ES2260937T3 - Cable o conductor electrico con aislamiento. - Google Patents
Cable o conductor electrico con aislamiento.Info
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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).
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 |
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.
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.
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
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. |
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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