ES2252169T3 - Composicion semiconductora reticulable y cable electrico con pelicula semiconductora. - Google Patents

Composicion semiconductora reticulable y cable electrico con pelicula semiconductora.

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Karine Paty
Bernard Poisson
Patrick Sanchez
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    • H01B1/24Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon

Abstract

Composición reticulable que incluye: - una fase polímero, formada esencialmente por: u copolímero etileno ¿ acetato de vinilo que incluye entre el 26% y menos del 40% en peso de acetato de vinilo (VA), que representa entre el 50 y el 90% en peso de la fase polímero, u copolímero acrilonitrilo ¿ butadieno, denominado NBR, a entre el 25 y el 50% en peso de acrilonitrilo, que representa del 10 al 50% en peso de la fase polímero, - negro de carbono con una superficie específica inferior a 170 m2/g, que representa entre un 40 y un 75% en peso de la fase polímero, - unos aditivos, como antioxidantes, anticobres, peróxidos, silanos, cuyas cantidades serán inferiores al 5% de la fase polímero, donde el contenido de copolímero de etileno está incluido entre el 30 y el 35% de la totalidad de la composición.

Description

Composición semiconductora reticulable y cable eléctrico con película semiconductora.
La presente invención se refiere a los cables eléctricos destinados principalmente a redes de media y alta tensión, que deben seguir estancos durante una vida útil importante.
La constitución de los cables de un conductor de este tipo es habitualmente la esquematizada en la figura. El conductor central 10 está formado por un haz de hilos, a menudo enrollados en hélice, generalmente de cobre o aluminio, y está recubierto por una película 12 de material denominado semiconductor destinado especialmente a alisar la superficie exterior del haz y reducir, por lo tanto, las puntas de campo eléctrico. Una capa 14 de material aislante, en general de polietileno o EPR reticulado mediante peróxido, recubre el conjunto conductor-película. En general, puede estar recubierta por una segunda película de material semiconductor 16, denominada semiconductor externo. Las tres capas así constituidas son generalmente reticuladas en caliente mediante descomposición de peróxido; también pueden serlo mediante procedimiento silano.
El conjunto así constituido, que suele denominarse corazón eléctrico, está protegido contra la humedad que puede causar arborescencias eléctricas. Se utiliza para ello un tubo conductor 18, habitualmente de aluminio o cobre, que tiene generalmente un grosor de entre una y algunos centenares de micras, y constituye a la vez una pantalla eléctrica. Este tubo suele estar formado por un fleje o una cinta replegada o enrollada alrededor del aislante, con solapado de los bordes y adhesivo, por ejemplo en caliente mediante un producto denominado "hot melt". El tubo metálico también puede estar formado por metal extrusionado, por ejemplo plomo o aluminio. Finalmente, se adhiere a la pantalla una funda de protección mecánica 20 de un material del tipo polietileno o policloruro de vinilo, que combina unas buenas características mecánicas y de resistencia a la figuración, y un buen comportamiento frente al envejecimiento térmico. Se suele colocar un polvo de estanqueidad sobre la película 16, acanalada exteriormente, antes de la colocación del tubo. Otra solución consiste en utilizar una película 16 lisa, sobre la que se coloca una cinta inflable que puede ser conductora, y el tubo metálico. Asimismo, se pueden añadir unos hilos si la sección de la pantalla metálica se revela insuficiente para disipar las corrientes de cortocircuito. También se pueden utilizar combinaciones entre estos distintos constituyentes.
Dichos cables se utilizan especialmente para la distribución de media tensión, entre 12 y 20 kV.
Para numerosas aplicaciones, es deseable colocar la película semiconductora de manera que pueda pelarse, es decir, separable del aislante en el que se encuentra, mediante una fuerza limitada, generalmente inferior a 25 N/cm, a una temperatura de 20ºC. El uso de dicho semiconductor externo facilita la preparación de los extremos de cable con objeto de su unión o terminación. En adelante, se abreviará ocasionalmente el término "semiconductora" en "conductora", para simplificar.
Se utilizan ya diversas composiciones que permiten realizar dichos semiconductores externos. Especialmente, una composición que incluye:
-
un copolímero de acetato de vinilo y etileno (EVA), con un contenido de acetato de vinilo del 40 al 45%, permitiendo dicho polímero absorber negro de carbono mediante sus agrupaciones acetato y limitando la adhesión en la capa 14 de material aislante,
-
una goma sintética acrilonitilo - butadieno, denominada NBR, cuyo papel consiste en reducir la fuerza de adherencia a la capa de material aislante para conducirla hasta el valor deseado, generalmente incluido entre 5 y 25 N/cm a 20ºC,
-
negro de carbono conductor, cuyo contenido es generalmente de entre un 40 y un 60% del de los elastómeros.
La composición suele incluir asimismo lubricantes, antioxidantes y un agente de reticulación de los copolímeros, constituido por peróxidos.
La composición anterior ofrece buenos resultados técnicos. Pero su coste es elevado debido a que utiliza un EVA con un 40 a 45% de acetato de vinilo, con escasa disponibilidad y oneroso. En efecto, sólo se puede obtener este tipo de copolímero EVA mediante un proceso de fabricación complejo, que emplea una polimerización en solución.
Por lo tanto, la presente invención pretende proporcionar una composición semiconductora vulcanizable que presente propiedades eléctricas, mecánicas, de resistencia al envejecimiento y de adhesión comparables con las de las mejores composiciones conocidas anteriormente, pero utilizando un copolímero con un contenido inferior al 40% de monómeno, pudiéndose fabricar, por lo tanto, mediante un proceso a alta presión, próximo al utilizado para el polietileno, con mayor disponibilidad y un coste mucho menos elevado.
Han sido ya objeto de descripción unas composiciones conductoras que utilizan, por ejemplo, unos copolímeros etilen-acetato de vinilo, con contenidos de EVA inferiores al 40%, por ejemplo en el documento EP 0 420 271 B1, pero estas formulaciones son bastante restrictivas, especialmente con un contenido de copolímero EVA superior al 40%, unos límites en la superficie específica del negro de carbono, que debe estar incluido entre 30 y 60 m^{2}/g, y un contenido de aditivos (plastificantes, lubricante, cargas neutras, antioxidante, anti UV) que debe ser inferior al 3%.
Las fórmulas propuestas no permiten alcanzar fuerzas de pelado inferiores a 40 N/cm, mientras que es deseable llegar a fuerzas inferiores a 40 N/cm y, preferiblemente, incluidas entre 5 y 25 N/cm, para permitir una fácil preparación de las uniones y terminaciones de cables.
A tal efecto, la invención propone especialmente una composición reticulable, según la reivindicación 1, la cual incluye
-
una fase polímero constituida por:
\bullet
copolímero etileno - sal de ácido orgánico de un radical alquil, alquenil o alquinil que incluye entre un 26 y un 40% en peso de monómero, que representa del 50 al 90% en peso de la fase polímero,
\bullet
copolímero acrilonitril - butadieno, denominado NBR, a entre el 25 y el 50% en peso de acrilonitrilo, que representa entre un 10 y un 50% en peso de la fase polímero,
-
negro de carbono con una superficie específica inferior a 170 m^{2}/g, que representa entre un 40 y un 75% en peso de la fase polímero,
-
unos aditivos, como antioxidantes, anticobres, peróxidos, silanos, cuyas cantidades serán generalmente inferiores al 5% de la fase polímero, donde el contenido de copolímero de etileno está incluido entre el 30 y el 35% de la totalidad de la composición,
eventualmente:
-
por lo menos un plastificante alifático, aromático o nafténico cuyo contenido en peso es ventajosamente inferior al 20% de la fase polímero,
-
unos lubricantes, que pueden pertenecer a la familia de los estearatos, oleatos, amidas, ceras de polietileno, silicona, cuyo contenido será generalmente inferior al 10% de la fase polímero,
-
unas cargas minerales neutras (tiza, caolín, alúmina, talco, sílice), con un contenido generalmente inferior al 50% de la fase polímero.
Especialmente, el copolímero puede ser uno de los siguientes, los cuales se han revelado particularmente ventajosos:
EVA: etileno - acetato de vinilo, que se ha revelado especialmente ventajoso
EBA: etileno - acrilato de butilo
EMA: etileno - acrilato de metilo
EEA: etileno - acrilato de etilo
En la práctica, los alquilos utilizados serán generalmente alquilos inferiores (hasta 5 átomos de carbono).
En términos ponderales directos, las formulaciones de la invención tendrán generalmente la siguiente composición:
-
del 25 al 40% de copolímeros EVA (etileno - acetato de vinilo), como los descritos anteriormente,
-
del 7 al 25% de copolímeros NBR (butadieno - acrilonitrilo), como los descritos anteriormente,
-
del 19 al 40% de negro de carbono con una superficie específica inferior a 170 m^{2}/g, como la medida según la norma ASTM D 4820,
-
del 0,4 al 3% de aditivos, como peróxidos y antioxidantes.
Se puede añadir:
-
del 0 al 25% de carga neutra (creta, caolín, talco, sílice, alúmina, etc.),
-
del 0 al 20% de plastificante alifático, aromático o nafténico,
-
del 0 al 10% de lubricantes.
Una de las ventajas determinantes de las formulaciones de la invención es utilizar copolímeros más disponibles y menos onerosos.
La formulación semiconductora elegida constituirá, en el plano técnico, un compromiso de características que le permitan ser objeto de una explotación industrial.
En dicho compromiso intervienen especialmente:
-
la facilidad de empleo del material, expresada a la vez por la viscosidad, que debe ser suficientemente débil como para evitar el autocalentamiento del materiales el transcurso de la extrusión, y el tiempo de calcinación, que debe ser suficientemente largo como para evitar cualquier inicio de la reacción de reticulación en la herramienta de extrusión,
-
la reactividad, que expresa la velocidad de reacción del material en el proceso de reticulación,
-
la resistividad, que debe ser suficientemente débil como para que la capa extrusionada desempeñe su papel de pantalla conductora con eficacia,
-
las características mecánicas, que deben ser suficientemente elevadas para permitir pelar el material sin que éste se desgarre o rompa,
-
la pelabilidad, que debe estar incluida entre límites elevados y bajos, de manera que la capa conductora pueda separarse con facilidad del aislante, sin que, sin embargo, existe riesgo de separación indeseada entre el aislante y la capa conductora, lo que perjudicaría el funcionamiento eléctrico del cable. Un abanico de pelabilidad de entre 5 y 25 N/cm a 20ºC, medido mediante pelado a 180 grados entre el aislante y la capa conductora según la norma NFC 33223, permite especialmente una fácil preparación de los cables, sin perjudicar a sus propiedades eléctricas,
-
el aspecto superficial del aislante tras el pelado de la capa conductora, que debe ser suficientemente lisa, y no presentar trazas de composición conductora que perjudiquen a la calidad eléctrica de la conexión o terminación.
Un contenido de negro de carbono incluido entre el 27 y el 35% y o una superficie específica de entre 30 y 80 m^{2}/g suelen ofrecer los mejores resultados. El contenido de copolímero de etileno suele estar incluido entre el 30 y el 35% de la totalidad de la composición.
La invención propone asimismo un proceso de fabricación de un cable aislado, según el cual se reviste, de manera simultánea, utilizando un cabezal triple, un conductor eléctrico macizo o cableado mediante un semiconductor interno, un aislante y una capa conductora exterior en una composición del tipo definido anteriormente, y se reticulan las tres capas inmediatamente después de la extrusión mediante el paso del conductor revestido en un tubo calentado a presión de gas.
El peróxido y el antioxidante necesarios para la reticulación del aislante 14, por ejemplo a base de polietileno, pueden inyectarse en forma líquida en el momento de la extrusión. El peróxido puede ser especialmente peróxido de dicumilo, peróxido de butil cumilo, o di-terbutilo. El peróxido de reticulación de la capa conductora puede inyectarse en la extrusora en el momento de la realización del cable. Se obtiene así un cable eléctrico que incluye un conductor central revestido de una película de material semiconductor, una capa de material aislante, una capa exterior 16 de material semiconductor de la invención, una pantalla metálica 18 formada por hilos o cintas, y una funda exterior de protección. El cable se presta a su ensamblaje en conjuntos de tres, en su caso, con un portador.
Las siguientes características, así como otras, aparecerán asimismo mediante la lectura de la siguiente descripción de ejemplos comparativos, que permitirán una mejor comprensión de las ventajas de las composiciones de la invención. La descripción se refiere a la figura única que la acompaña, ya mencionada, que muestra esquemáticamente un cable de constitución típica.
Los siguientes ejemplos pondrán en evidencia las ventajas de las composiciones de la invención.
Ejemplo 1
Referencia
La siguiente formulación es representativa de los semiconductores pelables utilizados habitualmente hoy en día en los cables de 12/20 kV del tipo NFC 33223:
\newpage
Goma EVA (40% de VA) 77
Goma NBR (33% ACN) 23
Creta 10
Negro conductor del tipo P (140 m^{2}/g) 60
Plastificante 5
Estearato de cinc 3
Antioxidante 2
Peróxido al 40% 2
Dichas formulaciones se fabrican según procesos conocidos, por ejemplo en mezcladores internos del tipo Banbury, o mezcladores continuos del tipo BUSS.
Las condiciones y parámetros de fabricación se adaptan de manera a garantizar una correcta dispersión de las cargas y, especialmente, del negro de carbono.
Cuando se obtiene una mezcla homogénea, se granula la formulación en caliente o en frío, y se almacena en contenedores.
A continuación, se utilizan los gránulos para alimentar una línea de fabricación de cable dotada de un grupo de 3 extrusoras destinadas a recubrir simultáneamente, con las 3 capas (semiconductor interno, aislante y semiconductor externo pelable), el conductor de un cable de 12/20 kV.
Dicha línea de fabricación está asimismo dotada de un tubo de vulcanización continua que permite, mediante sus condiciones particulares de presión y temperatura, reticular simultáneamente las 3 capas de materiales.
Con una formulación y unos procedimientos como los descritos anteriormente, se obtienen las siguientes características en la capa conductora:
Resistencia a la tracción (RT, en Mpa) 13,4
Estiramiento en la rotura (AR, en %) 350
Resistividad a 20ºC (Ohmios-cm) 890
Resistividad a 90ºC (Ohmios-cm) 430
Pelabilidad en XLPE a 20ºC (N/cm) 11,1
Pelabilidad en XLPE a 40ºC (N/cm) 9,9
Las condiciones de test para las distintas características son las de la NFC 33223. Se pueden comprobar las buenas características mecánicas, eléctricas y de pelabilidad de formulaciones como las utilizadas hoy en día.
Ejemplo 2
Este ejemplo permite comparar las características de las fórmulas conocidas por el especialista con aquellas de conformidad con la invención.
Las muestras necesarias para las distintas pruebas se obtienen coextrusionando, en un grupo de 2 extrusoras de laboratorio:
-
por una parte, un aislante reticulable a base de PE, que contiene un polietileno radicalar de MFR = 2 g/10 minutos, medido según la norma ISO 1133 (190ºC, 21,6N), un peróxido líquido inyectado en el momento de la extrusión (peróxido de di-terbutilo), y un antioxidante del tipo fenólico, y
-
por otra parte, cada una de las formulaciones de prueba.
Las muestras se presentan en forma de conductores macizos de aluminio de alrededor de 10 mm de diámetro, recubiertos con 3 mm de aislante, y de una capa conductora de alrededor de 1 mm; una vez realizadas, se colocan las muestras en un tubo de vapor sobrecalentado a 200ºC, y se dejan en reposo entre 24 y 48 horas antes de efectuar las pruebas.
\newpage
Referencia 1 2 3
Goma EVA (40% VA) 78
Elvax 350 (25% VA) 70
Elvax 150 (33% VA) 70
Evatane 3325 (33% VA) 70
Goma NBR (33% ACN) 22 30 30 30
Creta 10 27 27 27
Negro conductor tipo P (140 m^{2}/g) 60 56 56 56
Plastificante alifático 5
Plastificante aromático 6 6 6
Estearato de cinc 3 3 3 3
Cera de Pe 4 4 4
Antioxidante 2 2 2 2
Peróxido al 40% 3 2 2 2
Resistencia a la tracción (Mpa) 13,4 14,4 10,1 14,6
Estiramiento en la rotura (%) 350 280 367 408
Resistividad a 200ºC (ohmio-cm) 890 74 74 29
Resistividad a 300ºC (ohmio-cm) 429 226 134 78
Pelabilidad a 20ºC N/cm 11,1 48,4 29,5 26
Pelabilidad a 30ºC N/cm 9,9 44 31
Esta comparación pone en evidencia que, con relación a la fórmula de referencia, la formulación 1, que utiliza un EVA al 25% de acetato de vinilo, no permite una fácil separación entre la capa conductora y el aislante.
Por el contrario, las fórmulas 2 y 3, realizadas según la invención, se aproximan muy sensiblemente a un material utilizable industrialmente, especialmente la composición nº 3.
Con relación a la fórmula de referencia, dichas composiciones 2 y 3 se caracterizan especialmente por:
-
el uso de un copolímero EVA al 33% de VA
-
la reducción del contenido de copolímero EVA en la composición
-
el uso de un plastificante aromático
Dicho plastificante puede elegirse entre los plastificantes conocidos, por ejemplo el Exarol 25 de Total, o el Shellflex 729C de Shell, o un plastificante oligómero nafténico alquilado.
-
el antioxidante es ventajosamente del tipo TMQ; también pueden utilizarse otros estabilizantes de naturaleza aminada (por ejemplo, Vulkanox DDA de Bayer), o de tipo fenólico, como Irganox 1010, Irganox 1076, o Irganox 1035 de Ciba-Geigi, y estabilizantes como Santonox R.
Una ventaja de las formulaciones según la invención es también un descenso significativo de la resistividad; esto constituye una mejora interesante aportada mediante el uso de los EVA a menos del 40% de VA.
Ejemplo 3
Este ejemplo ilustra, sobre la base de una fórmula próxima a la fórmula 3, cómo es posible reducir aún más la fuerza de pelado actuando sobre la naturaleza del negro de carbono, y especialmente sobre su superficie específica. Con independencia de la referencia, las muestras se preparan del mismo modo que en el ejemplo 2.
Referencia 4 5 6
Tipo de polímero EVA 40% Evatane 3325 Evatane 3325 Evatane 332
Tipo de negro Negro conductor BP 3615 BP 3515 BP 3515
140 m^{2}/g 60 m^{2}/g
Tasa de negro (per) 68 60 56 60
Viscosidad Mooney a 140ºC 26,3 14,9 20 24,7
Tiempo de calcinación a 140ºC 22,9 >500 >500 >500
Características reométricas 1,29 0,76 1,05 1,35
ML 4,02 3,03 3,85 4,46
MHL 1,02 1,08 1,08 1,08
T 90%
RT (Mpa) 13,4 13,6 13,2 12
Pelabilidad a 20ºC 11,1 24,5 22,6 20,5
Pelabilidad a 40ºC 9,9 18,3 17,2 16,8
Esta serie de pruebas conduce a las siguientes comprobaciones:
Con relación a las formulaciones corrientes, las preparaciones de la invención conducen a una escasa viscosidad, lo cual es una ventaja muy importante para su empleo. Esta reducida viscosidad se acompaña de una mayor seguridad, ya que el tiempo de calcinación se vuelve elevado. Por lo tanto, las características reométricas, y especialmente el tiempo T90 para alcanzar el 90% de la vulcanización, muestran que se mantiene la velocidad de reticulación del material.
Como en el anterior ejemplo, la resistividad del material sigue siendo muy baja, incluso si se reduce la tasa de negro de carbono.
La pelabilidad, especialmente con la formulación 6, es muy aceptable y de conformidad con el objetivo pretendido de 25 N/cm, incluso a 40ºC, garantizándose así una sencilla preparación de las uniones y extremos de cables.
Ejemplo 4
Este ejemplo está destinado a mostrar cómo, a partir de una fórmula próxima a la composición 6, con un EVA, un negro, y una tasa de cargas inertes y de conformidad con la invención, se puede, variando la relación EVA/NBR, modular el esfuerzo de pelabilidad.
Las muestras se preparan del mismo modo que en el ejemplo 2.
\newpage
7 8 9
Evatane 3325 70 63 63
Krynac 3450 30 37 37
Creta 27 27 27
Negro BP 3515 65 65
Negro CSX 606 (68 m^{2}/g) 65
Plastificante aromático 6 6 6
Estearato de cinc 3 3 3
Cera de PE 4 4 4
Estabilizante 2 2 2
Peróxido al 40% 2 2 2
RT (Mpa) 10,1 11 11
AR (%) 360 336 346
Variación AR tras 14 d a 100ºC 17 19
Variación AR tras 42 d a 100ºc 28 29
Resistividad a 20ºC (Ohmio-cm) 33 41 38
Resistividad a 90ºC (Ohmio-cm) 142 113 66
Pelabilidad a 20ºC (N/cm) 16,8 11,1 20,5
Pelabilidad a 40ºC (N/cm) 13 8,5 17,2
Pelabilidad a 20ºC tras 14 d a 100ºC 12,7 10,1
Pelabilidad a 20ºC tras 42 d a 100ºC 13,8 9,4
En esta serie de formulaciones, se observa que modulando la tasa de negro (comparación de las fórmulas 6 y 7), así como actuando sobre la relación EVA/NBR (comparación de las fórmulas 7 y 8), es posible conducir la pelabilidad de las capas conductoras hasta valores comparables con los de la técnica anterior, garantizando una buena conservación de las características tras el envejecimiento.
Como se ha descrito anteriormente, dichas fórmulas presentan asimismo una gran seguridad en el empleo y una buena reactividad.
Se comprueba asimismo que dichas formulaciones mantienen sus características mecánicas y de pelabilidad, incluso tras su envejecimiento de 42 días a 100ºC.
La fórmula 9, que contiene negro de carbono CSX 606 de Cabot, con una superficie específica un poco más elevada (60 m^{2}/g), representa también un compromiso de características totalmente aceptable.
Ejemplo 5
Este ejemplo está destinado a mostrar cómo se puede, sobre la base de la misma formulación semiconductora, de conformidad con la invención, modular la fuerza de adherencia entre la capa conductora y el aislante, eligiendo acertadamente el peróxido utilizado para la reticulación. En las siguientes pruebas, el aislante está formado sucesivamente por un polietileno de MFR = 2 g/10 min, medido según la norma ISO 1133 a 190ºC y 21,6 N, un antioxidante del tipo fenólico, y un peróxido de puesta en marcha inyectado en forma líquida al mismo tiempo que unos granulados de la mezcla elastómeros - negro de carbono, elegido entre los siguientes compuestos:
DTBP peróxido de di-terbutilo
TBCP peróxido de ter-butil cumilo
DCP peróxido de dicumilo
Las cantidades de peróxido son las utilizadas habitualmente en estos tipos de aislantes, es decir, entre 1,5 y 2% de la cantidad de polietileno.
Aislante con DTBP Aislante con TBCP Aislante con DCP
EVA (33% de VA) 63 63 63
NBR (33% de ACN) 37 37 37
CSX 606 (68 m^{2}/g) 63 68 68
Creta 27 27 27
Plastificante 6 6 6
aromático 3 3 3
Estearato de cinc 4 4 4
Cera de PE 2 2 2
Antioxidante 1,2 1,2 1,2
Peróxido al 40%
RT (Mpa) 10,6 11,4 10,3
AR (%) 346 345 347
Resistividad a 20ºC 14 35 22
Resistividad a 90ºC 72 113 101
Pelabilidad a 20ºC (N/cm) 15,8 11,1 9,4
Pelabilidad a 40ºC (N/cm) 14,2 10,2 7,1
Esta tabla de resultados muestra cómo, reduciendo la temperatura de descomposición del peróxido del aislante, se puede, mediante las formulaciones conductoras de la invención, modular la fuerza de pelado entre aislante y capa conductora, y alcanzar así unas fuerzas de separación que permiten una fácil preparación de las uniones y terminaciones de cables.
Ejemplo 6
Se realiza industrialmente un cable de 150 mm^{2} 12/20 kV, que responda a la descripción de la norma NFC 33223. El aislante está formado por un polietileno de MFR 2,1 a 190ºC, y a 21,6 N (medido según la norma ISO 1133), en el que se inyecta, en el momento de la extrusión, una solución que contiene un peróxido líquido del tipo DTBP.
El semiconductor externo corresponde a la formulación 8 del ejemplo 4. El cable se realiza en una línea de aislamiento del tipo cadeneta, que incluye un grupo de tres extrusoras de triple cabezal.
Las características de la capa conductora pelable son las siguientes:
RT (Mpa) 14,3
AR (%) 239
Resistividad (Ohmio-cm) a 20ºC 90
a 90ºC 224
Pelabilidad (N/cm) a 20ºC 18,3
a 40ºC 13
Las características obtenidas son satisfactorias; además, se comprueba, con relación a los cables de la técnica anterior, una mejora sensible del estado de la interfaz aislante/semiconductor con, especialmente, menos micro-trazas de arrancamiento del semiconductor pelable en la superficie del aislante.
\newpage
Más generalmente, según un procedimiento de fabricación de un cable aislado, se puede pasar un conductor, sucesivamente:
-
a través de un cabezal de extrusión múltiple, unido a tres extrusoras que permiten inyectar simultáneamente una composición semiconductora de formación de una película interna, una composición aislante y una composición del tipo anterior de formación de una película semiconductora externa pelable, y
-
a través de un tubo de puesta en presión gaseosa y calefacción.

Claims (13)

1. Composición reticulable que incluye:
-
una fase polímero, formada esencialmente por:
\bullet
copolímero etileno - acetato de vinilo que incluye entre el 26% y menos del 40% en peso de acetato de vinilo (VA), que representa entre el 50 y el 90% en peso de la fase polímero,
\bullet
copolímero acrilonitrilo – butadieno, denominado NBR, a entre el 25 y el 50% en peso de acrilonitrilo, que representa del 10 al 50% en peso de la fase polímero,
-
negro de carbono con una superficie específica inferior a 170 m^{2}/g, que representa entre un 40 y un 75% en peso de la fase polímero,
-
unos aditivos, como antioxidantes, anticobres, peróxidos, silanos, cuyas cantidades serán inferiores al 5% de la fase polímero,
donde el contenido de copolímero de etileno está incluido entre el 30 y el 35% de la totalidad de la composición.
2. Composición, según la reivindicación 1, que incluye asimismo creta en una cantidad inferior al 50% de la fase polímero.
3. Composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que incluye por lo menos un plastificante alifático, aromático o nafténico, cuyo contenido en peso es inferior al 20% de la fase polímero.
4. Composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye lubricantes que pueden pertenecer a las familias de los estearatos, oleatos, amidas, ceras de polietileno, silicona, cuyo contenido es inferior al 10% de la fase polímero.
5. Composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que incluye cargas minerales neutras elegidas en el grupo formado por la creta, caolín, talco, sílice y alúmina, con un contenido inferior al 50% de la fase polímero.
6. Composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el contenido de negro de carbono está incluido entre el 27 y el 35% de la composición.
7. Composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el negro de carbono tiene una superficie específica de entre 30 y 80 m^{2}/g.
8. Procedimiento de fabricación de un cable aislado, según el cual se reviste, de manera simultánea, utilizando un cabezal de extrusión triple, un conductor eléctrico macizo o cableado con un semiconductor interno, un aislante y una capa conductora externa que consiste en una composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y se reticulan las tres capas inmediatamente después de la extrusión, mediante el paso del conductor revestido por un tubo calentado y a presión gaseosa.
9. Procedimiento, según la reivindicación 8, caracterizado porque el peróxido y el antioxidante destinados a la reticulación del aislante se inyectan en forma líquida en el momento de la extrusión.
10. Procedimiento, según la reivindicación 9, caracterizado porque el peróxido es peróxido de dicumilo, peróxido de butil cumilo, o peróxido de di-terbutilo.
11. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque el peróxido destinado a la reticulación de la capa conductora se inyecta en la extrusora durante la realización del cable.
12. Cable eléctrico que incluye un conductor central (10) revestido de una película interna de material semiconductor, una capa (14) de material aislante, una película externa de material semiconductor, una pantalla metálica formada por hilos o cintas, y una funda exterior de protección, caracterizado porque dicha película externa está constituida mediante la reticulación de una composición, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
13. Cable eléctrico, según la reivindicación 12, caracterizado porque la fuerza de despegue en la capa de material aislante es inferior a 40 N/cm y preferiblemente de entre 5 y 25 N/cm.
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6972099B2 (en) * 2003-04-30 2005-12-06 General Cable Technologies Corporation Strippable cable shield compositions
US20060065428A1 (en) * 2004-07-13 2006-03-30 Kummer Randy D Electrical cable having a surface with reduced coefficient of friction
US7557301B2 (en) * 2004-09-28 2009-07-07 Southwire Company Method of manufacturing electrical cable having reduced required force for installation
US7749024B2 (en) * 2004-09-28 2010-07-06 Southwire Company Method of manufacturing THHN electrical cable, and resulting product, with reduced required installation pulling force
US10763008B2 (en) 2004-09-28 2020-09-01 Southwire Company, Llc Method of manufacturing electrical cable, and resulting product, with reduced required installation pulling force
US7767299B2 (en) 2005-04-29 2010-08-03 General Cable Technologies Corporation Strippable cable shield compositions
US8800967B2 (en) 2009-03-23 2014-08-12 Southwire Company, Llc Integrated systems facilitating wire and cable installations
TWI419178B (zh) * 2008-07-31 2013-12-11 Sumitomo Electric Industries 差動傳輸信號電纜及包含該差動傳輸信號電纜之複合電纜
US8986586B2 (en) 2009-03-18 2015-03-24 Southwire Company, Llc Electrical cable having crosslinked insulation with internal pulling lubricant
US20100288528A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Commscope, Inc. Of North Carolina Coaxial cables having low bond precoat layers and methods of making same
JP2011052152A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Hitachi Cable Ltd 導電ゴム組成物
US8658576B1 (en) 2009-10-21 2014-02-25 Encore Wire Corporation System, composition and method of application of same for reducing the coefficient of friction and required pulling force during installation of wire or cable
US10325696B2 (en) 2010-06-02 2019-06-18 Southwire Company, Llc Flexible cable with structurally enhanced conductors
FR2972559B1 (fr) * 2011-03-08 2017-11-24 Nexans Cable electrique a moyenne ou haute tension
FR2972560A1 (fr) * 2011-03-08 2012-09-14 Nexans Cable electrique a moyenne ou haute tension
FR2976713B1 (fr) * 2011-06-17 2013-06-07 Silec Cable Cable moyenne ou haute tension avec gaine polyolefine contenant des charges minerales
ES2445320T3 (es) 2011-12-21 2014-03-03 3M Innovative Properties Company Dispositivo de conexión de terminal para un cable eléctrico
US9352371B1 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Encore Wire Corporation Method of manufacture of electrical wire and cable having a reduced coefficient of friction and required pulling force
CN102746541B (zh) * 2012-06-15 2015-10-21 安徽华通电缆集团有限公司 一种改性氯丁橡胶耐火电缆料及其制备方法
US11328843B1 (en) 2012-09-10 2022-05-10 Encore Wire Corporation Method of manufacture of electrical wire and cable having a reduced coefficient of friction and required pulling force
CN102911413A (zh) * 2012-10-15 2013-02-06 安徽华通电缆集团有限公司 一种氯丁橡胶绝缘控制电缆料及其制备方法
CN103021549A (zh) * 2012-11-29 2013-04-03 安徽徽宁电器仪表集团有限公司 一种防水防腐蚀电力软电缆
US10056742B1 (en) 2013-03-15 2018-08-21 Encore Wire Corporation System, method and apparatus for spray-on application of a wire pulling lubricant
CN103265742B (zh) * 2013-04-27 2016-03-16 安徽省康利亚实业有限公司 一种耐油电缆护套料
CN103351494B (zh) * 2013-04-27 2015-09-30 安徽省康利亚实业有限公司 一种含改性填料的电缆护套料
CN103360650B (zh) * 2013-04-27 2016-03-16 安徽省康利亚实业有限公司 一种耐腐蚀的电缆护套料
CN103265738B (zh) * 2013-04-27 2015-12-09 安徽省康利亚实业有限公司 一种高耐磨电缆护套料
CN103265740B (zh) * 2013-04-27 2015-09-30 安徽省康利亚实业有限公司 一种耐臭氧的电缆护套料
CN103265737B (zh) * 2013-04-27 2016-02-03 安徽省康利亚实业有限公司 一种耐热电缆护套料
CN103265741B (zh) * 2013-04-27 2016-03-16 安徽省康利亚实业有限公司 一种高贮存稳定性的电缆护套料
CN103242574B (zh) * 2013-04-27 2016-03-09 安徽省康利亚实业有限公司 一种耐老化电缆护套料
CN103265739B (zh) * 2013-04-27 2016-01-20 安徽省康利亚实业有限公司 一种阻燃型电缆护套料
CN103242575B (zh) * 2013-04-27 2016-03-16 安徽省康利亚实业有限公司 一种高抗拉伸的电缆护套料
CN103289149B (zh) * 2013-05-06 2015-10-28 安徽格林生态高分子材料技术有限公司 一种含有改性丁腈橡胶的电缆护套料及其制备方法
CN103342840B (zh) * 2013-06-04 2016-03-30 安徽荣玖光纤通信科技有限公司 一种耐低温电缆护套料
CN103333419B (zh) * 2013-06-04 2016-05-04 安徽荣玖光纤通信科技有限公司 一种含有衣康酸酯的氯丁橡胶电缆护套料
CN103467794B (zh) * 2013-08-26 2016-01-06 晶锋集团股份有限公司 一种高耐磨橡胶电缆料及其制备方法
CN103509215B (zh) * 2013-08-30 2016-01-20 安徽天民电气科技有限公司 一种船用氯丁/四丙氟橡胶复合电缆护套料及其制备方法
US9757889B2 (en) * 2013-11-15 2017-09-12 Greaves Corporation Non-conductive wire splice connector
CN104008801A (zh) * 2014-04-23 2014-08-27 晶锋集团股份有限公司 硅橡胶绝电缆
RU2585655C2 (ru) * 2014-05-26 2016-06-10 Закрытое акционерное общество "Геоптикс" Геофизический кабель для исследования горизонтальных и восходящих участков скважин
US10431350B1 (en) 2015-02-12 2019-10-01 Southwire Company, Llc Non-circular electrical cable having a reduced pulling force

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286023A (en) * 1976-10-04 1981-08-25 Union Carbide Corporation Article of manufacture, the cross-linked product of a semi-conductive composition bonded to a crosslinked polyolefin substrate
US4246142A (en) * 1976-10-04 1981-01-20 Union Carbide Corporation Vulcanizable semi-conductive compositions
JPS53141480A (en) * 1977-05-17 1978-12-09 Hitachi Cable Ltd Plastic insulated power cable
JPS5662846A (en) * 1979-10-29 1981-05-29 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Semiconductive resin composition
JPS56145608A (en) * 1980-03-31 1981-11-12 Hitachi Cable High voltage cable
JPS5761104A (en) 1980-09-30 1982-04-13 Ishikawajima Constr Material Co Ltd Level regulating type box culvert work
JPS5761041A (en) * 1980-09-30 1982-04-13 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Semiconducting resin composition
FR2638015B1 (fr) * 1988-10-13 1990-11-23 Cables De Lyon Geoffroy Delore Melange semiconducteur pelable, notamment pour cables electriques, reticulable a l'aide de silanes, et procede de mise en oeuvre dudit melange
EP0420271B1 (en) * 1989-09-29 1994-12-21 Union Carbide Chemicals And Plastics Company, Inc. Insulated electrical conductors
JPH0479105A (ja) * 1990-07-19 1992-03-12 Fujikura Ltd 電力ケーブル
US5747559A (en) * 1995-11-22 1998-05-05 Cabot Corporation Polymeric compositions
SE9603595D0 (sv) * 1996-10-02 1996-10-02 Borealis As Halvledande polymerkomposition och kabelmantel som inbegriper denna
US6294256B1 (en) * 1997-11-12 2001-09-25 Bicc General Cable Industries, Inc. Compositions and electric cables
EP0962944B1 (en) * 1998-05-26 2005-05-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Cable semiconducting shield compositions

Also Published As

Publication number Publication date
FR2809226A1 (fr) 2001-11-23
ATE308105T1 (de) 2005-11-15
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EP1156493B1 (fr) 2005-10-26
US6395989B2 (en) 2002-05-28
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FR2809226B1 (fr) 2002-07-26
DE60114293D1 (de) 2005-12-01

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