BR112018011037B1

BR112018011037B1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A POWER CORD, POWER CORD, AND, USE OF A POWER CORD

Info

Publication number: BR112018011037B1
Application number: BR112018011037-0A
Authority: BR
Inventors: Ola Fagrell (Falecido); Åsa WANNERSKOG; Francisco GALANTE; Peter Walter
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2023-07-18

Abstract

PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE UM CABO DE ALIMENTAÇÃO, CABO DE ALIMENTAÇÃO, E, USO DE UM CABO DE ALIMENTAÇÃO. A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de um cabo de alimentação, cabo de alimentação esse que compreende pelo menos um núcleo compreendendo um condutor e uma camada de isolamento expandida e reticulada circundando o dito condutor, em que o dito processo compreende as etapas a) a d): a) prover uma mistura de: uma composição de polímero compreendendo um material de poliolefina, material de poliolefina esse que contém porções de silano; um catalisador e um sistema de formação de espuma, em que a mistura provida irá compreender pelo menos 0,1% em peso de um agente de formação de espuma, em relação ao peso total do material de poliolefina; b) extrudar uma mistura, como descrita na etapa a), no condutor para formar uma camada de isolamento; c) formar espuma na camada de isolamento; e d) reticular a camada de isolamento; um cabo de alimentação que pode ser obtido pelo processo e uso do cabo de alimentação.PROCESS FOR MANUFACTURING A POWER CORD, POWER CORD, AND, USE OF A POWER CORD. The present invention relates to a process for manufacturing a power cable, which power cable comprises at least one core comprising a conductor and an expanded and cross-linked insulation layer surrounding said conductor, wherein said process comprises steps a) to d): a) providing a mixture of: a polymer composition comprising a polyolefin material, which polyolefin material contains silane portions; a catalyst and a foaming system, wherein the mixture provided will comprise at least 0.1% by weight of a foaming agent, relative to the total weight of the polyolefin material; b) extruding a mixture, as described in step a), into the conductor to form an insulation layer; c) form foam in the insulation layer; and d) crosslinking the insulation layer; a power cord that can be obtained by the process and use of the power cord.

Description

Field of invention

[001] A presente invenção refere-se a um novo processo para a fabricação de um cabo de alimentação, um cabo de alimentação que é obtenível pelo processo e uso do cabo de alimentação.[001] The present invention relates to a new process for manufacturing a power cable, a power cable that is obtainable by the process and use of the power cable.

Fundamentals

[002] Em aplicações de fios e cabos (W & C), um cabo típico compreende um condutor circundado por uma ou mais camadas de materiais poliméricos. Os cabos são normalmente produzidos por extrusão das camadas em um condutor. Uma ou mais das ditas camadas são frequentemente reticuladas para melhorar, por exemplo, a resistência à deformação a temperaturas elevadas, bem como a resistência mecânica e/ou a resistência química, da(s) camada(s) do cabo.[002] In wire and cable (W&C) applications, a typical cable comprises a conductor surrounded by one or more layers of polymeric materials. Cables are typically produced by extruding the layers into a conductor. One or more of said layers are often cross-linked to improve, for example, the resistance to deformation at elevated temperatures, as well as the mechanical resistance and/or chemical resistance, of the cable layer(s).

[003] A reticulação dos polímeros pode ser conseguida, por exemplo, por reação de radicais livres usando irradiação ou usando um agente de reticulação que é um agente gerador de radicais livres; ou através de grupos silano hidrolisáveis presentes no polímero usando um catalisador de condensação na presença de água.[003] Crosslinking of polymers can be achieved, for example, by free radical reaction using irradiation or using a crosslinking agent that is a free radical generating agent; or through hydrolyzable silane groups present in the polymer using a condensation catalyst in the presence of water.

[004] Os cabos de alimentação são definidos como sendo cabos que transferem energia operando em qualquer nível de tensão. A tensão aplicada a um cabo de alimentação pode ser alternada (CA), direta (CC) ou transiente (impulso). Além disso, os cabos de alimentação são tipicamente indicados de acordo com o seu nível de tensão de operação, por exemplo, um cabo de alimentação de baixa tensão (LV), de média tensão (MV), de alta tensão (HV) ou de extra-alta tensão (EHV), termos esses que são bem conhecidos. O cabo de alimentação é definido como sendo um cabo que transfere energia operando em qualquer nível de tensão, tipicamente operando em tensão superior a 100 V. O cabo de alimentação de LV tipicamente opera em tensões abaixo de 3 kV. Os cabos de alimentação de MV e HV operam em níveis de tensão superiores e em aplicações diferentes que os cabos de LV. Normalmente, um cabo de alimentação de MV típico opera em tensões de 3 a 36 kV e um cabo de alimentação de HV típico em tensões superiores a 36 kV. O cabo de alimentação de EHV opera em tensões que são ainda maiores que aquelas tipicamente usadas para aplicações de cabos de alimentação de HV. O cabo de alimentação de LV e, em algumas modalidades, os cabos de alimentação de média tensão (MV) compreendem geralmente um condutor elétrico que é revestido com uma camada de isolamento. Tipicamente, os cabos de alimentação de MV e de HV compreendem um condutor circundado, pelo menos, por uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada semicondutora externa, e nessa ordem.[004] Power cables are defined as cables that transfer energy operating at any voltage level. The voltage applied to a power cord can be alternating (AC), direct (DC), or transient (impulse). Additionally, power cords are typically labeled according to their operating voltage level, for example, a low voltage (LV), medium voltage (MV), high voltage (HV) or high voltage power cord. extra-high voltage (EHV), terms that are well known. Power cable is defined as a cable that transfers power operating at any voltage level, typically operating at voltages greater than 100 V. LV power cable typically operates at voltages below 3 kV. MV and HV power cables operate at higher voltage levels and in different applications than LV cables. Typically, a typical MV power cable operates at voltages of 3 to 36 kV and a typical HV power cable at voltages greater than 36 kV. The EHV power cable operates at voltages that are even higher than those typically used for HV power cable applications. The LV power cable and, in some embodiments, medium voltage (MV) power cables generally comprise an electrical conductor that is coated with an insulation layer. Typically, MV and HV power cables comprise a conductor surrounded by at least an inner semiconductor layer, an insulation layer, and an outer semiconductor layer, and in that order.

[005] Os materiais reticulados com silano têm sido usados principalmente como camada de isolamento em cabos de baixa tensão e como camada de isolamento e semicondutora em cabos de média tensão e, até certo ponto, também de alta tensão.[005] Silane cross-linked materials have been used mainly as an insulation layer in low voltage cables and as an insulation and semiconductor layer in medium voltage and, to some extent, also high voltage cables.

[006] Além disso, no documento WO 2007/071274 é discutida a necessidade de um cabo ser flexível em diferentes aplicações. É descrito que, para ser corretamente instalado com operações simples e rápidas, um cabo tem de ser particularmente flexível de modo a poder ser inserido nas passagens de parede e/ou nos condutos de parede e seguir as curvas do percurso de instalação sem ser danificado. E também é descrito que aumentar a flexibilidade de um cabo elétrico pode reduzir os danos ao cabo durante a instalação do cliente, causados por ações de rasgo ou raspagem. Além disso, é descrito que a flexibilidade do cabo pode ser aumentada provendo ao cabo uma camada de isolamento expandida, com resultados favoráveis no processo de instalação do cabo.[006] Furthermore, in document WO 2007/071274 the need for a cable to be flexible in different applications is discussed. It is described that, to be correctly installed with simple and quick operations, a cable must be particularly flexible so that it can be inserted into wall passages and/or wall conduits and follow the curves of the installation route without being damaged. And it is also described that increasing the flexibility of an electrical cable can reduce damage to the cable during customer installation caused by tearing or scraping actions. Furthermore, it is disclosed that the flexibility of the cable can be increased by providing the cable with an expanded insulation layer, with favorable results in the cable installation process.

[007] Além disso, no documento WO 2007/071274, é mencionada a observação “que, se se tentar expandir e reticular uma poliolefina, o grau de expansão não pode, em geral, ser controlado, sendo excessivo ou insuficiente”.[007] Furthermore, in document WO 2007/071274, the observation is mentioned “that, if an attempt is made to expand and cross-link a polyolefin, the degree of expansion cannot, in general, be controlled, being excessive or insufficient”.

[008] E, consequentemente, o documento WO 2007/071274 refere- se a um processo para a fabricação de um cabo elétrico compreendendo um revestimento isolante de um material de poliolefina expandida e reticulada com silano, em que o processo compreende formar uma mistura de um material de poliolefina, um sistema de reticulação com base em silano e um sistema de formação de espuma.[008] And consequently, document WO 2007/071274 refers to a process for manufacturing an electrical cable comprising an insulating coating of an expanded polyolefin material cross-linked with silane, wherein the process comprises forming a mixture of a polyolefin material, a silane-based crosslinking system and a foaming system.

[009] No entanto, existe ainda a necessidade de um processo para a fabricação de um cabo de alimentação possuindo uma camada de isolamento expandida e reticulada em que os parâmetros do processo podem ser otimizados sem ter que levar em consideração um processo de enxerto de silano reativo durante a extrusão.[009] However, there is still a need for a process for manufacturing a power cable having an expanded and cross-linked insulation layer in which process parameters can be optimized without having to take into account a silane grafting process. reactive during extrusion.

Description of the invention

[0010] Um processo para a fabricação de um cabo de alimentação possuindo uma camada de isolamento expandida e reticulada foi agora desenvolvido em que os parâmetros do processo podem ser otimizados sem ter que levar em consideração um processo de enxerto de silano reativo durante a extrusão.[0010] A process for manufacturing a power cable having an expanded and cross-linked insulation layer has now been developed in which process parameters can be optimized without having to take into account a reactive silane grafting process during extrusion.

[0011] Assim, a presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de um cabo de alimentação, cabo de alimentação esse que compreende pelo menos um núcleo compreendendo um condutor e uma camada de isolamento expandida e reticulada circundando o dito condutor, em que o dito processo compreende as etapas a) a d): a) prover uma mistura de: uma composição de polímero compreendendo um material de poliolefina, material de poliolefina esse que contém porções de silano, um catalisador e um sistema de formação de espuma, em que a mistura provida irá compreender pelo menos 0,1% em peso de um agente de formação de espuma, em relação ao peso total do material de poliolefina; b) extrudar uma mistura, como descrita na etapa a), no condutor para formar uma camada de isolamento; c) formar espuma na camada de isolamento; e d) reticular a camada de isolamento.[0011] Thus, the present invention relates to a process for manufacturing a power cable, which power cable comprises at least one core comprising a conductor and an expanded and cross-linked insulation layer surrounding said conductor, in that said process comprises steps a) to d): a) providing a mixture of: a polymer composition comprising a polyolefin material, which polyolefin material contains silane portions, a catalyst and a foaming system, in that the mixture provided will comprise at least 0.1% by weight of a foaming agent, relative to the total weight of the polyolefin material; b) extruding a mixture, as described in step a), into the conductor to form an insulation layer; c) form foam in the insulation layer; and d) cross-linking the insulation layer.

[0012] O processo para a fabricação de um cabo de alimentação de acordo com a presente invenção não envolve extrusão de enxerto reativo quando da extrusão do cabo, o que proporcionou ao dito processo uma janela de processamento surpreendentemente ampla. A adição das porções de silano às cadeias de polímero do material de poliolefina é feita em uma etapa separada antes do dito processo para a fabricação de um cabo de alimentação. As porções de silano são adicionadas às cadeias de polímero do material de poliolefina por meio de enxerto com peróxido de grupos silano das porções de silano nas cadeias de polímero, o que é bem descrito nos documentos US3646155 e US4117195, respectivamente, ou por copolimerização de grupos silano das porções de silano diretamente em um reator de alta pressão, o que está bem descrito no documento EP0193317.[0012] The process for manufacturing a power cable according to the present invention does not involve reactive graft extrusion when extruding the cable, which provided said process with a surprisingly wide processing window. The addition of the silane moieties to the polymer chains of the polyolefin material is done in a separate step prior to said process for manufacturing a power cable. The silane moieties are added to the polymer chains of the polyolefin material by peroxide grafting of silane groups from the silane moieties onto the polymer chains, which is well described in US3646155 and US4117195, respectively, or by group copolymerization. silane from the silane portions directly into a high pressure reactor, which is well described in document EP0193317.

[0013] A dita etapa separada de adição das porções de silano às cadeias de polímero do material de poliolefina permite um bom controle tanto das propriedades reológicas quanto da adição de silano na cadeia de polímero, antes de incluir o material de poliolefina no dito processo para a fabricação de um cabo de alimentação. O processo para a fabricação de um cabo de alimentação de acordo com a presente invenção torna possível otimizar o processo (por exemplo, projeto de rosca, pressão, temperatura, saída, etc.), a mistura e homogeneização alvo dos componentes na primeira parte da extrusora seguida por otimização das propriedades de formação de espuma (por exemplo, grau de formação de espuma e estrutura celular, tamanho e distribuição no isolamento do cabo) na extremidade da extrusora, matriz e saída do cabeçote da extrusora.[0013] Said separate step of adding the silane moieties to the polymer chains of the polyolefin material allows good control of both the rheological properties and the addition of silane to the polymer chain, before including the polyolefin material in said process for the manufacture of a power cable. The process for manufacturing a power cable according to the present invention makes it possible to optimize the process (e.g., thread design, pressure, temperature, outlet, etc.), the target mixing and homogenization of the components in the first part of the extruder followed by optimization of foaming properties (e.g. degree of foaming and cell structure, size and distribution in cable insulation) at the extruder end, die and extruder head outlet.

[0014] Além disso, também foi mostrado que, com o presente processo para a fabricação de um cabo de alimentação, é possível realizar a etapa de extrusão usando extrusoras comuns e ainda alcançar taxas de saída aceitáveis.[0014] Furthermore, it has also been shown that, with the present process for manufacturing a power cable, it is possible to carry out the extrusion step using common extruders and still achieve acceptable output rates.

[0015] O presente processo para a fabricação de um cabo de alimentação provê um bom controle de qualidade do cabo de alimentação final e da camada de isolamento expandida e reticulada, uma vez que os parâmetros de processamento podem ser otimizados mais para a etapa de formação de espuma quando não há necessidade de considerar o enxerto.[0015] The present process for manufacturing a power cable provides good quality control of the final power cable and the expanded and cross-linked insulation layer, since the processing parameters can be optimized further towards the forming stage of foam when there is no need to consider grafting.

[0016] Além disso, o presente processo para a fabricação de um cabo de alimentação, com os benefícios como descritos aqui, também mostrou produzir menos refugo e possibilitou executar campanhas de produção mais longas sem pré-reticulação na extrusora, o que significa menos tempo para limpeza e mais para produção.[0016] Furthermore, the present process for manufacturing a power cable, with the benefits as described here, has also been shown to produce less scrap and has made it possible to run longer production campaigns without pre-crosslinking in the extruder, which means less time for cleaning and more for production.

[0017] O processo da presente invenção, para a fabricação de um cabo de alimentação, pode compreender qualquer extrusora comum, por exemplo, uma extrusora de rosca única.[0017] The process of the present invention, for manufacturing a power cable, may comprise any common extruder, for example, a single-screw extruder.

[0018] O grau de formação de espuma pode ser controlado alterando os parâmetros de extrusão tais como, por exemplo, ajustando os ajustes de temperatura na extrusora e/ou no cabeçote da extrusora, velocidade de linha, velocidade de rosca, posição da matriz da extrusora, posição do banho de arrefecimento e temperatura da água de arrefecimento.[0018] The degree of foaming can be controlled by changing the extrusion parameters such as, for example, adjusting the temperature settings in the extruder and/or extruder head, line speed, screw speed, position of the die. extruder, position of the cooling bath and temperature of the cooling water.

[0019] A reticulação do núcleo do cabo ocorre quando exposto à água e é tipicamente feita em condições ambientes ou em uma sauna a vapor ou em um tanque de água com uma temperatura de cerca de 70 a 90 °C, por exemplo, cerca de 80 a 90 °C.[0019] Cable core cross-linking occurs when exposed to water and is typically done under ambient conditions or in a steam sauna or water tank with a temperature of about 70 to 90 °C, e.g. about 80 to 90 °C.

[0020] O cabo de alimentação produzido pelo processo da presente invenção pode ser um cabo de LV, MV ou HV, por exemplo, um cabo de LV ou MV, por exemplo, um cabo de LV.[0020] The power cable produced by the process of the present invention may be an LV, MV or HV cable, for example, an LV or MV cable, for example, an LV cable.

[0021] Além disso, o núcleo do cabo de alimentação compreende um condutor e uma camada de isolamento expandida e reticulada circundando o dito condutor. O cabo de alimentação pode compreender um ou vários núcleos do cabo de alimentação, por exemplo, 1, 3, 4 ou 5 núcleos do cabo de alimentação. Os cabos de alimentação com múltiplos núcleos são tipicamente torcidos juntos antes da operação de encamisamento. Além disso, o cabo de alimentação pode compreender outras camadas que podem adicionar outras propriedades ao cabo de alimentação final. Essas outras camadas podem, por exemplo, ser fitas, forros, telas de metal ou camisas.[0021] Furthermore, the core of the power cable comprises a conductor and an expanded and cross-linked insulation layer surrounding said conductor. The power cable may comprise one or more power cable cores, for example, 1, 3, 4 or 5 power cable cores. Multi-core power cables are typically twisted together prior to the jacketing operation. Additionally, the power cable may comprise other layers that may add other properties to the final power cable. These other layers can, for example, be tapes, linings, metal screens or shirts.

[0022] A composição de polímero compreende um material de poliolefina, material de poliolefina esse que contém porções de silano, isto é, o dito material de poliolefina compreende uma poliolefina reticulável com grupos silano hidrolisáveis.[0022] The polymer composition comprises a polyolefin material, which polyolefin material contains silane portions, that is, said polyolefin material comprises a crosslinkable polyolefin with hydrolysable silane groups.

[0023] A poliolefina reticulável do material polimérico pode, por exemplo, compreender um polietileno com grupos silano hidrolisáveis, ou a poliolefina reticulável pode, por exemplo, consistir em um polietileno com grupos silano hidrolisáveis.[0023] The crosslinkable polyolefin of the polymeric material may, for example, comprise a polyethylene with hydrolysable silane groups, or the crosslinkable polyolefin may, for example, consist of a polyethylene with hydrolyzable silane groups.

[0024] Além disso, a poliolefina reticulável do material polimérico pode, por exemplo, compreender um polietileno de baixa densidade com grupos silano hidrolisáveis, ou a poliolefina reticulável pode, por exemplo, consistir em um polietileno de baixa densidade com grupos silano hidrolisáveis.[0024] Furthermore, the crosslinkable polyolefin of the polymeric material may, for example, comprise a low density polyethylene with hydrolyzable silane groups, or the crosslinkable polyolefin may, for example, consist of a low density polyethylene with hydrolyzable silane groups.

[0025] Os grupos silano hidrolisáveis podem ser introduzidos na poliolefina por copolimerização de, por exemplo, comonômeros contendo grupos etileno e silano ou por enxerto, isto é, por modificação química da poliolefina por adição de compostos contendo silano principalmente em uma reação de radical. Ambas as técnicas são bem conhecidas na técnica.[0025] Hydrolysable silane groups can be introduced into the polyolefin by copolymerization of, for example, comonomers containing ethylene and silane groups or by grafting, that is, by chemical modification of the polyolefin by adding silane-containing compounds mainly in a radical reaction. Both techniques are well known in the art.

[0026] Além disso, a poliolefina reticulável com grupos silano hidrolisáveis pode ser obtida por copolimerização. No caso de a poliolefina ser, por exemplo, polietileno, a copolimerização pode ser realizada com um composto de silano insaturado representado pela fórmula I em que R1 é um grupo alquila, alquilóxi ou (met)acrilóxi alquila etilenicamente insaturado, R2 é um grupo alquila saturado alifático, Y, que pode ser igual ou diferente, é um grupo orgânico hidrolisável e q é 0, 1 ou 2.[0026] Furthermore, crosslinkable polyolefin with hydrolyzable silane groups can be obtained by copolymerization. In case the polyolefin is, for example, polyethylene, the copolymerization can be carried out with an unsaturated silane compound represented by formula I wherein R1 is an ethylenically unsaturated alkyl, alkyloxy or (meth)acryloxy alkyl group, R2 is an aliphatic saturated alkyl group, Y, which may be the same or different, is a hydrolyzable organic group and q is 0, 1 or 2.

[0027] Exemplos especiais do composto de silano insaturado são aqueles em que R1 é vinila, alila, isopropenila, butenila, ciclohexanila ou gama-(met)acriloxipropila; Y é metóxi, etóxi, formilóxi, acetóxi, propionilóxi ou um grupo alquila ou arilamino; e R2, se presente, é um grupo metila, etila, propila, decila ou fenila.[0027] Special examples of the unsaturated silane compound are those in which R1 is vinyl, allyl, isopropenyl, butenyl, cyclohexanyl or gamma-(meth)acryloxypropyl; Y is methoxy, ethoxy, formyloxy, acetoxy, propionyloxy or an alkyl or arylamino group; and R2, if present, is a methyl, ethyl, propyl, decyl or phenyl group.

[0028] Em uma modalidade, o composto de silano insaturado pode ser representado pela fórmula II em que A é um grupo alquila com 1 a 8 átomos de carbono, por exemplo, 1 a 4 átomos de carbono.[0028] In one embodiment, the unsaturated silane compound can be represented by formula II where A is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, for example, 1 to 4 carbon atoms.

[0029] Em outras modalidades da presente invenção, o composto de silano pode ser, por exemplo, viniltrimetoxissilano, vinil bismetoxietoxissilano, viniltrietoxissilano, gama- (met)acriloxipropiltrimetoxissilano, gama(met)acriloxipropiltrietoxissilano ou viniltriacetoxissilano.[0029] In other embodiments of the present invention, the silane compound may be, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyl bismethoxyethoxysilane, vinyltriethoxysilane, gamma-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, gamma(meth)acryloxypropyltriethoxysilane or vinyltriacetoxysilane.

[0030] A dita copolimerização pode ser realizada sob quaisquer condições adequadas resultando na copolimerização de dois monômeros.[0030] Said copolymerization can be carried out under any suitable conditions resulting in the copolymerization of two monomers.

[0031] Além disso, a copolimerização pode ser implementada na presença de um ou mais outros comonômeros que podem ser copolimerizados com os dois monômeros. Tais comonômeros incluem, por exemplo, vinil ésteres de carboxilato, tais como acetato de vinila e pivalato de vinila, alfa- olefinas, tais como propeno, 1-buteno, 1-hexano, 1-octeno e 4-metil-1- penteno, (met)acrilatos, tais como (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila e (met)acrilato de butila, ácidos carboxílicos olefinicamente insaturados, tais como ácido (met)acrílico, ácido maleico e ácido fumárico, derivados do ácido (met)acrílico, tais como (met)acrilonitrila e amida (met)acrílica, vinil éteres, tais como vinil metil éter e vinil fenil éter, e compostos de vinila aromática, tais como estireno e alfa-etil estireno.[0031] Furthermore, copolymerization can be implemented in the presence of one or more other comonomers that can be copolymerized with the two monomers. Such comonomers include, for example, vinyl carboxylate esters such as vinyl acetate and vinyl pivalate, alpha-olefins such as propene, 1-butene, 1-hexane, 1-octene and 4-methyl-1-pentene, (meth)acrylates, such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate and butyl (meth)acrylate, olefinically unsaturated carboxylic acids, such as (meth)acrylic acid, maleic acid and fumaric acid, acid derivatives (meth)acrylic, such as (meth)acrylonitrile and (meth)acrylic amide, vinyl ethers, such as vinyl methyl ether and vinyl phenyl ether, and aromatic vinyl compounds, such as styrene and alpha-ethyl styrene.

[0032] Ainda em outras modalidades da presente invenção, os ditos comonômeros podem ser vinil ésteres de ácidos monocarboxílicos possuindo 1 a 4 átomos de carbono, tais como acetato de vinila /e/ou (met)acrilato de álcoois possuindo 1 a 4 átomos de carbono, tais como (met)acrilato de metila.[0032] In still other embodiments of the present invention, said comonomers can be vinyl esters of monocarboxylic acids having 1 to 4 carbon atoms, such as vinyl acetate / and / or (meth) acrylate of alcohols having 1 to 4 carbon atoms. carbon, such as methyl (meth)acrylate.

[0033] Em ainda outras modalidades da presente invenção, os comonômeros: acrilato de butila, acrilato de etila /e/ou acrilato de metila são descritos.[0033] In still other embodiments of the present invention, the comonomers: butyl acrylate, ethyl acrylate and/or methyl acrylate are described.

[0034] Dois ou mais comonômeros, tais como quaisquer dos compostos olefinicamente insaturados descritos aqui, podem ser usados em combinação. O termo “ácido (met)acrílico” destina-se a abranger ambos o ácido acrílico e o ácido metacrílico. O teor de comonômeros do copolímero pode atingir até 70% em peso do copolímero, por exemplo, cerca de 0,5 a 35% em peso, por exemplo, cerca de 1 a 30% em peso.[0034] Two or more comonomers, such as any of the olefinically unsaturated compounds described here, can be used in combination. The term “(meth)acrylic acid” is intended to encompass both acrylic acid and methacrylic acid. The comonomer content of the copolymer can reach up to 70% by weight of the copolymer, for example, about 0.5 to 35% by weight, for example, about 1 to 30% by weight.

[0035] Se for usado um polímero de enxerto, ele pode ter sido produzido, por exemplo, por qualquer um dos dois métodos descritos em US3646155 e US4117195, respectivamente.[0035] If a graft polymer is used, it may have been produced, for example, by either of the two methods described in US3646155 and US4117195, respectively.

[0036] Em uma modalidade da presente invenção, o material polimérico, tal como aqui descrito, compreende um polietileno de baixa densidade com grupos silano hidrolisáveis, por exemplo, consiste em um polietileno de baixa densidade com grupos silano hidrolisáveis.[0036] In one embodiment of the present invention, the polymeric material, as described herein, comprises a low-density polyethylene with hydrolysable silane groups, for example, it consists of a low-density polyethylene with hydrolysable silane groups.

[0037] A poliolefina com grupos silano hidrolisáveis, que está compreendida no material polimérico de acordo com a presente invenção, pode compreender 0,001 a 15% em peso de composto de silano, por exemplo, 0,01 a 5% em peso, por exemplo, 0,1 a 2% em peso.[0037] The polyolefin with hydrolysable silane groups, which is comprised in the polymeric material according to the present invention, may comprise 0.001 to 15% by weight of silane compound, for example, 0.01 to 5% by weight, for example , 0.1 to 2% by weight.

[0038] Além disso, o processo da presente invenção compreende prover uma mistura de: uma composição de polímero compreendendo um material de poliolefina, cujo material de poliolefina contém porções de silano, um catalisador e um sistema de formação de espuma.[0038] Furthermore, the process of the present invention comprises providing a mixture of: a polymer composition comprising a polyolefin material, which polyolefin material contains silane portions, a catalyst and a foaming system.

[0039] A composição de polímero de acordo com a invenção pode ainda compreender misturas entre o dito material de poliolefina e uma ou mais poliolefinas adicionais com grupos silano hidrolisáveis, como aqui descrito, /e/ou uma ou mais poliolefinas adicionais sem quaisquer grupos silano. A adição de poliolefinas extra pode ser para ajustar as propriedades, por exemplo, formação de espuma, dureza, flexibilidade e etc., da camada de isolamento final. As ditas misturas podem ser miscíveis ou imiscíveis. Uma adição comum pode ser adicionar um polímero ramificado de cadeia longa, como LDPE ou PP ramificado de cadeia longa, com ou sem porções de silano a um polímero ramificado de cadeia curta, como LLDPE, HDPE ou PP, com ou sem porções de silano para otimizar as propriedades.[0039] The polymer composition according to the invention may further comprise mixtures between said polyolefin material and one or more additional polyolefins with hydrolyzable silane groups, as described herein, / and/or one or more additional polyolefins without any silane groups. . The addition of extra polyolefins may be to adjust the properties, for example, foaming, hardness, flexibility, etc., of the final insulation layer. Said mixtures can be miscible or immiscible. A common addition may be to add a long-chain branched polymer, such as long-chain branched LDPE or PP, with or without silane portions to a short-chain branched polymer, such as LLDPE, HDPE, or PP, with or without silane portions to optimize properties.

[0040] Preferencialmente 50% em peso ou mais do polímero compreendendo porção de silano é adicionado em uma mistura de modo a manter boas propriedades de reticulação.[0040] Preferably 50% by weight or more of the polymer comprising silane portion is added into a mixture in order to maintain good crosslinking properties.

[0041] A composição de polímero de acordo com a invenção pode ainda compreender vários aditivos, por exemplo, termoplásticos miscíveis, antioxidantes, estabilizadores, lubrificantes, excipiente, pigmentos, negro de fumo /e/ou peróxidos.[0041] The polymer composition according to the invention may further comprise various additives, for example, miscible thermoplastics, antioxidants, stabilizers, lubricants, excipients, pigments, carbon black and/or peroxides.

[0042] Como antioxidante, um composto, ou uma mistura de compostos, pode, por exemplo, ser usado. O antioxidante pode, adequadamente, ser compostos neutros ou acídicos, e cujos compostos podem, apropriadamente, compreender um grupo fenol estericamente impedido ou grupos de enxofre alifáticos. Tais compostos são descritos em EP1254923 e estes são antioxidantes adequados para estabilização de poliolefinas contendo grupos silano hidrolisáveis que são reticulados com um catalisador de condensação de silano, por exemplo, um catalisador de condensação de silano acídico. Outros antioxidantes exemplificados são descritos no documento WO2005003199.[0042] As an antioxidant, a compound, or a mixture of compounds, can, for example, be used. The antioxidant may suitably be neutral or acidic compounds, and which compounds may suitably comprise a sterically hindered phenol group or aliphatic sulfur groups. Such compounds are described in EP1254923 and these are antioxidants suitable for stabilizing polyolefins containing hydrolysable silane groups that are cross-linked with a silane condensation catalyst, for example an acidic silane condensation catalyst. Other exemplified antioxidants are described in WO2005003199.

[0043] Além disso, o antioxidante pode estar presente na composição de polímero em uma quantidade de 0,01 a 3% em peso, por exemplo, 0,05 a 2% em peso, ou, por exemplo, 0,08 a 1,5% em peso.[0043] Furthermore, the antioxidant may be present in the polymer composition in an amount of 0.01 to 3% by weight, for example, 0.05 to 2% by weight, or, for example, 0.08 to 1 .5% by weight.

[0044] Além disso, o dito catalisador é um catalisador de condensação de silanol que permite reticulação de um material de poliolefina contendo porções de silano. Os catalisadores convencionais que podem ser usados são, por exemplo, compostos orgânicos de estanho, zinco, ferro, chumbo ou cobalto, tais como dilaurato de dibutilestanho (DBTDL) e dilaurato de dioctilestanho (DOTDL).[0044] Furthermore, said catalyst is a silanol condensation catalyst that allows cross-linking of a polyolefin material containing silane moieties. Conventional catalysts that can be used are, for example, organic compounds of tin, zinc, iron, lead or cobalt, such as dibutyltin dilaurate (DBTDL) and dioctyltin dilaurate (DOTDL).

[0045] Mesmo catalisadores adequados adicionais incluem o catalisador de condensação de amidina, juntamente com o ácido carboxílico como propulsor de reticulação, vide, por exemplo, EP1985666; catalisador de reticulação de amina secundária, vide, por exemplo, EP1306392; e catalisadores de condensação de silanol acídico (por exemplo, ácido sulfônico orgânico) em conjunto com antioxidante, vide, por exemplo, WO2006101754.[0045] Even additional suitable catalysts include the amidine condensation catalyst, together with carboxylic acid as crosslinking propellant, see, for example, EP1985666; secondary amine crosslinking catalyst, see, for example, EP1306392; and acidic silanol condensation catalysts (e.g. organic sulfonic acid) together with antioxidant, see, for example, WO2006101754.

[0046] Outros exemplos de ácido sulfônico orgânico como catalisadores de condensação de silanol acídico estão inclusos em EP1849816 (grupo aromático contendo ácido sulfônico), EP1254923 (catalisador e estabilizador de ácido sulfônico), EP2657283 (ácido sulfônico e ácido carboxílico) e EP 1256593 (ácido sulfônico com grupo aromático substituído com hidrocarbila).[0046] Other examples of organic sulfonic acid as acidic silanol condensation catalysts are included in EP1849816 (aromatic group containing sulfonic acid), EP1254923 (sulfonic acid catalyst and stabilizer), EP2657283 (sulfonic acid and carboxylic acid) and EP 1256593 ( sulfonic acid with aromatic group substituted with hydrocarbyl).

[0047] Além disso, o sistema de formação de espuma compreende um agente de formação de espuma em tal quantidade que a mistura provida irá compreender pelo menos 0,1% em peso de um agente de formação de espuma, em relação ao peso total do material de poliolefina.[0047] Furthermore, the foaming system comprises a foaming agent in such an amount that the mixture provided will comprise at least 0.1% by weight of a foaming agent, relative to the total weight of the polyolefin material.

[0048] O sistema de formação de espuma pode ser um composto ou uma mistura de compostos compreendendo um ou mais agentes de formação de espuma. Além disso, o sistema de formação de espuma pode compreender quaisquer agentes de formação de espuma exotérmico adequado /e/ou quaisquer endotérmicos adequados.[0048] The foaming system can be a compound or a mixture of compounds comprising one or more foaming agents. Furthermore, the foaming system may comprise any suitable exothermic/and/or any suitable endothermic foaming agents.

[0049] Por um “agente de formação de espuma exotérmico” entende- se aqui um composto ou uma mistura de compostos que é termicamente instável e que se decompõe para produzir gás e calor dentro de um certo intervalo de temperatura.[0049] By an “exothermic foaming agent” is meant here a compound or a mixture of compounds that is thermally unstable and that decomposes to produce gas and heat within a certain temperature range.

[0050] Além disso, por um “agente de formação de espuma endotérmico” entende-se aqui um composto ou uma mistura de compostos que é termicamente instável e faz com que o calor seja absorvido ao gerar gás dentro de um certo intervalo de temperatura.[0050] Furthermore, by an “endothermic foaming agent” here is meant a compound or a mixture of compounds that is thermally unstable and causes heat to be absorbed by generating gas within a certain temperature range.

[0051] O sistema de formação de espuma pode compreender qualquer agente de formação de espuma adequado, cujo agente de formação de espuma pode, por exemplo, ser um composto azo, por exemplo, azodicarbonamida, azobisisobutironitrila ou diazoaminobenzeno; com base em composto hidrazina ou hidrazida; ou à base de citrato de sódio/ácido cítrico, com base em bicarbonato de sódio ou em combinações de citrato de sódio/ácido cítrico e bicarbonato de sódio.[0051] The foaming system may comprise any suitable foaming agent, which foaming agent may, for example, be an azo compound, for example, azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile or diazoaminobenzene; based on hydrazine or hydrazide compound; or sodium citrate/citric acid based, sodium bicarbonate based or combinations of sodium citrate/citric acid and sodium bicarbonate.

[0052] Em uma modalidade, o sistema de formação de espuma compreende um agente de formação de espuma exotérmico.[0052] In one embodiment, the foaming system comprises an exothermic foaming agent.

[0053] Em uma outra modalidade, o sistema de formação de espuma compreende um agente de formação de espuma endotérmico.[0053] In another embodiment, the foaming system comprises an endothermic foaming agent.

[0054] O agente de formação de espuma pode estar presente em uma quantidade igual ou inferior a 1% em peso em relação ao peso total do material de poliolefina.[0054] The foaming agent may be present in an amount equal to or less than 1% by weight in relation to the total weight of the polyolefin material.

[0055] Em uma outra modalidade, o agente de formação de espuma pode estar presente em uma quantidade de 0,05 a 0,8% em peso em relação ao peso total do material de poliolefina.[0055] In another embodiment, the foaming agent may be present in an amount of 0.05 to 0.8% by weight relative to the total weight of the polyolefin material.

[0056] Ainda em outras modalidades, o agente de formação de espuma está presente em 0,1 a 0,6%, 0,15 a 0,5% ou, alternativamente, 0,2 a 0,4% em peso em relação ao peso total do material de poliolefina.[0056] In still other embodiments, the foaming agent is present at 0.1 to 0.6%, 0.15 to 0.5% or, alternatively, 0.2 to 0.4% by weight relative to to the total weight of the polyolefin material.

[0057] Em uma outra modalidade, o agente de formação de espuma está presente em uma quantidade de 0,15 a 0,5% em peso em relação ao peso total do material de poliolefina.[0057] In another embodiment, the foaming agent is present in an amount of 0.15 to 0.5% by weight relative to the total weight of the polyolefin material.

[0058] O sistema de formação de espuma pode ser adicionado ao material de poliolefina como uma mistura padrão compreendendo um material polimérico, por exemplo, um homopolímero ou copolímero de etileno, tal como copolímero de etileno/acetato de vinila (EVA), copolímero de etileno-propileno (EPR) e copolímero de etileno/butil acrilato (EBA). A dita mistura padrão compreende uma quantidade de agente de formação de espuma (exotérmico ou endotérmico) de 1% em peso a 80% em peso, por exemplo, 5% em peso a 50% em peso, por exemplo, 10% em peso a 40% em peso, em relação ao peso total do material polimérico.[0058] The foaming system can be added to the polyolefin material as a standard mixture comprising a polymeric material, for example, an ethylene homopolymer or copolymer, such as ethylene/vinyl acetate (EVA) copolymer, ethylene-propylene (EPR) and ethylene/butyl acrylate copolymer (EBA). Said standard mixture comprises an amount of foaming agent (exothermic or endothermic) from 1% by weight to 80% by weight, for example, 5% by weight to 50% by weight, for example, 10% by weight to 40% by weight, in relation to the total weight of the polymeric material.

[0059] Além disso, o sistema de formação de espuma pode compreender ainda pelo menos um ativador (também conhecido como iniciador). Ativadores adequados para o sistema de formação de espuma da invenção podem ser compostos de metais de transição.[0059] Furthermore, the foaming system may further comprise at least one activator (also known as an initiator). Suitable activators for the foaming system of the invention may be transition metal compounds.

[0060] Além disso, o sistema de formação de espuma do processo da invenção pode ainda compreender pelo menos um agente de nucleação. O dito agente de nucleação pode ser um nucleador ativo.[0060] Furthermore, the foaming system of the process of the invention may further comprise at least one nucleating agent. Said nucleating agent may be an active nucleator.

[0061] Em uma primeira modalidade do processo para a fabricação de um cabo de alimentação, o material de poliolefina contendo porções de silano e o sistema de formação de espuma são combinados juntos adequadamente por compostos de uma maneira convencional, por exemplo, por extrusão com uma extrusora de rosca ou uma amassadora. A mistura por fusão obtida do material de poliolefina contendo porções de silano e o sistema de formação de espuma podem então ser adequadamente peletizados. Além disso, os péletes obtidos podem ser de qualquer tamanho e forma. O catalisador é então combinado em conjunto com os ditos péletes quer por alimentação direta do catalisador e dos ditos péletes na extrusora quer por adição do catalisador, por exemplo, na forma de uma mistura padrão aos ditos péletes antes da etapa de extrusão, ou, alternativamente, na etapa de extrusão, por exemplo, alimentando separadamente a mistura padrão de catalisador na extrusora.[0061] In a first embodiment of the process for manufacturing a power cable, the polyolefin material containing silane portions and the foaming system are suitably combined together by compounds in a conventional manner, for example, by extrusion with a screw extruder or a kneader. The melt mixture obtained from the polyolefin material containing silane portions and the foaming system can then be suitably pelletized. Furthermore, the pellets obtained can be of any size and shape. The catalyst is then combined together with said pellets either by directly feeding the catalyst and said pellets into the extruder or by adding the catalyst, for example, in the form of a master mix to said pellets prior to the extrusion step, or, alternatively , in the extrusion step, for example, separately feeding the standard catalyst mixture into the extruder.

[0062] Em uma segunda modalidade do processo para a fabricação de um cabo de alimentação, o provimento da referida mistura compreende que o sistema de formação de espuma é combinado com o catalisador, uma resina transportadora e, por exemplo, outros aditivos para formar uma mistura padrão. A resina transportadora na mistura padrão é, por exemplo, um material de poliolefina, por exemplo, uma resina de polietileno de baixa densidade. O sistema de formação de espuma, o catalisador, a resina transportadora e, por exemplo, outros aditivos podem, por exemplo, ser combinados em conjunto por composição de um modo convencional, por exemplo, por extrusão dos componentes com uma extrusora de rosca ou uma amassadora. A mistura por fusão obtida da mistura padrão pode, por exemplo, ser peletizada. A mistura padrão pode então ser combinado com o material de poliolefina contendo porções de silano para prover a mistura antes da etapa de extrusão ou na etapa de extrusão.[0062] In a second embodiment of the process for manufacturing a power cable, the provision of said mixture comprises that the foaming system is combined with the catalyst, a carrier resin and, for example, other additives to form a standard mix. The carrier resin in the master mix is, for example, a polyolefin material, for example a low density polyethylene resin. The foaming system, catalyst, carrier resin and, for example, other additives may, for example, be combined together for compounding in a conventional manner, for example, by extrusion of the components with a screw extruder or a kneader. The melt mixture obtained from the standard mixture can, for example, be pelletized. The master mix can then be combined with the polyolefin material containing silane moieties to provide the mix before the extrusion step or in the extrusion step.

[0063] Ainda em outra modalidade do processo para a fabricação de um cabo de alimentação, o provimento da dita mistura compreende a combinação da composição de polímero ou uma adição de parte do(s) outro(s) componente(s) da mistura, tal como o sistema de formação de espuma, o catalisador ou aditivo(s), ou qualquer mistura destes, pode ser realizada durante o processo para a fabricação, por exemplo, em uma linha de produção de cabos, por exemplo, em um misturador que precede a extrusora de cabo ou na extrusora de cabo, ou em ambos. A mistura obtida é usada para formar pelo menos uma camada de isolamento.[0063] In yet another embodiment of the process for manufacturing a power cable, the provision of said mixture comprises combining the polymer composition or an addition of part of the other component(s) of the mixture, such as the foaming system, the catalyst or additive(s), or any mixture thereof, may be carried out during the process for manufacturing, for example, in a cable production line, for example, in a mixer that precedes the cable extruder or the cable extruder, or both. The mixture obtained is used to form at least one insulation layer.

[0064] O processo para a fabricação do cabo de alimentação compreende a extrusão da mistura provida no condutor para formar uma camada de isolamento.[0064] The process for manufacturing the power cable comprises extrusion of the mixture provided in the conductor to form an insulation layer.

[0065] Um processo adequado de acordo com o processo para a fabricação de um cabo de alimentação, como aqui descrito, compreende a etapa de aplicar em um condutor, por exemplo, por (co)extrusão de uma ou mais camadas, em que pelo menos uma camada compreende, por exemplo, consiste na mistura provida de: uma composição de polímero compreendendo um material de poliolefina, cujo material de poliolefina contém porções de silano, um catalisador e um sistema de formação de espuma, em que a mistura provida irá compreender pelo menos 0,1% em peso de um agente de formação de espuma, em relação ao peso total do material de poliolefina.[0065] A suitable process according to the process for manufacturing a power cable, as described herein, comprises the step of applying to a conductor, for example, by (co)extrusion of one or more layers, in which at least least one layer comprises, for example, consists of the mixture provided with: a polymer composition comprising a polyolefin material, which polyolefin material contains silane moieties, a catalyst and a foaming system, wherein the mixture provided will comprise at least 0.1% by weight of a foaming agent, relative to the total weight of the polyolefin material.

[0066] 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 ditas camadas podem ser coextrudadas em uma mesma etapa de extrusão, como é bem conhecido na técnica. O termo “(co)extrusão” significa aqui também que toda ou parte da(s) camada(s) são formadas simultaneamente usando um ou mais cabeçotes de extrusão. Por exemplo, uma extrusão tripla pode ser usada para formar três camadas. No caso de uma camada ser formada usando mais de um cabeçote de extrusão, então, por exemplo, as camadas podem ser extrudadas usando dois cabeçotes de extrusão, o primeiro para formar a camada semicondutora interna e a parte interna da camada de isolamento, e o segundo cabeçote para formar a camada de isolamento externa e a camada semicondutora externa. A (co)extrusão pode ser efetuada em qualquer extrusora de cabo convencional, por exemplo, uma extrusora de rosca simples ou dupla.[0066] The term “(co)extrusion” means here that in the case of two or more layers, said layers can be extruded in separate steps, or at least two or all of said layers can be coextruded in the same extrusion step. , as is well known in the art. The term “(co)extrusion” here also means that all or part of the layer(s) are formed simultaneously using one or more extrusion heads. For example, a triple extrusion can be used to form three layers. In case a layer is formed using more than one extrusion head, then, for example, the layers may be extruded using two extrusion heads, the first to form the inner semiconductor layer and the inner part of the insulation layer, and the second head to form the outer insulation layer and the outer semiconductor layer. (Co)extrusion can be carried out in any conventional cable extruder, for example, a single or twin screw extruder.

[0067] Como bem conhecido, uma mistura por fusão da mistura provida, ou do(s) componente(s) desta, pode ser aplicada para formar uma camada. Misturar por fusão significa misturar acima do ponto de fusão pelo menos o(s) componente(s) principal/principais de polímero da mistura obtida e ser realizada, por exemplo, sem limitar a uma temperatura de pelo menos 15 °C acima do ponto de fusão ou de amolecimento do(s) componente(s) de polímero. A mistura por fusão pode ser realizada na extrusora de cabo ou em um misturador, por exemplo, amassadeira, precedendo a extrusora, ou em ambos.[0067] As is well known, a melt mixture of the provided mixture, or the component(s) thereof, can be applied to form a layer. Melt mixing means mixing above the melting point at least the main polymer component(s) of the mixture obtained and being carried out, for example, without limiting at a temperature of at least 15 °C above the melting point. melting or softening of the polymer component(s). Melt mixing can be carried out in the cable extruder or in a mixer, e.g. kneader, preceding the extruder, or in both.

[0068] Além disso, o processo para a fabricação do cabo de alimentação compreende a formação de espuma na camada de isolamento, a formação de espuma ocorre quando a fusão da mistura provida deixa a extrusora de cabo, pois isto resulta em uma queda de pressão à medida que a pressão atmosférica é inferior à pressão no interior da extrusora. Quando a pressão de fusão é reduzida à pressão atmosférica, o gás formado na extrusora pelo sistema de formação de espuma não será mais dissolvido na fusão. Em vez disso, o gás irá formar bolhas, isto é, células, no polímero fundido que irá crescer até que a fusão seja arrefecida até uma temperatura em que a viscosidade da fusão seja demasiada elevada para permitir o crescimento celular adicional. O isolamento resultante será em espuma, o que significa que contém bolhas de gás dispersas, isto é, células de gás.[0068] Furthermore, the process for manufacturing the power cable comprises the formation of foam in the insulation layer, the formation of foam occurs when the melting of the provided mixture leaves the cable extruder, as this results in a pressure drop as atmospheric pressure is lower than the pressure inside the extruder. When the melt pressure is reduced to atmospheric pressure, the gas formed in the extruder by the foaming system will no longer be dissolved in the melt. Instead, the gas will form bubbles, i.e. cells, in the molten polymer which will grow until the melt is cooled to a temperature at which the viscosity of the melt is too high to allow further cell growth. The resulting insulation will be foam, which means it contains dispersed gas bubbles, i.e. gas cells.

[0069] Para a extrusão de uma mistura, na etapa a), no condutor, no processo para a fabricação de um cabo de alimentação de acordo com a presente invenção, tal como aqui descrito, EP2562209 A1 está aqui também incluída como referência.[0069] For the extrusion of a mixture, in step a), into the conductor, in the process for manufacturing a power cable according to the present invention, as described herein, EP2562209 A1 is also included here by reference.

[0070] O processo de acordo com a presente invenção compreende também a reticulação da camada de isolamento.[0070] The process according to the present invention also comprises cross-linking the insulation layer.

[0071] A reticulação é realizada na presença de um catalisador, tal como um catalisador de condensação de silanol, e água. Consequentemente, o(s) grupo(s) silano(s) contendo unidades presentes nas porções de silano do material de poliolefina são hidrolisados sob a influência de água na presença do catalisador de condensação de silanol resultando na separação do álcool e na formação de grupos silanol, que são depois reticulados em uma reação de condensação subsequente em que a água é separada e ligações de Si-O-Si são formadas entre outros grupos silano hidrolisados presentes no material de poliolefina. A camada de isolamento reticulada resultante de acordo com a presente invenção tem uma rede típica, isto é, as reticulações interpolímero (pontes), bem conhecidas no campo. O catalisador de condensação de silanol que é adequado para a presente invenção pode ser bem conhecido e comercialmente disponível, ou pode ser produzido de acordo com, ou analogamente, como descrito em qualquer literatura no campo.[0071] Crosslinking is carried out in the presence of a catalyst, such as a silanol condensation catalyst, and water. Consequently, the silane group(s) containing units present in the silane portions of the polyolefin material are hydrolyzed under the influence of water in the presence of the silanol condensation catalyst resulting in the separation of the alcohol and the formation of groups silanol, which are then cross-linked in a subsequent condensation reaction in which water is separated and Si-O-Si bonds are formed between other hydrolyzed silane groups present in the polyolefin material. The resulting cross-linked insulation layer according to the present invention has a typical network, i.e. interpolymer cross-links (bridges), well known in the field. The silanol condensation catalyst that is suitable for the present invention may be well known and commercially available, or may be produced in accordance with, or analogously to, as described in any literature in the field.

[0072] Para a reticulação da camada de isolamento a EP 2508566 A1 está aqui também incluída como referência.[0072] For crosslinking the insulation layer, EP 2508566 A1 is also included here as a reference.

[0073] Em uma outra modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende o dito sistema de formação de espuma que compreende 0,1 a 0,7% em peso do agente de formação de espuma.[0073] In another embodiment, the process according to the present invention comprises said foaming system comprising 0.1 to 0.7% by weight of the foaming agent.

[0074] Ainda em outra modalidade, o processo de acordo com a presente invenção compreende o dito sistema de formação de espuma que compreende 0,1 a 0,5% em peso do agente de formação de espuma.[0074] In yet another embodiment, the process according to the present invention comprises said foaming system comprising 0.1 to 0.5% by weight of the foaming agent.

[0075] Uma outra modalidade de acordo com a presente invenção compreende o dito material polimérico que compreende 0,001 a 15% em peso de composto de silano.[0075] Another embodiment according to the present invention comprises said polymeric material comprising 0.001 to 15% by weight of silane compound.

[0076] Em outras modalidades da presente invenção, o dito material polimérico compreende 0,01 a 5% em peso de composto de silano, ou 0,1 a 2% em peso de composto de silano.[0076] In other embodiments of the present invention, said polymeric material comprises 0.01 to 5% by weight of silane compound, or 0.1 to 2% by weight of silane compound.

[0077] Em outras modalidades da presente invenção, a dita reticulação da camada de isolamento é conseguida em condições ambientes, em sauna a vapor ou, alternativamente, em banho de água.[0077] In other embodiments of the present invention, said crosslinking of the insulation layer is achieved under ambient conditions, in a steam sauna or, alternatively, in a water bath.

[0078] A presente invenção também se refere a um cabo de alimentação que é como descrito aqui, e cujo cabo de alimentação é obtenível pelo processo também como descrito aqui.[0078] The present invention also relates to a power cable which is as described here, and which power cable is obtainable by the process also as described here.

[0079] Em uma modalidade de acordo com a presente invenção, a dita camada de isolamento, como aqui descrita, tem um grau de expansão de 3 a 40%.[0079] In an embodiment according to the present invention, said insulation layer, as described here, has a degree of expansion of 3 to 40%.

[0080] Ainda em uma modalidade da presente invenção, a dita camada de isolamento, como aqui descrita, está em contato com o condutor.[0080] Still in an embodiment of the present invention, said insulation layer, as described here, is in contact with the conductor.

[0081] Em uma outra modalidade da presente invenção, o cabo de alimentação, como aqui descrito, é um cabo de baixa tensão ou um cabo de média tensão.[0081] In another embodiment of the present invention, the power cable, as described here, is a low voltage cable or a medium voltage cable.

[0082] Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, o cabo de alimentação, como aqui descrito, compreende três núcleos em que cada núcleo compreende um condutor.[0082] In yet another embodiment of the present invention, the power cable, as described herein, comprises three cores in which each core comprises a conductor.

[0083] Ainda em uma modalidade da presente invenção, a dita camada de isolamento, tal como aqui descrita, tem um grau de expansão de 5% a 30%.[0083] Still in an embodiment of the present invention, said insulation layer, as described here, has a degree of expansion of 5% to 30%.

[0084] Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, a dita camada de isolamento, tal como aqui descrita, tem um grau de expansão de 5% a 25%.[0084] In yet another embodiment of the present invention, said insulation layer, as described here, has a degree of expansion of 5% to 25%.

[0085] Em uma outra modalidade da presente invenção, a camada de isolamento, como aqui descrita, tem um tamanho de célula médio igual ou inferior a 150 µm. As células contêm gás.[0085] In another embodiment of the present invention, the insulation layer, as described herein, has an average cell size equal to or less than 150 µm. The cells contain gas.

[0086] Mesmo em uma outra modalidade da presente invenção, a camada de isolamento, como aqui descrita, tem um tamanho de célula médio igual ou inferior a 100 µm.[0086] Even in another embodiment of the present invention, the insulation layer, as described here, has an average cell size equal to or less than 100 µm.

[0087] A presente invenção refere-se também ao uso do cabo de alimentação, como aqui descrito.[0087] The present invention also relates to the use of the power cable, as described here.

[0088] Os exemplos a seguir ilustram, mas pretendem não limitar, a presente invenção.[0088] The following examples illustrate, but are not intended to limit, the present invention.

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[0089] A figura 1 mostra o estresse de ruptura em função do grau de expansão.[0089] Figure 1 shows the rupture stress as a function of the degree of expansion.

Examples 1. Methods The. Hot Fit Stretch

[0090] A reticulação da composição de polímero, isto é, a camada de isolamento da presente invenção, foi determinada de acordo com a IEC- 60811-2-1 (método de ajuste a quente e ajuste permanente) medindo a deformação térmica a 200 °C e uma carga de 0,2 MPa. O condutor foi removido do isolamento, isto é, da camada de isolamento da presente invenção, resultando em uma amostra de isolamento tubular. As linhas de referência foram marcadas a 20 mm de distância na amostra de teste tubular e os diâmetros interno e externo foram medidos. As amostras de teste, isto é, originadas da camada de isolamento da presente invenção, foram fixadas verticalmente a partir da sua extremidade superior em um forno aquecido a 200 °C e uma carga de 0,2 MPa foi fixada à extremidade inferior das amostras de teste. A distância entre as pinças superior e inferior, segurando uma amostra e a carga, respectivamente, foi de 5 mm. Após 15 min no forno, a distância entre as linhas pré-marcadas foi medida e a porcentagem de alongamento de ajuste a quente calculada,% de alongamento de ajuste a quente. Para a% de deformação permanente, por vezes também dita como ajuste permanente, a força de tração (peso) foi removida da amostra de teste e após a recuperação em 200 °C durante 5 minutos a amostra foi retirada do forno e deixada arrefecer na temperatura da sala à temperatura ambiente. A% de ajuste permanente foi calculada a partir da distância entre as linhas marcadas após o arrefecimento. Os valores relatados são os valores médios de três testes.[0090] The crosslinking of the polymer composition, that is, the insulation layer of the present invention, was determined in accordance with IEC-60811-2-1 (hot setting and permanent setting method) by measuring the thermal deformation at 200 °C and a load of 0.2 MPa. The conductor was removed from the insulation, that is, the insulation layer of the present invention, resulting in a tubular insulation sample. Reference lines were marked 20 mm apart on the tubular test sample and the inner and outer diameters were measured. The test samples, i.e., originating from the insulation layer of the present invention, were fixed vertically from their upper end in an oven heated to 200 °C and a load of 0.2 MPa was attached to the lower end of the test samples. test. The distance between the upper and lower clamps holding a sample and the load, respectively, was 5 mm. After 15 min in the oven, the distance between the pre-marked lines was measured and the heat setting elongation percentage calculated, % hot setting elongation. For the % permanent deformation, sometimes also referred to as permanent adjustment, the tensile force (weight) was removed from the test sample and after recovery at 200°C for 5 minutes the sample was removed from the oven and allowed to cool to the temperature room temperature. The % of permanent adjustment was calculated from the distance between the marked lines after cooling. The reported values are the average values of three tests.

B. Tensile test according to EN 60811-100

[0091] A resistência à tração e o alongamento na ruptura de amostras de teste de isolamento tubular de 150 mm de comprimento a partir de amostras de cabos descarnados, isto é, provenientes da camada de isolamento da presente invenção, foram medidos de acordo com o padrão ISO 527-1: 1993 a 23 °C e 50% de humidade relativa em um aparelho de teste de tração Doli-Alwetron TCT 25 a uma velocidade de 250 mm/min. Um extensômetro digital com uma distância inicial de 50 mm foi usado para a determinação do alongamento na ruptura. A distância inicial entre as pinças do testador de tração foi de 115 mm. Uma célula de carga de 1 quilo Newton foi usada para as medições. As amostras foram condicionadas durante um mínimo de 16 horas a 23 +/- 2 °C e 50% de humidade relativa antes do teste. O valor médio de 6 a 10 amostras é relatado aqui.[0091] The tensile strength and elongation at break of 150 mm long tubular insulation test samples from stripped cable samples, i.e. from the insulation layer of the present invention, were measured in accordance with the standard ISO 527-1: 1993 at 23 °C and 50% relative humidity in a Doli-Alwetron TCT 25 tensile tester at a speed of 250 mm/min. A digital extensometer with an initial distance of 50 mm was used to determine the elongation at break. The initial distance between the pull tester clamps was 115 mm. A 1 kilo Newton load cell was used for measurements. Samples were conditioned for a minimum of 16 hours at 23 +/- 2°C and 50% relative humidity prior to testing. The average value of 6 to 10 samples is reported here.

w. MFR

[0092] O caudal de fusão MFR2 foi medido de acordo com o padrão ISO 1133 a 190 °C e uma carga de 2,16 kg. d. Densidade[0092] The MFR2 melt flow rate was measured according to the ISO 1133 standard at 190 °C and a load of 2.16 kg. d. Density

[0093] A densidade foi medida de acordo com o ISO 1183A em amostras preparadas de acordo com ISO1872-2.[0093] Density was measured in accordance with ISO 1183A on samples prepared in accordance with ISO1872-2.

2. Materials

[0094] O material de poliolefina que contém porções de silano e está compreendido na composição de polímero usada no processo de acordo com a presente invenção, é nos exemplos aqui um copolímero de etileno vinilsilano Visico LE4423TM, isto é, uma poliolefina reticulável com grupos silano hidrolisáveis, fornecidos pela Borealis possuindo uma densidade de 922,5 kg/m3, um MFR2.16 de 1,0 g/10 min e o teor de comonômero VTMS é de 1,1% em peso.[0094] The polyolefin material that contains silane moieties and is comprised in the polymer composition used in the process according to the present invention, is in the examples here a Visico LE4423TM ethylene vinylsilane copolymer, that is, a polyolefin crosslinkable with silane groups hydrolysables, supplied by Borealis having a density of 922.5 kg/m3, an MFR2.16 of 1.0 g/10 min and the VTMS comonomer content is 1.1% by weight.

[0095] Os catalisadores usados no processo de acordo com a presente invenção estão compreendidos nas misturas padrões de catalisador, que estão nos exemplos aqui: a mistura padrão comercialmente disponível de um catalisador de organoestanho, isto é, LE4438, que catalisa reações de reticulação de silano, fornecidas pela Borealis, e a mistura padrão comercialmente disponível de um catalisador de condensação de silano, isto é, LE4476, em que o componente de catalisador ativo é com base em ácido sulfônico, fornecido pela Borealis.[0095] The catalysts used in the process according to the present invention are comprised of standard catalyst mixtures, which are in the examples here: the commercially available standard mixture of an organotin catalyst, that is, LE4438, which catalyzes cross-linking reactions of silane, supplied by Borealis, and the commercially available standard mixture of a silane condensation catalyst, i.e. LE4476, wherein the active catalyst component is sulfonic acid based, supplied by Borealis.

[0096] O sistema de formação de espuma usado no processo de acordo com a presente invenção está nos exemplos aqui descritos: uma mistura padrão de azodicarbonamida (ADC) contendo 15% em peso de ADC em polietileno de baixa densidade. Disponível comercialmente como nCore 7155-M1-300 a partir do fornecedor Americhem.[0096] The foaming system used in the process according to the present invention is in the examples described here: a standard azodicarbonamide mixture (ADC) containing 15% by weight of ADC in low density polyethylene. Commercially available as nCore 7155-M1-300 from supplier Americhem.

3. Sample preparation

[0097] Antes do teste, o sistema de formação de espuma usado nos exemplos da invenção foi composto em um material de poliolefina contendo porções de silano usando um tipo de coamassadora PRS46B-11D/H1 da BUSS AG (rosca de 50 mm). O composto é um tipo de mistura em fusão de polímeros onde um ou mais polímeros /e/ou aditivos são misturados no estado fundido. É frequentemente usado para dispersão e distribuição de aditivos e excipientes em um polímero fundido. 2% em peso do sistema de formação de espuma nCore 7155-M1-300 foi misturado em 98% em peso de LE4423- SE05 no processo de composição.[0097] Before testing, the foaming system used in the examples of the invention was composed of a polyolefin material containing silane portions using a co-kneader type PRS46B-11D/H1 from BUSS AG (50 mm thread). The compound is a type of polymer melt blend where one or more polymers/and/or additives are mixed in the molten state. It is often used for dispersing and distributing additives and excipients in a polymer melt. 2% by weight of nCore 7155-M1-300 foaming system was mixed into 98% by weight of LE4423-SE05 in the compounding process.

[0098] As misturas usadas para produzir as amostras de isolamento em espuma exemplificadas foram obtidas tomando a mistura contendo o material de poliolefina contendo porções de silano e o sistema de formação de espuma e misturando a dita mistura com 5% em peso de uma mistura padrão de catalisador contendo o catalisador de reticulação de silano e outros aditivos. As misturas foram então extrudadas em condutor de Cu sólido de 1,5 mm2 preaquecido a 110 °C em uma extrusora Nokia-Maillefer de 60 mm. O cabo extrudado foi arrefecido em um banho de água a 50 °C posicionado a 60 cm da saída da matriz. Os ajustes de temperatura, espessura do isolamento, tamanho da matriz e velocidade da linha para cada amostra podem ser vistas na Tabela 1. As amostras de cabos foram após a extrusão reticulada por 24 horas em banho de água a 90 °C, resultando na camada de isolamento da presente invenção antes do teste mecânico e ajuste a quente.[0098] The mixtures used to produce the exemplified foam insulation samples were obtained by taking the mixture containing the polyolefin material containing silane portions and the foaming system and mixing said mixture with 5% by weight of a standard mixture catalyst containing the silane crosslinking catalyst and other additives. The mixtures were then extruded into 1.5 mm2 solid Cu conductor preheated to 110 °C in a 60 mm Nokia-Maillefer extruder. The extruded cable was cooled in a water bath at 50 °C positioned 60 cm from the die exit. The temperature settings, insulation thickness, die size and line speed for each sample can be seen in Table 1. The cable samples were after extrusion cross-linked for 24 hours in a water bath at 90 °C, resulting in the layer of the present invention prior to mechanical testing and heat setting.

[0099] O exemplo comparativo CE1 foi produzido da mesma maneira, exceto que não foi adicionado nenhum sistema de formação de espuma ao material de poliolefina contendo porções de silano, nem foi realizada qualquer composição. Tabela 1 [0099] Comparative example CE1 was produced in the same way, except that no foaming system was added to the polyolefin material containing silane portions, nor was any compounding performed. Table 1

[00100] A Tabela 1 mostra os exemplos da invenção, IE1 a IE4, isto é, a camada de isolamento da presente invenção, comparada com o isolamento de copolímero de sólido EVS, isto é, o exemplo comparativo, CE1. O ajuste a quente foi testado de acordo com a EN 60811-50 e o teste de tração de acordo com EN 60811-100. Os resultados desses testes são apresentados na Tabela 1.[00100] Table 1 shows the examples of the invention, IE1 to IE4, that is, the insulation layer of the present invention, compared with the EVS solid copolymer insulation, that is, the comparative example, CE1. Hot fit tested in accordance with EN 60811-50 and tensile test in accordance with EN 60811-100. The results of these tests are presented in Table 1.

[00101] O isolamento em espuma pode ser visto como um material compósito que consiste em células de gás em uma matriz polimérica. Seria de se esperar que o ajuste a quente fosse mais alto para amostras em espuma, pois a formação de espuma resulta em menos material polimérico no isolamento que pode conter a carga durante a medição. É, portanto, muito surpreendente ver que os valores de ajuste a quente para as amostras da invenção IE1, IE2 e IE3, que foram reticulados com um catalisador de organoestanho, são iguais ao CE1 sólido reticulado com o mesmo catalisador nas mesmas condições. O exemplo inventivo em espuma IE4 contendo um catalisador de ácido sulfônico dá uma ruptura de esforço durante o teste de ajuste a quente. Este resultado era esperado, uma vez que a decomposição da azodicarbonamida do agente de expansão resulta em produtos de decomposição alcalina e é conhecido que a atividade dos catalisadores de ácido sulfônico é reduzida na presença de substâncias alcalinas.[00101] Foam insulation can be viewed as a composite material consisting of gas cells in a polymeric matrix. One would expect the hot setting to be higher for foamed samples, as foaming results in less polymeric material in the insulation that can contain the load during measurement. It is therefore very surprising to see that the hot setting values for the inventive samples IE1, IE2 and IE3, which were cross-linked with an organotin catalyst, are the same as solid CE1 cross-linked with the same catalyst under the same conditions. The inventive example foam IE4 containing a sulfonic acid catalyst gives a stress rupture during the hot setting test. This result was expected, since the decomposition of the blowing agent azodicarbonamide results in alkaline decomposition products and it is known that the activity of sulfonic acid catalysts is reduced in the presence of alkaline substances.

[00102] O tamanho médio das células e o número de células por seção transversal de isolamento também podem ser vistos na Tabela 1. Há uma grande variação no tamanho da célula e no número de células entre as diferentes amostras de isolamento: IE2 contém poucas células grandes enquanto IE1 e IE3 contêm mais e menores células. Surpreendentemente, o tamanho da célula e o número de células não parecem ter qualquer impacto nas propriedades de tração, é apenas o grau de expansão que parece ser importante. A figura 1 mostra o estresse de ruptura como uma função do grau de expansão, e pode-se ver aqui que o estresse na ruptura diminui linearmente com o grau de expansão aparentemente independente de como o ar é dividido dentro do isolamento.[00102] The average cell size and number of cells per isolation cross-section can also be seen in Table 1. There is a large variation in cell size and cell number between different isolation samples: IE2 contains few cells large while IE1 and IE3 contain more and smaller cells. Surprisingly, cell size and cell number do not appear to have any impact on tensile properties, it is only the degree of expansion that appears to be important. Figure 1 shows the burst stress as a function of the degree of expansion, and it can be seen here that the stress at rupture decreases linearly with the degree of expansion apparently independent of how the air is divided within the insulation.

[00103] Assim, por conseguinte, ficou demonstrado que uma camada de isolamento expandida e reticulada compreendendo uma mistura expandida e reticulada, de acordo com a presente invenção como aqui descrita, satisfaz os requisitos gerais de ajuste a quente e de tração para materiais de isolamento de cabos.[00103] Thus, it has therefore been demonstrated that an expanded and cross-linked insulation layer comprising an expanded and cross-linked mixture, in accordance with the present invention as described herein, satisfies the general heat setting and tensile requirements for insulation materials of cables.

Claims

1. Process for manufacturing a power cable, which power cable comprises at least one core comprising a conductor and an expanded and cross-linked insulation layer surrounding said conductor, said process characterized by the fact that it comprises steps a) to d): a) provide a mixture of: a polymer composition comprising a polyolefin material, which polyolefin material contains silane moieties, a catalyst and a foaming system, wherein the mixture provided will comprise at least 0, 1% by weight of a foaming agent, relative to the total weight of the polyolefin material; b) extruding a mixture, as described in step a), into the conductor to form an insulation layer; c) form foam in the insulation layer; and d) cross-linking the insulation layer.

2. Process according to claim 1, characterized by the fact that the foaming system comprises 0.1 to 0.7% by weight of the foaming agent.

3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the polymeric material comprises a low-density polyethylene with hydrolysable silane groups, for example, it consists of a low-density polyethylene with hydrolysable silane groups.

4. Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the polyolefin material comprises 0.001 to 15% by weight of silane compound.

5. Power cable, characterized in that it is as defined in and is obtainable by the process as defined in any one of claims 1 to 4.

6. Power cable according to claim 5, characterized in that the insulation layer has a degree of expansion of 3 to 40%.

7. Power cable according to claim 5 or 6, characterized in that the insulation layer is in contact with the conductor.

8. Power cable according to any one of claims 5 to 7, characterized by the fact that it is a low voltage cable or a medium voltage cable.

9. Power cable according to any one of claims 5 to 8, characterized in that it comprises three cores, each comprising a conductor.

10. Power cable according to any of claims 5 to 9, characterized in that the insulation layer has a degree of expansion of 5% to 30%.

11. Power cable according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the insulation layer has a degree of expansion of 5% to 25%.

12. Power cable according to any one of claims 5 to 11, characterized in that the insulation layer has an average cell size equal to or less than 150 µm.

13. Power cable according to any one of claims 5 to 11, characterized in that the insulation layer has an average cell size equal to or less than 100 µm.

14. Use of a power cable as defined in any one of claims 5 to 13.