BRPI0710456A2

BRPI0710456A2 - camada isolante para cabos, processo para produção de uma camada isolante para um cabo, composição de polipropileno, uso de uma composição de polipropileno, uso de uma camada isolante e cabo

Info

Publication number: BRPI0710456A2
Application number: BRPI0710456-1A
Authority: BR
Inventors: Christelle Grein; Palmloef Magnus; Markus Gahleitner; Bernt-Ake Sultan; Ulf Torgersen
Original assignee: Borealis Tech Oy
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2011-08-16
Also published as: BRPI0710456B1; CN101426848B; CA2649152C; EA015880B1; PL1847565T3; EP1847565B1; US8319102B2; ZA200808655B; KR100996600B1; CN101426848A; KR20090007339A; EA200802022A1; WO2007118659A1; ES2361765T3; DE602006020248D1; US20100022715A1; ATE499408T1; EP1847565A1; CA2649152A1

Abstract

<B>CAMADA ISOLANTE PARA CABOS, PROCESSO PARA PRODUçAO DE UMA CAMADA ISOLANTE PARA UM CABO, COMPOSIçãO DE POLIPROPILENO, USO DE UMA COMPOSIçãO DE POLIPROPILENO, USO DE UMA CAMADA ISOLANTE E CABO<D>. A presente invenção se refere a uma camada isolante para cabos, uma composição e um processo da mesma, apresentando resistência a alvejamento sob tensão aperfeiçoada, por manutenção de boas propriedades mecânicas e elétricas e compatibilidade ambiental.

Description

"CAMADA ISOLANTE PARA CABOS, PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UMACAMADA ISOLANTE PARA UM CABO, COMPOSIÇÃO DE POLIPROPILENO,USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLIPROPILENO, USO DEUMA CAMADA ISOLANTE E CABO"

A presente invenção se refere a uma camada isolantepara cabos apresentando resistência a alvejamento sobtensão aperfeiçoada, por manutenção de boas propriedadesmecânicas e elétricas e compatibilidade ambiental. Além domais, a presente invenção se refere a uma composição, quepode ser usada para a produção da camada isolante, e a umprocesso para a produção dessa camada. Além disso, ainvenção é também relacionada a um cabo compreendendo acamada inventiva.

Hoje em dia, os produtos poliméricos de etileno sãousados como isolantes em blindagens semicondutoras paracabos de baixa, média e alta voltagem, respectivamente,devido à fácil processabilidade e às propriedades elétricasbenéficas, bem como os seus bons comportamentos relativos àresistência a alvejamento sob tensão.

Além do mais, em aplicação em cabos, policloreto devinila (PVC) é também comumente usado como materialisolante, usualmente em combinação com amolecedores paraatingir a maciez desejada dos cabos, e tendo uma boaresistência a alvejamento sob tensão.Uma deficiência com o policloreto de vinila é atemperatura operacional limitada de 70°C por padronização.Isso deve ser notado em relação ao fato de que o PVC tem umdesempenho mecânico limitado a temperaturas elevadas. Alémdisso, os amolecedores têm que ser adicionados ao PVC paramanter um alto nivel de flexibilidade. Proporçõesinsuficientes de amolecedores reduzem, significativamente,as propriedades do PVC a baixas temperaturas. De um pontode vista ambiental, esses amolecedores não são sempreconsiderados como livres de problemas, o que tornadesejável a eliminação deles.

Os cabos compreendendo camadas de polietileno sãocomumente operados a 70°C. No entanto, há uma necessidadede temperaturas operacionais mais altas, que requerem entãoreticulação do polietileno, em caso contrário, opolietileno vai amolecer ou mesmo fundir. Por conseguinte,no setor de cabos, o revestimento circundando o condutorconsiste comumente de materiais de polietileno reticulado,para conferir um desempenho mecânico satisfatório, mesmosob alta temperatura em uso continuo e sob condições desobrecarga de corrente, mantendo, ao mesmo tempo, um altonivel de flexibilidade.

Por outro lado, uma desvantagem desses produtos é queos produtos reticulados são de difícil reciclagem. Além domais, em alguns casos, a folha protetora externa consistede policloreto de vinila (PVC), que é difícil de separarpor processos convencionais de poliolefinas reticuladascontendo cargas inorgânicas. Quanto o cabo tiver atingido ofim da sua vida útil, todo o cabo precisa ser descartado e- no caso de combustão - são gerados produtos cloradosaltamente tóxicos.

No caso de cura por peróxido dos cabos, o próprioestágio de reticulação é um fator limitante, em termos develocidade de linha. Além do mais, no processamento dessescabos por extrusão, é importante que a reticulação nãoocorra até que a mistura tenha deixado a extrusora, uma vezque reticulação ou queima prematura impossibilita manteruma capacidade de produção uniforme, e, além do mais, aqualidade do produto resultante vai ser insatisfatória. Areticulação ou pré-cura dentro da extrusora provocagelificação e adesão do gel polimérico na superfície doequipamento, com conseqüente risco de obstrução.

Portanto, há uma necessidade para novas composições decamadas que propiciem uma temperatura operacional mais altado que os materiais de polietileno ou PVC, de preferência,uma temperatura operacional de pelo menos 90°C, reduzam ofenômeno de queima propiciando também uma alta velocidadede extrusão e apresentem boas propriedades mecânicas.O pedido de patente EP 0 893 801 Al descrevecomponentes de polímeros de polipropileno, adequados comomaterial em folha isolante. Descreve, particularmente, umacomposição de homopolímero ou copolímero de propilenocristalino misturado com um copolímero de etileno com umaalfa-olefina, tendo uma baixa densidade e uma altauniformidade estrutural, tendo, em particular umadistribuição altamente homogênea da alfa-olefina tendo asmoléculas poliméricas. No entanto, o pedido de patenteEP 0 893 801 Al não descreve a possibilidade tendo umacamada de polipropileno adequada para condiçõesoperacionais de alta temperatura, tendo simultaneamentepropriedades mecânicas muito boas.

0 pedido de patente EP 0 401 7147 proporciona umacamada isolante compatível ambientalmente, propiciando umatemperatura operacional de pelo menos 90°C e tendo,simultaneamente, propriedades mecânicas otimizadas, emparticular uma alta resistência a impacto e uma boaresistência a tensão.

No entanto, essa camada de polipropileno apresenta umapropriedade conhecida com alvejamento sob tensão (SW). Porconseguinte, quando esses polímeros são dobrados ou sofremimpacto, a zona de dobramento ou impacto fica com uma corleitosa opaca, mesmo se o polímero for colorido. Portanto,em grande parte, polietileno é adicionado à composição paraaperfeiçoar a resistência a alvejamento sob tensão. Aresistência a alvejamento sob tensão ocorre mesmo emcomposições de polipropileno pigmentadas. Obviamente, oalvejamento sob tensão é um efeito indesejado, e, em umaaplicação de cabo, ocorre, por exemplo, durante enrolamentona instalação. Quanto mais baixa a temperatura, maispronunciado fica o efeito de alvejamento sob tensão. Oefeito é observado como uma variável inviabilizadorapotencial a quaisquer esforços para introduzir um conceitode polipropileno para cabos de energia.

Além do mais, nas aplicações de cabos, a rachadura deum cabo não deve ocorre quando é enrolado ou instalado nolocal. O risco para rachadura é mais pronunciado, quandoenrolado ou instalado a temperaturas mais baixas. Usando-secomposições de polipropileno heterofásicas puras,observou-se que a rachadura pode ocorre, quando doenrolamento a uma temperatura igual ou inferior a -20°C.

Portanto, o objeto da presente invenção é proporcionaruma camada para cabos, compreendendo uma composição depolipropileno, em que a composição de polipropilenoapresenta boas propriedades mecânicas e elétricas, sendoainda compatível ambientalmente e sem ou com baixosalvejamento sob tensão e formação de rachadura a baixatemperatura, e, desse modo, a camada pode ser usada comouma camada isolante.

A presente invenção é baseada na descoberta que oobjeto mencionado acima pode ser alcançado se umacomposição de polipropileno compreender um polímero deetileno polar, em uma proporção suficiente.

Portanto, a presente invenção proporciona uma camadaisolante para cabos produzida de uma composição depolipropileno, compreendendo:

a. uma resina à base de polipropileno (A), que compreendeum homopolímero de propileno, um copolímero de propilenoaleatório ou um copolímero de propileno heterofásico,consistindo de:

i. um homo- e/ou copolímero de propileno como fasematriz; e

ii. um copolímero de propileno como fase dispersa; e

b. um polímero de etileno polar (B), em uma proporção de 10a 50% em peso, com base na composição de polipropileno total.Essa camada isolante é não apenas compatívelambientalmente, como pode ser usada a altas temperaturas,mas também apresenta nenhum ou um baixo alvejamento sobtensão sob impacto, por manutenção de boas propriedadesmecânicas e elétricas. Além do mais, a rachadura dacomposição de polipropileno pode ser evitada a baixastemperaturas.

Na presente invenção, a resina de base depolipropileno (A) compreende, de preferência, ohomopolímero de propileno, o copolímero de propilenoaleatório ou o copolímero de propileno heterofásico, em umaproporção de 50 a 90% em peso, particularmente, 55 a 85% empeso, especialmente, 60 a 80% em peso.

Além do mais, prefere-se que a resina de base depolipropileno (A) compreenda um copolímero de propilenoaleatório ou um copolímero de propileno heterofásico,particularmente, um copolímero de propileno heterofásico.

Há essencialmente dois tipos de copolímeros depropileno heterofásicos conhecidos na técnica, isto é, oscopolímeros heterofásicos tendo com fase matriz umcopolímero de propileno aleatório (RAHECO) ou copolímerosheterofásicos tendo um homopolímero de propileno como afase matriz (HECO).O termo "homopolímero" usado no presente relatóriodescritivo se refere a polipropileno isotático, queconsiste substancialmente, isto é, pelo menos 98% em peso,de unidades de propileno. De preferência, o homopolímeroconsiste de 99% em peso, particularmente, 99,5% em peso deunidades de propileno.

No entanto, na presente invenção, prefere-se que afase matriz do copolímero de propileno heterofásico seja umcopolímero de propileno e, particularmente, um copolímeroaleatório.

Um copolímero aleatório é um copolímero no qual aparte comonômero é distribuído aleatoriamente nas cadeiaspoliméricas.

Por conseguinte, de acordo com essa definição,prefere-se que o copolímero de propileno aleatóriocompreenda pelo menos um comonômero selecionado do grupoconsistindo de etileno e alfa-olefinas de 4 a 8 átomos decarbono. As alfa-olef inas de 4 a 8 átomos de carbonopreferidas são 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-l-penteno,1-hexeno, 1-hepteno ou 1-octeno, particularmente, 1-buteno.O copolímero de propileno aleatório especialmente preferidoconsiste de propileno e etileno.Além do mais, o teor de comonômero da matriz depolipropileno é de 0,5 a 10% em peso, particularmente, 1 a8% em peso e, especialmente, 2 a 7% em peso.

Para combinação de processabilidade ótima com aspropriedades mecânicas necessárias, a incorporação docomonômero pode ser controlada de tal modo que uma parte dopolipropileno contenha mais comonômero do que a outra. Paragarantir ser adequada para a finalidade dessa patente, essadiferença interpolimérica no teor de comonômero deveexceder um nivel que permita uma total miscibilidade detodas as partes do polímero. Os polipropilenos adequadossão descritos, por exemplo, no pedido de patenteinternacional WO 03/002652.

Prefere-se que uma matriz de polipropileno tenha umatemperatura de fusão de pico de pelo menos 135°C,particularmente, de pelo menos 140°C.

Prefere-se também que o copolímero de propilenoheterofásico compreenda 50 a 90% em peso da matriz depolipropileno, particularmente, 55 a 85% em peso, e,especialmente, 60 a 80% em peso, para obter um bomequilíbrio das propriedades na camada isolante.Além do mais, a composição de propileno heterofásicade acordo com essa invenção consiste ainda de um copolimerode propileno, que é disperso na matriz de polipropileno,com um tamanho de partícula médio inferior a 1 micrômetro.

Esse tamanho de partícula permite, positivamente, uma boadistribuição praticável na matriz e influencia aresistência ao impacto da camada isolante. 0 tamanho departícula do copolimero de propileno pode ser determinadocomo é descrito no pedido de patente EP 0 401 7147.

Prefere-se que o copolimero de propileno seja dispersona matriz de polipropileno, em uma proporção de 10 a 50% empeso, particularmente, 15 a 45% em peso, e, especialmente,20 a 40% em peso.

Opcionalmente, o copolimero de propileno pode tambémincluir polietileno cristalino, mas não mais do que 10% empeso, particularmente, 5% em peso, e, especialmente, 2% empeso do copolimero de propileno total.

De preferência, o copolimero de propileno compreendepelo menos um comonômero selecionado do grupo consistindode etileno e alfa-olefinas de 4 a 8 átomos de carbono. Asalfa-olefinas de 4 a 8 átomos de carbono preferidas são1-buteno, 1-penteno, 4-metil-l-penteno, 1-hexeno, 1-heptenoou 1-octeno, particularmente, 1-buteno. 0 copolimero depropileno substancialmente amorfo especialmente preferido éum denominado "borracha de etileno - propileno" (EPR),compreendendo de 30 - 70% em peso de unidades de etileno ede 70 - 30% em peso de unidades de propileno.

Opcionalmente, esse copolímero podem também conter unidadesde dieno e é depois tecnicamente denotado como "borracha dedieno de etileno - propileno" (EPDM). Ainda que a EPR possaser tanto produzida ou diretamente em uma etapa dapolimerização do polipropileno, ou adicionada como umcomponente separado em uma etapa de mistura ou combinaçãoem fusão subseqüente, a EPDM pode ser também adicionada emuma etapa de mistura ou combinação em fusão subseqüente.

De preferência, o teor de comonômero do copolimero depropileno é de 20 - 80% em peso, particularmente, 30 - 70%em peso, e, especialmente, 60 - 65% em peso.

Além do mais, o copolimero de propileno heterofásicotem, de preferência, uma taxa de escoamento em massafundida (medida de acordo com a norma ISO 1133) de 0,5 a50 g/10 min, particularmente, de 0,55 a 20 g/10 min,especialmente, de 0,5 a 8 g/10 min.

Para aperfeiçoar a resistência a alvejamento sobtensão por manutenção de boas propriedades mecânicas eelétricas, a composição de polipropileno compreende de 5 a50% em peso de um polímero de etileno polar (B) . Depreferência, o polímero de etileno polar (B) é usado em umaproporção de 15 a 40% em peso, particularmente, de 20 a 40%em peso, com base na composição de polipropileno total.

O polímero de etileno polar (B) é produzido, depreferência, por copolimerização de etileno com comonômerospolares. No entanto, pode ser também produzido por enxertodo polímero de etileno, por exemplo, por enxerto de ácidoacrílico, ácido metacrílico ou anidrido maléico nopolímero.

Prefere-se que os grupos polares sejam introduzidos nopolímero de etileno por copolimerização de etileno comcomonômeros adequados portando grupos polares.

Prefere-se ainda que os comonômeros sejam selecionadosde acrilatos de C1 - C6 alquila, metacrilatos de C1 - C6alquila, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos e acetato devinila, particularmente, de acrilato de C1 - C6 alquila ouacetato de vinila. O copolímero pode também conterestruturas isoméricas (como, por exemplo, os tipos Surlynda DuPont).

Além do mais, a proporção de comonômero no polímero deetileno polar (B) é, de preferência, entre 2 e 40% em peso,particularmente, de 2 a 30% em peso, especialmente, de 2 a 25% em peso.

Como demonstrado abaixo, a composição de polipropilenoda presente invenção não apresenta, de preferência,qualquer formação de rachadura, a uma temperatura de -20°Cou abaixo, particularmente, a uma temperatura de -40°C, emum teste de dobramento a frio.

Além do mais, a intensidade de alvejamento por tensãoda composição de polipropileno é, de preferência, igual ouinferior a 3, particularmente, igual ou inferior a 2, a umatemperatura de -40°C em um teste de dobramento a frio.

Além disso, à temperatura ambiente (TA), a composiçãode polipropileno da presente invenção tem, de preferência,uma intensidade de alvejamento por tensão igual ou inferiora 3, particularmente, igual ou inferior a 2 em um teste dedobramento de três pontos, por manutenção de todas asoutras boas propriedades da camada isolante depolipropileno, como módulo de flexão e tração, bem comoalongamento.

Além do mais, prefere-se que a camada isolante dapresente invenção tenha, de preferência, um módulo detração de 100 a 1.000 MPa, particularmente, de 150 a800 MPa, especialmente, de 150 a 500 MPa. O módulo detração foi determinado de acordo com a norma ISO 527-3.

Adicionalmente, prefere-se que a deformação emescoamento esteja acima de 20%, particularmente, acima de22%, medida de acordo com a norma ISO 527-3.

O alongamento em ruptura da presente camada isolanteé, de preferência, de 450 a 900% em peso, particularmente,de 500 a 880%, especialmente, de 530 a 850%, medida deacordo com a norma ISO 527-3.

A resistência a impacto de Charpy é um testedestrutivo de resistência a impacto, consistindo nacolocação de um corpo de prova opcionalmente com ranhura,em uma posição horizontal entre dois suportes, e aplicaçãode um golpe de intensidade conhecida, que vai normalmentefraturar o corpo de prova. A apreensão (amortecimento) deenergia nesse processo de fratura é registrada como umamedida da resistência a impacto. O impacto de Charpy foimedido de acordo com a norma ISO 179 1 eA (23°C) e deacordo com a norma ISO 179 1 eA (-20°C). Prefere-se que ovalor medido a 23°C para o teste de impacto de Charpy sejapelo menos 50 kJ/m2, particularmente, pelo menos 55 kJ/m2,e, especialmente, 70 kJ/m2. Além disso, de preferência, ovalor medido a -20°C, de acordo com a norma ISO 179 1 eA, épelo menos 2 kJ/m2, particularmente, pelo menos 5 kJ/m2, e,especialmente, pelo menos 5,5 kJ/m2.

A taxa de escoamento em massa fundida (MFR), que éequivalente ao termo "índice em massa fundida" usadopreviamente, indica a fluidez e, desse modo, aprocessabilidade de um polímero. Quanto mais alta a taxa deescoamento em massa fundida, mais baixa a viscosidade dopolímero. A MFR é medida de acordo com a norma ISO 1133. Napresente invenção, a composição de polipropileno tem, depreferência, uma MFR2 (230°C / 2,16 kg) de0,01 a 2,5 g/10 min, particularmente, de 0,5 a 2 g/10 min.

Além do mais, prefere-se que a composição depolipropileno da camada inventiva tem uma temperatura depico de fusão máxima (Tm) acima de 135°C, particularmente,acima de 140°C.

A composição de polipropileno da presente invenção eos seus componentes podem ser produzidos por qualquerprocesso conhecido na técnica. No entanto, prefere-se que amatriz de polipropileno da resina de base de propilenoheterofásico seja produzida em um ou mais reatores depolpa, e, opcionalmente, um ou mais reatores para fasegasosa, seguida pela produção do copolímero depolipropileno na fase gasosa, por mistura ou polimerizaçãoin situ de etileno no sistema reacional. Depois, mais de 5%em peso e até 50% em peso do polímero de etileno polar (B),com base na composição de polipropileno total, sãomisturados por qualquer possível processo conhecido natécnica na composição.

A polimerização em fase de polpa pode ser conduzida auma temperatura inferior a 75°C, de preferência, de 60 a65°C, e a uma pressão variando entre 60 e 90 bar, depreferência, de 30 a 70 bar. A polimerização é conduzida,de preferência, sob condições tais que de 20 a 90% em peso,de preferência, de 40 a 80% em peso dos polímeros sãopolimerizados nos reatores. O tempo de residência pode serentre 15 e 20 minutos.

A etapa de polimerização em fase gasosa é conduzida,de preferência, por transferência da mistura reacional dafase de polpa diretamente para a fase gasosa, sem remoçãodos monômeros não reagidos, particularmente, por umapressão superior a 10 bar. A temperatura da reação usadavai estar geralmente dentro da faixa de 60 a 115°C,particularmente, de 70 a 110°C. A pressão da reação vaiser, de preferência, superior a 5 bar e, particularmente,ser na faixa de 10 a 25 bar, e o tempo de residência vaiser, de preferência, de 0,1 a 5 horas.De preferência, um reator em circuito fechado é usadocomo o dito reator de polpa, também o tipo de reator, talcomo um reator de tanque, pode ser também empregado. Deacordo com outra concretização, a fase de polpa é conduzidaem dois reatores de polpa, de preferência, mas nãonecessariamente, em dois reatores em circuito fechado.Fazendo-se isso, a distribuição do comonômero pode serfacilmente controlada. Quando da continuação dacopolimerização no reator ou reatores de fase gasosa, oteor de comonômero pode ser aumentado ainda mais. Dessemodo, o polímero matriz pode ser particularizada por ajusteda razão de comonômeros nos diferentes reatores.

A polimerização pode ser obtida por uso de quaisquercatalisadores de polimerização de olefinas usuais, e essessão bem conhecidos daqueles versados na técnica. Depreferência, um sistema catalítico compreende umcatalisador Ziegler-Natta específico de esterol, umcatalisador de metaloceno ou outros catalisadoresorganometálicos ou de coordenação usuais. O sistemacatalítico particularmente preferido é um catalisadorZiegler-Natta de alto rendimento, tendo um componentecatalisador, um componente co-catalisador e, opcionalmente,um doador externo. O sistema catalítico pode, desse modo,conter um componente de titânio e um componente doador deelétrons suportados em um dicloreto de magnésio ativado, umcomponente de trialaquilamônio como um ativador e umcomponente doador de elétrons. Um sistema cataliticopreferido é um catalisador de metaloceno tendo umaestrutura de ponte, conferindo uma alta estereoatividade eque é um complexo de atividade impregnado em um veiculo. Ossistemas cataliticos adequados são descritos, por exemplo,em FI 88047, EP 491566, EP 586390 e WO 98/12234, que sãoincorporados por referência no presente relatóriodescritivo.

Além do mais, a presente invenção se refere a umprocesso para produção de uma camada isolante para um cabo,no qual uma composição de polipropileno, descrita acima, éformada em uma camada do dito cabo.

A presente invenção também se refere a uma novacomposição de cabo compreendendo a camada definida acima.Para aplicação em baixa voltagem, o sistema de cabo podecompreender ainda um condutor e uma camada isolante, ou umcondutor e uma camada isolante e uma camada de camisaadicional, ou um condutor, uma camada semicondutora e umacamada isolante. O sistema de cabo de média e alta voltagempode compreender ainda um condutor, uma camadasemicondutora interna, uma camada isolante e uma camadasemicondutora externa, coberta opcionalmente por uma camadade camisa adicional.Além do mais, cargas sólidas, como negro de fumo,podem ser incorporadas na camada isolante, mas tambémquaisquer outros aditivos adequados para essas camadas.

Além do mais, não apenas a camada isolante, mas tambémoutras camadas podem compreender a composição como definidaacima. Por conseguinte, também a camada semicondutora e/oua camada de camisa pode compreender a composição inventiva.Prefere-se que a composição nas camadas seja termoplástica,particularmente, que as camadas sejam termoplásticas.

O cabo final pode também consistir de múltiploscondutores ou núcleos, normalmente 1, 2, 3 ou 4, combinadoscom camadas isolantes e de folhas comuns.

Na presente invenção, a composição de polipropileno éextrudada no condutor ou condutores, seguindo-sesolidificação da composição de polipropileno em velocidadesde linha de preferência de 3 a 400 m/min, particularmente,de 50 a 300 m/min, para formar a camada isolante para ocabo. Particularmente, a solidificação ocorre em um banhode água.

Métodos de medida

1. Alvejamento sob tensãoPara avaliar o alvejamento sob tensão, são usados doisdiferentes métodos, o denominado método de dobramento afrio, de acordo com a norma EN 60811-1-4, e o teste dedobramento de três pontos reverso.

1.1 Teste de dobramento a frio

No teste de dobramento a frio, o alvejamento sobtensão é medido de acordo com a norma EN 60811-1-4. Um caboconsistindo de um condutor Al de 3 mm, coberto por umisolamento polimérico de 0,7 mm, é enrolado em torno de umeixo tendo um diâmetro de 15 a 19 mm a -40°C ou -20°C. 0cabo e o eixo são condicionados nessa baixa temperatura,antes de enrolamento. De acordo com o padrão, um eixo de20 mm deve ser usado para dimensionar o cabo. Porconseguinte, o teste nesse caso é pré-formado sob condiçõesde maior rigidez do que o necessário. A classificação doteste de dobramento a frio é de 0 a 5, em que 0 significanenhum alvejamento sob tensão e 5 significa gravealvejamento sob tensão.

1.2 Teste de dobramento de três pontos

O teste de dobramento de três pontos é conduzido emuma máquina de teste universal (Zwick Z010) a 50 mm/min. Asamostras são corpos de prova ÜL94 moldadas por injeção deespessura de 2 mm (125 χ 12,5 χ 2 mm).O conjunto experimental consiste do teste dedobramento de três pontos reverso, acoplado com um sistemade detecção óptico.

O conjunto mecânico consiste de:

- uma parte fixa, com uma varredura de 40 mm;

- uma parte móvel (dispositivo de colisão pordobramento) , em que (i) uma fonte de luz foi fixada nofundo, e em que (ii) o sensor óptico é fixo em uma hastevertical.

Esse conjunto garante que a distância fonte de luz -sensor óptico se mantém constante durante o teste, pré-requisito para uma boa reprodutibilidade das medidas.

Três diferentes parâmetros são determinados:

a) ângulo de encurvamento no qual ocorrealvejamento sob tensão (SW), ângulo SW [°]; correlaciona-secom uma queda significativa da resposta óptica, durantedobramento;

b) tamanho residual das zonas de branqueamento,imediatamente após um dobramento de 90° [medido em mm] ,chamado Res-SW 90°C; ec) intensidade residual da zona de branqueamentoimediatamente depois de um dobramento de 90°C (apreciaçãovisual de 0 a 5, com 0: nenhum branqueamento remanescente,5: alvejamento intenso), chamada intensidade SW.

O ângulo de dobramento de alvejamento sob tensão édeterminado da maneira apresentada a seguir:

O desvio de força na curva de desvio de sinal óptico éregistrado. No inicio do teste, o sinal óptico é, qualquerque seja, a transparência / nebulosidade inicial daamostra, considerada como sendo 100%. A ocorrência defração branca é correlacionada com uma queda significativaem uma curva de desvio de sinal óptico. 0 branqueamento éavaliado como apresentado do seguinte modo:

- determinar uma tangente na inflexão da curva dedesvio de sinal óptico (não mostrada);

- cortar essa tangente com uma linha de sinal ópticode 100%, para proporcionar o desvio no qual ocorrealvejamento sob tensão; e

- calcular de um modo automático, o ângulo de iniciopara branqueamento, usando as correlações estabelecidasentre o desvio e o ângulo (ângulo: função polinomial degrau 4 de desvio).O tamanho residual de uma zona de branqueamento, apósdescarga, é determinado como apresentado a seguir:

Os testes são conduzidos a um desvio correspondente aum ângulo de 90°. Esses desvios podem ser calculados emdiferentes amostras e geometrias de teste, usando fórmulastrigonométricas usuais.

0 corpo de prova é então descarregado intensivamente(velocidade de cruzeta: 400 mm/min). O tamanho da área debranqueamento é medida imediatamente após teste, usando umaferidor deslizante. O valor obtido é introduzidomanualmente em uma folha de resultados; os cálculos médiossão automatizados.

A intensidade da zona de branqueamento, após descarga,é determinada como descrito a seguir:

Diretamente após o teste, a intensidade do alvejamentoé avaliada. Uma marca de 0 é atribuída quando não háqualquer branqueamento residual; uma nota de 5 quando oalvejamento da zona deformada é extremamente pronunciado. Ovalor obtido é introduzido manualmente em uma folha deresultados; os cálculos médios são automatizados. Adeterminação desses parâmetros é relativamente subjetiva edependente de operador. Os valores obtidos podem não ser,portanto, considerados como valor 100% reprodutíveis, aindaque representem informações cruciais do potencial derecuperação elástica do material. O que é importantemencionar é:

a. uma intensidade de 0 é notável;

b. uma intensidade de até 1 é excelente;

c. uma intensidade entre 1,1 e 1,5 é boa;

d. uma intensidade entre 1,6 e 3 é aceitável;

e. uma intensidade superior a 3 é insuficiente.

2. Taxa de escoamento em massa fundida

A taxa de escoamento em massa fundida é determinada deacordo com a norma ISO 113 e é indicada em g/10 min. A MFRé uma indicação da fluidez e, desse modo, daprocessabilidade do polímero. Quanto mais alta a taxa deescoamento em massa fundida, mais baixa a viscosidade dopolímero. A MFR da composição de polipropileno é medida comuma carga de 2,16 kg a 230°C. A MFR do polímero de etilenoé medida com uma carga de 2,16 kg a 190°C.

3. Teste de tração

Os testes de tração foram conduzidos de acordo com anorma ISO 527-3 usando corpo de prova moldado por injeção,como descrito na norma EN ISO 1873-2 (forma de osso decachorro, espessura de 3 mm).O módulo de tração (módulo E) foi também determinadode acordo com a norma ISO 527-3 e calculado da parte lineardos resultados do teste de tração.

4. Teste de Charpy com entalhe

O impacto Charpy é medido de acordo com a normaISO 179 1 eA (23°C) e de acordo com a norma ISO 179 1 eA(-20°C).

5. Temperatura de fusão de pico

A temperatura de fusão de pico (Tm) é determinada porcalorimetria diferencial de varredura (DSC), de acordo coma norma ISO 3146.

6. Densidade

A densidade é medida de acordo com a norma ISO 1183.Exemplos

As diferentes composições de polipropileno foramextrudadas em um condutor de alumínio circular. O diâmetrodo condutor foi de 3 mm e a espessura do isolante de-0,7 mm. A linha foi operada a uma velocidade de 75 m/min, eos ajustes de temperatura na linha variaram de 178 - 241°C,resultando em uma temperatura de fusão de aproximadamente-240°C. O banho de resfriamento tinha uma temperatura de-23°C. Na velocidade de linha de 75 m/min, a capacidadeextrusão das composições de polipropileno de acordo com apresente invenção foi boa, e foram obtidas superfícieslisas.

Materiais:

a) Resina de base de polipropileno (A)

Duas diferentes resinas de base de polipropileno (A)foram usadas nos exemplos.

A resina de base de polipropileno Al é um copolímerode polipropileno heterofásico de um copolímero depolipropileno aleatório, como fase matriz, e uma borrachade etileno - propileno, como fase dispersa, que tem um teorde C2 de aproximadamente 15% em peso, teor total de XS(xilenos solúveis) de aproximadamente 27% em peso, e umaMFR (230°C / 2,16 kg) de 0,8 g/10 min.

A resina de base de polipropileno A2 é um copolímerode polipropileno heterofásico de um copolímero depolipropileno aleatório, como fase matriz, e uma borrachade etileno - propileno, como fase dispersa, que tem um teorde C2 de aproximadamente 12% em peso, teor total de XS(xilenos solúveis) de aproximadamente 32% em peso, e umaMFR (230°C / 2,16 kg) de 1,2 g/10 min.

b) Polímero de etileno polar (B)Três diferentes polímeros de etileno polares (B) foramusados nos exemplos:

- um copolímero de etileno - acrilato de metila(EMA) contendo 20% em peso de acrilato de metila, quetem uma MFR (190°C / 2,16 kg) de 8 g/10 min, e umadensidade de 942 kg/m3;

- um copolímero de etileno - acrilato de butila(EBA) contendo 17% em peso de acrilato de butila, quetem uma MFR (190°C / 2,16 kg) de 1,10 g/10 min e umadensidade de 924 kg/m3; ou

- um copolímero de etileno - acetato de vinila(EVA) contendo 27% em peso de acetato de vinila, quetem uma MFR (190°C / 2,16 kg) de 3 g/10 min e umadensidade de 951 kg/m3.

Todas as propriedades das composições testadas sãoapresentadas na Tabela 1.<table>table see original document page 29</column></row><table><table>table see original document page 30</column></row><table><table>table see original document page 31</column></row><table>Como pode-se observar da tabela, as composições de acordocom a presente invenção apresentam boas propriedadesmecânicas, com baixo ou nenhum alvejamento sob tensão sobimpacto e ainda sem formação de rachadura à baixatemperatura, em comparação a composições de polipropilenoou composições de polipropileno puras, que não compreendemuma proporção suficiente de polímeros de etileno polares.

Claims

1. Camada isolante para cabos produzida de umacomposição de polipropileno, caracterizada pelo fato de quecompreende:a. uma resina à base de polipropileno (A), quecompreende um homopolímero de propileno, um copolimerode propileno aleatório ou um copolimero de propilenoheterofásico, consistindo de:i. um homo- e/ou copolimero de propilenocomo fase matriz; eii. um copolimero de propileno como fasedispersa; eb. um polímero de etileno polar (B), em umaproporção de 10 a 50% em peso, com base na composiçãode polipropileno total.

2. Camada isolante para cabos de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina debase de polipropileno (A) compreende um copolimero depropileno aleatório ou um copolimero de propilenoheterofásico.

3. Camada isolante para cabos de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ocopolimero de propileno do copolimero de propilenoheterofásico é disperso na fase matriz de polipropileno,com um tamanho de partícula médio inferior a 1 micrômetro.

4. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a proporção de copolímero de propileno do copolímerode propileno heterofásico é de 10 a 50% em peso.

5. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que o polímero de etileno polar (B) compreendecomonômeros polares de acrilatos de C1 - C6 alquila,metacrilatos de C1 - C6 alquila, ácidos acrílicos, ácidosmetacrílicos e acetato de vinila, ou uma mistura deles.

6. Camada isolante para cabos de acordo com areivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o teor decomonômero do copolímero de etileno polar (B) é de 2 a 40%em peso, com base no copolímero de etileno polar (B) total.

7. Camada isolante para cabos de acordo com areivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que ocomonômero do polímero de etileno polar (B) é um acrilatode C1 - C6 alquila ou acetato de vinila.

8. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno tem uma intensidade dealvejamento por tensão igual ou inferior a 3, em um testede dobramento de três pontos.

9. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno tem uma intensidade dealvejamento por tensão igual ou inferior a 3, a umatemperatura de -40°C em um teste de dobramento a frio.

10. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno não apresenta qualquerformação de rachadura, a uma temperatura de -40°C em umteste de dobramento a frio.

11. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno tem um módulo detração abaixo de 1.000 MPa.

12. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno tem um escoamento emdeformação acima de 20%.

13. Camada isolante para cabos de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatode que a composição de polipropileno tem uma temperatura defusão de pico máxima acima de 135°C.

14. Processo para produção de uma camada isolante paraum cabo, caracterizado pelo fato de que uma composição depolipropileno compreendendo:a. uma resina à base de polipropileno (A), quecompreende um homopolimero de propileno, um copolimerode propileno aleatório ou um copolimero de propilenoheterofásico, consistindo de:i. um homo- e/ou copolimero de propilenocomo fase matriz; eii. um copolimero de propileno como fasedispersa; eb. um polímero de etileno polar (B), em umaproporção de 10 a 50% em peso, com base na composiçãode polipropileno total,é formada em uma camada do dito cabo.

15. Composição de polipropileno, caracterizada pelofato de compreender:a. uma resina à base de polipropileno (A), quecompreende um homopolimero de propileno, um copolimerode propileno aleatório ou um copolimero de propilenoheterofásico, consistindo de:i. um homo- e/ou copolimero de propilenocomo fase matriz; eii. um copolimero de propileno como fasedispersa; eb. um polímero de etileno polar (B), em umaproporção de 10 a 50% em peso, com base na composiçãode polipropileno total.

16. Uso de uma composição de polipropileno de acordocom a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que épara a produção de camadas para cabos, de preferência, cabode isolamento.

17. Uso de uma camada isolante de acordo com qualqueruma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fatode que é para a produção de cabos.

18. Cabo, caracterizado pelo fato de que compreendeuma camada de acordo com qualquer uma das reivindicações deIa 13.