20, R16 es hidrógeno o alquilo C1-C6, R17 es alquilo C1-C20; con alquilo C3-C20 interrumpido por oxígeno o azufre; cicloalquilo C5-C9, fenilo, bencilo o tolilo, R18 y R19 son independientemente entre sí hidrógeno o alquilo C1-C6, y n es 1 o 2.

3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula I, en la que R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C6-C18.

4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula II o III, en la que al menos uno de los radicales R5, R6, R8, R9, R12 o R13 es terc-butilo.

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula I, en la que R1 es metilo,

R2 y R3 independientemente entre sí son alquilo C8-G12, y R4 es hidrógeno.

6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula II, en la que R5 es hidrógeno o alquilo C1-C4, R6 es alquilo C1-C4, R7 es hidrógeno o metilo, R8 es alquilo C1-C4,

R9 es hidrógeno o C1-C4-alquilo, y R10 es hidrógeno o metilo.

7. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el antioxidante fenólico que contiene azufre es un compuesto de la fórmula III, en la que R11 es metilo, R12 es alquilo C1-C4,

R13 es alquilo C1-C4, y R14 es metilo.

8. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente antiestático migratorio se selecciona del grupo que consiste en alquil (C8-C18) -aminas etoxiladas, dialquil (C8-C18) -aminas etoxiladas, ésteres de poliglicerol con ácidos carboxílicos C8-C18, ésteres de glicerol con ácidos carboxílicos C8-C18, sulfonatos de alquilo C8-C18, ésteres de pentaeritritol con ácidos carboxílicos C8-C18, ésteres de sorbitán con ácidos carboxílicos C8-C18 y

dietanolamidas de ácidos carboxílicos C8-C18 o mezclas de los mismos.

9. Una composición de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el agente antiestático migratorio se selecciona del grupo que consiste en alquil (C8-C18) -aminas etoxiladas, dialquil (C8-C18) -aminas etoxiladas, estearato de poliglicerol, monoestearato de glicerol, sulfonatos de alquilo C8-C18, monoestearato de pentaeritritol, diestearato de pentaeritritol, monopalmitato de sorbitán, monoestearato de sorbitán, monooleato de sorbitán y dietanolamida láurica o mezclas de los mismos.

10. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también, además de los componentes (a) , (b) , (c) y (d) , aditivos adicionales.

11. Una composición de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende como aditivos adicionales antioxidantes fenólicos, estabilizantes frente a la luz y/o estabilizantes del procesamiento.

12. Un procedimiento para la preparación de una composición de polietileno reticulado que comprende calentar la 10 composición de acuerdo con la reivindicación 1.

13. Un aislamiento para cable de cables de medio y alto voltaje que comprende un polietileno reticulado preparado de acuerdo con la reivindicación 12.