ES2218734T3

ES2218734T3 - Cables con un revestimiento libre de halogeno que comprende polipropileno y etileno, que tienen elevada uniformidad estructural.

Info

Publication number: ES2218734T3
Application number: ES98112528T
Authority: ES
Inventors: Luca Castellani; Eduardo Redondo Grizante; Antonio Zaopo; Enrico Albizzati
Original assignee: Pirelli and C SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: AU7730398A; ATE263417T1; AR016372A1; JPH11120825A; US6255399B1; DE69822718T2; IT1293757B1; BR9802552A; DE69822718D1; EP0893802A1; CA2243424C; KR100536616B1; CA2243424A1; DK0893802T3; AU747358B2; EP0893802B1; NZ330985A; KR19990014106A; ITMI971739A1

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN CABLE, ESPECIALMENTE PARA TRANSMISION DE ENERGIA, PARA TELECOMUNICACIONES O PARA TRANSMISION DE DATOS, O TAMBIEN CABLES COMBINADOS DE ENERGIA/TELECOMUNICACIONES, EN EL QUE AL MENOS UNA CAPA DE REVESTIMIENTO ESTA FORMADA POR UN MATERIAL RECICLABLE QUE ESTA EXENTO DE HALOGENOS Y TIENE PROPIEDADES MECANICAS Y ELECTRICAS MEJORADAS. DICHO MATERIAL CONSISTE EN UNA MEZCLA POLIMERICA FORMADA POR: (A) UN COPOLIMERO U HOMOPOLIMERO DE PROPILENO CRISTALINO; Y (B) UN COPOLIMERO DE ETILENO, CON AL MENOS UNA ALFA - OLEFINA DE 4 A 12 ATOMOS DE CARBONO Y, OPCIONALMENTE, UN DIENO; DICHO COPOLIMERO (B) SE CARACTERIZA POR UNA DENSIDAD COMPRENDIDA ENTRE 0,90 Y 0,86 G/CM 3 Y POR UN INDICE DE DISTRIBUCION DE LA COMPOSIC ION, DEFINIDO COMO EL PORCENTAJE EN PESO DE MOLECULAS DE COPOLIMERO QUE TIENEN UN CONTENIDO DE ALFA - OLEFINA COMPRENDIDO DENTRO DEL 50 % DEL CONTENIDO MOLAR TOTAL MEDIO DE ALFA - OLEFINA, SUPERIOR AL 45%.

Description

Cables con un revestimiento libre de halógeno que comprende polipropileno y etileno, que tienen elevada uniformidad estructural.

La presente invención se refiere a cables, en concreto para la transmisión de electricidad, para telecomunicaciones o para la transmisión de datos o también para cables combinados de electricidad / telecomunicaciones, en donde por lo menos una capa de recubrimiento consiste en un material reciclable que está libre de halógeno y que tiene propiedades mecánicas y eléctricas superiores.

Actualmente, existe una gran necesidad de productos altamente inocuos para el medio ambiente, que consistan en materiales que no sean dañinos para el medio ambiente ya sea durante su producción o cuando se utilizan, y que se puedan reciclar fácilmente al final de su vida activa. Sin embargo, la opción de utilizar materiales ecológicos está sujeto, en todos los casos, a la necesidad de mantener los precios dentro de los límites aceptables, mientras todavía se garantice los rendimientos que sean por lo menos equivalentes a los de los materiales convencionales y que sean, en cualquier caso, satisfactorios en las condiciones más frecuentes de uso.

En el sector de los cables, en concreto en cables de transmisión de electricidad, los diversos recubrimientos que rodean el conductor consisten, frecuentemente, en materiales de polímeros reticulados, en concreto copolímeros de polietileno o etileno adecuadamente reticulados durante la extrusión, de tal manera que se den rendimientos mecánicos satisfactorios incluso en condiciones de calentamiento en uso continuo y en condiciones de sobrecarga de corriente, mientras que al mismo tiempo se mantiene un elevado nivel de flexibilidad. Estos materiales están reticulados, y, por lo tanto, no se pueden reciclar puesto que carecen de propiedades termoplásticas, por consiguiente sólo se pueden deshacer al final de su vida activa mediante medios de incineración. Además, en determinados casos, la capa protectora externa de cloruro de polivinilo (PVC) el cual es difícil de separar, por procedimientos convencionales, (por ejemplo en agua por diferencias de densidad) de las poliolefinas reticuladas que contienen materiales de relleno inorgánicos (por ejemplo cauchos de etileno/propileno que contienen materiales de relleno inorgánicos) y, por otro lado, el PVC no se puede incinerar junto con las poliolefinas reticuladas puesto que esto produce productos clorados altamente tóxicos por combustión.

En la patente US Nº 4.948.669 se describen composiciones para el recubrimiento de cables que comprenden de un 29 a un 50% en peso de un polietileno de baja densidad, que contiene como comonómero una alfa-olefina que tiene de 4 a 12 átomos de carbono, en concreto 1-octeno, en una cantidad tal como para obtener una densidad de entre 0,90 y 0,92 g/cm^{3}, en una mezcla con: (a) homopolímero de propileno; (b) un copolímero no elastomérico de propileno con etileno; o (c) copolímeros heterogéneos de propileno con etileno, obtenidos en un reactor. Como el polietileno, se sugiere, particularmente, utilizando el producto Dowlex® 4000E procedente de Dow Chemical, que contiene aproximadamente un 17% de 1-octeno y que tiene un índice de fusión igual a 3,3 y una densidad de 0,912 g/cm^{3}. Estos son productos obtenidos utilizando catalizadores Ziegler-Natta basados en titanio, que tienen una densidad relativamente elevada y, de esta manera, poca flexibilidad.

En la solicitud de patente WO 96/23311 se describe un cable de alta corriente y bajo voltaje, en donde el recubrimiento aislante, la cubierta interior y la cubierta exterior se preparan del mismo material basado en polímero no reticulado que se colorea de negro por adición de negro de carbón. Utilizando el mismo material base se podría reciclar sin la necesidad de separar los diferentes materiales. Como material polimérico para la cubierta externa, se sugiere la utilización, en lugar del PVC, de polietileno de ultra baja densidad (ULD-PE), por ejemplo productos Engage® procedentes de DuPont-Dow Elastomers and Exxpol® procedente de Exxon. Los materiales de relleno inorgánicos como hidróxido de aluminio o magnesio se añaden a estos materiales con el fin de darles propiedades retardantes de llama.

En la patente US Nº 5.246.783 se describen cables que tienen como recubrimientos aislantes y/o semiconductores, materiales poliméricos basados en copolímeros de etileno con por lo menos una olefina C_{3}-C_{20}, con una densidad de 0,86 a 0,96 g/cm^{3}, conocida comercialmente bajo el nombre comercial Exact® de Exxon, que se pueden preparar utilizando catalizadores de metaloceno. Estos copolímeros se utilizan en forma reticulada, conseguida por medios químicos (por ejemplo con peróxido de dicumilo) o mediante irradiación.

El solicitante ha percibido que el problema técnico de obtener un cable con un recubrimiento hecho de un material polimérico no reticulado, y de esta manera reciclable, que también tenga propiedades mecánicas y eléctricas adecuadas para las condiciones normales de utilización, es dependiente de la utilización de un homopolímero de propileno cristalino o un copolímero mezclado con un copolímero de etileno con una alfa-olefina que tiene una densidad baja y una elevada uniformidad estructural, teniendo, en particular, una distribución altamente homogénea de la alfa-olefina entre las moléculas de polímero. Esta elevada uniformidad estructural es obtenible, en concreto, mediante copolimerización de los correspondientes monómeros en presencia de un catalizador de sitio único, por ejemplo un catalizador metaloceno.

En concreto, el solicitante ha encontrado que rendimientos excelentes, tanto en términos de propiedades mecánicas, en concreto alargamiento a la rotura, tensión en el punto de rotura y módulo, y en términos de propiedades eléctricas se puede obtener utilizando, como material base no reticulado para al menos una de las capas de recubrimiento del cable, una mezcla según se define aquí más abajo, que comprende polipropileno y un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina C_{4}-C_{12} y opcionalmente con un comonómero dieno, que tiene una densidad de 0,90 a 0,86 g/cm^{3} y un Índice de distribución de la composición, definido como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero que tienen un contenido en alfa-olefina dentro del 50% del contenido medio molar total de alfa-olefina, superior al 45%.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto, la invención se refiere a un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento comprende, como material polimérico base no reticulado, una mezcla que comprende: (a) un hompolímero o copolímero de propileno cristalino; y (b) un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina que tiene de 4 a 12 átomos de carbono, y opcionalmente con un dieno; estando caracterizado dicho copolímero (b) por una densidad de 0,90 a 0,86 g/cm^{3} y un Índice de Distribución de la Composición, definido como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero que tienen un contenido en alfa-olefina dentro del 50% del contenido molar medio total de la alfa-olefina superior al 45%.

De acuerdo con un aspecto más, la invención se refiere a un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento tiene propiedades aislantes eléctricas y comprende una mezcla según se ha definido más arriba como material polimérico base no reticulado.

De acuerdo con un aspecto más, la invención se refiere a un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento tiene propiedades semiconductoras y comprende una mezcla según se ha definido más arriba como material base polimérico no reticulado.

De acuerdo con un aspecto más, la invención se refiere a un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento es una cubierta protectora externa y comprende una mezcla según se define más arriba como material polimérico base no reticulado.

De acuerdo con un aspecto más, la invención se refiere a un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos un 70%, preferiblemente por lo menos un 90%, en peso respecto al peso total de material base polimérico de dichas capas de recubrimiento consiste en la mezcla según se ha definido más arriba.

El Índice de Distribución de la Composición proporciona una medida de la distribución de la alfa-olefina entre las moléculas de copolímero (a valores más elevados de este índice, más homogénea es la distribución del comonómero entre las moléculas de copolímero) y se puede determinar mediante técnicas de Fraccionamiento por Incremento de la Temperatura de Elución, según se describe, por ejemplo, en la patente US-5.008.204 o en Wild et al., J. Poly. Sci. Poly. Phys. Eds., Vol. 20, p. 441 (1982).

Los copolímeros (b) tienen un índice de distribución de peso molecular, definido como la relación entre el peso molecular promedio en peso M_{w} y el peso molecular promedio en número M_{n}, que es generalmente bajo, normalmente entre 1,5 y 3,5. El índice de distribución de peso molecular se puede determinar mediante procedimientos convencionales, mediante Cromatografía de Permeación en Gel (GPC).

Los copolímeros (b) también se caracterizan, en general, por una entalpía de fusión de 30 a 60 J/g.

Los copolímeros de etileno con por lo menos una alfa-olefina C_{4}-C_{12} y opcionalmente con un dieno, que tienen estas características son obtenibles mediante copolimerización del etileno con la alfa-olefina, y opcionalmente con el comonómero dieno, en presencia de un catalizador de sitio único, por ejemplo, un catalizador de metaloceno, como se describe, por ejemplo, en las patentes US Nº 5.246.783 y 5.272.236 o alternativamente se pueden obtener comercialmente bajo las marcas Engage® de DuPont-Dow Elastomers y Exact® de Exxon Chemical. Los metalocenos utilizados para polimerizar las olefinas son complejos de coordinación de un metal de transición, habitualmente del Grupo IV, en concreto titanio, zirconio o hafnio, con dos ligandos ciclopentadienilo opcionalmente sustituidos, utilizados en combinación con un cocatalizador, por ejemplo un alumoxano, preferiblemente metilalumoxano, o un compuesto de boro (véase por ejemplo J.M.S. -Rev. Macromol. Chem. Phys., C34(3), 439-514 (1994); J. Organometallic Chemistry, 479 (1994), 1-29, o alternativamente las patentes US-5.414.040, US-5.229.478, WO 93/19107 y EP-A-632.065 o las patentes US ya mencionadas Nº 5.246.783 y 5.272.236). Los catalizadores que son adecuados para la obtención de copolímeros (b) de acuerdo con la presente invención también son referidos como Catalizadores de Geometría Restringida descritos, por ejemplo, en las patentes EP-416.815 y EP-418.044.

Por el término alfa-olefina se entiende una olefina de fórmula CH_{2}=CH-R, en donde R es un alquilo lineal o ramificado que tiene de 2 a 10 átomos de carbono. La alfa-olefina se puede seleccionar, por ejemplo, de 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-dodeceno y similares. Son particularmente preferidos el 1-hexeno y el 1-octeno.

Cuando está presente un dieno termonómero, este tiene, en general, de 4 a 20 átomos de carbono y se selecciona preferiblemente de: diolefinas lineales, conjugadas o no conjugadas, por ejemplo el 1,3-butadieno, 1,4-hexadieno o 1,6-octadieno; dienos monocíclicos o policíclicos, por ejemplo el 1,4-ciclohexadieno, 5-etiliden-2-norborneno, 5-metilen-2-norborneno y similares.

Los copolímeros etileno/alfa-olefina y etileno/alfa-olefina/dieno que se pueden utilizar de acuerdo con la presente invención tienen, en general, la siguiente composición: 75-97% mol, preferiblemente 90-95% mol de etileno; 3-25% mol, preferiblemente 5-10% mol de alfa-olefina; 0-5% mol, preferiblemente 0-2% mol de un dieno.

El homopolímero o copolímero (a) de propileno cristalino tiene una entalpía de fusión superior a 75 J/g, preferiblemente superior a 85 J/g. Se puede seleccionar, en particular, de:

(1) homopolímeros isotácticos de propileno con un índice isotáctico de más de 80, preferiblemente mayor a 90, incluso más preferiblemente mayor a 95;

(2) homopolímeros de propileno obtenibles utilizando catalizadores de metaloceno, que tienen un contenido penta mmmm superior a un 90% (determinado por análisis de RMN-C^{13});

(3) copolímeros cristalinos de propileno con etileno y/o una alfa-olefina que tiene de 4 a 10 átomos de carbono, con un contenido conjunto de etileno y/o alfa-olefina de menos de un 10% mol;

(4) copolímeros de propileno heterogéneos obtenibles mediante polimerización en bloque de propileno y de mezclas de propileno con etileno y/o una alfa-olefina que tiene de 4 a 10 átomos de carbono, conteniendo por lo menos un 70% en peso de un homopolímero de polipropileno o de un copolímero cristalino propileno/etileno, con un índice isotáctico mayor a 80, el resto consistiendo en un copolímero de etileno/propileno elastomérico con un contenido en propileno de 30 a 70% en peso;

(5) homopolímeros de propileno cristalinos o copolímeros de estructura sindiotáctica, obtenibles utilizando catalizadores de metaloceno.

De acuerdo con la presente invención, el copolímero (b) de etileno/alfa-olefina o etileno/alfa-olefina/dieno según se ha descrito más arriba está presente en una mezcla con el hompolímero o copolímero (a) de propileno cristalino en una cantidad predeterminada, para hacer la mezcla de polímeros resultante suficientemente flexible y, en particular, con el fin de darle un valor de alargamiento a la rotura, medido de acuerdo con el CEI estándar de 20.34, \NAK5.1, de por lo menos el 100%, preferiblemente de por lo menos el 200%, y un valor de módulo del 20%, medido de acuerdo con el CEI estándar de 20-34, \NAK5.1, de menos de 10 MPa, preferiblemente menos de 7 MPa.

En general, estas características son obtenibles utilizando mezclas que comprenden de un 10 a un 60%, preferiblemente de un 15 a un 50%, en peso de un hompolímero o copolímero (a) de propileno cristalino y de un 40 a un 90%, preferiblemente de un 50 a un 85%, en peso del copolímero (b) etileno/alfa-olefina o etileno/alfa-olefina/dieno, siendo los porcentajes relativos al peso total de los componentes poliméricos (a) y (b).

De acuerdo con la presente invención, la utilización de mezclas de polímeros no reticulados según se han definido más arriba hace posible obtener un recubrimiento flexible reciclable que tiene excelentes propiedades mecánicas, tanto en términos de módulo como en términos de alargamiento y la tensión en el punto de rotura. En particular, es posible obtener rendimientos mecánicos bajo calentamiento, esto es a 90ºC durante el uso continuo y a 130ºC en el caso de sobrecarga de corriente, que son comparables con los rendimientos típicos de recubrimientos reticulados basados en polietileno actualmente en el mercado, haciendo de las mezclas anteriormente mencionadas adecuadas no solo para cables de bajo voltaje sino también para voltaje medio y alto.

Las propiedades mecánicas mencionadas más arriba se acompañan de unas propiedades eléctricas excelentes, como la constante de aislamiento (Ki) y la pérdida dieléctrica (tan delta), tanto bajo condiciones de sequedad como cuando el cable está sumergido en agua. En concreto, se ha encontrado que el material no reticulado de acuerdo con la presente invención tiene una constante de aislamiento muy elevada que se mantiene dentro de los valores aceptables incluso después de una inmersión prolongada en agua.

El hecho de que un material aislante tenga una baja absorción de agua hace posible la reducción de la pérdida dieléctrica y, de esta manera, conseguir niveles de disipación de energía más baja, en concreto durante la transmisión de alta potencia. En el caso de la transmisión de potencia de bajo voltaje de corriente elevada, la baja absorción de agua evita una reducción excesiva de la resistividad eléctrica del material aislante y, de esta manera, de su rendimiento eléctrico.

Las mezclas de polímeros de acuerdo con la presente invención también son capaces de contener materiales de relleno orgánicos sin la reducción inaceptable en sus propiedades mecánicas y elásticas, en concreto así como el alargamiento a la rotura, que permanece bien por encima del 100%. Es posible, de esta manera, producir composiciones con propiedades retardantes de llama que estén dotadas de una elevada flexibilidad y elevada fuerza mecánica.

De esta manera, de acuerdo con un aspecto más, la presente invención se refiere a una composición de polímeros retardante de llama, que comprende:

(a)un homopolímero o copolímero de propileno cristalino;

(b) un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina que tiene de 4 a 12 átomos de carbono y opcionalmente con un dieno; estando caracterizado dicho copolímero (b)por una densidad entre 0,90 y 0,86 g/cm^{3} y por un Índice de Distribución de la Composición, definido como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero que tienen un contenido en alfa-olefinas dentro del 50% del contenido molar total medio de alfa-olefina, superior al 45%;

(c) un material de relleno inorgánico en una cantidad tal que imparta propiedades retardantes de llama.

Además, un aspecto más de la presente invención reside en un cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento comprende una composición polimérica retardante de llama según se ha definido más arriba.

El material de relleno inorgánico es, en general, un óxido inorgánico, preferiblemente en una forma hidrato o hidróxido. Ejemplos de compuestos adecuados son los óxidos de aluminio, bismuto, cobalto, hierro, magnesio, titanio o zinc y los correspondientes hidróxidos o mezclas de los mismos. Son particularmente preferidos el hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio y trihidrato de aluminio (Al_{2}O_{3}\cdot3H_{2}O) o mezclas de los mismos. Se pueden añadir, de manera ventajosa, uno o más óxidos o sales inorgánicos tales como CoO, TiO_{2}, Sb_{2}O_{3}, ZnO, Fe_{2}O_{3}, CaCO_{3} o mezclas de los mismos a estos compuestos en cantidades pequeñas, generalmente inferiores a un 25% en peso. Preferiblemente, los hidróxidos metálicos anteriormente mencionados, en particular los hidróxidos de magnesio y aluminio, se utilizan en forma de partículas que tienen un tamaño que puede estar en el rango de 0,1 a 100 \mum, preferiblemente de 0,5 a 10 \mum. En el caso de los hidróxidos, estos se pueden utilizar de manera ventajosa en forma de partículas revestidas. Se utilizan frecuentemente ácidos grasos saturados o insaturados que contienen de 8 a 24 átomos de carbono y sales metálicas de los mismos, como materiales de recubrimiento, tales como, por ejemplo: ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido láurico; oleato o estearato de magnesio o zinc; y similares.

La cantidad de material de relleno que es adecuada para conferir propiedades retardantes de llama puede variar dentro de un rango amplio, generalmente entre un 10 y un 80% en peso, preferiblemente entre un 30 y un 70% en peso, con respecto al peso total de la composición.

Se puede añadir a la mezcla un agente de acoplamiento seleccionado de entre los conocidos en la materia, por ejemplo compuestos silano o derivados carboxílicos que tengan por lo menos una insaturación etilénica con el fin de potenciar la compatibilidad entre el material de relleno inorgánico y la matriz polimérica.

Ejemplos de compuestos silanos que sean adecuados para este propósito son: \gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, metiltris(2-metoxietoxi)silano, dimetildietoxisilano, viniltris(2-metoxietoxi)silano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, octiltrietoxisilano, isobutiltrietoxisilano, isobutiltrimetoxisilano, isobutiltrietoxisilano, isbotuiltrimetoxisilano y mezclas de los mismos.

De manera ventajosa, los derivados carboxílicos con una instauración etilénica que se pueden utilizar como agentes de acoplamiento son, por ejemplo, anhídridos carboxílicos insaturados o, preferiblemente, anhídridos dicarboxílicos insaturados; el anhídrido maleico es particularmente preferido. De manera alternativa, es posible utilizar poliolefinas como agentes compatibilizantes, conteniendo opcionalmente estas poliolefinas instauraciones etilénicas, en las que se han insertado los grupos carboxílicos mediante reacción de los derivados carboxílicos mencionados más arriba que tienen por lo menos una instauración etilénica.

El agente de acoplamiento, ya sea del tipo silano o del tipo carboxílico, se puede utilizar en su estado normal o se puede insertar en por lo menos uno de los componentes poliméricos de la mezcla.

La cantidad de agente de acoplamiento que se añade a la mezcla puede variar, dependiendo, principalmente, del tipo de agente de acoplamiento utilizado y de la cantidad de material de relleno inorgánico añadido y está, generalmente, entre 0,05 y 30%, preferiblemente entre 0,1 y 20%, en peso, respecto al peso total de la mezcla base polimérica.

Otros componentes convencionales tales como antioxidantes, materiales de relleno, coadyuvantes de procesamiento, lubricantes, pigmentos, aditivos retardantes libres de agua y similares se añaden, habitualmente, al material polimérico base. En el caso de las capas semiconductoras 3 y 5, el material polimérico se rellena preferiblemente con carbón negro en una cantidad tal que dé a este material propiedades semiconductoras (básicamente, con el fin de obtener una resistividad inferior a 5 ohm.m a temperatura ambiente).

Antioxidantes convencionales adecuados son, por ejemplo: trimetildihidroquinolina polimerizada, 4,4'-tiobis-(3-metil-6-terc-butil)fenol; pentaeritril-tetra[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato], 2,2'-tiodietilen-bis[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato] y similares, o mezclas de los mismos.

Otros materiales de relleno que se pueden utilizar en la presente invención incluye, por ejemplo, partículas de vidrio, fibras de vidrio, caolín calcinado, talco y similares, o mezclas de las mismas. Los coadyuvantes de procesamiento habitualmente añadidos a la base polimérica son, por ejemplo, estearato de calcio, estearato de zinc, ácido esteárico, cera parafina y similares o mezclas de los mismos.

Otros detalles serán ilustrados en la siguiente descripción detallada, con referencia al dibujo adjunto, en donde:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un cable eléctrico, particularmente adecuado para voltajes medios, de acuerdo con la presente invención.

En la Figura 1, el cable eléctrico 1 comprende un conductor 2; una capa interna 3 con propiedades semiconductoras; una capa intermedia 4 con propiedades aislantes; una capa externa 5 con propiedades semiconductoras; una pantalla 6; y una capa externa 7.

El conductor 2 consiste, en general, en alambres metálicos, preferiblemente hechos de cobre o aluminio, que se trenzan juntos utilizando técnicas convencionales.

Por lo menos una de las capas 3, 4 y 5, y preferiblemente por lo menos la capa aislante 4, comprende polipropileno como material polimérico base no reticulado, mezclado con un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina y, opcionalmente con un dieno, según se ha definido más arriba. En una realización preferida de la presente invención, todas las capas de aislamiento y semconductoras 3, 4, y 5 comprenden una mezcla de polímeros según se ha definido más arriba como material polimérico base no reticulado.

Una pantalla 6, generalmente que consista en alambres o tiras conductoras de electricidad helicoidalmente unidas, se coloca habitualmente alrededor de la capa externa semiconductora 5. Esta pantalla se cubre, a continuación, con una capa 7, que consiste en un material termoplástico como el cloruro de polvinilo (PVC), polietileno no reticulado (PE) o, preferiblemente, una mezcla que comprende polipropileno y un copolímero etileno/alfa-olefina o etileno/alfa-olefina/dieno, según se ha definido más arriba.

La Figura 1 muestra únicamente una posible realización de un cable de acuerdo con la presente invención. Es evidente que se pueden realizar cambios adecuados conocidos en la materia a esta realización sin que salga, de esta manera, fuera del ámbito de la presente invención. En particular, las mezclas de polímeros reciclables de acuerdo con la presente invención pueden ser utilizadas, ventajosamente, para el recubrimiento de cables de telecomunicaciones o cables de transmisión de datos, o cables alternativamente combinados de fuerza/telecomunicaciones.

Las propiedades de los materiales poliméricos utilizados de acuerdo con la presente invención (Cop. 1 y 2) y del material utilizado para propósitos comparativos (Cop. 3) se dan en la Tabla 1. Como entalpía de fusión, se da el segundo valor de fusión (\DeltaH_{2m}), obtenido mediante DSC a una velocidad de medición de 10ºC/min. El índice de flujo de fusión (MFI) se midió de acuerdo con la ASTM estándar D 1238/L (a 230ºC y 21,6 N para polipropileno, y a 190ºC y 21,6 N para copolímeros de etileno/1-octeno). El Índice de Distribución de Composición (CDI) se determinó mediante técnicas de Fraccionamiento por incremento de la Temperatura por Elución.

TABLA 1

Material Polimérico	Densidad (g/cm^{3})	MFI (dg/min)	CDI	\DeltaH_{2m} (J/g)
PP 1	0,900	1,6	-	98
PP 2	0,900	1,8	-	90
Cop. 1	0,885	1,0	>70	55,6
Cop. 2	0,868	0,5	>70	34,4
Cop. 3	0,902	3,0	-	78,0

PP 1 (Moplen® S30G-Montell): poliprolieno isotáctico (homopolímero);

PP 2 (Moplen® EP2S30B-Montell): copolímero aleatorio de propileno/etileno cristalino;

Cop. 1 (Engage® 8003-DuPont-Dow Elastomers): copolímero de etileno/1-octeno con una relación en peso 82/18 (5,5% en mol de 1-octeno), obtenido mediante catálisis con metaloceno;

Cop. 2 (Engage® 8150- DuPont-Dow Elastomers): copolímero de etileno/1-octeno con una relación en peso 75/25 (7,6% mol. De 1-octeno) obtenido mediante catálisis con metaloceno;

Cop. 3 (Stamylex® TMX 1000 - DSM): copolímero de etileno/1-octeno (4,6% mol de 1-octeno) obtenido utilizando un catalizador de titanio Ziegler-Natta.

Los materiales poliméricos de la Tabla 1 se utilizaron para preparar las mezclas dadas en la Tabla 2.

Las mezclas 1-3a se prepararon en un mezclador Brabender (volumen de la cámara de mezcla: 80 cm^{3}), llenado hasta un 95% en volumen. La mezcla se llevó a cabo a una temperatura de 170ºC durante un tiempo total de 10 min (velocidad del rotor: 40 rpm). Al final de la mezcla, el torque final (indicado en la Tabla 2) se midió bajo las condiciones anteriormente mencionadas.

Las mezclas 4, 5 y 6 se prepararon en un mezclador de doble hélice Brabender contrarotatorio de 20 mm de diámetro con una velocidad de rotor de 50 rpm y con el siguiente perfil de temperatura: 1ª zona = 100ºC, 2ª zona = 160ºC, 3ª zona = 190ºC, 4ª zona = 190ºC.

Para los sistemas rellenados se utilizaron:

Hydrofy® GS-1,5: Mg(OH)_{2} revestido con ácido esteárico procedente de SIMA (diámetro medio de partícula: 2 \mum; superficie específica: 11 m^{2}/g);

Rhodorsil® MF175U: caucho silicona de Rhône-Poulenc que actúa como coadyuvante de procesamiento o lubricante.

Se utilizaron los siguientes como antioxidantes:

Irganox® 1010: pentaeritritol tetra[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato] (Ciba-Geigy);

Irganox® PS802 FL: distearil tiodipropionato (DSTDP) (Ciba-Geigy).

Las composiciones se dan en la Tabla 2 como phr (es decir partes en peso por cada 100 partes de matriz polimérica).

Las mezclas así obtenidas se sometieron a ensayos de resistencia de tensión mecánica de acuerdo con CEI estándar 20-34, \NAK5.1, sobre especimenes de ensayo obtenidos de placas de 1 mm de grosor obtenidas por compresión moldeando a 190-195ºC y 200 bar después de precalentar durante 5 min a la misma temperatura. La velocidad de separación de la abrazadera fue de 250 mm/min para las mezclas 1-3a y 50 mm/min para las mezclas 4, 5 y 6. Los resultados se dan en la Tabla 2.

TABLA 2

1

Claims

1. Cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento comprende, como material polimérico base no reticulado, una mezcla que comprende: (a) del 10 al 60% en peso de un homopolímero o copolímero de propileno cristalino; y (b) del 40 al 90% en peso de un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina que tiene de 4 a 12 átomos de carbono y opcionalmente con un dieno; siendo dichos porcentajes respecto al peso total de los componentes poliméricos (a) y (b); estando caracterizado dicho copolímero (b) por una densidad entre 0,90 y 0,86 g/cm^{3} y por un Índice de Distribución de la Composición, definido como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero que tienen un contenido en alfa-olefina dentro del 50% del contenido molar total medio de alfa-olefina, superior al 45%.

2. Cable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento tiene propiedades aislantes eléctricas y comprende una mezcla de (a) y (b) como material polimérico base no reticulado.

3. Cable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento tiene propiedades semiconductoras y comprende una mezcla de (a) y (b) como material base polimérico no reticulado.

4. Cable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento es una capa protectora externa y comprende una mezcla de (a) y (b) como material polimérico base no reticulado.

5. Cable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos el 70%, preferiblemente por lo menos el 90%, en peso respecto al peso total del material polimérico base de dichas capas de recubrimiento consiste en una mezcla de (a) y (b).

6. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero (b) tiene un índice de distribución de peso molecular entre 1,5 y 3,5.

7. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero (b) tiene una entalpía de fusión de entre 30 y 60 J/g.

8. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero (b) es obtenible mediante copolimerización del etileno con una alfa-olefina y opcionalmente con un dieno, en presencia de un catalizador de sitio único.

9. Cable de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el catalizador de sitio único es un catalizador metaloceno.

10. Cable de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el catalizador de sitio único es un Catalizador de Geometría Restringida.

11. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero (b) tiene la siguiente composición: 75-97% mol de etileno; 3-25% mol de alfa-olefina; 0-5% mol de un dieno.

12. Cable de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el copolímero (b) tiene la siguiente composición: 90-95% mol de etileno; 5-10% mol de alfa-olefina; 0-2% mol de un dieno.

13. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde en el copolímero (b), la alfa-olefina es 1-hexeno o 1-octeno.

14. Cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el homopolímero o copolímero (a) de propileno cristalino tiene una entalpía de fusión de más de 75 J/g.

15. Cable de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el homopolímero o copolímero (a) de propileno cristalino tiene una entalpía de fusión de más de 85 J/g.

16. Cable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la mezcla de polímero comprende de un 15 a un 50% en peso de un homopolímero o copolímero de propileno cristalino (a) y de un 50% a un 85% en peso de copolímero (b), siendo los porcentajes respecto al peso total de los componentes poliméricos (a) y (b).

17. Composición polimérica retardante de llama que comprende:

(a) un homopolímero o copolímero de propileno cristalino;

(b) un copolímero de etileno con por lo menos una alfa-olefina que tiene de 4 a 12 átomos de carbono y opcionalmente con un dieno; estando caracterizado dicho copolímero (b) por una densidad entre 0,90 y 0,86 g/cm^{3}, una entalpía de fusión de entre 30 y 60 J/g y por un Índice de Distribución de la Composición, definido como el porcentaje en peso de moléculas de copolímero que tienen un contenido en alfa-olefinas dentro del 50% del contenido molar total medio de alfa-olefina, superior al 45%;

(c) un material de relleno inorgánico en una cantidad tal que confiera propiedades retardantes de llama.

18. Composición de acuerdo con la reivindicación 17, en donde el copolímero (b) se define de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 y de la 8 a la 13.

19. Composición de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el homopolímero o copolímero de propileno cristalino (a) se define de acuerdo con la reivindicación 14 ó 15.

20. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en donde el copolímero elastomérico (b) está presente en una mezcla con el homopolímero o copolímero de propileno cristalino (a) en una cantidad predeterminada, defina de acuerdo con la reivindicación 1 ó 16.

21. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en donde el material de relleno inorgánico es un óxido o hidróxido inorgánico.

22. Composición de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el material de relleno inorgánico se selecciona de hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio o trihidrato de aluminio (Al_{2}O_{3}\cdotH_{2}O) o mezclas de los mismos.

23. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en donde el material de relleno inorgánico está presente en cantidades de entre el 10 y el 80% en peso, respecto al peso total de la mezcla polimérica.

24. Composición de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el material de relleno inorgánico está presente en cantidades de entre el 30 y el 70% en peso, respecto al peso total de la mezcla polimérica.

25. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, que también comprende un agente de acoplamiento.

26. Cable que comprende un conductor y una o más capas de recubrimiento, en donde por lo menos una de dichas capas de recubrimiento comprende una composición polimérica retardante de llama de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 25.