BR112013011084B1

BR112013011084B1 - cabo elétrico de corrente alternada (ac) e seu processo para produção

Info

Publication number: BR112013011084B1
Application number: BR112013011084-8A
Authority: BR
Inventors: Ulf Nilsson; Annika Smedberg; Alfred Campus
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2020-12-22
Also published as: US9595374B2; JP6100166B2; BR112013011084A2; NO2636044T3; KR101871012B1; EP2636044B1; US10586634B2; CN103189929A; ES2750266T3; EP3591670A1; US20130284486A1; ES2655395T3; WO2012059483A1; US20170186515A1; EA201390574A1; EA025313B8; CN107742548B; MX2013004656A; EP2450910A1; EP2450910B1

Abstract

COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA E UM CABO ELÉTRICO COMPREENDENDO A COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA. A presente invenção refere-se ao uso de uma composição polimérica para produção de uma camada de isolamento de um cabo elétrico de corrente alternada (AC) e a um cabo AC cercado por pelo menos uma camada de isolamento compreendendo a referida composição polimérica.

Description

Campo da invenção

[001] A invenção refere-se a uma composição polimérica ade-quada para uma camada de um cabo elétrico, ao uso da composição polimérica em uma camada de um cabo elétrico, a um cabo elétrico compreendendo a composição polimérica e a um processo para produzir o cabo.

Fundamentos da Técnica

[002] Poliolefinas produzidas em um processo de alta pressão (HP) são amplamente usadas em aplicações poliméricas exigentes em que os polímeros devem atender a altos requisitos mecânicos e/ou elétricos. Por exemplo, em aplicações de cabos elétricos, particularmenteaplicações de cabo em média tensão (MV) e especialmente em alta tensão (HV) e extra alta tensão (EHV) as propriedades elétricas da composição polimérica têm importância significativa. Além disso, os requisitos para as propriedades elétricas podem diferir para diferentes aplicações de cabo, como aplicações de cabo de corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC).

[003] Um cabo elétrico típico compreende um condutor cercado por, pelo menos, uma camada interna semicondutora, uma camada de isolamento e uma camada externa semicondutora, nessa ordem.

Carga espacial

[004] Existe uma diferença fundamental entre AC e DC em rela-ção à distribuição de campo elétrico no cabo. O campo elétrico em um cabo AC é facilmente calculado, pois depende de apenas uma propriedade do material, a saber, a permissividade relativa (constante dielétrica) com dependência de temperatura conhecida. O campo elétrico não influenciará a constante dielétrica. Por outro lado, o campo elétrico em um cabo DC é muito mais complexo e depende da condução, retenção (trapping) e acumulação (build-up) de cargas elétricas, chamadas cargas espaciais, dentro do isolamento. Cargas espaciais dentro do isolamento distorcerão o campo elétrico e podem ocasionar pontos de tensão elétrico muito alto, possivelmente tão alto que ocasionará uma falha do dielétrico.

[005] Normalmente cargas espaciais estão localizadas na vizi-nhança dos eletrodos; cargas da mesma polaridade do eletrodo vizinhosão chamadas homocargas, cargas de polaridade oposta são chamadas heterocargas. As heterocargas aumentarão o campo elétrico neste eletrodo, as homocargas, em vez disso, reduzirão o campo elétrico.

Tan δ (perdas dielétricas)

[006] O tan δ e assim as perdas dielétricas (que são linearmente proporcionais a tan δ) serão tão baixas quanto possível por razões tanto técnicas como econômicas: • Baixas perdas significam que um baixo montante de energia elétrica transmitida é perdido como energia térmica dentro do isolamento do cabo. Estas perdas significarão perdas econômicas para o operador da linha de energia. • Baixas perdas reduzirão o risco de uma fuga térmica (thermal runaway), i.e., uma situação instável em que a temperatura do isolamento aumentará devido a tan δ. Quando a temperatura é aumentada, normalmente o tan δ também aumentará. Isto aumentará mais as perdas dielétricas, e assim a temperatura. O resultado será falha dielétrica do cabo que precisa ser substituído.

Lubrificantes de compressor

[007] O processo HP é tipicamente operado em pressões altas de até 4000 bar. Em sistemas conhecidos de reator HP o(s) monômero(s) de partida precisa(m) ser comprimido(s) (pressurizado(s)) antes de ser introduzido(s) no reator de polimerização de alta pressão. Lubrificantes de compressor são convencionalmente usados no(s) hipercompressor(es) para lubrificação de cilindros, a fim de permitir a etapa mecanicamente exigente de compressão dos monômero(s) de partida. É bem conhecido que pequenos montantes de lubrificante que normalmente vazam pelos selos no reator se misturam com o(s) monômero(s). Como consequência, a mistura de reação compreende traços (de até centenas de ppm) do lubrificante de compressor durante a etapa de polimerização dos monômero(s). Estes traços de lubrificantes de compressor podem ter um efeito sobre as propriedades elétricas do polímero final.

[008] Como exemplos de lubrificantes de compressor comerciais podem ser mencionados,por exemplo, polialquileno glicol (PAG): R [Cx RyHz-O]n H, em que R pode ser H ou hidrocarbila de cadeia reta ou ramificada e x, y, x, n são inteiros independentes que podem variar de maneira conhecida, e lubrificantes baseados em óleo mineral (subproduto da destilação de petróleo). Lubrificantes de compressor que são baseados em óleo mineral que atende aos requisitos estabelecidos para o óleo mineral branco na European Directive (Diretiva Européia) 2002/72/EC, Anexo V, para plásticos usados em contato com alimentos, são usados e.g. para polimerizar polímeros especialmente para a indústria de alimentos e fármacos. Tais lubrificantes baseados em óleo mineral contêm, usualmente, aditivo(s) de lubricidade e podem também conter outros tipos de aditivo(s), como antioxidantes.

[009] WO2009012041 da Dow divulga que em processo de poli-merização de alta pressão, em que compressores são usadas para pressurizar os reagentes, i.e. um ou mais monômero(s), o lubrificante do compressor pode ter um efeito sobre as propriedades do polímero polimerizado. O documento descreve o uso de um poliol poliéter que compreende uma ou nenhuma funcionalidade hidroxila, como um lubrificante de compressor, para evitar reticulação prematura, particularmente de poliolefinas HP modificadas por silano. WO2009012092 da Dow divulga uma composição que compreende (i) uma poliolefina HP livre de funcionalidade silano e (ii) um poliéter poliol hidrofóbico do tipo PAG em que pelo menos 50% de suas moléculas compreende não mais que uma funcionalidade hidroxila. O componente (ii) parece se originar de um lubrificante de compressor. A composição é, entre outras (i.a.), para aplicações W&C e é apresentada como redutora de perdas dielétricas em cabos elétricos MV e HV,ver página 2, parágrafo 0006. Em ambas as aplicações, é dito que grupos hidrofílicos (por exemplo, grupos hidroxila) presentes no lubrificante de compressor podem resultar em absorção (uptake) aumentada de água pelo polímero, o que por sua vez pode aumentar perdas elétricas ou, respectivamente,pré-vulcanização (scorch) prematura, quando o polímero é usado como um material de camada do cabo. Os problemas são resolvidos por um lubrificante específico tipo PAG com montante reduzido de funcionalidades hidroxila.

[0010] Existe uma necessidade contínua, no campo de polímeros, de achar polímeros que sejam adequados para aplicações poliméricas exigentes como aplicações em fios e cabos com altas exigências e regulações severas.

Objetivos da invenção

[0011] Um dos objetivos da presente invenção é prover uma com-posição polimérica para uso em uma camada isolante de um cabo elétrico alternada (AC) com propriedades melhoradas, bem como um cabo elétrico alternada (AC) com propriedades melhoradas.

[0012] A invenção e objetivos adicionais da mesma são descritos e definidos em detalhe abaixo.

Descrição da invenção

[0013] A invenção refere-se ao uso de uma composição polimérica compreendendo uma poliolefina e um agente de reticulação em que a composição polimérica tem uma perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 12,0 x 10-4 ou menos, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δem cabos de 10 kV" como descrito na parte descritiva sob Métodos de determinação, para produzir uma camada de isolamento de um cabo elétrico MV, HV ou EHV AC, preferivelmente de um cabo elétrico HV ou EHV AC, compreendendo uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo uma composição polimérica, uma camada externa semicondutora compreendendo uma segunda composição semicondutora e opcionalmente uma camada de cobertura (jacketing layer) compreendendo uma composição de cobertura, nessa ordem.

[0014] Além disso, a invenção refere-se a um cabo elétrico de cor-rente alternada (AC), compreendendo um condutor cercado por pelo menos uma camada interna semicondutora compreendendo uma primeiracomposição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo uma composição polimérica, uma camada externa semicondutora compreendendo uma segunda composição semicondutora e opcionalmente uma camada de cobertura compreendendo uma composição de cobertura, nessa ordem, em que a composição polimérica da camada de isolamento compreende uma poliolefina e um agente de reticulação, e em que a composição polimérica da camada de isolamento tem uma perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 12,0 x 10-4 ou menos, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δem cabos de 10 kV"como descrito na parte descritiva em "Métodos de determinação".

[0015] O cabo da invenção é também aqui designado abreviada-mente como "cabo". A composição polimérica da camada de isolamento do cabo é também aqui designada abreviadamente como "Composição polimérica"ou "composição polimérica". O termo "tan δ" ou "tan delta", como aqui usado, significa tangente delta que é uma medida bem conhecida de perda dielétrica. Como mencionado, o método para determinar tan delta está descrito abaixo em "Métodos de determinação".

[0016] O termo "condutor" significa aqui acima e abaixo que o condutor consta de um ou mais fios. Além disso, o cabo pode conter um ou mais de tais condutores. Preferivelmente, o condutor é um condutorelétrico e compreende um ou mais fios metálicos.

[0017] A composição polimérica da camada de isolamento reduziu surpreendentemente perdas dielétricas expressas como tan delta em alta temperatura e alta tensão. Perdas dielétricas são devidas tanto a oscilação de dipolos (como carbonilas) como a condução de portadores de carga livre (elétrons, íons). A importância relativa destes mecanismos depende de parâmetros como temperatura, campo elétrico e frequência durante a medição. Em temperatura ambiente e 50 Hz, a contribuição principal cabe claramente aos dipolos. Entretanto, em temperaturas acima do ponto de fusão, especialmente com alto campo elétrico, a contribuição dos portadores de carga livre aumentou significativamente.

[0018] A composição polimérica com perdas dielétricas inespera-damente baixas em alta tensão e altas temperaturas tem, assim, condutividade vantajosamente baixa e é um material de camada altamente adequado para camadas de isolamento de cabos elétricos, preferivelmente de cabos elétricos de corrente alternada (AC). Além disso, as perdas dielétricas inesperadamente baixas são mantidas mesmo quando a composição polimérica é cercada pelas camadas semicondutoras.

[0019] O cabo compreende preferivelmente camada de cobertura.Quando as camadas semicondutoras e a camada de isolamento são combinadas com a camada de cobertura opcional, e preferível, então é obtido um cabo elétrico AC superior, que é particularmente adequado para uso como um cabo elétrico AC de média tensão (MV), alta tensão (HV) ou extra alta tensão (EHV), mais preferivelmente como um cabo elétrico AC operando em quaisquer tensões, preferivelmente superiores a 36 kV, com máxima preferência como um cabo elétrico AC HV ou EHV.

[0020] A poliolefina da composição polimérica é preferivelmente produzida com um processo de alta pressão (HP). Como bem conhecido, o sistema de reator de alta pressão tipicamente inclui uma zona de compressão para a) comprimir um ou mais monômero(s) de partida em um ou mais compressor(es) também conhecido(s) como hipercompressor(es), uma zona de polimerização para b) polimerizar o(s) monômero(s) em um ou mais reator(es) de polimerização e uma zona de recuperação para c) separar produtos não reagidos em um ou mais separadores e para recuperar o polímero separado. Além disso, a zona de recuperação do sistema de reator HP tipicamente compreende uma seção de misturação e peletização, como uma extrusora de peletização, após o(s) separador(es), para recuperar o polímero separado em forma de péletes. O processo é descrito com mais detalhes abaixo.

[0021] Surpreendentemente, quando um óleo mineral é usado emcompressores para lubrificação de cilindro em um sistema de reator HP para comprimir os monômero(s) de partida, a poliolefina resultante tem perdas dielétricas em alta tensão e altas temperaturas surpreendentemente baixas que contribuem para as excelentes propriedades elétricas da composição polimérica em uma camada de isolamento do cabo, como mencionado acima ou abaixo.

[0022] Lubrificante de compressor significa aqui um lubrificante usado em compressor(es), i.e. em hipercompressor(es), para lubrificação de cilindro.

[0023] Mais preferivelmente a composição polimérica da camada de isolamento compreende uma poliolefina e um agente de reticulação, e a poliolefina pode ser obtida por um processo de alta pressão (HP) compreendendo (a) comprimir um ou mais monômero(s) sob pressão em um compressor, usando um lubrificante de compressor para lubrificação, (b) polimerizar um monômero, opcionalmente juntamente com um ou mais comonômero(s) em uma zona de polimerização, (c) separar a poliolefina obtida dos produtos não reagidos e recuperar a poliolefina separada em uma zona de recuperação,

[0024] em que na etapa a) o lubrificante de compressor compre-ende um óleo mineral.

[0025] A composição polimérica resultante tem as vantajosas per-das dielétricas reduzidas em altas temperaturas e alta tensão acima mencionadas.

[0026] As expressões "obtenível pelo processo" ou "produzido pelo processo"são aqui usadas intercambiavelmente e significam a categoria"produto do processo", i.e. que o produto tem uma característica técnica que é devida ao processo de preparação.

[0027] Deste modo é mais preferível que a camada de isolamento do cabo contenha uma composição polimérica com perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 12,0 x 10-4 ou menos, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV" como descrito abaixo em "Métodos de determinação"; e

[0028] em que a poliolefina da composição polimérica seja obtení-vel por um processo de alta pressão compreendendo (a) comprimir um ou mais monômero(s) sob pressão em um compressor, usando um lubrificante de compressor para lubrificação, (b) polimerizar um monômero, opcionalmente junto com um ou mais comonômero(s), em uma zona de polimerização, (c) separar a poliolefina obtida dos produtos não reagidos e recuperar a poliolefina separada em uma zona de recuperação,

[0029] em que na etapa a) o lubrificante de compressor compre-ende um óleo mineral.

[0030] Ainda mais preferivelmente, a composição polimérica da camada de isolamento tem a perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 12,0 x 10-4 ou menos, preferivelmente de 11,0 x 10-4 ou menos, preferivelmente de 0,01 10,0 x 10—4, mais preferivelmente de 0,1 9,0 x 10—4, mais preferivelmente de 0,3 8,0 x 10—4, mais preferivelmente de 0,5 7,0 x 10-4, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV", como des— crito abaixo em "Métodos de determinação".

[0031] Em uma modalidade de maior preferência do cabo, pelo menos a composição polimérica da camada de isolamento é reticulá— vel e é reticulada na presença do agente de reticulação, antes da apli— cação de uso final do cabo.

[0032] "Reticulável" significa que a composição polimérica pode ser reticulada usando agente(s) de reticulação(s), antes do uso na aplicação final da mesma. Composição polimérica reticulável compre— ende a poliolefina e o agente de reticulação. É preferível que a poliole— fina da composição polimérica seja reticulada. A reticulação da com— posição polimérica é efetuada pelo menos com o agente de reticulação da composição polimérica da invenção. Além disso, a composição po— limérica reticulada ou, respectivamente, a poliolefina reticulada, é, com máxima preferência, reticulada via reação de radical com um agente gerador de radical livre. A composição polimérica reticulada tem uma rede típica, entre outras, ligações cruzadas (pontes) interpoliméricas, como bem conhecido no campo. Como é evidente para uma pessoa especializada, o polímero reticulado pode ser e é aqui definido com características que estão presentes na composição polimérica ou na poliolefina antes ou depois da reticulação, como mencionado ou evidente no contexto. Por exemplo, a presença do agente de reticulação na composição polimérica ou o tipo e propriedade composicional, como índice de fluidez (MFR), densidade e/ou grau de insaturação, do componente poliolefina são definidos, salvo indicação em contrário, antes da reticulação, e as características após a reticulação são, por exemplo, propriedade elétrica ou grau de reticulação medidos na composição polimérica reticulada.

[0033] O agente de reticulação preferido da composição polimérica é (são) (um) agente(s) gerador(es) de radical livre , mais preferivelmenteperóxido(s).

[0034] Deste modo, a presente composição polimérica reticulada preferível é obtenível por reticulação com peróxido como definido acima ou abaixo. As expressões "obtenível por reticulação", "reticulada com" e "composição polimérica reticulada"são aqui usadas e significam que a etapa de reticulação provê uma característica técnica adicional para a composição polimérica como será explicado abaixo.

[0035] É evidente para uma pessoa especializada que o cabo po-de opcionalmente conter uma ou mais outras camadas compreendendo uma ou mais blindagem(ns) (screen(s)), (uma) camada(s) de cobertura ou outras camadas protetoras, que são convencionalmente usadas no campo de fios e cabos (W&C).

[0036] Os subgrupos, propriedades e modalidades preferíveis da composição polimérica, primeira composição semicondutora, segunda composição semicondutora e composição de cobertura antes ou depois de qualquer reticulação opcional aplicam-se igualmente e independentementeàs composições e camadas como tais, bem como ao cabo reticulável e ao cabo reticulado como definido acima ou abaixo.

[0037] Preferivelmente, a composição polimérica compreende o agente de reticulação, preferivelmente peróxido, em um montante de menos que 10% em peso, menos que 6% em peso, mais preferivelmente de menos que 5% em peso, menos que 3,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 0,1% em peso a 3% em peso, e com máxima preferência de 0,2% em peso a 2,6% em peso, com base no peso total da composição polimérica.

[0038] Peróxido é o agente de reticulação preferido. Exemplos não limitativos são peróxidos orgânicos, como di-t-amilperóxido, 2,5-di(tbutilperóxi)-2,5-dimetil-3-hexino, 2,5-di(t-butilperóxi)-2,5-dimetil-hexano, t-butilcumilpe-róxido, di(t-butil)peróxido, dicumilperóxido, butil4,4-di(t-butilperóxi)-valerato, 1,1-di(t-butilperóxi)-3,3,5-trimetilciclo-hexano, t-butilperoxibenzoato, dibenzoilperóxido, di(t-butilperóxi-isopropil)benzeno, 2,5-dimetil-2,5-di(benzoilpe-róxi)hexano, 1,1-di(tbutilperóxi)ciclohexano, 1,1-di(tamilperóxi)ciclo-hexano, ou quaisquer misturas dos mesmos. Preferivelmente, o peróxido é selecionado entre 2,5-di(t-butilperóxi)-2,5-dimetil-hexano, di(t-butilperóxi-isopropil)benzeno, dicumilperóxido, t-butilcumilpe-róxido, di(tbutil)peróxido, ou misturas dos mesmos. Com máxima preferência, o peróxido é dicumilperóxido.

[0039] Além do(s) agente(s) de reticulação, a composição polimérica com as vantajosas propriedades elétricas pode conter outro(s) componente(s), como outro(s) componente(s) polimérico(s) e/ou um ou mais aditivo(s). Como aditivos opcionais, a composição polimérica pode conter antioxidante(s), estabilizador(es), aditivo(s) retardador(es) de arborescência em água (water tree), auxiliar(es) de processamento, retardador(es) de pré-vulcanização, desativador(es) de metal, reforçador(es) de reticulação, aditivo(s) retardador(es) de chama, eliminadores (scavengers) de ácido ou íon, carga(s) inorgânica(s) , estabilizador(es) de tensão ou quaisquer misturas dos mesmos.

[0040] Em uma modalidade de maior preferência a composição polimérica compreende um ou mais antioxidante(s) e opcionalmente um ou mais retardador(es) de pré-vulcanização (scorch retarders (SR)).

[0041] Como exemplos não limitativos de antioxidantes podem ser mencionados. fenóis estericamente impedidos ou semi-impedidos, aminas aromáticas, aminas alifáticas estericamente impedidas, fosfitos ou fosfonitos orgânicos, tiocompostos, e misturas dos mesmos,. Exemplos não limitativos de tiocompostos são, por exemplo, 1. antioxidante(s) fenólico(s) contendo enxofre, preferivelmente selecionados entre tiobisfenóis, os de maior preferência sendo 4,4’-tiobis (2-t-butil-5-metilfenol) (CAS número: 96-69-5), 2,2’-tiobis(6-tbutil-4-metilfenol), 4,4’-tiobis(2-metil-6-t-butilfenol), tiodietileno bis[3(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil) propionato, ou 4,6-bis (octiltiometil)-ocresol (CAS: 110553-27-0) ou derivados dos mesmos; ou quaisquer misturas dos mesmos, 2. Outros tiocompostos como di-estearil-tio-dipropionato ou compostos similares com comprimentos variados de cadeias de carbono; ou misturas dos mesmos, 3. ou quaisquer misturas de 1) e 2). O Grupo 1) acima é o de antioxidante(s) preferido(s).

[0042] Nesta modalidade preferida o montante de antioxidante fica preferivelmente de 0,005 a 2,5% em peso, com base no peso da composição polimérica. O(s) antioxidante(s) é (são) preferivelmente adicionado(s) em um montante de 0,005 a 2,0% em peso, mais preferivelmente 0,01 a 1,5% em peso, ainda mais preferivelmente 0,03 a 0,8% em peso, ainda mais preferivelmente ainda 0,04 a 0,8% em peso, com base no peso da composição polimérica.

[0043] Em outra modalidade preferível, a composição polimérica compreende pelo menos um ou mais antioxidantes e um ou mais retardadores de pré-vulcanização.

[0044] O retardador de pré-vulcanização (SR) é um tipo de aditivo bem conhecido no campo e pode, entre outros, impedir reticulação prematura. Como é também conhecido, os SRs podem também contribuir para o nível de insaturação da composição polimérica. Como exemplos de retardadores de pré-vulcanização, podem ser mencionados compostos alila, como dímeros de monômeros aromáticos alfametil alquenila, preferivelmente 2,4-di-fenil-4-metil-1-penteno, difeniletilenos substituídos ou não substituídos, derivados de quinona, derivados de hidroquinona, ésteres e éteres contendo vinila monofuncional, hidrocarbonetos monocíclicos tendo pelo menos duas ou mais ligações duplas, ou misturas dos mesmos. Preferivelmente, o montante retardador de pré-vulcanização está na faixa de 0,005 a 2,0% em peso, mais preferivelmente na faixa de 0,005 a 1,5% em peso, com base no peso da composição polimérica. Outras faixas preferidas são, por exemplo, de 0,01 a 0,8% em peso, de 0,02 a 0,75% em peso, de 0,02 a 0,7% em peso, ou de 0,03 a 0,60% em peso, com base no peso da composição polimérica. O SR preferido da composição polimérica é 2,4-difenil-4-metil-1-penteno (CAS número 6362-80-7).

[0045] A composição polimérica da invenção compreende tipica-mente pelo menos 50% em peso, preferivelmente pelo menos 60% em peso, mais preferivelmente pelo menos 70% em peso, mais preferivelmente pelo menos 75% em peso, mais preferivelmente de 80 a 100% em peso e mais preferivelmente de 85 a 100% em peso de poliolefina, com base no peso total do(s) componente(s) polímero presente(s) na composição polimérica. A composição polimérica preferida consiste de poliolefina como o único componente polímero. A expressão significa que a composição polimérica não contém outros polímeros como componentes, sendo a poliolefina o único componente polímero. Entretanto, deve ser entendido que a composição polimérica pode conter outro(s) componente(s) que não componente(s) polímero(s), como aditivo(s) que pode(m) opcionalmente ser adicionado(s) em mistura com um polímero portador, i.e. em uma assim chamada "master batch".

[0046] Em uma modalidade ainda mais preferível do cabo, pelo menos a primeira composição semicondutora da camada interna semicondutora e uma composição polimérica da camada de isolamento são reticuladas antes da aplicação final no cabo. A composição de cobertura da camada de cobertura opcional, e preferível, pode também ser reticulada.

[0047] Além disso, cada uma das primeira e segunda composições semicondutoras e a opcional, e preferível, composição de cobertura, quando reticulada, pode conter qualquer agente de reticulação e é preferivelmente reticulada de maneira convencional usando montantes convencionais do agente de reticulação usado. Por exemplo, qualquer das composições semicondutoras ou a opcional, e preferível composição de cobertura pode ser reticulável por um peróxido ou via grupos reticuláveis, como via grupos silano hidrolisáveis. Peróxido é preferivelmente usado nos montantes acima indicados. Os grupos silano hidrolisáveis podem ser introduzidos no polímero da composição por copolimerização de monômero(s) olefina, preferivelmente etileno, com comonômeros contendo grupo silano ou enxertando o polímero com compostos contendo grupos silano, i.e. por modificação química do polímero por adição de grupos silano principalmente em uma reação de radical. Tais comonômeros e compostos contendo grupos silano são bem conhecidos no campo e, por exemplo, disponíveis comercialmente. Os grupos silano hidrolisáveis são então tipicamente reticulados por hidrólise e subsequente condensação na presença de um catalisador de condensação de silanol e H2O de uma maneira conhecida na arte. A técnica de reticulação de silano é também bem conhecida na arte.

[0048] A invenção refere-se também a um processo para produzir um cabo elétrico de corrente alternada (AC) reticulável e reticulado, como definido acima ou abaixo, usando a composição polimérica da invenção.

Componente poliolefina da composição polimérica da camada de isolamento do cabo

[0049] As seguintes modalidades, propriedades e subgrupos pre-feríveis do componente poliolefina adequado para a composição polimérica são generalizáveis de modo que eles podem ser usados em qualquer ordem ou combinação para definir as modalidades preferíveis da composição polimérica. Alem disso, é evidente que a descrição apresentada aplica-se à poliolefina antes de ser reticulada.

[0050] O termo poliolefina significa tanto um homopolímero de olefina como um copolímero de uma olefina com um ou mais comonômero(s). Como bem conhecido "comonômero" refere-se a unidades de comonômero copolímerizáveis.

[0051] A poliolefina pode ser qualquer poliolefina, como uma poliolefina convencional, que é adequada como um polímero em uma camada isolante do cabo elétrico AC.

[0052] A poliolefina pode ser, por exemplo, um polímero disponível comercialmente ou pode ser preparada de acordo com ou analogamente a um processo conhecido de polimerização descrito na literatura química .

[0053] Mais preferivelmente, a poliolefina é um polietileno produzido em um processo de alta pressão, mais preferivelmente um polietileno de baixa densidade LDPE produzido em um processo de alta pressão. O significado de polímero LDPE é bem conhecido e documentado na literatura. Embora o termo LDPE seja uma abreviação para polietileno de baixa densidade, o termo é entendido como não limitando a faixa de densidade, mas cobrindo polietilenos HP similares a LDPE com baixa , média e mais altas densidades; O termo LDPE descreve e distingue somente a natureza de polietileno com característicastípicas, como diferente arquitetura de ramificação, quando comparado com o PE produzido na presença de um catalisador de polimerização de olefina.

[0054] O LDPE como poliolefina signifca um homopolímero de etileno de baixa densidade (designado aqui como homopolímero LDPE) ou um copolímero de baixa densidade de etileno com um ou mais comonômero(s) (designado aqui como copolímero LDPE). Os um ou mais comonômeros de copolímero LDPE são preferivelmente selecionados entre comonômero(s) polar(es), comonômero(s) não polares ou uma mistura de comonômero(s) polar(es) e comonômero(s) não polares, como definido acima ou abaixo. Além disso, os referidos homopolímero LDPE ou copolímero LDPE como a referida poliolefina podem opcionalmente ser insaturados.

[0055] Como comonômero polar para o copolímero LDPE como a referida poliolefina, comonômero(s) contendo grupo(s) hidroxila, grupo(s) alcóxi, grupo(s) carbonila, grupo(s) carboxila, grupo(s) éter ou grupo(s) éster, ou uma mistura dos mesmos, podem ser usados. Mais preferivelmente, comonômero(s) contendo grupo(s) carboxila e/ou éstersão usados como o referido comonômero polar. Ainda mais preferivelmente, o(s) comonômero(s) polar(es) de copolímero LDPE é(são) selecionado(s) entre os grupos de acrilato(s), metacrilato(s) ou acetato(s), ou quaisquer misturas dos mesmos. Se presentes no referido copolímero LDPE, o(s) comonômero(s) polar(es) é(são) preferivelmente selecionado(s) no grupo de acrilatos de alquila, metacrilatos de alquila ou acetato de vinila, ou uma mistura dos mesmos. Mais preferivelmente, os referidos comonômeros polares são selecionados entre C1a C6-acrilatos de alquila, C1a C6-metacrilatos de alquila ou acetato de vinila. Ainda mais preferivelmente, o referido copolímero polar LDPE é um copolímero de etileno com C1a C4-acrilato de alquila, como acrilato de metila, etila, propila ou butila, ou acetato de vinila, ou qualquer mistura dos mesmos.

[0056] Como o(s) comonômero(s) não polar(es) para o copolímero LDPE como a referida poliolefina, comonômero(s) diferente(s) dos acima definidos comonômeros polares podem ser usados. Preferivelmente, os comonômeros não polares são diferentes do(s) comonômero(s) contendo grupo(s) hidroxila, grupo(s) alcóxi, grupo(s) carbonila, grupo(s) carboxila, grupo(s) éter ou grupo(s) éster. Um grupo de comonômero(s) não polares preferíveis inclui, preferivelmente consiste de, comonômero(s) monoinsaturado(s) (= uma dupla ligação), preferivelmente olefinas, preferivelmente alfa-olefina(s), mais preferivelmente C3 a C10 alfa-olefina(s), como propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1penteno, estireno, 1-octeno, 1-noneno; comonômero(s) poliinsaturado(s) (= mais de uma dupla ligação); comonômero(s) contendo um grupo silano; ou quaisquer misturas dos mesmos. O(s) comonômero(s) poli-insaturado(s) é(são) descrito(s) adicionalmente abaixo em relação a copolímeros insaturados de LDPE.

[0057] Se o polímero LDPE é um copolímero, ele preferivelmente compreende 0,001 a 50% em peso, mais preferivelmente 0,05 a 40% em peso, ainda mais preferivelmente menos que 35% em peso, ainda mais preferivelmente menos que 30% em peso, mais preferivelmente menos que 25% em peso, de um ou mais comonômero(s).

[0058] A composição polimérica, preferivelmente o component poliolefina da mesma, mais preferivelmente o polímero LDPE, pode opcionalmente ser insaturado, i.e. a composição polimérica, preferivelmente a poliolefina, preferivelmente o polímero LDPE, pode conter grupos vinila. O "insaturado" significa aqui que a composição polimérica, preferivelmente a poliolefina, contém grupos vinila/1000 átomos de carbono em um montante total de pelo menos 0,04/1000 átomos de carbono. Em geral, "grupo vinila" significa aqui porção CH2=CH.

[0059] Como é bem conhecido a insaturação pode ser passada para a composição polimérica, entre outros, por meio da poliolefina, composto(s) de baixo peso molecular (Mw), como aditivo(s) reforçador(es) de reticulação ou retardador(es) de pré-vulcanização, ou quaisquer combinações dos mesmos. Se são escolhidas duas ou mais fontes de grupos vinila para serem usadas para prover a insaturação, então o montante total de grupos vinila da composição polimérica significa a soma dos grupos vinila presentes nas fontes de grupo vinila. O teor de grupos vinila é determinado de acordo com a parte descritiva do "Método para determinação do montante de ligações duplas na composição polimérica ou num polímero"sob "Métodos de determinação"que se refere à medição do teor de grupos vinila.

[0060] Quaisquer medições de grupo vinila são realizadas antes da reticulação.

[0061] Se a composição polimérica é insaturada antes da reticulação, então é preferível que a insaturação se origine pelo menos de um componente poliolefina insaturado. Mais preferivelmente, a poliolefina insaturada é um polietileno insaturado, mais preferivelmente um polímero LDPE insaturado, ainda mais preferivelmente um homopolímero LDPE insaturado ou um copolímero LDPE insaturado. Quando comonômero(s) poli-insaturado(s) estão presente(s) no polímero LDPE como a referida poliolefina insaturada, então o polímero LDPE é um copolímero LDPE insaturado.

[0062] Se um homopolímero LDPE é insaturado, então a insaturação pode ser fornecida, por exemplo, por um agente de transferência de cadeia (agente de transferência de cadeia (CTA)), como propileno, e/ou por condições de polimerização. Se um copolímero LDPE for insaturado, então a insaturação pode ser fornecida por um ou mais dos seguintes meios: por um agente de transferência de cadeia (CTA), por um ou mais comonômero(s) poli-insaturado(s) ou por condições de polimerização. É bem conhecido que condições selecionadas de polimerização como temperaturas de pico e pressão, podem ter influência no nível de insaturação. No caso de um copolímero LDPE insaturado, este é preferivelmente um copolímero LDPE insaturado de etileno com pelo menos um comonômero poli-insaturado, e opcionalmente com outro(s) comonômero(s), como comonômero(s) polar(es) que são preferivelmente selecionados entre comonômero(s) acrilato ou acetato.

[0063] O(s) comonômero(s) poli-insaturado(s) adequado(s) para a poliolefina insaturada preferivelmente consiste(m) de uma cadeia de carbono linear com pelo menos 8 átomos de carbono e pelo menos 4 carbonos entre as ligações duplas não conjugadas , das quais pelo menos uma é terminal, mais preferivelmente, o referido comonômero poli-insaturado é um dieno, preferivelmente um dieno que compreende pelo menos oito átomos de carbono, a primeira dupla ligação carbonocarbono sendo terminal e a segunda dupla ligação carbono-carbono sendo não conjugada à primeira. Dienos preferidos são selecionados entre C8 a C14 dienos não conjugados ou misturas dos mesmos, mais preferivelmente selecionados entre 1,7-octadieno, 1,9-decadieno, 1,11-dodecadieno, 1,13-tetradecadieno, 7-metil-1,6-octadieno, 9-metil1,8-decadieno, ou misturas dos mesmos. Ainda mais preferivelmente, o dieno é selecionado entre 1,7-octadieno, 1,9-decadieno, 1,11dodecadieno, 1,13-tetradecadieno, ou qualquer mistura dos mesmos, entretanto, sem limitar aos dienos acima.

[0064] É bem conhecido que, por exemplo,.propileno pode ser usado como um comonômero ou como um agente de transferência de cadeia (CTA), ou ambos, podendo assim contribuir para o montante total das ligações duplas C-C, preferivelmente para o montante total dos grupos vinila. Neste contexto, quando um composto que pode também agir como comonômero, como propileno, é usado como CTA para prover ligações duplas, então o referido comonômero copolimerizável não é calculado no teor de comonômero.

[0065] Se a poliolefina, mais preferivelmente o polímero LDPE, é insaturado, então o montante total de grupos vinila é preferivelmente superior a 0,05/1000 átomos de carbono, ainda mais preferivelmente superior a 0,08/1000 átomos de carbono, ainda mais preferivelmente superior a 0,11/1000 átomos de carbono e com máxima preferência superior a 0,15/1000 átomos de carbono. Preferivelmente, o montante total de grupos vinila é inferior a 4,0/1000 átomos de carbono. Em algumas modalidades, insaturação ainda maior é desejada; então a poliolefina, antes da reticulação, compreende preferivelmente grupos vinila num montante total de mais de 0,20/1000 átomos de carbono, mais preferivelmente de mais de 0,25/1000 átomos de carbono, ainda mais preferivelmente de mais de 0,30/1000 átomos de carbono. Os montantes maiores de grupo vinila são preferivelmente fornecidos por um copolímero LDPE de etileno insaturado com pelo menos um comonômero poli-insaturado.

[0066] A poliolefina preferida para uso na composição polimérica é um homopolímero LDPE saturado ou um copolímero LDPE saturado de etileno com um ou mais comonômero(s) ou um polímero LDPE insaturado, que é selecionado de um homopolímero LDPE insaturado ou um copolímero LDPE insaturado de etileno com um ou mais comonômero(s), preferivelmente com pelo menos um comonômero poliinsaturado.

[0067] Tipicamente, e preferivelmente em aplicações de W&C, a densidade da poliolefina, preferivelmente do polímero LDPE, é superior a 860 kg/m3. Preferivelmente a densidade da poliolefina, preferivelmente do polímero LDPE, do homo ou copolímero de etileno não é superior a 960 kg/m3, e preferivelmente é de 900 a 945 kg/m3. O MFR2 (2,16 kg, 190°C) da poliolefina, preferivelmente do polímero LDPE, é preferivelmente de 0,01 a 50 g/10min, mais preferivelmente de 0,1 a 20 g/10min, e com máxima preferência de 0,2 a 10 g/10min.

Lubrificante de compressor

[0068] O lubrificante de compressor usado no processo de polimerização para produzir a poliolefina preferida da composição polimérica compreende óleo mineral que é um produto de petróleo conhecido.

[0069] Óleos minerais têm significado bem conhecido e são usados, entre outros, para lubrificação em lubrificantes comerciais. "Lubrificante de compressor compreendendo um óleo mineral" e "lubrificantes de compressor baseados em óleo mineral" são usados neste contexto intercambiavelmente.

[0070] Óleo mineral pode ser um óleo mineral sintético que é produzido sinteticamente ou um óleo mineral obtenível a partir de processos de refinação de petróleo bruto.

[0071] Tipicamente, óleo mineral, conhecido também como petro leo líquido, é um subproduto da destilação de petróleo para produzir gasolina e outros produtos baseados em petróleo a partir de petróleo bruto.

[0072] O óleo mineral do lubrificante de compressor da invenção é preferivelmente um óleo parafínico. Esse óleo parafínico é derivado de alimentações de hidrocarboneto à base de petróleo.

[0073] Óleo mineral é preferivelmente o óleo base do lubrificante de compressor. O lubrificante de compressor pode conter outros componentes, como aditivo(s) de lubricidade, construtores de viscosidade, antioxidantes, outros aditivo(s) ou quaisquer misturas dos mesmos, como bem conhecido na arte.

[0074] Mais preferivelmente, o lubrificante de compressor compreende um óleo mineral que é convencionalmente usado como lubrificantes de compressor para produção de plásticos, por exemplo, LDPE, para a indústria de alimentos ou indústria médica, mais preferivelmente o lubrificante de compressor compreende um óleo mineral que é um óleo branco. Ainda mais preferivelmente o lubrificante de compressor compreende óleo branco como o óleo mineral e é adequado para a produção de polímeros para indústria alimentícia ou médica.Óleo branco tem um significado bem conhecido. Além disso, esses lubrificantes de compressor baseados em óleo branco são bem conhecidos e disponíveis comercialmente. Ainda mais preferivelmente o óleo branco atende os requisitos para um óleo branco alimentício ou médico.

[0075] Como é conhecido, o óleo mineral, preferivelmente o oleo mineral branco do lubrificante de compressor preferido contém hidrocarbonetos parafínicos.

[0076] Ainda mais preferivelmente, o lubrificante de compressor atende a uma ou mais das modalidades abaixo: -Em uma modalidade preferida, o óleo mineral, preferivelmente o óleo mineral branco, do lubrificante de compressor tem uma viscosidade de pelo menos 8,5 x io-6 m2/s a l00°C; -Em uma segunda modalidade preferida, o óleo mineral, preferivelmente o óleo mineral branco, do lubrificante de compressor compreende 5% em peso (p%) ou menos de hidrocarbonetos com menos de 25 átomos de carbono;

[0077] Em uma terceira modalidade preferida, os hidrocarbonetos do óleo mineral, preferivelmente do óleo mineral branco, do lubrificante de compressor tem um peso molecular médio (Mw) de 480 ou mais.

[0078] O "montante de hidrocarbonetos", "viscosidade" e "Mw" acima estão preferivelmente de acordo com a European Directive 2002/72/EC de 6 de agosto de 2002 acima.

[0079] É preferível que o lubrificante de compressor esteja de acordo com cada uma das três modalidades 1-3 acima.

[0080] O lubrificante de compressor mais preferido da invenção atende os requisitos fornecidos para óleo mineral branco na European Directive 2002/72/EC de 6 de agosto de 2002, Anexo V, para plásticos usados em contato com alimentos. Directive é publicada, por exemplo, em L 220/18 EN Official Journal of the European Communities 15.8.2002. Assim, o óleo mineral é com máxima preferência um óleo mineral branco que atende a referida European Directive 2002/72/EC de 6 de agosto de 2002, Anexo V. Além disso é preferível que o lubrificante de compressor esteja em conformidade com a referida European Directive 2002/72/EC de 6 de agosto de 2002.

[0081] O lubrificante de compressor da invenção pode ser um lubrificante de compressor comercialmente disponível ou pode ser produzido por meios convencionais, e é preferivelmente um lubrificante comercial usado em processos de polimerização de alta pressão para produção de plásticos para aplicações médicas ou de alimentos. Exemplos não exaustivos de lubrificantes preferíveis disponíveis comercialmentesão, por exemplo, lubrificante de compressor Exxcolub R Series para produção de polietileno usado em contato com alimentos e suprido, entre outros, pela ExxonMobil, Shell Corena para produção de polietileno para uso farmacêutico e suprido pela Shell, ou CL-1000SONO-EU, suprido pela Sonneborn.

[0082] O lubrificante de compressor não contém preferivelmente componentes baseados em polialquilenoglicol.

[0083] É preferível que qualquer óleo mineral presente na composição polimérica da invenção se origine do lubrificante de compressor usado no equipamento de processo durante o processo de polimerização da poliolefina. Deste modo, é preferível que nenhum óleo mineral seja adicionado à composição polimérica ou à poliolefina após a polimerização da mesma.

[0084] Traços do óleo mineral que se origine do lubrificante de compressor e presente, se houver, na poliolefina produzida tipicamente equivaleria no máximo a 0,4% em peso, com base no montante de poliolefina. O limite dado é o máximo absoluto com base no cálculo do pior cenário onde todo o lubrificante de compressor perdido (vazamentomédio) iria para a poliolefina final. Esse pior cenário é improvável e normalmente a poliolefina resultante contém claramente um nível mais baixo do óleo mineral.

[0085] O lubrificante de compressor da invenção é usado de maneira convencional e bem conhecida para uma pessoa especializada, para a lubrificação do(s) compressor(es) no estágio de compressão (a) da invenção.

Processo

[0086] O processo de alta pressão (HP) é o processo preferido para produção de uma poliolefina da composição polimérica, preferivelmente um polímero polietileno de baixa densidade (LDPE) selecionado entre homopolímero LDPE ou copolímero LDPE de etileno com um ou mais comonômeros.

[0087] A invenção provê adicionalmente um processo para polimerizar uma poliolefina em um processo de alta pressão que compreende as etapas de : (a) comprimir um ou mais monômero(s) sob pressão em um compressor, em que um lubrificante de compressor é usado para lubrificação, (b) polimerizar um monômero opcionalmente junto com um ou mais comonômero(s) em (uma) zona(s) de polimerização, (c) separar a poliolefina obtida dos produtos não reagidos e recuperar a poliolefina separada em uma zona de recuperação,

[0088] em que na etapa a) um lubrificante de compressor compreende um óleo mineral incluindo as modalidades preferíveis do mesmo.

[0089] Deste modo, a poliolefina da invenção é preferivelmente produzida em pressão alta por polimerização iniciada por radical livre (referida como polimerização por radical em alta pressão). A poliolefina preferida é homopolímero LDPE ou copolímero LDPE de etileno com um ou mais comonômero(s), como definido acima. O polímero LDPE obtenível pelo processo da invenção preferivelmente provê as vantajosas propriedades elétricas definidas acima ou abaixo. A polimerização em alta pressão (HP) e o ajuste das condições de processo para adaptação adicional das outras propriedades da poliolefina dependendo da desejada aplicação final são bem conhecidos e descritos na literatura, e podem prontamente ser usados por um especialista.

Estágio de compressão a) do processo da invenção:

[0090] Monômero, preferivelmente etileno, com um ou mais comonômero(s) opcionais, é alimentado a um ou mais compressores na zona de compressores para comprimir o(s) monômero(s) até a pressão de polimerização desejada e para permitir o manuseio de altas quantidades de monômero(s) em temperatura controlada. Compressores típicos, i.e. hipercompressores, para o processo podem ser compressores de pistão ou compressores de diafragma. A zona de compressores usualmente compreende um ou mais compressor(es), i.e. hipercompressor(es), que podem trabalhar em série ou em paralelo. O lubrificante de compressor da invenção é usado para lubrificação de cilindro em pelo menos um, preferivelmente em todos os hipercompressore(s), presente(s) na zona de compressores. O estágio de compressão a) compreende usualmente 2-7 estágios de compressão, frequentemente com zonas intermediárias de resfriamento. Temperatura é tipicamentebaixa, usualmente na faixa de menos que 200°C, preferivelmente de menos que 100°C. Qualquer monômero reciclado, preferivelmente etileno, e comonômero(s) opcionais podem ser adicionados em pontos viáveis dependendo da pressão.

Etapa de polimerização b) do processo:

[0091] Polimerização em alta pressão preferida é efetuada em uma zona de polimerização que compreende um ou mais reator(es) de polimerização, preferivelmente pelo menos um reator tubular ou um reator de autoclave, preferivelmente um reator tubular. O(s) reator(es) de polimerização, preferivelmente um reator tubular, pode conter uma ou mais zonas de reator, em que diferentes condições de polimerização podem ocorrer e/ou ser ajustadas, como é bem conhecido no campo de HP. Uma ou mais zona(s) de reator são fornecidas de maneira conhecida com meios para alimentação do monômero e comonômero(s) opcionais, bem como com meios para adicionar iniciador(es) e/ou outros componentes, como CTA(s). Adicionalmente, a zona de polimerização pode conter uma seção de pré-aquecimento que é precedida ou integrada ao reator de polimerização. Em um processo HP preferível, o monômero, preferivelmente etileno, opcionalmente junto com um ou mais comonômero(s) é polimerizado em um reator preferivelmente tubular, preferivelmente na presença de agente(s) de transferência de cadeia.

Reator tubular:

[0092] A mistura de reação é alimentada ao reator tubular. O reator tubular pode ser operado como um sistema de alimentação única (também conhecido como alimentação frontal), em que o fluxo total de monômero da zona de compressores é alimentado à entrada da primeira zona de reação do reator. Alternativamente o reator tubular pode ser um sistema de multialimentação, em que, por exemplo, o(s) monômero(s), o(s) comonômero(s) opcionais ou outro(s) componente(s) (como CTA(S)) provenientes da zona de compressão, separadamente ou em quaisquer combinações, é/são dividido(s) em duas ou mais correntes e a(s) alimentação(ões) dividida(s) é(são) introduzida(s) ao reator tubular nas diferentes zonas de reação ao longo do reator. Por exemplo 10-90% da quantidade total de monômero é alimentada à primeira zona de reação e os outros 90-10% da quantidade restante de monômero é opcionalmente adicionalmente dividida e cada porção dividida é injetada em diferentes locais ao longo do reator. Também a alimentação de iniciador(es) pode ser dividida em duas ou mais correntes.Além disso, em um sistema de multialimentação as correntes divididas de monômero(/comonômero) e/ou outro(s) componente(s) opciona(l)(is) , como CTA, e, respectivamente, as correntes divididas de iniciador(es) podem ter o(s) mesmo(s) ou diferente(s) componente(s) ou concentrações dos componentes, ou ambos.

[0093] O sistema de alimentação única para o monômero e comonômero(s) opcionais é preferido no reator tubular para produção da poliolefina da invenção.

[0094] A primeira parte do reator é para ajustar a temperatura da alimentação de monômero, preferivelmente etileno, e o(s) comonômero(s) opcionais; temperatura usual fica abaixo de 200°C, como 100200°C. Então o iniciador de radical é adicionado. Como iniciador de radical, qualquer composto ou uma mistura dos mesmos que se decomponha em radicais em temperatura elevada pode ser usado(a). Iniciadores de radical utilizáveis , como peróxidos são disponíveis comercialmente. A reação de polimerização é exotérmica. Pode haver vários pontos de injeção de iniciador de radical, por exemplo, 1-5 pontos, ao longo do reator, usualmente fornecidos com bombas de injeção separadas. Como já mencionado, também o monômero, preferivelmente etileno, e comonômero(s) opcionais, são adicionados na frente e opcionalmente a(s) alimentação(ões) de monômero pode(m) ser dividida(s) para a adição do monômero e/ou comonômero(s) opcionais, a qualquer tempo do processo, em qualquer zona do reator tubular e de um ou mais ponto(s) de injeção, por exemplo, 1-5 ponto(s), com ou sem compressores separados.

[0095] Além disso, um ou mais CTA(s) são preferivelmente usados no processo de polimerização da poliolefina. CTA(s) preferido(s) pode(m) ser selecionado(s) entre um ou mais CTA(s) não polar(es) e um ou mais CTA(s) polar(es), ou quaisquer misturas dos mesmos.

[0096] CTA não polar, se presente, é preferivelmente selecionado entre i) um ou mais composto(s) que não contêm um grupo polar selecionados entre grupo(s) nitrila (CN), sulfeto, hidroxila, alcóxi, aldeído(HC=O), carbonila, carboxila, éter ou éster, ou misturas dos mesmos. CTA não polar é preferivelmente selecionado entre uma ou mais hidrocarbila(s) não aromática(s), de cadeia linear, ramificada ou cíclica, opcionalmente contendo um heteroátomo como O, N, S, Si ou P. Mais preferivelmente o(s) CTA não polar(s) CTA(s) é(são) selecionados entre uma ou mais alfa-olefina(s) cíclica(s) de 5 a 12 carbonos ou uma ou mais alfa-olefina(s) de cadeia linear ou ramificada de 3 a 12 átomos de carbono, mais preferivelmente de uma ou mais alfaolefina(s) de cadeia linear ou ramificada de 3 a 6 átomos de carbono. O CTA não polar preferido é propileno.

[0097] O CTA polar, se presente, é preferivelmente selecionado entre i) um ou mais composto(s) compreendendo um ou mais grupo(s) polar(es) selecionado(s) entre grupo(s) nitrila (CN), sulfeto, hidroxila, alcóxi, aldeído (HC=O), carbonila, carboxila, éter ou éster, ou misturas dos mesmos; ii) um ou mais composto(s) orgânico(s) aromático(s), ou iii) qualquer mistura dos mesmos.

[0098] Preferivelmente qualquer destes CTA(s) polares possuem até 12 átomos de carbono, por exemplo até 10 átomos de carbono, preferivelmente até 8 átomos de carbono. Uma opção preferida inclui alcano(s) de cadeia linear ou cadeia ramificada tendo até 12 átomos de carbono (por exemplo, até 8 átomos de carbono) e tendo pelo menos um grupo nitrila (CN), sulfeto, hidroxila, alcóxi, aldeído (HC=O),carbonila, carboxila ou éster.

[0099] Mais preferivelmente o(s) CTA(s) polar(es) , se presente(s), é(são) selecionado(s) entre i) um ou mais composto(s) contendo um ou mais grupo(s) hidroxila, alcóxi, HC=O, carbonila, carboxila e éster, ou uma mistura dos mesmos, mais preferivelmente de um ou mais composto(s) álcool, aldeído e/ou cetona. O(s) CTA(s) polar(es) preferido(s), se presente(s), é (são) álcoo(l)(is), aldeído(s) ou cetona(s) de cadeia linear ou cadeia ramificada tendo até 12 átomos de carbono, preferivelmente até 8 átomos de carbono, especialmente até 6 átomos de carbono, com máxima preferência, isopropanol (IPA), metiletilcetona (MEK) e/ou propionaldeído (PA).

[00100] O montante do(s) CTA(s) preferíve(l)(is) não é limitado e pode ser ajustado por um especialista dentro dos limites da invenção dependendo das propriedades finais desejadas do polímero final. Deste modo, o(s) agente(s) de transferência de cadeia preferíve(l)(is) pode(m) ser adicionado(s) em qualquer ponto de injeção do reator à misturapolimérica. A adição de um ou mais CTA(s) pode ser efetuada de ou mais ponto(s) de injeção a qualquer tempo durante a polimerização.

[00101] No caso da polimerização da poliolefina ser efetuada na presença de uma mistura de CTAs compreendendo um ou mais CTA(s) polar(es) como definido acima e um ou mais CTA(s) não polar(es) como definido acima, então a razão de alimentação em% em peso de CTA polar para CTA não polar é preferivelmente 1 a 99% em peso de CTA polar e 1 a 99% em peso de CTA não polar, com base no montante combinado da alimentação de CTA polar e CTA não polar no reator.

[00102] A adição de monômero, comonômero(s) e CTA(s) opciona(l)(is) pode incluir e tipicamente inclui alimentação(ões) fresca(s) e reciclada(s).

[00103] O reator é continuamente resfriado, por exemplo, por água ou vapor. A temperatura mais alta é chamada temperatura de pico e a temperatura de início de reação é chamada temperatura de iniciação.

[00104] Temperaturas adequadas ficam na faixa de até 400 °C, preferivelmente de 80 a 350°C e pressão de 700 bar, preferivelmente 1000 a 4000 bar, mais preferivelmente de 1000 a 3500 bar. Pressão pode ser medida pelo menos após o estágio de compressão e/ou após o reator tubular. Temperatura pode ser medida em vários pontos durante todas as etapas. Alta temperatura e alta pressão geralmente aumentam a produção. Usando vários perfis de temperatura selecionados por um especialista na arte permitirá o controle da estrutura da cadeia polimérica, i.e. ramificação de cadeia longa e/ou ramificação de cadeia curta, densidade, fator de ramificação, distribuição de comonômeros, MFR, viscosidade, distribuição de peso molecular, etc.

[00105] O reator termina convencionalmente com uma válvula denominada válvula de controle de produção. A válvula regula a pressão do reator e despressuriza a mistura de reação da pressão de reação até pressão de separação.

Etapa de recuperação c) do processo: Separação:

[00106] A pressão é tipicamente reduzida a aproximadamente 100 a 450 bar e a mistura de reação é alimentada a um vaso separador onde a maior parte dos produtos não reagidos, frequentemente gasosos, são removidos da corrente de polímero. Produtos não reagidos incluem, por exemplo,. monômero ou o(s) comonômero(s) opciona(l)(is), e a maior parte dos componentes não reagidos são recuperados. A corrente de polímero é opcionalmente adicionalmente separada em pressão mais baixa, tipicamente menos de 1 bar, em um segundo vaso separador onde mais produtos não reagidos são recuperados. Normalmente compostos de baixo peso molecular, i.e. cera, são removidos do gás. O gás é usualmente resfriado e limpo antes da recicla-gem.

Recuperação do polímero separado:

[00107] Após a separação, o polímero obtido está tipicamente na forma de um polímero fundido que é normalmente misturado e peletizado em uma seção de peletização, como extrusora de peletização, arranjada em conexão com o sistema de reator HP. Opcionalmente, aditivo(s), como antioxidante(s), pode(m) ser adicionado(s) neste misturador, de maneira conhecida, para resultar na composição polimérica.

[00108] Outros detalhes da produção de (co)polímeros de etileno por polimerização por radical em alta pressão podem ser encontrados, entre outros, na Encyclopedia of Polymer Science and Engineering (Enciclopédia de Ciência e Engenharia de Polímero), Vol. 6 (1986), pp 383-410 e Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Enciclopédia de Materiais : Ciência e Tecnologia), 2001 Elsevier Science Ltd.: "Polyethylene: High-pressure"(Polietileno : Alta pressão), R.Klimesch, D.Littmann e F.-O. Mahling pp. 7181-7184.

[00109] Quanto às propriedades do polímero, por exemplo, MFR, do polímero polimerizado, preferivelmente polímero LDPE, as propriedades podem ser ajustada usando, por exemplo,. agente de transferência de cadeia durante a polimerização, ou ajustando a temperatura ou pressão de reação (que também têm certa influência no nível de insaturação).

[00110] Quando um copolímero LDPE insaturado de etileno é preparado, então, como é bem conhecido, o teor de dupla ligação C-C pode ser ajustado por polimerização do etileno, por exemplo, na presença de um ou mais comonômero poli-insaturado(s), agente(s) de transferência de cadeia, condições de processo, ou quaisquer combinações dos mesmos, por exemplo, usando a desejada razão de alimentação entre monômero, preferivelmente etileno, e comonômero poli-insaturado e/ou agente de transferência de cadeia, dependendo da natureza e quantidade de ligações duplas C-C desejadas para o copolímero insaturado de LDPE. Entre outras, WO 9308222 descreve uma polimerização por radical em alta pressão de etileno com monômeros poli-insaturados, como α,walcadienos, para aumentar a insaturação de um copolímero de etileno. A(s) dupla(s) ligaç(ão)(ões) não reagida(s) fornece(m) assim, entre outros, grupos vinila pendentes à cadeia polimérica formada no local, onde o comonômero poliinsaturado foi incorporado por polimerização. Em resultado disso, a insaturação pode ser uniformemente distribuída ao longo da cadeia polimérica em uma maneira de copolimerização aleatória. Também, por exemplo,. WO 9635732 descreve polimerização por radical em alta pressão de etileno e certo tipo de α,w-divinilsiloxanos insaturados. Além disso, como é conhecido, por exemplo, propileno pode ser usado como um agente de transferência de cadeia para prover as referidas ligações duplas.

Primeira e segunda composições semicondutoras do cabo

[00111] As primeira e segunda composições semicondutoras podem ser diferentes ou iguais e as seguintes modalidades preferidas da composição semicondutora se aplicam independentemente a cada uma delas.

[00112] A composição semicondutora compreende preferivelmente uma poliolefina (S) e uma carga condutora.

[00113] Uma poliolefina adequada (S) pode ser qualquer poliolefina, como qualquer poliolefina convencional, que pode ser usada para produzir uma camada semicondutora de um cabo da presente invenção. Por exemplo essas poliolefinas convencionais adequadas são em si bem conhecidas e podem ser, por exemplo,.disponíveis comercialmente ou podem ser preparadas de acordo com ou analogamente a processos de polimerização conhecidos descritos na literatura química .

[00114] A poliolefina (S) para a composição polimérica é preferivelmente selecionada entre um polipropileno (PP) ou polietileno (PE), preferivelmente entre um polietileno. Para polietileno, etileno formará o maior teor de monômero presente em qualquer polímero de polietileno.

[00115] A poliolefina (S) preferível é um polietileno produzido na presença de um catalisador de polimerização de olefinas ou um polietileno produzido em um processo de alta pressão.

[00116] No caso de uma poliolefina (S) ser um copolímero de etileno com pelo menos um comonômero, então esse(s) comonômero(s) é(são) selecionado(s) entre comonômero(s) não polar(es) ou comonômero(s) polar(es), ou quaisquer misturas dos mesmos. Comonômero(s) não polar(es) e comonômero(s) polar(es) opcionais preferíveis são descritos abaixo em relação a polietileno produzido em um processo de alta pressão. Estes comonômeros podem ser usados em qualquer poliolefina (S) da invenção.

[00117] "Catalisador de polimerização de olefinas" significa neste contexto preferivelmente um catalisador de coordenação convencional. Este é preferivelmente selecionado entre catalisador Ziegler-Natta, catalisador de sítio único, cujo termo inclui um catalisador metalocênico e um catalisador não metaloc6enico, ou um catalisador de cromo, ou qualquer mistura dos mesmos. Os termos possuem um significado bem conhecido.

[00118] Polietileno polimerizado na presença de um catalisador de polimerização de olefinas é, também, frequentemente denominado um "polietileno de baixa pressão"para distingui-lo claramente de polietileno produzido em alta pressão. Ambas as expressões são bem conhecidas no campo de poliolefinas. Polietileno de baixa pressão pode ser produzido em processo de polimerização operando, entre outros, em condições de massa, lama, solução ou fase gasosa ou em quaisquer combinações das mesmas. O catalisador de polimerização de olefinas é, tipicamente, um catalisador de coordenação como definido acima.

[00119] Mais preferivelmente, a poliolefina (S) é selecionada entre um homopolímero ou um copolímero de etileno produzido na presença de um catalisador de coordenação ou produzido em um processo de polimerização em alta pressão.

[00120] Quando a poliolefina (S) é um polietileno de baixa pressão (PE), então esse PE de baixa pressão é preferivelmente selecionado entre um copolímero de etileno de densidade muito baixa (VLDPE), um copolímero linear de etileno de densidade baixa (LLDPE), um copolímero de etileno de densidade média (MDPE) ou um homopolímero ou copolímero de etileno de densidade alta (HDPE). Estes tipos bem conhecidos são denominados de acordo com sua área de densidade. O termo VLDPE inclui aqui polietilenos que são também conhecidos como plastômeros e elastômeros e abrange a faixa de densidades de 850 a 909 kg/m3. The LLDPE tem uma densidade de 909 a 930 kg/m3, preferivelmente de 910 a 929 kg/m3, mais preferivelmente de 915 a 929 kg/m3. O MDPE tem uma densidade de 930 a 945 kg/m3, preferivelmente 931 a 945 kg/m3. O HDPE tem uma densidade de mais de 945 kg/m3, preferivelmente de mais de 946 kg/m3, preferivelmente de 946 a 977 kg/m3, mais preferivelmente de 946 a 965 kg/m3.

[00121] Mais preferivelmente, esse copolímero de etileno de baixa pressão para a poliolefina (S) é copolimerizado com pelo menos um comonômero selecionado entre C3-20 alfa olefina, mais preferivelmente de C4-12 alfa-olefina, mais preferivelmente de C4-8 alfa-olefina, por exemplo, com 1-buteno, 1-hexeno ou 1-octeno, ou uma mistura dos mesmos. O montante de comonômero(s) presentes em um copolímero PE é de 0,1 a 15 mol%, tipicamente 0,25 a 10 mol-%.

[00122] Além disso, quando a poliolefina (S) é um polímero PE de baixa pressão, então esse PE pode ser unimodal ou multimodal em relação à distribuição de peso molecular (MWD= Mw/Mn). Geralmente, um polímero compreendendo pelo menos duas frações de polímero, que foram produzidas em diferentes condições de polimerização (incluindo, entre outros, qualquer um dos parâmetros de processo, alimentações de materiais de partida, alimentações de agentes de controle de processo e alimentações de sistemas de catalisador) resultando em diferente(s) pesos moleculares (média ponderal) e distribuições de peso molecular para as frações, é designada como "multimodal". O prefixo "multi" refere-se ao número de diferentes frações de polímero presentes no polímero. Assim, por exemplo, polímero multimodal inclui o assim chamado polímero "bimodal" consistindo de duas frações. A forma da curva de distribuição de peso molecular, i.e. a aparência do gráfico de fração em peso do polímero em função de seu peso molecular, de um polímero multimodal mostrará dois ou mais máximos ou é tipicamente alargada em comparação com as curvas das frações individuais.

[00123] PE unimodal de baixa pressão pode ser produzido, por exemplo, por um único estágio de polimerização em um único reator de maneira bem conhecida e documentada. O PE multimodal (por exemplo, bimodal) de baixa pressão pode ser produzido, por exemplo, misturando mecanicamente dois ou mais componentes de polímero separados ou, preferivelmente, por mistura in-situ durante o processo de polimerização dos componentes. Ambas , misturação mecânica ou in situ são bem conhecidas no campo. Misturação in-situ significa a polimerização dos componentes de polímero em diferentes condições de polimerização, por exemplo em um processo de polimerização de multiestágios, i.e. de dois ou mais estágios, ou com o uso de dois ou mais catalisadores de polimerização diferentes, em um processo de polimerização de um único estágio, ou com o uso de uma combinação de processo de polimerização de multiestágios e dois ou mais catalisadores de polimerização. As zonas de polimerização podem operar em condições de massa, lama, solução, ou fase gasosa ou em quaisquercombinações das mesmas, como é conhecido no campo.

[00124] De acordo com uma segunda modalidade a poliolefina (S) é um polietileno produzido em um processo de polimerização em alta pressão, preferivelmente por polimerização por radical na presença de (um) iniciador(es). Mais preferivelmente a poliolefina (S) é um polietileno de baixa densidade (LDPE). Quando a poliolefina (S), preferivelmente polietileno, é produzida em um processo de alta pressão, então a poliolefina preferida é um homopolímero LDPE ou um copolímero LDPE de etileno com um ou mais comonômeros. Em algumas modalidades o homopolímero e copolímero LDPE podem ser insaturados. Exemplos de polímeros LDPE e princípios gerais para sua polimerização são descritos acima em relação à poliolefina da composição polimérica da camada de isolamento, entretanto, sem limitações quanto a qualquer lubrificante específico no(s) compressor(es) durante o estágio de compressão (a) do processo. Para a produção de (co)polímeros de etileno por polimerização por radical em alta pressão, pode ser feita referência à Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6 (1986), pp 383-410 e Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 2001 Elsevier Science Ltd.: "Polyethylene: High-presure, R.Klimesch, D.Littmann e F.-O. Mahling pp. 7181-7184.

[00125] A carga condutora da composição semicondutora é, preferivelmente, um negro de fumo. Qualquer negro de fumo eletricamente condutor pode ser usado e proporcionar a propriedade semicondutora necessária para a camada semicondutora.

[00126] Preferivelmente, o negro de fumo pode ter uma área superficial de nitrogênio (BET) de 5 a 400 m2/g, preferivelmente de 10 a 300 m2/g, mais preferivelmente de 30 a 200 m2/g, quando determinada de acordo com ASTM D3037-93. É adicionalmente preferível que o negro de fumo tenha uma ou mais das seguintes propriedades: i) um tama-nho primário de partícula de pelo menos 5 nm que é definido como o diâmetro de partícula médio numérico de acordo com ASTM D384995a procedimento D, ii) número de absorção de iodo (iodine absorption number (IAN)) de pelo menos 10mg/g, preferivelmente de 10 a 300 mg/g, mais preferivelmente de 30 a 200 mg/g, quando determinado de acordo com ASTM D-1510-07; e/ou iii) número de absorção de DBP (dibutil ftalato) de 60 a 300 cm3/100g, preferivelmente de 70 a 250 cm3/100g, mais preferivelmente de 80 a 200, preferivelmente de 90 a 180 cm3/100g, quando medido de acordo com ASTM D 2414-06a. Mais preferivelmente o negro de fumo tem uma área superficial de nitrogênio (BET) e propriedades (i), (ii) e (iii) como definidas acima. Exemplos não limitativos de negros de fumo preferíveis incluem negros de fumo de forno e negros de acetileno.

[00127] O montante de negro de fumo é pelo menos aquele em que é obtida uma composição semicondutora. Dependendo do uso desejado, da condutividade do negro de fumo e da condutividade da composição, o montante de negro de fumo pode variar.

[00128] Negro de fumo de forno é um termo geralmente reconhecido para o tipo bem conhecido de negro de fumo que é produzido em um reator do tipo forno. Como exemplos de negros de fumo, do processo de preparação dos mesmos e dos reatores, referência pode ser feita a, por exemplo, EP629222 de Cabot, US 4 391 789, US 3 922 335 e US 3 401 020. Negro de fumo de forno é distinguido aqui de negro de fumo de acetileno que é produzido por reação de acetileno e hidrocarbonetos insaturados, por exemplo, como descrito em US 4 340 577.

[00129] Negro de fumo de acetileno é um termo geralmente reconhecido, sendo muito conhecidos e, por exemplo, produzidos por Denka. São produzidos em um processo de negro de acetileno.

[00130] Preferivelmente, a composição semicondutora do cabo tem uma resistividade volumétrica, medida em 90°C de acordo com ISO 3915 (1981), of menos que 500,000 Ohm cm, mais preferivelmente menos que 100,000 Ohm cm, ainda mais preferivelmente menos que 50,000 Ohm cm. Resistividade volumétrica é uma relação recíproca à condutividade elétrica, i.e. quanto menor a resistividade, maior é a condutividade.

[00131] A composição semicondutora da presente invenção compreende, dependendo do negro de fumo usado, preferivelmente 9,5 a 49,5% em peso, mais preferivelmente 9 a 49% em peso, mais preferivelmente 5 a 45% em peso de negro de fumo, com base no peso da composição polimérica.

[00132] A opção de reticulação e agentes utilizáveis de reticulação são descritos acima em relação à descrição n da composição polimérica da camada de isolamento.

[00133] A composição semicondutora do cabo pode naturalmente conter outros componentes, como outro(s) componente(s) polimérico(s), como termoplástico(s) miscíve(l)(is); ou outro(s) aditivo(s), como antioxidante(s), retardante(s) de pré-vulcanização; aditivo(s), como quaisquer antioxidante(s), retardador(es) de pré-vulcanização (SR), aditivos retardantes de arborescência em água, reforçador(es) de reticulação, estabilizador(es), como estabilizador(es) de tensão, aditivo(s) retardante(s) de chama, eliminadores de íons e ácidos, outra(s) carga(s), auxiliar(es) de processamento, como lubrificante(s), agente(s) espumante(s) ou colorante(s), como é conhecido no campo de polímeros. Os aditivos dependem do tipo de camada, por exemplo, se camada semicondutora ou de isolamento, e podem ser selecionados por um especialista. O montante total de outro(s) aditivo(s), se presente(s), é geralmente de 0,01 a 10% em peso, preferivelmente de 0,05 a 7% em peso, mais preferivelmente de 0,2 a 5% em peso, com base no montante total da composição polimérica.

[00134] A composição semicondutora do cabo da invenção compreende tipicamente pelo menos 50% em peso, preferivelmente pelo menos 60% em peso, mais preferivelmente pelo menos 70% em peso a 100% em peso, da poliolefina baseada no peso total do(s) componente(s) polimérico(s) presente(s) na composição semicondutora. Entretanto, deve ser entendido aqui que a composição semicondutora pode conter outro(s) componente(s) diferentes dos componentes poliméricos, como aditivo(s) que pode(m) opcionalmente ser adicionado(s) em mistura com um polímero portador, i.e. na assim chamada master batch.

Composição de cobertura da camada de cobertura do cabo

[00135] A composição de cobertura preferivelmente compreende uma poliolefina (j) que é preferivelmente selecionada entre um polipropileno (PP), polietileno (PE), ou quaisquer misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, a poliolefina (j) da composição de cobertura é selecionada independentemente da poliolefina (S) descrita para a primeira e segunda composição semicondutora.

[00136] A opção de reticulação e agentes de reticulação utilizáveis são descritos acima em relação à descrição da composição polimérica da camada de isolamento.

[00137] A composição de cobertura pode conter outros componentes como outro(s) componente(s) poliméricos, outro aditivo(s), como antioxidante(s), estabilizante(s), cargas, pigmentos ou quaisquer misturas dos mesmos. A camada de cobertura compreende preferivelmente um pigmento ou negro de fumo, ou ambos, em montantes convencionalmente usados.

[00138] A composição de cobertura do cabo da invenção compreende tipicamente pelo menos 50% em peso, preferivelmente pelo menos 60% em peso, mais preferivelmente pelo menos 70% em peso a 100% em peso, da poliolefina de cobertura com base no peso total do(s) componente(s) polimérico(s) presente(s) na composição de cobertura. Entretanto, deve ser entendido aqui que a composição de cobertura pode conter outro(s) componente(s) diferente(s) dos componentespoliméricos, como aditivo(s) que podem opcionalmente ser adicionados em uma mistura com um polímero portador, i.e. na assim chamada batch.

Cabo elétrico AC da invenção

[00139] Um cabo elétrico de corrente alternada (AC) da invenção é muito adequado para cabos elétricos AC, especialmente para cabos elétricos operando em tensões entre 6 kV e 36 kV (cabos de tensão média (MV)) e em tensões superiores a 36 kV, conhecidos como cabos de alta tensão (HV) e cabos de extra alta tensão (EHV), os cabos EHV operando, como é bem conhecido, em tensões muito altas. Os termos possuem significados bem conhecidos e indicam o nível de operação desses cabos. O cabo elétrico AC mais preferido é um

[00140] Deste modo, a composição polimérica com vantajosas propriedades de perdas dielétricas baixas é altamente adequada para cabos elétricos AC HV ou EHV, que operam em tensões superiores a 36 kV, preferivelmente em tensões de 40 kV ou mais, ainda em tensões de 50 kV ou mais. Cabos elétricos AC EHV operam em faixas de tensão muito altas, por exemplo, tão altas como até 800 kV, entretanto sem se limitar a essas.

[00141] A invenção também provê um processo para produzir um cabo elétrico de corrente alternada (AC), preferivelmente um cabo elétrico AC HV ou EHV, como definido acima ou nas reivindicações, em que o processo inclui as etapas deaplicar em um condutor uma camada interna semicondutora compreendendo uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo uma composição polimérica, uma camada externa semicondutora compreendendo uma segunda composição semicondutora, e opcionalmente, e preferivelmente, uma camada de cobertura compreendendo uma composição de cobertura, eopcionalmente, e preferivelmente, reticular pelo menos a poliolefina da composição polimérica da camada de isolamento, opcionalmente, e preferivelmente, a primeira composição semicondutora da camada semicondutora interna, opcionalmente a segunda composição semicondutora da camada semicondutora externa e opcionalmente a composição de cobertura da camada de cobertura opcional, na presença de um agente de reticulação e em condições de reticulação.

[00142] Na modalidade preferida do processo de produção de cabo elétrico AC HV ou EHV da invenção, o processo compreende as etapas de (a) prover e misturar, preferivelmente misturar fundindo (meltmixing) em uma extrusora, uma primeira composição semicondutora opcionalmente reticulável compreendendo uma poliolefina, uma carga condutora, preferivelmente negro de fumo, e opcionalmente outro(s) componente(s) para a camada interna semicondutora ,prover e misturar, preferivelmente misturar fundindo em uma extrusora, uma composição polimérica reticulável da invenção para a camada de isolamento,prover e misturar, preferivelmente misturar fundindo em uma extrusora, uma segunda composição semicondutora opcionalmente reticulável que compreende uma poliolefina, uma carga condutora, preferivelmente negro de fumo, e opcionalmente outro(s) componente(s) para a camada semicondutora externa,prover e misturar, preferivelmente misturar fundindo em uma extrusora, uma composição de cobertura opcionalmente reticulável que compreende uma poliolefina e opcionalmente outro(s) componente(s) para a camada semicondutora externa, (b) aplicar em um condutor, preferivelmente por coextrusão,uma mistura fundida (meltmix) da primeira composição semicondutora obtida da etapa (a) para formar a camada semicondutora interna,uma mistura fundida da composição polimérica da invenção obtida da etapa (a) para formar a camada de isolamento,uma mistura fundida da segunda composição semicondutora obtida da etapa (a) para formar a camada semicondutora externa, uma mistura fundida da composição de cobertura obtida na etapa (a) para formar a camada blindada de cobertura (shield jacketing layer), e (c) opcionalmente reticular em condições de reticulação uma ou mais entre composição polimérica da camada de isolamento, composição semicondutora da camada semicondutora interna , composição semicondutora da camada semicondutora externa, e composição de cobertura da camada de cobertura do cabo obtido, preferivelmente pelo menos a composição polimérica da camada de isolamento, mais preferivelmente a composição polimérica da camada de isolamento, pelo menos a composição semicondutora da camada semicondutora interna, opcionalmente a composição semicondutora da camada semicondutora externa e opcionalmente a composição de cobertura da camada de cobertura.

[00143] Misturar fundindo significa misturar acima do ponto de fusão de pelo menos o(s) componente(s) polimérico(s) de maior porte da mistura obtida e é tipicamente realizada em uma temperatura de pelo menos 10-15°C acima do ponto de fusão ou amolecimento do(s) componente(s) polimérico(s).

[00144] O termo "(co)extrusão" significa aqui que no caso de duas ou mais camadas, as referidas camadas podem ser extrudadas em etapas separadas, ou pelo menos duas ou todas as referidas camadaspodem ser coextrudadas na mesma etapa de extrusão, como bem conhecido na arte. O termo "(co)extrusão"significa aqui que todas ou parte das camada(s) são formadas simultaneamente usando um ou mais cabeçotes de extrusão. Por exemplo extrusão tripla pode ser usada para formar três camadas de cabo.

[00145] Como é bem conhecido, a composição polimérica da invenção e as primeira e segunda composições semicondutoras e a composição preferível, opcional de cobertura podem ser produzidas antes ou durante o processo de produção do cabo. Além disso, a composição polimérica da camada de isolamento, as primeira e segunda composições semicondutoras e a composição preferível, opcional, de cobertura podem, cada uma, independentemente conter parte ou todos os componente(s) dos mesmos antes da introdução à etapa de mistura em fusão a) do processo de produção do cabo.

[00146] Preferivelmente, a referida parte ou toda a composição polimérica, preferivelmente pelo menos a poliolefina, está na forma de pó, grão ou péletes, quando fornecida ao processo de produção do cabo. Péletes podem ser de qualquer tamanho e formato e podem ser produzidos por qualquer dispositivo convencional de peletização, como uma extrusora de peletização.

[00147] De acordo com uma modalidade, pelo menos a composição polimérica compreende o(s) referido(s) outro(s) componente(s). Nesta modalidade parte ou todo(s) o(s) referido(s) outro(s) componente(s) podem, por exemplo, ser adicionados 1) por mistura em fusão à poliolefina, que pode estar em uma forma obtida a partir do processo de polimerização, a mistura fundida obtida sendo, então, peletizada, e/ou 2) por mistura aos péletes de poliolefina, péletes esses que podem já conter parte do(s) referido(s) outro(s) componente(s). Nesta opção 2) parte ou todo(s) os outro(s) componente(s) podem ser misturados em fusão juntamente com os péletes e então a mistura fundida obtida ser peletizada; e/ou parte ou todo (s) o(s) outro(s) componentes pode(m) ser impregnado(s) aos péletes sólidos.

[00148] Em uma segunda modalidade alternativa, a composiçãopolimérica pode ser preparada em ligação com a linha de produção do cabo, por exemplo, provendo a poliolefina, preferivelmente na forma de péletes, que podem opcionalmente conter parte do(s) outro(s) componente(s), e combinar com todo ou o restante do(s) outro(s) componente(s) na etapa de mistura a) para prover uma mistura em fusão para a etapa b) do processo da invenção. No caso dos péletes da poliolefina conterem parte do(s) outro(s) componente(s), então os péletes podem ser preparados como descrito na primeira modalidade acima.

[00149] O(s) outro(s) componente(s) é (são) preferivelmente selecionado(s) pelo menos entre um ou mais aditivo(s), preferivelmente pelo menos entre agente(s) gerador(es) de radical livre , mais preferivelmente entre peróxido(s), opcionalmente, e preferivelmente, entre antioxidante(s) e opcionalmente entre retardantes de pré-vulcanização como mencionado acima.

[00150] A etapa de mistura a) da composição polimérica fornecida, da primeira e segunda composições semicondutoras e da composição de cobertura, opcional, e preferível, é preferivelmente realizada na extrusora do cabo. A etapa a) pode opcionalmente conter uma etapa de mistura separada, por exemplo em um misturador, precedendo a extrusora do cabo. A mistura no misturador precedente separado pode ser realizada com mistura com ou sem aquecimento externo (aquecimento com uma fonte externa) do(s) componente(s). Quaisquer outro(s) componente(s) da composição polimérica ou das primeira e segundacomposições semicondutoras e da composição de cobertura opcional e preferível, se presentes e adicionados durante o processo de produção do cabo, podem ser adicionados em quaisquer estágios e quaisquer ponto(s) na extrusora do cabo, ou no misturador opcional separado que precede a extrusora do cabo. A adição de aditivos pode ser feita simultaneamente ou separadamente como tal, preferivelmente em forma líquida, ou em uma bem conhecida master batch, e em qualquer estágio durante a etapa de mistura (a).

[00151] É preferível que a mistura em fusão da composição polimérica obtida do processo de misturação em fusão da etapa (a) consista da poliolefina da invenção como o componente polimérico único. O(s) aditivo(s) opciona(l)(is), e preferíve(l)(is), pode(m) ser adicionado(s) à composição polimérica como tal ou como uma mistura com um polímero portador, i.e. na forma de uma assim chamada master batch.

[00152] Com máxima preferência a mistura da composição polimérica da camada de isolamento com a mistura de cada uma das primeira e segunda composições semicondutoras e a composição de cobertura opcional, e preferível, obtida da etapa (a) é uma mistura fundida produzida pelo menos em uma extrusora.

[00153] Na modalidade preferida pelo menos a composição polimérica da camada de isolamento da invenção é fornecida ao processo de produção de cabo numa forma de péletes pré-fabricados.

[00154] Em uma modalidade preferida do processo de produção de cabo, é produzido um cabo elétrico de corrente alternada (AC) MV, HV ou EHV reticulado, mais preferivelmente um cabo elétrico de corrente alternada (AC) HV ou EHV AC, que compreende um condutor cercado por uma camada interna semicondutora compreendendo, preferivelmente consistindo de, uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo, preferivelmente consistindo de, uma composição polimérica reticulável da invenção compreendendo uma poliolefina e um agente de reticulação, preferivelmente peróxido, como definido acima, uma camada semicondutora externa compreendendo, preferivelmente consistindo de, uma segunda composição semicondutora, e a camada de cobertura opcional, e preferível, compreendendo, preferivelmente consistindo de, composição de cobertura, em que pelo menos a composição polimérica da camada de isolamento é reticulada na presença do referido agente de reticulação, mais preferivelmente, em que pelo menos a primeira composição semicondutora da camada semicondutora interna e a composição polimérica da camada de isolamento são reticuladas.

[00155] Se reticulada, então o(s) agente(s) de reticulação pode(m) já estar presente(s) nas primeira e segunda composições semicondutoras antes da introdução na etapa de reticulação (c) ou ser(em) introduzido(s) durante a etapa de reticulação (c). Peróxido é o agente de reticulação preferido para as referidas primeira e segunda composições semicondutoras e para a opcional, e preferível, composição de cobertura no caso de quaisquer das referidas camadas serem reticuladas, e é, então, preferivelmente incluído nos péletes das composições semicondutoras e nos péletes da composição de cobertura antes da composição ser usada no processo de produção do cabo como descrito acima.

[00156] Reticulação pode ser realizada em temperatura aumentada, que é escolhida, como é bem conhecido, dependendo do tipo de agente de reticulação. Por exemplo, temperaturas acima de 150°C são típicas, entretanto não são limitadas a essa condição.

[00157] Camadas isolantes para cabos elétricos de corrente alternada (AC) MV, HV ou EHV, preferivelmente para HV ou EHV, geralmente possuem uma espessura de pelo menos 2 mm, tipicamente de pelo menos 2,3 mm, quando medidas a partir de uma seção reta da camada de isolamento do cabo, e a espessura aumenta com o aumento de tensão para a qual cabo é projetado.

Métodos de determinação

[00158] Salvo indicação em contrário na descrição ou parte experi-mental os seguintes métodos foram usados para as determinações de propriedades.% em peso:% em peso

Índice de Fluidez

[00159] O índice de fluidez ( melt flow rate (MFR)) é determinado de acordo com ISSO 1133 e é indicado em g/10 min. O MFR é uma indicação da escoabilidade, e portanto da processabilidade, do polímero. Quanto mais alto o índice de fluidez, menor a viscosidade do polímero. O MFR é determinado a 190 C para polietilenos e pode ser determinado em diferentes cargas como 2,16 kg (MFR2) ou 21,6 kg (MFR21).

Densidade

[00160] A densidade foi medida de acordo com ISO 1183-2. A preparação de amostra foi executada de acordo com ISO 1872-2 Tabela 3 Q (moldagem por compressão).

Peso molecular

[00161] Os Mz, Mw, Mn, e MWD são medidos por Cromatografia de Permeação com Gel (GPC) para polímeros de baixo peso molecular, como é conhecido no campo.

Teores de comonômero a) Quantificação do teor de alfa-olefina em polietilenos lineares de baixa densidade e polietilenos de baixa densidade por espectroscopia de RMN:

[00162] O teor de comonômero foi determinado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear 13C (RMN) quantitativa após atribuição de base (after basic assignment) (J. Randall JMS Rev. Macromol. Chem. Phys., C29(2&3), 201-317 (1989)). Parâmetros experimentais foram ajustados para assegurar medição de espectros quantitativos para esta tarefa específica.

[00163] Especificamente espectroscopia RMN em estado de solução foi empregada usando um espectrômetro Bruker Avance III 400. Amostras homogêneas foram preparadas dissolvendo-se aproximadamente 0,200 g de polímero em 2,5 ml de tetracloroetano deuterado em tubos de amostra de 10 mm utilizando um bloco de calor e um forno de tubo rotativo a 140°C. Espectros RMN de 13C de pulso único com desacoplamento de prótons com NOE (com chaveamento elétrico (powergated)) foram registrados usando os seguintes parâmetros de aquisição: um ângulo de giro (flip-angle) de 90 graus, 4 escaneamentos preparatórios (dummy scans), 4096 transientes, um tempo de aquisição de 1,6 s, uma largura espectral de 20kHz, uma temperatura de 125°C, esquema de desacoplamento de prótons bilevel WALTZ e um tempo de relaxação (relaxation delay) de 3,0 s. O FID resultante foi processado usando os seguintes parâmetros de processo: preenchimento com zeros (zerofilling) a 32k pontos e apodização usando uma função de janela gaussiana; correção automática das fases de ordem zero e primeira ordem e correção automática da linha de base usando uma equação polinomial de quinta ordem restrita à região de interesse.

[00164] Quantidades foram calculadas usando razões simples corrigidas das integrais de sinal de sítios representativos com base em métodos bem conhecidos na arte.

b) Teor de comonômeros de comonômeros polares em polietileno de baixa densidade (1) Polímeros compreendendo > 6.% em peso de unidades de comonômeros polares

[00165] Teor de comonômero (% em peso) foi determinado de maneira conhecida com base na determinação de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)) calibrada com espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa. Abaixo é exemplificada a determinação do teor de comonômero polar de etileno etil acrilato, etileno butil acrilato e etileno metil acrilato. Amostras de filme dos polímeros foram preparadas para a medição de FTIR: 0,5-0,7 mm de espessura foi usada para etileno butil acrilato e etileno etil acrilato e espessura de filme de 0,10 mm para etileno meti acrilato em um montante de >6% em peso. Filmes foram prensados usando uma prensa de filme Specac a 150°C, aproximadamente a 5 tons, 1-2 minutos, e então referiados com água fria em uma maneira não controlada. A espessura acurada das amostras de filme obtidas foi medida.

[00166] Após a análise com FTIR, linhas de base no modo de absorbância foram desenhadas para os picos a serem analisados. O pico de absorbância para o comonômero foi normalizado com o pico de absorbância de polietileno (por exemplo, a altura de pico para butil acrilato ou etil acrilato em 3450 cm-1 foi dividida pela altura de pico de polietileno a 2020 cm-1). O procedimento de calibração com espectroscopia de RMN foi realizado de maneira convencional, que é bem documentada na literatura, explicada abaixo.

[00167] Para a determinação do teor de metilacrilato, foi preparada uma amostra de filme de 0,10 mm de espessura. Após a análise, foi subtraído da absorbância máxima para o pico de metilacrilato a 3455 cm-1 o valor de absorbância da linha de base a 2475 cm-1 (Amθtiiacriiato A2475). Então, foi subtraído do pico de absorbância máxima para o pico de polietileno a 2660 cm-1 o valor de absorbância para a linha de base a 2475 cm-1 (A2660 -A2475). A razão entre (Ametilacrilato-A2475) e (A2660A2475) foi, então calculada da maneira convencional, que é bem documentada na literatura.

[00168] A% em peso pode ser convertida em% molar por cálculo, que é bem documentado na literatura.

[00169] Quantificação do teor de copolímero em polímeros por espectroscopia de RMN

[00170] O teor de comonômero foi determinado por espectroscopia quantitativa de ressonância magnética nuclear (RMN) após atribuição de base (por exemplo, "NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives" (Espectros RMN de Polímeros e Aditivos de polímero), A. J. Brandolini e D. D. Hills, 2000, Marcel Dekker, Inc. New York). Parâmetros experimentais foram ajustados para assegurar a medição de espectros quantitativos para esta tarefa específica (por exemplo, "200 and More NMR Experiments: A Practical Course" (200 e mais Experimentos de RMN : Um Curso Prático), S. Berger e S. Braun, 2004, Wiley-VCH, Weinheim). Quantidades foram calculadas usando razões simples corrigidas das integrais de sinais de sítios representativos de maneira conhecida na arte.

(2) Polímeros contendo 6.% em peso ou menos de unidades de comonômeros polares.

[00171] Teor de comonômero (% em peso) foi determinado de maneira conhecida com base na determinação de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) calibrada com espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa. Abaixoé exemplificada a determinação do teor de comonômero polar de etileno butil acrilato e etileno metil acrilato. Para a medição de FT-IR amostras de filme de 0,05 a 0,12 mm de espessura foram preparadas como descrito acima sob o método 1 A espessura acurada das amostras de filme obtidas foi medida.

[00172] Após a análise com FT-IR, linhas de base no modo de ab-sorbância foram desenhadas para os picos a serem analisados. Foi subtraído da absorbância máxima para o pico para o comonômero (por exemplo, para metilacrilato a 1164 cm-1 e butilacrilato a 1165 cm-1) o valor de absorbância para a linha de base a 1850 cm-1 (A comonômero polar A1850). Então, foi subtraído do pico de absorbância máxima para pico de polietileno a 2660 cm-1 o valor de absorbância para a linha de base a 1850 cm-1 (A2660 A1850). A razão entre (Acomonômero-A1850) e (A2660A1850) foi, então, calculada. O procedimento de calibração por espectroscopia de RMN foi realizado de maneira convencional, que é bem documentada na literatura, como descrito acima sob o método 1).

[00173] A% em peso pode ser convertida em% molar por cálculo, que é bem documentado na literatura.

Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV Produção de cabo

[00174] Péletes de polímero da composição polimérica em teste foram usados para produzir a camada de isolamento dos cabos de 10 kV em teste em uma linha piloto de cabos Maillefer do tipo CCV. Os cabos possuem uma espessura de 3,4 mm nominal de isolamento (a camada semicondutora interna tem 0,9 mm de espessura e a camada semicondutora externa tem 1 mm de espessura). A seção reta do condutor era de 50 mm2, em alumínio trançado. O cabo foi produzido como uma construção 1 + 2 (por exemplo, primeiro a camada semicondutora interna foi aplicada sobre o condutor e então as duas camadas restantes foram aplicadas por meio do mesmo cabeçote de extrusão ao condutor já tendo a camada semicondutora interna aplicada). O material semicondutor usado como material semicondutor interno e externo era LE0592 (um material semicondutor comercial suprido pela Borealis). Os núcleos de cabo foram produzidos com uma velocidade linear de 1,6 m/min.

Comprimento de Cabo: Preparação de amostra de Cabo:

[00175] 12,5 m de cada cabo ficaram disponíveis para os testes;comprimento ativo de teste nos testes de fator de perda foi, aproximadamente, de 11 m. O comprimento é escolhido de acordo com IEC 60502-2 ; i.e. > 10 m de comprimento ativo de teste entre os anéis de guarda do objeto em teste.

Condicionamento:

[00176] Os cabos são termicamente tratados em um forno ventilado a 70°C por 72 horas antes das medições. As amostras são, depois disso, mantidas em sacos de alumínio selados até que as medições de tan δ sejam feitas.

Método de teste:

[00177] Ambas as extremidades dos cabos com fator de perda (loss factor cables) foram equipados com tecidos de nivelação de campo elétrico. Cada terminação tinha 0,7 m de comprimento. As extremidades foram postas em sacos plásticos que foram cheios com gás SF6 e selados com fitas adesivas (tapes). O gás SF6 foi usado para aumentar a tensão de incepção de corona acima da tensão máxima de teste de ~55 kV.

[00178] 20 cm a partir dos cones de tensão foram introduzidos anéis de guarda. Uma abertura de 2 mm foi aberta na blindagem (screen) de isolamento. Um tubo termocontrátil (Raychem) de parede espessa com 5 cm de comprimento foi usado sobre os anéis de guarda para evitar qualquer influência de descargas parciais e/ou correntes de fuga das terminações submetidas a alta tensão durante as medições.

[00179] O comprimento ativo de teste foi enrolado em uma folha de alumínio com 0,45 m de largura e 0,2 mm de espessura (6-7 camadas). Depois, foi coberto com um tubo termoretrátil de isolamento contínuo.

[00180] Todas as medições de tan δ foram realizadas com o cabo enrolado no interior de um grande forno ventilado. As terminações foram montadas e ligadas no transformador de alta tensão fora do forno ventilado. Os anéis de guarda foram também localizados fora do forno.

[00181] Para atingir as condições isotérmicas em todo o cabo foi necessário um período de 2 horas entre as medições em cada nível de temperatura. O cabo é, assim, aquecido por este forno, e não por aquecimento do condutor.

[00182] As tensões de teste a 50 Hz correspondentes a 5, 10, 15, 20 e 25 kV/mm de tensão do condutor foram determinados após as dimensões dos cabos terem sido determinadas por medição.

[00183] A ponte de medição de tan δ foi do tipo Ponte de Schering Tettex 2801 H1-64. O sistema foi verificado antes das medições com o uso de padrões de tan δ.

Método para determinação do montante de ligações duplas na composição polimérica ou no polímero

[00184] O método descreve de maneira geral a determinação de diferentes tipos de ligações duplas, sendo usada a parte da descrição que descreve a determinação do teor de grupo vinila.

A) Quantificação do montante de ligações duplas carbonocarbono por espectroscopia de IR

[00185] Espectroscopia quantitativa de infravermelho (IR) foi usada para quantificar o montante de duplas de carbono (C=C). Calibração foi obtida por determinação prévia do coeficiente de extinção molar dos grupos funcionais C=C em compostos modelo de baixo peso molecular representativos de estrutura conhecida.

[00186] O montante de cada um destes grupos (N) foi determinado como número de ligações duplas carbono-carbono ligações duplas por mil átomos de carbono totais (C=C/1000C) via: N = (A x 14 ) / (E x L x D)

[00187] onde A é a absorbância máxima definida como altura de pico, E o coeficiente de extinção molar do grupo em questão (l^molW), L a espessura de filme (mm) e D a densidade do material (g-cm-1).

[00188] O montante total de ligações C=C por mil átomos de carbono totais pode ser calculado através da soma de N para os componentes compreendendo C=C individuais.

[00189] Para amostras de polietileno em estado sólido foram registrados espectros no infravermelho usando um espectrômetro FTIR (Perkin Elmer 2000) em filmes finos (0,5-1,0 mm) moldados por compressão em uma resolução de 4 cm-1 e analisados no modo de absorção.

1) Composições poliméricas compreendendo homopolímeros e copolímeros de polietileno, exceto copolímeros de polietileno com > 0,4% em peso de comonômero polar

[00190] Para polietilenos três tipos de grupos funcionais compreendendo C=C foram quantificados, cada um com uma absorção característica e cada um calibrado de acordo com um composto modelo diferente resultando em coeficientes de extinção individuais: • vinila (R-CH=CH2) via 910 cm-1 com base em 1-deceno [dec-1-eno] fornecendo E = 13,13 l-moM-mm’1 • vinilideno (RR’C=CH2) via 888 cm-1 com base em 2-metil1-hepteno [2-metil-hept-1-eno] fornecendo E = 18,24 l•mol"1•mm"1 • trans-vinileno (R-CH=CH-R’) via 965 cm-1 com base em trans-4-deceno [(E)-dec-4-eno] fornecendo E = 15,14 l-moM-mm’1

[00191] Para homopolímeros ou copolímeros de polietileno com < 0,4% em peso de comonômero linear polar, correção de linha de base foi aplicada entre aproximadamente 980 e 840 cm-1.

2) Composições poliméricas compreendendo copolímeros de polietileno com > 0,4% em peso de comonômero polar

[00192] Para copolímeros de polietileno com > 0,4% em peso de comonômero polar dois tipos de grupos funcionais compreendendo C=C foram quantificados, cada um com uma absorção característica e cada um calibrado de acordo com um composto modelo diferente resultando em coeficientes de extinção diferentes: • vinila (R-CH=CH2) via 910 cm-1 com base em 1-deceno [dec-1-eno] fornecendo E = 13,13 l•mol"1•mm"1 • vinilideno (RR’C=CH2) via 888 cm-1 com base em 2-metil- 1-hepteno [2-metil-hept-1-eno] fornecendo E = 18,24 l-moM-mm’1 EBA:

[00193] Para sistemas de poli(etileno-co-butilacrilato) (EBA) correção linear de linha de base foi aplicada entre aproximadamente 920 e 870 cm-1.EMA:

[00194] Para sistemas de poli(etileno-co-metilacrilato) (EMA) correção linear de linha de base foi aplicada entre aproximadamente 930 e 870 cm-1.

3) Composições poliméricas compreendendo moléculas insaturadas de baixo peso molecular

[00195] Para sistemas incluindo espécies compreendendo C=C de baixo peso molecular, foi realizada calibração direta usando o próprio coeficiente molar de extinção de absorção de C=C nas espécies de baixo peso molecular.

B) Quantificação de coeficientes de extinção molar por espectroscopia de IR

[00196] Os coeficientes de extinção molar foram determinados de acordo com o procedimento fornecido em ASTM D3124-98 e ASTM D6248-98. Espectros de infravermelho em estado de solução foram registrados usando um espectrômetro de FTIR (Perkin Elmer 2000) equipado com uma célula para líquido com comprimento de caminho óptico de 0,1 mm em uma resolução de 4 cm-1.

[00197] O coeficiente de extinção (E) foi determinado como Lmol" 1-mm’1 por meio de: E = A / (C x L)

[00198] onde A é a absorbância máxima definida como altura de pico, C a concentração (molT1) e L a espessura da célula (mm).

[00199] Pelo menos três soluções 0,18 molT1 em dissulfeto de carbono (CS2) foram usadas e o valor médio do coeficiente molar de ex- tinção determinado.

Parte Experimental Preparação de poliolefinas dos exemplos da presente invenção e exemplos de referência

[00200] As poliolefinas eram polietilenos de baixa densidade produzidas em um reator de alta pressão. A produção de polímeros da invenção e de referência é descrita abaixo. Quanto às alimentações de CTA, por exemplo, o teor de PA pode ser fornecido como litro/hora ou kg/h e convertido nas duas unidades usando uma densidade de PA de 0,807 kg/litro para o recálculo.

Exemplo comparativo 1: polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00201] Etileno purificado foi liquefeito por compressão e resfriamento a uma pressão de 90 bars e uma temperatura de -30°C e dividido em duas correntes iguais de aproximadamente 14 tons/hora cada uma. O CTA (metil etil cetona (MEK)), ar e um iniciador de radical peróxido comercial dissolvido em um solvente foram adicionados às duas correntes de etileno líquido em montantes individuais. As duas misturas foram bombeadas separadamente através de um arranjo de 4 intensificadores para alcançar pressões de 2100-2300 bars e temperaturas de saída de cerca de 40°C. Estas duas correntes foram respectivamente alimentadas na parte frontal (zona 1) (50%) e lateral (zona 2) (50%) de um reator tubular de duas zonas com alimentação dividida. Os diâmetros e comprimentos internos das duas zonas de reator foram de 32 mm e 200 m para a zona 1 e 38 mm e 400 m para a zona 2. MEK foi adicionado em montantes de cerca de 216 kg/h para a corrente frontal para manter um MFR2 de cerca de 2 g/10 min. A corrente de alimentação frontal foi passada através de uma seção de aquecimento para atingir uma temperatura suficiente para que a reação de polimerização exotérmica se iniciasse. As temperaturas de pico atingidas pela reação foram de cerca de 250°C e cerca de 318°C na primeira e segunda zonas, respectivamente. A corrente de alimentação lateral resfriou a reação a uma temperatura de iniciação da segunda zona de 165-170°C. Ar e solução de peróxido foram adicionados às duas correntes em montantes suficientes para alcançar a temperatura alvo dos picos. A mistura de reação foi despressurizada pela válvula de produto, resfriada, e polímero foi separado de gás não reagido.

Exemplo comparativo 2: polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00202] Etileno purificado foi liquefeito por compressão e resfriamento a uma pressão de 90 bars e uma temperatura de -30°C e dividido em duas correntes iguais de aproximadamente 14 tons/hora cada uma. O CTA (metil etil cetona (MEK)), ar e um iniciador de radical peróxido comercial dissolvido em um solvente foram adicionados às duas correntes de etileno líquido em montantes individuais. Aqui também 1,7-octadieno foi adicionado ao reator em um montante de cerca de 24 kg/h. As duas misturas foram bombeadas separadamente através de um arranjo de 4 intensificadores para alcançar pressões de 2200-2300 bars e temperaturas de saída de cerca de 40°C. Estas duas correntes foram respectivamente alimentadas na parte frontal (zona 1) (50%) e lateral (zona 2) (50%) de um reator tubular de duas zonas com alimentação dividida. Os diâmetros e comprimentos internos das duas zonas de reator foram de 32 mm e 200 m para a zona 1 e 38 mm e 400 m para a zona 2. MEK foi adicionado em montantes de cerca de 205 kg/h para a corrente frontal para manter um MFR2 de cerca de 2 g/10 min. A corrente de alimentação frontal foi passada através de uma seção de aquecimento para atingir uma temperatura suficiente para que a reação de polimerização exotérmica se iniciasse. As temperaturas de pico atingidas pela reação foram de cerca de 253°C e cerca de 290°C na primeira e segunda zonas, respectivamente. A corrente de alimentação lateral resfriou a reação a uma temperatura de iniciação da segunda zona de cerca de 168OC. Ar e solução de peróxido foram adicionadosàs duas correntes em montantes suficientes para alcançar a temperatura alvo dos picos. A mistura de reação foi despressurizada pela válvula de produto, resfriada, e polímero foi separado de gás não reagido.

Exemplo da invenção 1: polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00203] Etileno com CTA reciclado foi comprimido em um précompressor de 5 estágios e um hiper-compressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para alcançar pressão inicial de reação de cerca de 2700 bar. A produção total do compressor foi de cerca de 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 5,6 kg/hora de propionaldeído foram adicionados juntamente com aproximadamente 89 kg de propileno/hora como agentes de transferência de cadeia para manter um MFR de1,9 g/10 min. A mistura comprimida foi aquecida a 163 °C em uma seção de pré-aquecimento de um reator tubular de alimentação frontal com três zonas com um diâmetro interno de cerca de 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. A mistura de iniciadores de radical peróxido disponíveis comercialmente dissolvidos em isododecano foi injetada logo após o pré-aquecedor em um montante suficiente para que a reação de polimerização exotérmica alcançasse as temperaturas de pico de cerca de 286 °C, após o que ela foi resfriada a aproximadamente 215°C. As subsequentes 2a e 3a temperaturas de reação de pico foram 285 °C e 268 °C respectivamente com um resfriamento entre elas a 230°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula válvula kick, resfriada e polímero foi separado de gás não reagido.

Exemplo da invenção 2: Polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00204] Etileno com CTA reciclado foi comprimido em um précompressor de 5 estágios e um hiper-compressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para alcançar pressão inicial de reação de cerca de 2580 bar. A produção total do compressor foi de cerca de 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 14,4 kg/hora de propionaldeído foram adicionados para manter um MFR de cerca de 2,0 g/10 min. A mistura comprimida foi aquecida a 164°C em uma seção de pré-aquecimento de um reator tubular de alimentação frontal com três zonas com um diâmetro interno de cerca de 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. A mistura de iniciadores de radical peróxido disponíveis comercialmente dissolvidos em isododecano foi injetada logo após o pré-aquecedor em um montante suficiente para que a reação de polimerização exotérmica alcançasse as temperaturas de pico de cerca de 305 °C, após o que ela foi resfriada a aproximadamente 208°C. As subsequentes 2a e 3a temperaturas de reação de pico foram 286 °C e 278 °C respectivamente com um resfriamento entre elas a 237°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula kick, resfriada e polímero foi separado de gás não reagido.

Exemplo da invenção 3: Polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00205] Etileno com CTA reciclado foi comprimido em um précompressor de 5 estágios e um hiper-compressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para alcançar pressão inicial de reação de cerca de 2800 bar. A produção total do compressor foi de cerca de 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 3,6 kg/hora de propionaldeído foram adicionados juntamente com 138 kg/h de propileno como agentes de transferência de cadeia para manter um MFR de cerca de 2,1 g/10 min. Aqui também1,7-octadieno foi adicionado ao reator em um montante de 30,7 kg/h. A mistura comprimida foi aquecida a 167 °C em uma seção de pré-aquecimento de um reator tubular de alimentação frontal com três zonas com um diâmetro interno de cerca de 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. A mistura de iniciadores de radical peróxido disponíveis comercialmente dissolvidos em isododecano foi injetada logo após o pré-aquecedor em um montante suficiente para que a reação de polimerização exotérmica alcançasse as temperaturas de pico de cerca de 271 °C, após o que ela foi resfriada a aproximadamente 195°C. As subsequentes 2a e 3a temperaturas de reação de pico foram 269 °C e 247 °C respectivamente com um resfriamento entre elas a 216°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula kick, resfriada e polímero foi separado de gás não reagido.

Exemplo da invenção 4: Polímero de polietileno produzido em um reator de alta pressão

[00206] Etileno com CTA reciclado foi comprimido em um précompressor de 5 estágios e um hiper-compressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para alcançar pressão inicial de reação de cerca de 2745 bar. A produção total do compressor foi de cerca de 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 2,8 kg/hora de propionaldeído foram adicionados juntamente com 77 kg/h de propileno como agentes de transferência de cadeia para manter um MFR de 1,8 g/10 min. Aqui também1,7-octadieno foi adicionado ao reator em um montante de 28,7 kg/h e butil acrilato em um montante de cerca de 26 kg/hora. A mistura comprimida foi aquecida a 161 °C em uma seção de pré-aquecimento de um reator tubular de alimentação frontal com três zonas com um diâmetro interno de cerca de 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. A mistura de iniciadores de radical peróxido disponíveis comercialmente dissolvidos em isododecano foi injetada logo após o pré-aquecedor em um montante suficiente para que a reação de polimerização exotérmica alcançasse as temperaturas de pico de cerca de 286°C, após o que ela foi resfriada a aproximadamente 233°C. As subsequentes 2a e 3a temperaturas de reação de pico foram 280°C e 266°C respectivamente com um resfriamento entre elas a 237°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula kick, resfriada e polímero foi separado de gás não reagido. Resultados Experimentais: Óleo mineral = lubrificante baseado em óleo mineral, MRARUS PE KPL 201, fornecedor ExxonMobil PAG = lubrificante baseado em polialquileno glicol, Syntheso D201N da Klueber. PA = propionaldeído (número CAS: 123-38-6) MEK= metil etil cetona.

[00207] Os resultados das tabelas abaixo mostram que as composições poliméricas da invenção produzidas em processo HP usando óleo mineral como o lubrificante de compressor reduziram as perdas em alta tensão (high stress) e alta temperatura expressas como tan delta medida em 50 Hz.Tabela 1. Tan delta (50Hz) a 25 kV/mm e 130 °C de cabos de 10 kV reticulados.

Tabela 2. Tan delta (50Hz) a 25 kV/mm e 130 °C de cabos de 10 kV reticulados.

[00208] A camada de cobertura é coextrudada em uma extrusora de cabos de maneira convencional como a camada de blindagem (externa) do cabo final da invenção. A camada de cobertura preferível do cabo contribui adicionalmente para as propriedades elétricas de AC melhoradas pro meio da provisão de uma camada mecanicamente.

Claims

1. Cabo elétrico de corrente alternada (AC), caracterizado pelo fato de que compreende um condutor cercado por pelo menos uma camada interna semicondutora compreendendo de uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo de uma composição polimérica e uma camada externa semicondutora compreendendo de uma segunda composição semicondutora nessa ordem, sendo que a composição polimérica da camada de isolamento compreende uma poliolefina e um agente de reticulação, sendo que a poliolefina é um polímero LDPE insaturado, que é selecionado do grupo que consiste em homopolímero LDPE insaturado e um copolímero LDPE insaturado de etileno com um ou mais comonômero(s), sendo que a composição polimérica da camada de isolamento apresenta uma perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 12,0 x 10-4ou menos, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV", e sendo que a poliolefina é obtenível por um processo de alta pressão que consiste em: (a) comprimir um ou mais monômero(s) sob pressão em um compressor, usando um lubrificante de compressor para lubrificação, (b) polimerizar um monômero opcionalmente juntamente com um ou mais comonômero(s) em uma zona de polimerização, (c) separar a poliolefina obtida dos produtos não reagidos e recuperar a poliolefina separada em uma zona de recuperação, sendo que o lubrificante de compressor inclui um óleo mineral.

2. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição polimérica da camada de isolamento apresenta uma perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 11,0 x 10-4ou menos, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV".

3. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição polimérica da camada de isolamento apresenta uma perda dielétrica expressa como tan δ (50 Hz) de 0,01 10,0 x 10-4, quando medida em 25 kV/mm e 130°C de acordo com "Teste para medição de tan δ em cabos de 10 kV".

4. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante que compreende um óleo branco como o óleo mineral e é adequado para produção de polímeros para indústria alimentícia ou médica.

5. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracerizado pelo fato de que o agente de reticulação é peróxido.

6. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliolefina é um copolímero LDPE insaturado de etileno com um ou mais comonômero(s).

7. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliolefina é um homopolímero LDPE insaturado ou um copolímero LDPE insaturado de etileno com pelo menos um comonômero poli-insaturado.

8. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliolefina é um copolímero LDPE insaturado de etileno com pelo menos um comonômero poliinsaturado e opcionalmente um ou mais comonômero(s).

9. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das composições semicondutoras interna e externa compreende independentemente uma carga condutora.

10. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cabo inclui uma camada de cobertura que compreende uma composição de cobertura cercada por uma camada externa semicondutora.

11. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos a composição polimérica da camada de isolamento é reticulada na presença do referido agente de reticulação.

12. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos a primeira composição semicondutora da camada interna semicondutora e a composição polimérica da camada de isolamento são reticuladas.

13. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é um cabo elétrico de corrente alternada (AC) MV, HV ou EHV.

14. Cabo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o óleo mineral é um subproduto da destilação de petróleo para produzir gasolina e outros produtos à base de petróleo a partir de petróleo bruto.

15. Cabo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o óleo branco compreende hidrocarbonetos parafínicos.

16. Cabo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o óleo atende pelo menos um dos seguintes requisitos: (a) o óleo branco apresenta uma viscosidade de pelo menos 8,5 x 10-6m2/s a 100°C; (b) o óleo branco contém 5% em peso ou menos de hidrocarbonetos que apresentam menos de 25 átomos de carbono; e o óleo mineral branco contém hidrocarbonetos que apresentam um peso molecular médio de 480 ou mais.

17. Processo para produção de um cabo elétrico de corrente alternada (AC), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: aplicar em um condutor uma camada interna semicondutora compreendendo uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento compreendendo uma composição polimérica, uma camada externa semicondutora compreendendo uma segunda composição semicondutora.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: aplicar uma camada de cobertura que compreende uma composição de cobertura no condutor.