ES2324514T3 - Composicion de relleno de conductor trenzado y cables que la utilizan. - Google Patents
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Abstract
Composición de relleno para rellenar intersticios entre una pluralidad de cables de un conductor que comprende: un material polimérico de fase menor; un relleno conductor disperso en dicho material de fase menor en una cantidad suficiente para generar una red conductora continúa en dicho material de fase menor; un material de fase mayor comprendido por un polímero de bajo peso molecular, dicho material de fase menor con dicho relleno conductor dispersado en su interior dispersado en dicho material de fase mayor en una cantidad suficiente para generar una red conductora continúa en dicho material de fase mayor, siendo dicho material de fase mayor y dicho material de fase menor tales que cuando se mezclan juntos no se acoplan en interacciones electrostáticas que promueven la miscibilidad, y un material hinchable en agua, estando en dicho material hinchable en agua mezclado con dicha composición de relleno y siendo dicha composición de relleno bombeable a temperaturas elevadas aproximadamente mayores a 100ºC.
Description
Composición de relleno de conductor trenzado y
cables que la utilizan.
La presente invención se refiere a un compuesto
de filamento de relleno para cables eléctricos, y cables que
incluyen dicho compuesto, que evitan la migración de agua a lo largo
de los cables trenzados del conductor del cable.
Es sabido en la técnica que el aislamiento de un
cable se deteriora por el desarrollo y la propagación de árboles de
agua/químicos cuando la humedad está presente en regiones de la
estructura aislante del cable y particularmente en regiones de alta
tensión eléctrica localizada causada por vacíos, contaminantes y
salientes del conductor y del control de tensión de la aislación.
El agua presente en los espacios entre los filamentos de un
conductor multifilamentos es reconocida por acelerar de forma
significativa la propagación de árboles de agua/químicos en el
aislamiento. Por lo tanto es deseable llenar todos los espacios
entre dichos cables con un compuesto de relleno para minimizar o
evitar el ingreso y movimiento del agua en dichos espacios. Ver,
por ejemplo, las patentes U.S. Nº 5.049.593; 4.095.039; 4.145.567; y
3.943.271.
Como se indica en la patente U.S. Nº 4.095.039,
algunos de los compuestos de relleno de la técnica anterior no son
satisfactorios de pues del envejecimiento debido a la pérdida de las
calidades adhesivas y el endurecimiento y fractura de los mismos.
La patente describe el uso de un caucho poliisobutileno de bajo peso
molecular o un copolímero de bajo peso molecular de caucho
isobutileno-isopreno con 40-150
partes en peso de negro de carbón o grafito eléctricamente
conductor añadido al mismo como un componente de relleno, teniendo
de dicho componente una consistencia a modo de masilla a
temperatura ambiente y buena adhesividad retenido durante el
funcionamiento del cable.
Otra ventaja indicada por el uso del compuesto
de relleno descrito en la patente U.S. Nº 4.095.039 es que el
compuesto de relleno puede aplicarse mediante una bomba que
suministra el compuesto a un aplicador donde los espacios entre los
cables son rellenados y los cables son revestidos. Esto indica que
el compuesto es fluido y no requiere altas presiones para su
aplicación. Esta propiedad elimina la necesidad de un cabezal de
extorsión el coste del mismo que es necesario para algunos
compuestos de relleno pueden ser extrudidos sobre los cables.
La patente U.S. Nº 4.145.567 describe un
compuesto de relleno similar hecho de caucho etileno propileno
compuesto con una cantidad sustancial de negro de carbón para darle
la consistencia a modo de masilla y un punto de goteo por encima de
100ºC.
Se ha encontrado que los compuestos de relleno
de dicha patente U.S. Nº 4.095.039 y 4.145.567 son bastante
efectivos como compuestos de relleno para conductores trenzados de
cables eléctricos, pero también se encontrado que algunos problemas
todavía existen desde el punto de vista de prevenir el ingreso y
flujo de agua en el conductor evitando mientras el sobrellenado de
los espacios bajo la capa exterior de los cables. Por lo tanto se
encontrado que algunas condiciones, tales como la manipulación del
cable, subsiguientes operaciones de fabricación y después de un
ensayo de envejecimiento cíclico acelerado simulando la carga
cíclica del cable en el campo puede producirse algún ingreso de
agua dentro del conductor movimiento durante una longitud limitada
del conductor a pesar de que se ha logrado una mejora
significativa.
Por otra parte, en la operación de fabricación
de rellenar completamente los espacios entre los filamentos, el
volumen de compuesto de relleno es decir de controlar la extensión
del relleno puede variar a lo largo de la longitud del conductor
trenzado. A este respecto debe reconocerse que normalmente los
intersticios exteriores del conductor trenzado son presionados por
la exclusión a presión de la carta de control de tensión del
conductor y no se requiere relleno suplementario de los espacios.
Donde los espacios entre la capa exterior de los cables y la
proximidad a las capas exteriores de los cables es sobrerellenada
con compuesto de relleno, la exclusión de la capa de control de
tensión semiconductoras sobre el conductor trenzado puede causar la
penetración del compuesto de relleno en los intersticios exteriores
del conductor resultando en protuberancias de la carpa de control
de tensión semiconductoras extruido en el aislamiento. Debido a que
dichas protuberancias resultan en altas tensiones eléctricas
localizadas en el aislante, dichos efectos son altamente
indeseables. En algunos casos, se considera deseable también
rellenar los intersticios exteriores del conductor con compuesto de
relleno en cuyo caso se aplica una cinta rellenada de caucho
semiconductor superpuesta sobre sí misma sobre el conductor
completamente relleno seguido por la exclusión de la capa de control
de tensión semiconductora. En este caso el sobrerellenado de los
espacios entre la capa exterior de los cables y la proximidad de la
capa exterior de los cables no es censurable y no representa un
problema.
La patente U.S. Nº 5.049.593, ha resuelto los
problemas anteriores, proporcionando un compuesto de relleno
mejorado del tipo descrito en dichas patentes U.S. Nº 4.095.039 y
4.145.567. La patente '593 muestra un compuesto de relleno que
comprende un caucho de bajo peso molecular mezclado con partículas
finas de un material y/o con una capa fina de partículas finas de
material aplicada sobre el compuesto de relleno que se hincha cuando
absorbe agua. El compuesto de relleno del compuesto 593 se
proporciona con 15 a 150 partes en peso del relleno conductor
eléctrico a 100 partes del compuesto de caucho de bajo peso
molecular (caucho isobutileno) y preferentemente entre 15 y 50
partes para impartir conductividad eléctrica al compuesto.
Aunque el compuesto de relleno de filamentos de
la patente '593 es muy efectivo, hay algunas desventajas que hasta
ahora no han sido resueltas en la técnica. El negro de carbón de
grado horno que es el relleno conductor más comúnmente usado en los
compuestos de relleno de filamentos en la técnica anterior, el
conocido por ser una fuente de contaminación iónica en el sistema
de enfriamiento. Sin embargo, el negro de carbón de grado horno es
el relleno conductor menos caro para los compuestos de relleno de
filamentos. Por lo tanto, mientras el conocido utilizar rellenos
conductores "más limpios" para reducir los contaminantes
iónicos, en la práctica, el uso de rellenos conductores más limpios
tiene un coste prohibitivo.
Los compuestos de relleno de filamentos para
utilizar en conductores eléctricos generalmente deben ser bombeables
a temperaturas elevadas de aproximadamente 100ºC o mayores; no
deben gotear fuera de los soportes del conductor a temperaturas de
al menos hasta 130º; deben ser compatibles con la vaina del
conductor como se especifica en las publicaciones ICEA
T-32-645-1993
"Guide for Establishing Compatibility of Sealed Conductor Filler
Compounds with Conducting Stress Control Materials", y
T-25-425-1981
"Guide for Establishing Stability of Volume Resistivity for
Conducting Polymeric Components of Power Cables"; y deben pasar
un ensayo de penetración de agua según la publicación ICEA
T-34-664-1996
"Guide for Conducting Longitudinal Water Penetration Resistance
Tests on Longitudinal Water Blocked Cables".
Es, por lo tanto, un objetivo de la presente
dimensión proporcionar un compuesto de relleno de filamentos que
puede ser diseñado con un relleno conductor más limpio, de forma tal
que la contaminación iónica se minimiza, sin incurrir en una
penalización en el coste para el compuesto de relleno de
filamentos.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un compuesto de relleno de filamentos de bajo coste
con los mismos rendimientos superiores como se encuentran en la
técnica.
Los objetos de la invención se logran mediante
la composición de relleno como se establece en la reivindicación 1
mediante un cable de transmisión de energía eléctrica como se
establece en la reivindicación 11.
Según los objetivos de la presente invención, se
proporciona un compuesto de relleno de filamentos, que bloquea la
humedad, de bajo coste para cables eléctricos puede ser diseñado
para tener un contenido de relleno conductor menor sin reducir el
nivel de conductividad del compuesto, que es fácilmente bombeado a
temperaturas elevadas por encima de aproximadamente 100ºC, mediante
el empleo de una mezcla de polímeros no miscibles que contiene
relleno conductor ubicado primeramente en una fase, estando
comprendida la mezcla de polímeros no miscibles de un polímero de
bajo peso molecular y un segundo polímero, preferentemente un
adhesivo EVA. Preferentemente un aditivo adhesivo que es miscible
con el polímero de bajo peso molecular. Partículas finas de un
material mezclado con el compuesto de relleno y/o proporcionados
como una fina capa de partículas finas de un material aplicado
sobre el compuesto de relleno que se hincha cuando absorbe agua son
también incluidas en el compuesto de relleno.
El rendimiento del bloqueo de la humedad,
conductividad y funcionamiento de goteo del compuesto de relleno de
filamento de la presente invención son comparables a los de la
técnica anterior. El uso de la mezcla de polímero no miscible con
el relleno conductor ubicado primariamente en una fase de la mezcla
permite que el compuesto de relleno del filamento de la presente
invención tenga el mismo nivel de conductividad y en la técnica
anterior con menos contenido de relleno conductor. Los ahorros de
costos de realizados con la utilización de menos relleno conductor
pueden ser aplicados para emplear un relleno conductor "más
limpio", para reducir la contaminación iónica sin incurrir en
una penalización en el coste. Adicionalmente el uso de una mezcla
de polímero no miscible en la cual una fase que es EVA, reduce el
contenido del polímero de bajo peso molecular encontrado en la
técnica anterior, proporcionando además un compuesto de relleno de
filamentos de bajo coste. Un aditivo adhesivo puede incluirse en
los compuestos de relleno de filamentos de la presente invención,
disminuyendo adicionalmente el coste del compuesto de relleno de
filamento de la presente invención.
Otros objetos y ventajas de la presente
invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de
las realizaciones actualmente preferidas de la misma, dicha
descripción debe considerarse en conjunto con los dibujos
acompañantes en los cuales:
La figura 1 es un gráfico que ilustra la
resistividad del volumen de los compuestos de relleno de filamento
de la invención como una función de la temperatura comparados con el
compuesto de relleno de filamento de la patente '593.
Las figuras 2-4 describe la
viscosidad de los compuestos del relleno de filamento de la
invención como una función de los índices de cizalladura a 105ºC,
140ºC y 180ºC comparados con el compuesto de relleno de filamento
de la patente '593.
La figura 5 es una vista en perspectiva en corte
del cable de la invención mostrando el compuesto de relleno de
filamento.
La presente invención proporciona un compuesto
de relleno de filamentos que bloquea la humedad para cables
eléctricos que pueden ser diseñados para tener un contenido menor de
relleno conductor y/o un relleno conductor más limpio sin incurrir
en una penalización en el coste. El compuesto de relleno de
filamentos de la presente invención está comprendido por una mezcla
de polímeros no miscible es que comprende una fase principal de
polímero de bajo peso molecular y una fase menor de preferentemente
un adhesivo EVA; siendo las fases mayor y menor
co-continuas. La conductividad es impartida al
compuesto de relleno de filamento mediante la dispersión de un
relleno conductor primariamente en una fase de la mezcla no
miscible. El relleno conductor preferencialmente se incorpora en el
material de la fase menor antes de que la fase menor sea mezclada
fundida con el material de la fase mayor. La técnica hasta aquí
descrita de impartir conductividad al compuesto de relleno de
filamento consiste esencialmente en la percolación de un relleno
conductor en una fase menor y luego a continuación percolar el
relleno conductor/fase menor en una fase mayor. Esta técnica se
denomina "percolación múltiple" y se basa en la física de la
formación de red de un material de fase menor en un material de fase
mayor diferente. El nivel en el cual una fase menor es incorporada
suficientemente de forma volumétrica en una fase mayor donde ambas
fases son co-continuas se denomina umbral de
percolación. Empleando la técnica de percolación múltiple en la
presente invención, la cantidad del contenido del relleno conductor
en el compuesto de relleno de filamento necesaria para impartir un
determinado nivel de conductividad al compuesto de relleno de
filamentos puede ser sustancialmente reducido sobre la cantidad de
relleno conductor necesaria para alcanzar el mismo nivel
predeterminado de conductividad en un compuesto de fase única.
Para los propósitos de la presente invención la
fase menor se define como la fase de la mezcla de polímero no
miscible que tienen el relleno conductor preferencialmente disperso
en su interior. Esta definición de la fase menor no impiden que la
fase menor sea mayor en porcentaje en peso o en porcentaje en
volumen que el polímero(s) de la fase mayor en tanto la
cantidad de la fase menor en el compuesto no impida que la
fase(s) mayor sea continua.
En la realización preferida, el material de la
fase mayor es un polímero de bajo peso molecular, tal como
poli(iso-butileno) (PIB), comercialmente
disponible bajo la marca comercial Vistanex de Exxon Chemical. Otros
materiales de fase mayor adecuados son, pero no están limitados a:
copolímeros de bajo peso molecular de caucho y
isobutileno-isopreno y cauchos etileno propileno,
poliésteres, y otros polímeros que reúnen los criterios de
rendimiento aquí descritos. Un entendido en la técnica reconocerá
que los materiales de fase principal descritos hasta ahora son
ejemplos y que existen otros posibles materiales de fase mayor.
El material de fase menor es preferentemente un
adhesivo
poli(etileno-co-vinil
acetato) (EVA). Dichos EVA están comercialmente disponibles bajo
las marcas comerciales Ultrathene 669-67 y
Ultrathene 665-67 de Equistar. Otros materiales de
fase menor adecuados incluyen cualquier polímero, que tanto en sí
mismos o con agentes de adhesividad y/o otros aditivos, exhiben una
adhesividad disiente para reunir los criterios de goteo penetración
de agua aquí descritos. Otros materiales adecuados de fase menor
incluyen: poli metil acrilato, poli etil acrilato, poli metil
metacrilato, poli etil metacrilato, poli butil metacrilato, poli
isobutil metacrilato, poli-terbutilmetacrilato,
poli etilenoxido, poli tetra metilenenoxido, poli
etilenetereftalato, y poli dimetilsiloxano. En cualquier caso, los
materiales de fase menor y de fase mayor deben seleccionarse de
forma tal que sean no miscibles, es decir el material de la fase
menor y el material de la fase mayor deben seleccionarse de forma
tal que no se acoplen en interacciones electrostáticas que promuevan
la miscibilidad.
La cantidad de material de fase mayor y de
material de fase menor en el compuesto de relleno de filamentos de
la invención depende de los materiales seleccionados, pero en
cualquier caso, el material de la fase menor debe estar en una
cantidad suficiente para ser co-continuo con el
material de fase mayor. En los ejemplos 1-4
descritos a continuación como ejemplos, el material de fase menor
comprendido por un adhesivo EVA, comprende entre aproximadamente
35% en peso hasta aproximadamente 40% en peso del compuesto total.
En estos ejemplos, el material de fase mayor fue
poli(isobutileno) y comprendía aproximadamente 40% en peso
hasta aproximadamente 45% en peso del compuesto total.
El relleno conductor preferentemente se
selecciona partir del grupo consistente en: negro de carbón,
partículas metálicas, grafito y mezclas de los mismos, pero puede
ser cualquier material adecuado exhiba conductividad y que debe
tener una estructura química que resulte en una alta conductividad
inherente con una afinidad para desarrollar una red fuerte.
El material elegido para el relleno conductor en
cualquiera de las realizaciones de la presente invención influencia
la cantidad de relleno conductor requerido para alcanzar o exceder
el umbral de percolación requerido para formar una red conductora
cuando se dispersa en el material de fase menor. En particular, el
negro de carbón puede ser un "negro acetileno" o un "negro
de horno" o cualquier grado comercial de negro de carbón, siendo
los negros acetileno superiores en la producción de mezclas
conductoras. Los negros de carbón ejemplares también se describen
en la patente U.S. Nº 5.556.697, cuyos contenidos se incorporan aquí
mediante referencia. Los "negros de horno" son negros de
carbón de menor calidad y son inferiores en su habilidad para
producir mezclas conductoras cuando se comparan a los "negros
acetileno", que son fabricados a partir de la hidrólisis de
acetileno por lo tanto los "negros acetileno", que son
generalmente más caros, son más preferidos en la presente invención
sobre otros tipos de negro de carbón cuando se prefiere un contenido
bajo de negro de carbón sobre el precio, o cuando se desea un
relleno conductor que no produce niveles significativos de
contaminación iónica, ya que los negros acetileno son rellenos
conductores "más limpios". Sin embargo, como puede verse a
partir de los ejemplos de trabajo descritos a continuación, los
"negros de horno" son funcionales para producir un compuesto
de relleno de filamentos de la presente invención.
La cantidad de relleno conductor dispersado en
el material de fase menor es dependiente del tipo de relleno
conductor empleado, sin embargo en cualquier caso la cantidad de
relleno conductor, que es preferencialmente dispersado en el
material de fase menor, y preferentemente totalmente dispersado en
el material de fase menor, debe ser suficiente para generar una red
conductora continua en el material de fase menor. En los ejemplos
1-4 descritos a continuación, que emplean EVA como
material de fase menor y un negro de carbón de grado horno como el
relleno conductor, el relleno conductor comprendió 15,3% en peso del
compuesto total y excedió la conductividad del compuesto de la
técnica anterior en aproximadamente 400%. Por lo tanto es evidente
que, en estos ejemplos, el contenido de relleno conductor debe ser
menor del 15,3% en peso del compuesto total, y preferentemente
menos de aproximadamente 10% en peso del compuesto total. En los
ejemplos 5 y 6, descritos a continuación, el relleno conductor
comprendió aproximadamente 10,22% en peso del compuesto total,
exhibiendo el compuesto una conductividad comparable a compuestos
de relleno de filamentos de la técnica anterior cuando se emplean
partículas metálicas como el relleno conductor, el peso por ciento
puede ser bastante alto (hasta 85% en peso del compuesto de relleno
total), mientras que la fracción de volumen sería muy baja, (menos
de aproximadamente 15% del compuesto de relleno total).
Para reducir adicionalmente el coste del
compuesto de relleno de filamentos de la presente invención, se
incorpora preferentemente un aditivo adhesivo con un relleno dentro
del material de fase mayor. El aditivo adhesivo mejora la
adhesividad del compuesto de relleno de filamento y por lo tanto
mejora el rendimiento de bloqueo de humedad del compuesto de
relleno de filamentos. Un aditivo adhesivo adecuado es polibuteno,
que está comercialmente disponibles bajo el nombre comercial
Indopol H-1500 de Amoco. Otros aditivos adhesivos
adecuados incluyen un aceite adhesivo. La cantidad de aditivo
adhesivo incorporado en el compuesto de relleno de filamento puede
ser de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 20% en peso
del compuesto total, y es preferentemente desde aproximadamente 5%
en peso hasta aproximadamente 15% en peso del compuesto total. El
aditivo adhesivo actúa como un relleno en la fase mayor y debe ser
miscible con el material de la fase mayor.
Para mejorar el rendimiento del bloqueo de
humedad del compuesto de relleno de filamentos de la invención, se
incluyen en el compuesto de relleno partículas finas de un material
mezclado con el compuesto de relleno y/o proporcionados como una
capa fina de partículas finas de un material aplicado sobre
compuesto de relleno y se hincha cuando absorbe agua. Las
propiedades, materiales adecuados, y cantidad a incorporar de
partículas finas que se hinchan o expanden en presencia de agua son
efectivamente descritas en la patente hasta aquí referenciada '593.
El material hinchable en agua se selecciona partir del grupo
consiste en poliacrilato de sodio, éster o metil celulosa, éster de
éteres de celulosa, poliacrilatos, poliacrilamidas, poliacrilatos y
poliacrilamidas copolimerizados con polímeros naturales y mezclas de
los mismos.
Otros materiales pueden ser incorporados en el
compuesto de relleno de filamentos de la invención para mejorar
propiedades o para servir como ayudantes de proceso. Dichos otros
materiales pueden ser: antioxidantes, agentes nucleantes, rellenos
de refuerzo, plastificadores, ayudantes de proceso, lubricantes,
agentes de control de la viscosidad, agentes de pegajosidad,
agentes antibloqueo, aceites aditivos, desactivadores metálicos, y
combinaciones de los mismos. Dicha materiales pueden comprender
desde aproximadamente 0,05% hasta aproximadamente 10% en peso del
total del compuesto de relleno.
Ejemplos de ayudantes de proceso incluyen pero
no están limitados a: aceites poliolefinas, aceites hidrocarburo,
parafinas cloradas y plastificadores líquidos isobutileno. Los
ayudantes de proceso están preferentemente limitados a menos del 5%
en peso del total del compuesto de relleno.
Los compuestos de relleno de filamento de la
invención tienen las propiedades requeridas para rellenar los
filamentos en un cable eléctrico; es decir, los compuestos de la
invención son bombeables a temperaturas elevadas por encima de
aproximadamente 100ºC, no gotean o fluyen de los filamentos
conductores a temperaturas de al menos 130ºC, y han pasado los
ensayos de compatibilidad y penetración al agua especificados en las
publicaciones ICEA
T-32-645-1993,
T-25-425-1981, y
T-34-664-1996.
Según la presente invención, se proporciona un
cable eléctrico que emplea el compuesto de relleno de filamento de
la presente invención. Con referencia a la figura 5, el cable está
comprendido por al menos una capa de filamentos de aluminio o cobre
(8), trenzados juntos para formar un conductor; rellenando el
compuesto de relleno de filamentos (20) los intersticios de los
filamentos del conductor (8). Opcionalmente se proporciona una
segunda capa (10) de filamentos de aluminio o cobre. Una capa
control de la tensión del conductor (II) rodea el conductor
trenzado (7); una capa de aislante (12) rodea la capa de control de
tensión del conductor (1); y una capa de control de tensión del
aislante (13) rodea el aislante (12). Opcionalmente puede
proporcionarse un blindaje metálico y una vaina plástica global (no
mostrados).
Los principios de la invención pueden ser
adicionalmente ilustrados mediante los siguientes ejemplos no
limitantes, en los cuales debe aplicarse un la característica
esencial de la invención, la mezcla de material hinchable en agua
con dicha composición de relleno:
Ejemplos
1-4
Se realizaron cuatro compuestos de relleno de
filamentos según la presente invención utilizando grados comerciales
de un adhesivo
poli(etileno-co-vinil
acetato) (EVA) para la fase menor, un poli(isobutileno) para
la fase mayor, y negro de carbón de grado horno. Las
características de los materiales utilizados en este ejemplo se
establecen las tablas 1-4.
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Los compuestos de relleno de filamentos de las
tablas 1-4 se mezclaron según el siguiente
procedimiento en la tabla 5.
Obsérvese en los presentes ejemplos
1-4, que dos tercios del contenido total del negro
de carbón se dispersó en el material de la fase menor antes del
mezclado fundido con el material de la fase mayor. El tercio final
del contenido de negro de carbono se mezcló en el compuesto después
de haber comenzado el mezclado fundido de la fase menor y la fase
mayor.
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En los compuestos de relleno de filamentos
realizados en estos ejemplos se midió la resistividad de volumen
sobre temperatura y se comparó con el compuesto de relleno de
filamentos de la técnica anterior. Los resultados de estas
mediciones se presentan en la Figura 1. Como puede verse a partir de
la figura 1, los compuestos de relleno de filamentos de la
invención tienen resistividades de volumen significativamente por
debajo de aquella del compuesto de la técnica anterior
(F-67/G-5) con la misma cantidad de
relleno conductor en peso por ciento. Adicionalmente, los
compuestos de relleno de filamentos de la invención no exhiben la
sensibilidad a alta temperatura del compuesto de la técnica
anterior.
Se determinó el funcionamiento reológico de los
compuestos de relleno de filamentos de la invención y se comparó
con el compuesto de la técnica anterior. Con referencia a las
figuras 2-4, está claro que los compuestos de la
invención exhiben el mismo funcionamiento reológico que el compuesto
de la técnica anterior dentro del error experimental. A pesar que
los compuestos de la invención parecen exhibir una mayor viscosidad
a tasas muy bajas de cizalladura lo que puede indicar una mejora en
las características de inclinación de los compuestos de la
invención durante la
extrusión.
extrusión.
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Ejemplos
5-6
Se realizaron dos compuestos de relleno de
filamentos según la presente invención utilizando grados comerciales
de un adhesivo
poli(etileno-co-vinil
acetato) (EVA) para la fase menor, un poli(isobutileno) (PIB)
para la fase mayor, un aditivo adhesivo polibuteno de relleno en la
fase mayor, y negro de carbón de grado horno. Las características
de los materiales utilizados en este ejemplo se establecen en las
Tablas 6-7.
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\newpage
Los compuestos de relleno de filamentos de las
Tablas 6 y 7 se mezclaron según el siguiente procedimiento en la
Tabla 8.
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\vskip1.000000\baselineskip
Observar en los presentes ejemplos, que todos
los rellenos conductores se dispersaron en el material de fase menor
antes del mezclado fundido con el material de la fase mayor.
En los compuestos de relleno de filamentos
realizados en los presentes ejemplos se midió la resistividad de
volumen sobre temperatura y se comparó con el compuesto de relleno
de filamentos de la técnica anterior. Los resultados de estas
mediciones se presentan en la figura 1. Como puede verse a partir de
la figura 1, los compuestos de relleno de filamentos de la
invención del presente ejemplo tiene resistividades de volumen de
aproximadamente 50% menos que la del compuesto de la técnica
anterior (F-67/G-5) con 5% en peso
del contenido total del compuesto relleno menos conductor.
Se determinó el funcionamiento reológico de los
compuestos de relleno de filamentos de los presentes ejemplos y se
comparó con el compuesto de la técnica anterior. Con referencia a
las figuras 2-4, está claro que los compuestos de
la invención exhiben una viscosidad menor que el compuesto de la
técnica anterior o los ejemplos 1-4. La viscosidad
menor probablemente se debe primariamente a la concentración
reducida de negro de carbón en la formulación 5 & 6. Por lo
tanto los presentes ejemplos proporcionan un compuesto diseñado
filamento que es más fácilmente bombeable que el compuesto de la
técnica anterior.
Mientras que se han mostrado y descrito
diferentes realizaciones de la invención, debe entenderse que las
realizaciones antes descritas son solamente ilustrativas de la
invención y otras realizaciones pueden ser concebidas por aquellos
entendidos en la técnica que incorporarán los principios de la
invención y se encuentran dentro del ámbito de la misma, como se
define en las reivindicaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet US 5049593 A [0002] [0008]
\bullet US 4095039 A [0002] [0003] [0004]
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\bullet US 4145567 A [0002] [0005] [0006]
[0008]
\bullet US 3943271 A [0002]
\bullet US 5556697 A [0023]
Claims (21)
1. Composición de relleno para rellenar
intersticios entre una pluralidad de cables de un conductor que
comprende:
un material polimérico de fase menor;
un relleno conductor disperso en dicho material
de fase menor en una cantidad suficiente para generar una red
conductora continúa en dicho material de fase menor;
un material de fase mayor comprendido por un
polímero de bajo peso molecular, dicho material de fase menor con
dicho relleno conductor dispersado en su interior dispersado en
dicho material de fase mayor en una cantidad suficiente para
generar una red conductora continúa en dicho material de fase mayor,
siendo dicho material de fase mayor y dicho material de fase menor
tales que cuando se mezclan juntos no se acoplan en interacciones
electrostáticas que promueven la miscibilidad, y
un material hinchable en agua, estando en dicho
material hinchable en agua mezclado con dicha composición de
relleno y siendo dicha composición de relleno bombeable a
temperaturas elevadas aproximadamente mayores a 100ºC.
2. Composición de relleno según la
reivindicación 1 donde dicho material hinchable en agua se
proporciona como una capa fina de partículas finas dispersadas
sobre dicha composición de relleno.
3. Composición de relleno según la
reivindicación 1 ó 2 donde dicho material hinchable en agua se
selecciona a partir grupo consistente en poliacrilato de sodio,
ésteres de metil celulosa, ésteres de éteres de celulosa,
poliacrilatos, poliacrilamidas, poliacrilatos y poliacrilamidas
copolimerizadas con polímeros naturales, y mezcla de los
mismos.
4. Composición de relleno según la
reivindicación 1 donde dicho relleno conductor se selecciona partir
del grupo consistente en negro de carbono, grafito, partículas
metálicas, y mezcla de los mismos.
5. Composición de relleno según la
reivindicación 1 donde dicho relleno conductor comprende menos de
aproximadamente 11% del peso total de dicha composición de relleno
y se selecciona partir del grupo consistente en negros acetileno,
negros de carbón de grado horno y grafito.
6. Composición de relleno según la
reivindicación 1 donde dicho material de fase mayor es
poli(isobutileno).
7. Composición de relleno según la
reivindicación 1 donde dicho material de fase menor es un EVA.
8. Composición de relleno según la
reivindicación 1 que comprende además un aditivo adhesivo
incorporado en dicho material de fase mayor en una cantidad de
aproximadamente \leq 20% en peso de dicha composición de
relleno.
9. Composición de relleno según la
reivindicación 1 que comprende además un aditivo adhesivo
incorporado en dicho material de fase mayor en una cantidad de
aproximadamente \leq 15% en peso de dicha composición de
relleno.
10. Composición de relleno según la
reivindicación 1 que comprende además material seleccionado partir
del grupo consistente en antioxidantes, agentes nucleantes,
rellenos de refuerzo, plastificantes, ayudantes de proceso,
lubricantes, agentes de control de viscosidad, agentes de
pegajosidad, agentes antibloqueo, aceites aditivos, desactivadores
metálicos y combinaciones de los mismos añadidos a dicha composición
de relleno en la cantidad de aproximadamente 0,05% en peso hasta
aproximadamente 10% en peso de dicha composición de relleno.
11. Cable de transmisión de energía eléctrica
que incluye un conductor rodeado por un material aislante y un
compuesto de relleno rellenando cualquier intersticio en dicho
conductor, comprendiendo dicha compuesto de relleno:
un material polimérico de fase menor;
un relleno conductor disperso en dicho material
de fase menor en una cantidad suficiente para generar una red
conductora continúa en dicho material de fase menor;
un material de fase mayor comprendido por un
polímero de bajo peso molecular, dicho material de fase menor con
dicho relleno conductor dispersado en su interior dispersado en
dicho material de fase mayor en una cantidad suficiente para
generar una red conductora continúa en dicho material de fase mayor,
siendo dicho material de fase mayor y dicho material de fase menor
tales que cuando se mezclan juntos no se acoplan en interacciones
electrostáticas que promueven la miscibilidad, y
un material hinchable en agua, estando en dicho
material hinchable en agua mezclado con dicha composición de
relleno y siendo dicha composición de relleno bombeable a
temperaturas elevadas aproximadamente mayores a 100ºC.
12. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 donde dicho material hinchable en agua se
proporciona como una capa fina de partículas finas dispersadas sobre
dicha composición de relleno.
13. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 ó 12 donde dicho material hinchable en agua se
selecciona a partir grupo consistente en poliacrilato de sodio,
ésteres de metil celulosa, ésteres de éteres de celulosa,
poliacrilatos, poliacrilamidas, poliacrilatos y poliacrilamidas
copolimerizadas con polímeros naturales, y mezcla de los
mismos.
14. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11, donde dicho relleno conductor se selecciona
partir del grupo consistente en negro de carbono, grafito,
partículas metálicas, y mezcla de los mismos.
15. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 donde dicho relleno conductor comprende menos
de aproximadamente 11% del peso total de dicha composición de
relleno y se selecciona partir del grupo consistente en negros
acetileno, negros de carbón de grado horno y grafito.
16. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 donde dicho material de fase mayor es
poli(isobutileno).
17. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 donde dicho material de fase menor es un
EVA.
18. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 que comprende además un aditivo adhesivo
incorporado en dicho material de fase mayor en una cantidad de
aproximadamente \leq 20% en peso de dicha composición de
relleno.
19. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 que comprende además un aditivo adhesivo
incorporado en dicho material de fase mayor en una cantidad de
aproximadamente \leq 15% en peso de dicha composición de
relleno.
20. Cable de transmisión de energía eléctrica de
la reivindicación 11 que comprende además material seleccionado
partir del grupo consistente en antioxidantes, agentes nucleantes,
rellenos de refuerzo, plastificantes, ayudantes de proceso,
lubricantes, agentes de control de viscosidad, agentes de
pegajosidad, agentes antibloqueo, aceites aditivos, desactivadores
metálicos y combinaciones de los mismos añadidos a dicha composición
de relleno en la cantidad de aproximadamente 0,05% en peso hasta
aproximadamente 10% en peso de dicha composición de relleno.
21. Composición de relleno para rellenar
intersticios entre una pluralidad de cables de un conductor que
comprende:
un material polimérico de fase menor;
un relleno conductor disperso preferentemente en
dicho material de fase menor en una cantidad suficiente para
generar una red conductora continúa en dicho material de fase menor,
y
un material de fase mayor comprendido por un
polímero de bajo peso molecular, dicho material de fase menor con
dicho relleno conductor dispersado en su interior dispersado en
dicho material de fase mayor en una cantidad suficiente para
generar una red conductora continúa en dicho material de fase mayor,
siendo dicho material de fase mayor y dicho material de fase menor
tales que cuando se mezclan juntos no se acoplan en interacciones
electrostáticas que promueven la miscibilidad, y
un material hinchable en agua, estando en dicho
material hinchable en agua mezclado con dicha composición de
relleno y siendo dicha composición de relleno bombeable a
temperaturas elevadas aproximadamente mayores a 100ºC.
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