ES2260937T3 - Cable o conductor electrico con aislamiento. - Google Patents

Cable o conductor electrico con aislamiento.

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ES2260937T3 ES99947633T ES99947633T ES2260937T3 ES 2260937 T3 ES2260937 T3 ES 2260937T3 ES 99947633 T ES99947633 T ES 99947633T ES 99947633 T ES99947633 T ES 99947633T ES 2260937 T3 ES2260937 T3 ES 2260937T3
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Abstract

Cable o conductor eléctrico que tiene un aislamiento que comprende (I) al menos una primera capa de un material que está basado en poliolefina y comprende al menos un 20% en peso (de toda la composición del material) de un polímero (homopolímero o copolímero o terpolímero) que contiene carbonilo, de cuyo polímero el monómero constituyente o al menos un monómero constituyente es un acrilato o acetato u otro éster de ácido carboxílico, constituyendo el susodicho propio monómero al menos un 5% en peso de dicho copolímero o terpolímero cuando el mismo es usado y derivándose de etileno o de otro monómero olefínico el resto de dicho copolímero o terpolímero; en contacto con (II) al menos una segunda capa de un material que contiene al menos un 10% en peso, sobre la base de toda la composición del material, de fluoruro de polivinilideno (PVDF), o de un copolímero basado en VDF con un comonómero parcial o totalmente fluorado; en cuyo aislamiento dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación suficientemente para, según determinación efectuada con tiras unidas de los dos materiales usados para formar dichas capas, incrementar la resistencia de la unión contra la desunión por peladura entre dichas capas hasta al menos 5 N según medición efectuada de acuerdo con el método de ensayo ASTM B1876-95.

Description

Cable o conductor eléctrico con aislamiento.
Esta invención se refiere a un aislamiento de cable o conductor eléctrico (llamado de aquí en adelante "conductor") en el cual se logra una fuerte unión en una superficie de contacto entre una capa de material basado en poliolefina y una capa de material basado en fluoruro de polivinilideno. La invención es especialmente útil en el aislamiento multicapa de conductores eléctricos, haciendo que sea posible lograr una unión de alta calidad entre las capas de tales materiales y manteniendo al mismo tiempo un aceptable equilibrio de las complejas relaciones entre las otras exigencias relativas a las características funcionales de los conductores, que son específicas y distintas de los criterios que son de aplicación para otras clases de artículos tales como piezas moldeadas o películas de envasado.
Se usarán de aquí en adelante las abreviaturas siguientes:
PJ = camisa exterior primaria; pro-rad = promotor de la reticulación; TMPTM = trimetacrilato de trimetilolpropano; ASTM = Asociación Americana de Pruebas y Materiales; PVDF = fluoruro de polivinilideno; VDF = fluoruro de vinilideno; HFP = hexafluoropropileno; HDPE = polietileno de alta densidad; EEA = etileno-acrilato de etilo; EMA = etileno-acrilato de metilo; EVA = etileno-acetato de vinilo; EA = acrilato de etilo; MA = acrilato de metilo; VA = acetato de vinilo.
Ha venido estando comercialmente disponible durante más de 30 años y es suministrado por distintos fabricantes aislamiento de doble pared que es para conductores eléctricos y comprende una capa interior (alma) de poliolefina y una capa exterior (camisa exterior primaria o PJ) de fluoruro de polivinilideno (PVDF). Estos productos tienen todos ellos una despreciable adherencia entre las capas interior (de poliolefina) y exterior (de PVDF), que son en consecuencia fácilmente separables. Ha venido siendo necesario aceptar determinadas desventajas derivadas de esta falta de unión, que limita la robustez del montaje. Por ejemplo, la capa de aislamiento exterior puede agrietarse y desprenderse de la capa interior si se ve sometida a esfuerzos mecánicos, a la exposición a determinados fluidos, al contacto con objetos cortantes o a choques. La resistencia a la abrasión y a la fatiga por flexión del aislamiento, así como la resistencia al arrugamiento por doblamiento (que puede ocasionar dificultades al sellar el conductor o al insertarlo en ojales o conectores) se ven también afectadas negativamente por el hecho de haber dos capas de aislamiento fácilmente separables. No se ha pensado que fuese posible unir capas de dos de tales clases distintas de materiales tales como las poliolefinas y los PVDFs sobre un conductor a un coste comercialmente aceptable y con un rendimiento de fabricación comercialmente aceptable. Además, las técnicas de unión disponibles podrían afectar inadmisiblemente las características funcionales de los conductores. La solución convencional para la unión de poliolefinas y PVDF es la de emplear un material que forma una capa de unión (véase, p. ej., la patente US 5.589.028), pero estos materiales tienden a ser costosos, y cuando se usan sobre un conductor pueden comprometer a otras propiedades, como p. ej. la del envejecimiento por efecto del calor, e incrementan la complejidad del proceso de fabricación por cuanto que debe ser formada la capa adicional. Dichos materiales pueden también tener una eficacia limitada en cuanto a la resistencia de la unión que se logra.
Ahora se ha descubierto según la presente invención que los distintos materiales de aislamiento de un alma basada en poliolefina y una camisa exterior primaria basada en fluoruro de polivinilideno pueden ser unidos mútuamente hasta alcanzar un importante nivel de adherencia sobre un cable o conductor eléctrico; que esta unión tiende a reducir o eliminar los susodichos problemas de robustez sobre un conductor; y que, contrariamente a lo previsto, esta unión puede lograrse sin que se produzcan inadmisibles efectos en la resistencia a la propagación de las grietas, en el coste o en balance general de las características funcionales de los conductores.
En el aislamiento de cables o conductores según la presente invención, se logra inesperadamente una importante resistencia de la unión mediante una combinación de una formulación seleccionada de una capa basada en poliolefina en contacto con una capa basada en fluoruro de polivinilideno, y una reacción de reticulación llevada preferiblemente a cabo mediante la aplicación de radiación, y en especial de radiación ionizante.
La invención aporta en consecuencia un conductor eléctrico que tiene aislamiento que comprende:
(I) al menos una primera capa de un material basado en poliolefina que comprende al menos un 20%, preferiblemente al menos un 40%, más preferiblemente al menos un 60%, o al menos un 80%, en peso (de toda la composición del material) de un polímero (homopolímero o copolímero o terpolímero) que contiene carbonilo y tiene una cadena principal no aromática, de cuyo polímero el monómero constituyente o al menos un monómero constituyente es un éster de ácido carboxílico, y preferiblemente un acrilato o acetato, y especialmente un acrilato de alquilo (preferiblemente acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo o acrilato de butilo), constituyendo el susodicho propio monómero al menos un 5%, preferiblemente al menos un 9%, y más preferiblemente al menos un 15% en peso de dicho copolímero o terpolímero cuando el mismo sea usado, y derivándose de monómero olefínico, y preferiblemente de etileno, el resto de dicho copolímero o terpolímero, en contacto con;
(II) al menos una segunda capa de un material que contiene al menos un 10%, más preferiblemente al menos un 50%, o al menos un 90% en peso de fluoruro de polivinilideno (PVDF), o con especial preferencia un copolímero basado en VDF con un comonómero parcial o totalmente fluorado, y con la máxima preferencia un copolímero de VDF y hexafluoropropileno (HFP);
en cuyo aislamiento dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación, preferiblemente mediante radiación, y más preferiblemente mediante radiación ionizante, suficientemente para incrementar la resistencia de la unión contra la desunión por peladura entre dichas capas hasta al menos 5 N, viéndose preferiblemente la resistencia de la unión incrementada en al menos un 50%, más preferiblemente en al menos un 100%, y especialmente en al menos un 500% o un 1000%, en comparación con la existente entre las capas no reticuladas.
Según otro aspecto de la invención, aportamos un conductor eléctrico que tiene un aislamiento que comprende:
(I) al menos una primera capa de una formulación basada en poliolefina, de la cual al menos un 20%, preferiblemente al menos un 40%, más preferiblemente al menos un 60%, o muy preferiblemente al menos un 80% del peso de la parte polimérica de dicha formulación consta de un polímero (homopolímero o copolímero o terpolímero) que contiene carbonilo, de cuyo polímero el monómero constituyente o al menos un monómero constituyente es un éster de ácido carboxílico, y preferiblemente un acrilato o acetato, y especialmente un acrilato de alquilo (preferiblemente acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo o acrilato de butilo), constituyendo el susodicho propio monómero al menos un 5%, preferiblemente al menos un 9%, y más preferiblemente al menos un 15% en peso de dicho copolímero o terpolímero cuando el mismo sea usado, y derivándose preferiblemente de monómero olefínico, y preferiblemente de etileno, el resto o la mayor parte del resto de dicho copolímero o terpolímero; en contacto con
(II) al menos una segunda capa de otra formulación de un material que contiene al menos un 10%, más preferiblemente al menos un 50%, muy preferiblemente al menos un 90%, y especialmente un 100% en peso de la segunda capa, de floururo de polivinilideno (PVDF), o con especial preferencia de un copolímero basado en VDF con un comonómetro parcial o totalmente fluorado, y con la máxima preferencia de un copolímero de VDF y hexafluoropropileno (HFP);
en cuyo aislamiento dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación, preferiblemente mediante radiación, y más preferiblemente mediante radiación ionizante, suficientemente para impedir la exfoliación de las dos capas durante el ensayo de inmersión en acetona que se describe más adelante, o para incrementar la resistencia de la unión contra la desunión por peladura entre dichas capas hasta al menos 5 N según el método ASTM B1876-95 que se describe más adelante, viéndose la resistencia de la unión preferiblemente incrementada en al menos un 50%, más preferiblemente en al menos un 100%, y especialmente en al menos un 500% o un 1000%, en comparación con la existente entre las capas no reticuladas.
Preferiblemente, las respectivas capas han sido puestas en contacto entre sí a una temperatura superior al punto de fusión o de reblandecimiento del material polimérico de al menos una de las capas, tendiéndose así a maximizar la intimidad de su contacto interfacial y promoviéndose así posiblemente la formación de uniones intermoleculares interfaciales que promueven la adherencia en la subsiguiente reacción de reticulación.
Además de la parte polimérica de la formulación, para la cual las exigencias han sido estipuladas anteriormente, la capa (I) basada en poliolefina puede contener cualquier otra cosa que se requiera en cuanto a aditivos tales como antioxidantes, pigmentos, cargas, agentes pirorretardantes, etc. como los que son de por sí conocidos, para impartir al polímero las necesarias propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas, etc.
La capa (II) basada en fluoruro de polivinilideno también pueden contener otros aditivos de los que son de por sí conocidos, para impartirle las propiedades necesarias además de la de la unión.
Las ventajas de lograr una fuerte unión según esta invención incluyen las siguientes:
- la resistencia a la abrasión de la capa superficial y del aislamiento en su conjunto puede aumentar si la misma (la capa superficial) es unida a un material de sustrato;
- mejora la resistencia a la peladura, especialmente si es dañada/perforada una de las capas;
- mejora la resistencia a la vesiculación de las dos capas si se aplica calor;
- mejora la resistencia a la exfoliación/a la formación de dobleces/al arrugamiento entre las dos capas debido p. ej. al sometimiento a esfuerzos mecánicos o a la exposición a sustancias químicas, como es p. ej. el caso de la exposición a disolventes;
- se logra reducir el arrugamiento por doblamiento del conductor y se logra mejorar las características anteriormente mencionadas, manteniéndose al mismo tiempo una adecuada resistencia a la propagación de grietas que a partir de cortes llegan a atravesar el material y una adecuada resistencia a la propagación de grietas a partir de entallas, siendo esto último inesperado puesto que normalmente sería de esperar que en capas fuertemente adheridas entre sí un corte o una entalla practicado o practicada en la capa exterior se transmitiese con bastante facilidad pasando a la capa interior.
La resistencia de la unión que se describe en esta solicitud puede ser medida en términos de la resistencia a la peladura entre tiras unidas de los dos materiales en cuestión. Un método normalizado que puede usarse para efectuar un ensayo de este tipo es el ASTM 1876-95. Según esta definición, una unión importante podría ser una unión para la cual la fuerza de peladura sea de más de 5 N, y una fuerte unión podría ser una unión para la cual la fuerza de peladura fuese de más de 10 N. Un método conveniente para valorar la resistencia de la unión entre dichas capas (I) y (II), cuando las mismas han sido realizadas sobre un conductor, es el de poner un conductor de muestra de una longitud total de 60 mm en acetona (como p. ej. la acetona de calidad AR certificada de la Fisher Scientific UK) hasta una profundidad en la acetona equivalente a un 70% de la longitud del conductor de muestra, a 23 (+/-3)ºC, por espacio de un periodo de tiempo de 1 hora. En los conductores en los que es despreciable la unión de las capas de aislamiento se produce un alargamiento de la camisa exterior primaria de PVDF a lo largo del eje geométrico del conductor, siendo dicho alargamiento independiente de todo alargamiento que experimente el alma de poliolefina, y/o se produce un arrugamiento de la camisa exterior primaria, de forma tal que la misma se desprende del alma en algunos sitios. Cuando esto sucede, el susodicho alargamiento de la camisa exterior primaria redunda típicamente en un "tubo" de camisa exterior primaria que sobresale 1 mm o más del extremo cortado del alma en el conductor de muestra a continuación del susodicho ensayo. En los conductores en los que hay una importante unión de las capas de aislamiento se produce un alargamiento conjunto del alma y de la camisa exterior primaria, que así se alargan juntamente y sin separación hasta más allá del borde cortado del conductor a lo largo del eje geométrico del conductor, y/o un arrugamiento conjunto de las capas del alma y de la camisa exterior primaria, sin exfoliación. Tal arrugamiento conjunto del alma y de la camisa exterior primaria puede ser distinguido del arrugamiento de la camisa exterior primaria solamente examinando con un microscopio una sección de las arrugas.
Los métodos de fabricación del conductor pueden incluir todo proceso con el cual se ocasione un íntimo contacto entre las susodichas capas (I) y (II). Los ejemplos incluyen la aplicación como recubrimiento de un material sobre una capa preformada del otro, y la doble extrusión o la extrusión de paredes múltiples para formar capas de aislamiento que contengan respectivamente una u otra de las dos susodichas clases de material. El material (I) basado en olefina es preferiblemente la capa interior, y la capa (II) basada en PVDF es preferiblemente la capa exterior sobre el conductor. Las capas hechas de los dos materiales distintos podrían ser coextrusionadas, extrusionadas en tándem, extrusionadas en pasos múltiples o aplicadas como recubrimiento por otros medios. Para formar una o varias de las capas pueden usarse conocidos procesos de aislamiento de conductores tales como el de extrusión por estirado de tubos, pero se prefiere la extrusión a presión que es de por sí conocida para lograr una óptima adherencia de la segunda capa de aislamiento y de todas aquellas subsiguientes capas de aislamiento que deban ser aplicadas a una capa subyacente preformada.
El aislamiento aplicado sobre el conductor es expuesto a una reacción de reticulación que puede suponer el uso de reactivos químicos tales como peróxidos pero es preferiblemente llevada a cabo mediante radiación, y especialmente mediante la emitida por una fuente de radiación ionizante capaz de ocasionar la formación de radicales libres y por consiguiente de uniones intermoleculares en los polímeros, debiendo ser algunas de dichas uniones intermoleculares preferiblemente formadas en la zona de la superficie de contacto entre los dos materiales. La penetración de la radiación en el interior del material al menos hasta la superficie de contacto es por consiguiente deseable, si bien no es necesariamente esencial si la movilidad de los iones o de los radicales permite por ejemplo que las reacciones moleculares continúen en la superficie de contacto o cerca de la misma tras el proceso de irradiación. La fuente de radiación podría ser por ejemplo un radisótopo o una fuente de rayos X, o posiblemente una fuente no ionizante generadora de radicales, como por ejemplo una fuente de radiación ultravioleta, pero es preferiblemente un haz electrónico, y más preferiblemente uno que proporcione una dosis de radiación de más de 2 Mrads, preferiblemente de al menos 5 Mrads, más preferiblemente de al menos 10 Mrads, y muy preferiblemente de al menos 15 Mrads, en el interior del material.
Se ha descubierto que pueden lograrse acrecentamientos de la resistencia de la unión interfacial usando determinados aditivos. Los aditivos preferiblemente incluyen un promotor de la reticulación ("pro-rad") en el material basado en poliolefina y/o en el material basado en PVDF. Pueden usarse en el material poliolefínico y/o en el material basado en PVDF materiales reticulantes conocidos, y preferiblemente materiales reticulantes basados en acrilato/metacrilato, y muy preferiblemente los materiales reticulantes que son del tipo del trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTM).
Resultados experimentales
Todos los resultados que se indican en las tablas siguientes fueron obtenidos sometiendo a ensayo a placas prensadas de los dos materiales preparadas mediante las habituales técnicas de manipulación de polímeros, que son de por sí perfectamente conocidas. Las placas fueron prensadas juntamente para unirlas cara con cara, y el conjunto unido fue irradiado como se indica. Para estos experimentos de demostración se usaron placas en lugar de conductores debido a la relativa facilidad con la que puede medirse la resistencia de la unión en placas. Las condiciones en las que fueron efectuados estos experimentos fueron las siguientes:
Dimensiones de las placas: 150 mm por 150 mm por 0,85 mm
Temperatura de prensado: 200ºC
Tiempo de prensado: 2 minutos de precalentamiento, 1 minuto con presión
Presión de prensado: 20-40 toneladas a través de una placa metálica de 300 mm por 300 mm
Condiciones de enfriamiento: 2 minutos entre placas metálicas refrigeradas de 300 mm por 300 mm bajo presión como se ha indicado anteriormente.
Ejemplo del efecto ejercido por la dosis de radiación en la resistencia de la unión desarrollada entre apropiados materiales basados en poliolefina y basados en PVDF
\vskip1.000000\baselineskip
Material 1 Material 2 Dosis (Mrads) Fuerza de
peladura (N)
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EVA con un contenido de VA de un 25% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso + un 7,5% en peso de aditivos \end{minipage} 0 0,5
Igual como arriba Igual como arriba 15 40
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 0 1
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 8 24
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 20 52
\begin{minipage}[t]{40mm} Terpolímero de etileno/éster acrílico/anhídrido maleico con un contenido de éster acrílico de un 19% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 0 < 5
\begin{minipage}[t]{40mm} Terpolímero de etileno/éster acrílico/anhídrido maleico con un contenido de éster acrílico de un 19% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 20 21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo del efecto del porcentaje de comonómero del material de copolímero de etileno en la resistencia de la unión al apropiado material basado en PVDF tras la reticulación por haz electrónico
\vskip1.000000\baselineskip
Material 1 Material 2 Dosis (Mrads) Fuerza de
peladura (N)
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EMA con un contenido de MA de un 9% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso + un 7,5% en peso de aditivos \end{minipage} 20 4
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EMA con un contenido de MA de un 28% en peso \end{minipage} Igual como arriba 20 45
\newpage
Ejemplo del efecto del porcentaje de copolímero de una mezcla de polímeros poliolefínicos en la resistencia de la unión a un apropiado material basado en PVDF tras la reticulación por haz electrónico
Material 1 Material 2 Dosis (Mrads) Fuerza de
peladura (N)
100% de HDPE \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso + un 7,5% en peso de aditivos \end{minipage} 20 0
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de un 20% de HDPE + un 80% de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso \end{minipage} Igual como arriba 20 70
Ejemplo del efecto del tipo de material basado en PVDF en la resistencia de la unión a un apropiado material basado en poliolefina tras la reticulación por haz electrónico
Material 1 Material 2 Dosis (Mrads) Fuerza de
peladura (N)
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de EVA con un contenido de VA de un 25% en peso \end{minipage} Homopolímero de PVDF 15 4
Igual como arriba \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso \end{minipage} 15 17,5
Ejemplo del efecto de la adición de promotor de la reticulación en el material olefínico en la resistencia de la unión a un apropiado material basado en PVDF tras la reticulación por haz electrónico
Material 1 Material 2 Dosis (Mrads) Fuerza de
peladura (N)
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de un 20% de HDPE + un 80% de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso \end{minipage} \begin{minipage}[t]{38mm} Copolímero de VDF/HFP con un contenido de HFP de un 10% en peso + un 7,5% en peso de aditivos \end{minipage} 20 70
\begin{minipage}[t]{40mm} Copolímero de un 19% de HDPE + un 77% de EEA con un contenido de EA de un 15% en peso + un 4% en peso de promotor de la reticulación de TMPTM \end{minipage} Igual como arriba 20 > 130
Ejemplos de Fabricación de Conductores
Se hizo como se indica a continuación un conductor eléctrico en el cual el aislamiento consta de dos capas poliméricas unidas una a otra según la presente invención:
La capa interior de aislamiento (es decir, la capa más cercana al hilo conductor) era de un material basado en poliolefina y que constaba predominantemente de (a) un copolímero de EEA que contenía un 15% en peso de EA, y de (b) HDPE en una relación en peso de aproximadamente 8:2 de copolímero:HDPE, estando presentes en menores proporciones otros aditivos habituales entre los que se incluían promotores de la reticulación, estabilizadores, antioxidantes, pigmentos y adyuvantes para la elaboración hasta un nivel total de un 24% en peso. Esta capa fue extrusionada a presión sobre el conductor metálico.
\newpage
La capa exterior de aislamiento constaba predominantemente de un copolímero de PVDF/HFP que contenía un 10% en peso de HFP, conteniendo dicha capa exterior en este ejemplo un promotor de la reticulación y otros aditivos conocidos tales como pigmentos, plastificantes, estabilizadores, antioxidantes y adyuvantes para la elaboración en las proporciones habituales totalizando un 7,5% en peso. Esta capa exterior fue extrusionada a presión en una operación aparte sobre la capa interior preformada. Este conductor recubierto obtenido como producto fue luego pasado por un haz electrónico, y recibió una dosis de radiación de 20 Mrads.
En un segundo ejemplo se hizo un conductor como se ha explicado anteriormente, y en el mismo el promotor de la reticulación en la capa interior era un 4% de TMPTM, y la capa exterior de aislamiento constaba solamente del copolímero de PVDF/HFP con un contenido de un 10% en peso de HFP. Este conductor recubierto obtenido como producto fue luego pasado por un haz electrónico, y recibió una dosis de radiación de 20 Mrads. Este conductor fue sometido al ensayo de inmersión en acetona, que confirmó que las capas de aislamiento estaban unidas mútuamente en alto grado.
En un tercer ejemplo se hizo un conductor que tenía la misma forma constructiva como el del segundo ejemplo mediante extrusión a presión en tándem de las capas de aislamiento interior y exterior. Este conductor recubierto obtenido como producto fue luego pasado por un haz electrónico, y recibió una dosis de radiación de 20 Mrads. Este conductor fue sometido al ensayo de inmersión en acetona, que confirmó que las capas de aislamiento estaban unidas mútuamente en alto grado.
Demostración del mejoramiento de las características funcionales de los conductores fabricados como en el segundo ejemplo anteriormente descrito, frente a los conductores que están disponibles comercialmente en la actualidad
Un conductor que tenía la forma constructiva que ha sido descrita anteriormente y había sido fabricado mediante el proceso de fabricación que ha sido descrito anteriormente (llamado conductor A) fue comparado con un conductor (llamado conductor B) de las mismas dimensiones y con doble pared de poliolefina/PVDF que está disponible comercialmente y va en cabeza en el mercado, mediante la realización de una serie de ensayos para determinar la robustez del conductor frente a duras condiciones de manipulación y a agresivos ambientes en el uso final. Fueron obtenidos los resultados que se indican a continuación.
Ejemplo de mejoramiento de la resistencia a la abrasión por raspadura
Método: Equipo = medidor del desgaste por frotamiento de tipo convencional para conductores, tamaño del conductor 0,75 mm^{2} (área de la sección transversal del conductor), hoja raspadora de tipo plano de una anchura de 3,5 mm a la que se mantenía perpendicular al conductor, con cantos redondeados con un radio de 0,05 mm en cada lado, carga aplicada 1,8 kg, longitud de la carrera 10 cm, a 55 ciclos/minuto.
\vskip1.000000\baselineskip
Tipo de conductor Nº de ciclos de raspadura con los que es atravesada por abrasión
la camisa exterior primaria a 40ºC
A > 800
B 272
\vskip1.000000\baselineskip
Tipo de conductor Nº de ciclos de raspadura con los que es atravesada por abrasión
la camisa exterior primaria a 5ºC
A > 1350
B 212
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de mejoramiento de la resistencia al choque en frío
Método: Tamaño del conductor 6 mm^{2} (área de la sección transversal del conductor), peso de choque 800 g, altura de caída 275 mm sobre sufridera, área de la sufridera que recibe el choque contra el conductor de 7 mm x 2 mm con ensanchamiento hasta 3,4 mm mediante conicidad de 45º en cada lado, temperatura ambiente 5ºC. Detección visual de la propagación de las grietas del aislamiento.
\newpage
Tipo de conductor Resultado del ensayo de choque en frío
A No hay propagación de grietas en la camisa exterior primaria desde el
punto de choque contra la sufridera
B Hay una importante propagación de grietas de > 5 mm de longitud en la
camisa exterior primaria desde el punto de choque contra la sufridera.
La camisa exterior primaria empieza a desprenderse del alma.
Ejemplo de mejoramiento de la resistencia al disolvente
Método: Tamaño del conductor 0,75 mm^{2}, longitud del conductor 60 mm, longitud de inmersión en acetona 75% de la longitud del conductor, tiempo de inmersión 1 hora, temperatura 23ºC
Tipo de conductor Resultado del ensayo de inmersión en acetona
A No se produce separación/exfoliación del alma y de la camisa exterior
primaria, y no se observa agrietamiento de ninguna de las capas de
aislamiento
B La camisa exterior primaria se arrugó mucho a lo largo de la longitud
sumergida, agrietándose espontáneamente en dos sitios y dejando al
descubierto 2-3 mm del alma

Claims (20)

1. Cable o conductor eléctrico que tiene un aislamiento que comprende
(I) al menos una primera capa de un material que está basado en poliolefina y comprende al menos un 20% en peso (de toda la composición del material) de un polímero (homopolímero o copolímero o terpolímero) que contiene carbonilo, de cuyo polímero el monómero constituyente o al menos un monómero constituyente es un acrilato o acetato u otro éster de ácido carboxílico, constituyendo el susodicho propio monómero al menos un 5% en peso de dicho copolímero o terpolímero cuando el mismo es usado y derivándose de etileno o de otro monómero olefínico el resto de dicho copolímero o terpolímero;
en contacto con
(II) al menos una segunda capa de un material que contiene al menos un 10% en peso, sobre la base de toda la composición del material, de fluoruro de polivinilideno (PVDF), o de un copolímero basado en VDF con un comonómero parcial o totalmente fluorado;
en cuyo aislamiento dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación suficientemente para, según determinación efectuada con tiras unidas de los dos materiales usados para formar dichas capas, incrementar la resistencia de la unión contra la desunión por peladura entre dichas capas hasta al menos 5 N según medición efectuada de acuerdo con el método de ensayo ASTM B1876-95.
2. Cable o conductor eléctrico que tiene un aislamiento que comprende
(I) al menos una primera capa de una formulación basada en poliolefina, de la cual al menos un 20% del peso de la parte polimérica de dicha formulación consta de un polímero (homopolímero o copolímero o terpolímero) que contiene carbonilo, de cuyo polímero el monómero constituyente o al menos un monómero constituyente es un acrilato o acetato u otro éster de ácido carboxílico, constituyendo el susodicho propio monómero al menos un 5% en peso de dicho copolímero o terpolímero cuando el mismo es usado, y derivándose de etileno o de otro monómero olefínico el resto o la mayor parte del resto de dicho copolímero o terpolímero;
en contacto con
(II) al menos una segunda capa de otra formulación de material que contiene al menos un 10% en peso de la segunda capa de fluoruro de polivinilideno (PVDF), o de un copolímero de VDF y hexafluoropropileno (HFP) o de otro copolímero basado en VDF con un comonómero parcial o totalmente fluorado;
en cuyo aislamiento dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación por radiación o a otra reacción de reticulación suficientemente para impedir la exfoliación de las dos capas durante un ensayo de inmersión en acetona por espacio de 1 hora a 23ºC; o suficientemente, según determinación efectuada con tiras unidas de los dos materiales usados para formar dichas capas, para incrementar la resistencia de la unión contra la desunión por peladura entre dichas capas hasta al menos 5 N según medición efectuada de acuerdo con el método de ensayo ASTM B1876-95; o suficientemente para incrementar dicha resistencia de la unión contra la desunión por peladura en al menos un 100% en comparación con la existente entre las capas no reticuladas.
3. Cable o conductor según la reivindicación 1, en el que dichas capas (I) y (II), hallándose mútuamente en contacto, han sido sometidas a reacción de reticulación suficientemente para impedir la exfoliación de las dos capas durante un ensayo de inmersión en acetona por espacio de 1 hora a 23ºC.
4. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que la reacción de reticulación ha incrementado la resistencia de la unión en al menos un 500% o un 1000% en comparación con la existente entre las capas no reticuladas.
5. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que las respectivas capas han sido puestas mútuamente en contacto antes de la reticulación de cualquiera de las capas y a una temperatura superior al punto de fusión o de reblandecimiento del material polimérico de al menos una de las capas.
6. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que la capa basada en fluoruro de polivinilideno comprende un copolímero de VDF y hexafluoropropileno (HFP), constituyendo ese copolímero una mayor parte en peso, y con preferencia prácticamente la totalidad, del material de esa capa.
7. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que la capa basada en fluoruro de polivinilideno comprende un copolímero de VDF y hexafluoropropileno (HFP) con un contenido de HFP de un 8-12% en peso.
8. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que la capa basada en poliolefina comprende una mezcla de polietileno y dicho polímero con contenido de carbonilo.
9. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, que comprende una capa interior de dicho material basado en poliolefina y una capa exterior de dicho material basado en fluoruro de polivinilideno.
10. Cable o conductor según la reivindicación 9, en el que dicha capa exterior ha sido extrusionada a presión sobre dicha capa interior.
11. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, en el que la reacción de reticulación ha sido llevada a cabo mediante radiación ionizante.
12. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, que comprende múltiples capas alternadas de los materiales que constituyen dichas capas (I) y (II).
13. Cable o conductor según cualquier reivindicación precedente, que contiene al menos un promotor de la reticulación en el material de cualquiera de dichas capas (I) y (II) o de ambas.
14. Cable o conductor según la reivindicación 13, en el que el promotor de la reticulación es trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTM) u otro éster de metacrilato o acrilato multifuncional.
15. Cable o conductor según la reivindicación 13 o 14, en el que el promotor de la reticulación ha sido añadido solamente al material de dicha capa (I).
16. Cable o conductor según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa (II) basada en polivinilideno es transparente, conteniendo prácticamente tan sólo PVDF o dicho copolímero de VDF.
17. Método que es para hacer un cable o conductor según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y comprende los pasos de prever mútuamente en contacto sobre un conductor eléctrico dichas capas (I) y (II), y mientras dichas capas están mútuamente en contacto someterlas a dicha reacción de reticulación.
18. Método según la reivindicación 17, en el que las respectivas capas son puestas mútuamente en contacto (a) antes de la reticulación de cualquiera de las capas y (b) a una temperatura superior al punto de fusión o de reblandecimiento del material polimérico de al menos una de las capas.
19. Método según la reivindicación 17 o 18, en el que la capa (I) es extrusionada a presión sobre el conductor y/o la capa (II) es extrusionada a presión sobre la capa (I).
20. Método según la reivindicación 17, 18 o 19, en el que las capas (I) y (II) son coextrusionadas o extrusionadas en tándem sobre el conductor en una sola pasada del conductor de un dispositivo de salida de un proceso de extrusión a un dispositivo de recogida de un proceso de extrusión.
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