ES2331081T3 - Sistema de aislamiento electrico basado en poli(diciclopentadieno). - Google Patents
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Abstract
Sistema de aislamiento eléctrico de alta tensión, útil como un aislamiento para alta tensión para uso en exterior, que contiene un material de carga o una mezcla de materiales de carga y opcionalmente aditivos adicionales, caracterizado por que dicho sistema de aislamiento eléctrico comprende poli(diciclopentadieno) como el componente principal y en el que dicho material de carga mineral o dicha mezcla de materiales de carga tiene un tamaño de grano medio (al menos el 50% de los granos) en el intervalo de 1,0 µm a 200 µm y está presente en una cantidad dentro del intervalo del 5% al 85% en peso, calculado respecto al peso total del sistema de aislamiento.
Description
Sistema de aislamiento eléctrico basado en
poli(diciclopentadieno).
La presente invención se refiere a un sistema de
aislamiento eléctrico basado en poli(diciclopentadieno),
para usarlo por ejemplo para cojinetes, instrumentos y
transformadores de distribución.
Actualmente, los sistemas de aislamiento
eléctrico se hacen de epoxis curadas con anhídrido. La razón por la
que los aislantes eléctricos se hacen ampliamente de estos
materiales es porque ofrecen un buen compromiso entre coste y
propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas. Las epoxis curadas con
anhídrido, sin embargo, presentan algunos inconvenientes
importantes especialmente desde un punto de vista medioambiental. El
uso de anhídridos está bajo escrutinio de diferentes autoridades y
finalmente podría prohibirse en el futuro. Las epoxis curadas con
anhídrido son materiales sensibles a grietas que provocan problemas
en diversos procesos de fabricación.
Se ha encontrado ahora que el
poli(diciclopentadieno), que no contiene o que contiene una
material de carga, puede usarse como un sistema de aislamiento
eléctrico, por ejemplo para cojinetes, instrumentos y
transformadores de distribución. Puede curarse a temperatura
ambiente y es fácil de procesar. Además, se ha descubierto que
tiene propiedades eléctricas sorprendentemente buenas y que tiene
una sensibilidad muy baja a agrietamiento debido a su excelente
resistencia a fractura. Adicionalmente, el poli-(diciclopentadieno)
tiene propiedades hidrófobas sorprendentemente estables que lo
hacen particularmente útil para aplicaciones eléctricas en exterior.
El diciclopentadieno como material de partida está disponible en el
mercado y es barato. Por lo tanto, ofrece nuevas posibilidades de
fabricación que permiten una disminución del tiempo del ciclo de
producción y también ofrece la posibilidad de fabricar piezas
voluminosas con tensiones residuales limitadas.
El diciclopentadieno como el material de partida
monomérico tiene adicionalmente una baja viscosidad. Usar este
material de partida tiene la ventaja de que, debido a su baja
viscosidad, es posible combinar el material de partida monomérico
con hasta el 85% en peso con un material de carga tal como sílice
que es de especial importancia para la fabricación de piezas de
aislamiento eléctricas cargadas.
La baja viscosidad del monómero de partida da
también la posibilidad de fabricar grandes piezas de aislamiento
eléctrico voluminosas con formas complejas, por ejemplo, por moldeo
por inyección. Abre también la posibilidad de impregnar
eléctricamente refuerzos, tales como tejidos de fibra o cintas de
mica, usadas convencionalmente en aislamiento eléctrico, que no es
posible, por ejemplo, con los termoplásticos convencionales.
La presente invención se define en las
reivindicaciones. La presente invención se refiere a un sistema
aislante eléctrico de alta tensión, útil como aislante de alta
tensión para uso en exterior, que contiene un material de carga o
una mezclas de materiales de carga y opcionalmente aditivos
adicionales, caracterizado por que dicho sistema de
aislamiento eléctrico comprende poli(diciclopentadieno) como
el componente principal y en el que dicho material de carga o dicha
mezcla de materiales de carga tiene un tamaño de grano medio (al
menos el 50% en los granos) en el intervalo de 1,0 \mum a 200
\mum y está presente en una cantidad dentro del intervalo del 5%
al 85% en peso, calculado como el peso total del sistema de
aislamiento.
La presente invención se refiere adicionalmente
a un sistema de aislamiento eléctrico basado en
poli(diciclopentadieno), que opcionalmente contiene aditivos
adicionales, caracterizado por que dicho
poli(diciclopentadieno) se ha obtenido polimerizando
diciclopentadieno o una resina de poli(diciclopentadieno)
oligomérica de bajo peso molecular del mismo, en presencia de un
catalizador de apertura de anillo por metátesis adecuado y que dicho
poli(diciclopentadieno) contiene al menos un material de
carga o una mezcla de dichos materiales de carga en una cantidad de
hasta el 85% en peso, calculado respecto al peso total del sistema
de aislamiento.
La presente invención se refiere adicionalmente
a un sistema de aislamiento eléctrico basado en
poli(diciclopentadieno), que opcionalmente contiene aditivos
adicionales, caracterizado por que dicho
poli(diciclopentadieno) contiene al menos un compuesto
hidrófobo o una mezcla de dichos compuesto, preferiblemente un
organopolisiloxano en una cantidad del 0,1% al 10% en peso,
calculado respecto al peso total del sistema de aislamiento.
La presente invención se refiere adicionalmente
a un sistema de aislamiento eléctrico basado en
poli(diciclopentadieno), que opcionalmente contiene aditivos
adicionales, caracterizado por que dicho
poli(diciclopentadieno) contiene al menos un material de
carga o una mezcla de dichos materiales de carga en una cantidad de
hasta el 85% en peso y al menos un compuesto hidrófobo o una mezcla
de dichos compuestos, preferiblemente un organopolisiloxano en una
cantidad del 0,1% al 10% en peso, calculado cada uno respecto al
peso total del sistema de aislamiento.
La presente invención se refiere adicionalmente
al uso de poli(diciclopentadieno), que opcionalmente contiene
aditivos adicionales como se define en este documento, como un
sistema de aislamiento eléctrico.
La presente invención se refiere también a un
método de fabricación de un sistema de aislamiento eléctrico basado
en poli(diciclopentadieno) que opcionalmente contiene
aditivos adicionales como se define en este documento, que se
caracteriza por (i) mezclar monómero de diciclopentadieno o una
resina de poli(diciclopentadieno) oligomérica de bajo peso
molecular del mismo, el catalizador de apertura de anillo por
metátesis y cualquier aditivo que opcionalmente está presente en
cualquier secuencia deseada, (ii) opcionalmente aplicar la mezcla
obtenida a la superficie de un artículo conformado y (iii)
polimerizar la mezcla.
\global\parskip0.900000\baselineskip
El poli(diciclopentadieno)
[poli(DCPD)] se conoce como un homopolímero termoestable
altamente reticulado que se forma por polimerización por metátesis
con apertura de anillo del diciclopentadieno (DCPD) que es el
monómero precursor. El poli(DCPD) se ha descrito por
ejemplo, en Journal of Polymer Science, Part A, Polymer Chemistry,
Vol. 40, 2373-2383 (2002) Wiley Periodicals, Inc. La
polimerización de diciclopentadieno (DCPD) puede ilustrarse
esquemáticamente de la siguiente manera.
El monómero existe como endo-DCPD
(3a,4,7,7a-tetrahidro-4,7-metano-1H-indeno)
y como el isómero exo. Ambos isómeros pueden usarse para la
producción del sistema de aislamiento eléctrico como se describe en
la presente invención. Sin embargo, se prefiere el
endo-DCPD, puesto que este material está disponible en el
mercado. Para el fin de la presente invención el material disponible
en el mercado se purifica preferiblemente para mejorar la
polimerización retirando las fracciones de bajo punto de ebullición,
preferiblemente separando el agua que puede estar presente así como
un cierto porcentaje de las fracciones de menor punto de ebullición
preferiblemente a vacío por debajo de 100ºC y una presión de
aproximadamente 90 a 100 mmHg.
Para polimerizar el monómero se usa un sistema
de catalizador de metátesis. Los catalizadores de metátesis se
conocen y se seleccionan, por ejemplo, entre sales de rutenio tales
como
dicloro(fenilmetilen)bis(triciclohexilfosfina)
de rutenio;
[1,3-bis-(2,4,6-trimetilfenil)-2-imidazolidiniliden]dicloro(fenilmetilen)(triciclohexilfosfina)
de rutenio; dicloro
[[2-(1-metiletoxi)fenil]metilen]-(triciclohexilfosfina)
de rutenio;
[1,3-bis(2,4,6-trimetil-fenil)-2-imidazolidiniliden]dicloro[[2-(1-metiletoxi)fenil]
metileno] de rutenio o sales de volframio, por ejemplo WCl_{6},
disueltas en compuestos alcohólicos o fenólicos. Dicho catalizador
se describe, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº
5.831.108 y 6.111.121. Otros sistemas de catalizador de metátesis
se describen, por ejemplo, en la Patente de Canadá Nº 1 244 192 y
pueden usarse para polimerización, también en cantidades conocidas,
para obtener un polímero que puede usarse de acuerdo con la
presente invención. La concentración molar del catalizador dentro
del DCPD está preferiblemente dentro del intervalo de
aproximadamente el 0,0005% al 0,01% en peso, preferiblemente el
0,001% al 0,005%, preferiblemente aproximadamente el 0,001% en peso
calculado como el peso total de monómero a polimerizar.
La polimerización puede realizarse a temperatura
ambiente o a una temperatura algo elevada, por ejemplo dentro del
intervalo de 40ºC a 70ºC, con lo que ocurre una reacción exotérmica
durante la polimerización. Se prefiere el
post-curado dentro del intervalo de 120ºC a 200ºC,
preferiblemente a aproximadamente 105ºC durante aproximadamente
15-20 minutos.
Una composición básica típica a polimerizar está
compuesta, por ejemplo, por diciclopentadieno y el catalizador de
metátesis que inicia la reacción de polimerización de metátesis con
apertura de anillo del monómero cíclico. La cantidad de catalizador
añadido es preferiblemente del orden del 0,1-0,5% en
peso. Puede añadirse más, aunque no es crítico. Un material de
carga usado convencionalmente en el aislamiento eléctrico, puede
añadirse en las concentraciones dadas en este documento.
De acuerdo con una invención el sistema de
aislamiento contiene al menos un material de carga o una mezcla de
dichos materiales de carga. Los materiales de carga para los
sistemas de aislamiento eléctrico se conocen per se. Debe
tenerse cuidado de que las cargas y generalmente los aditivos no
afecten a la actividad del catalizador de polimerización. Las
cargas se seleccionan preferiblemente a partir del grupo que
comprende arenas purificadas naturales; óxidos de silicio e
hidróxidos de silicio; óxidos de aluminio e hidróxidos de aluminio,
óxidos de titanio e hidróxidos de titanio; óxidos e hidróxidos de
cinc; silicatos, preferiblemente silicatos de sodio/potasio,
aluminosilicatos de silicio; carbonatos minerales, preferiblemente
carbonato de calcio-magnesio o carbonatos de
calcio-silicio-magnesio;
geopolímeros, preferiblemente trolitas y/o zeolitas, basadas en
aluminosilicatos u otros metales alcalinotérreos, vidrios, mica,
partículas cerámicas. Los preferidos son los óxidos de silicio,
óxidos de aluminio, óxidos de titanio, silicatos, preferiblemente
óxidos de silicio (SiO_{2}, cuarzo), óxidos e hidróxidos de
aluminio, óxido de cinc, silicatos de sodio/potasio y/o
aluminosilicatos de silicio. La carga puede tratarse
superficialmente, por ejemplo, silanizarse o no tratarse o ser una
mezcla de las mismas.
El compuesto de carga mineral o la mezcla de
dichos compuestos puede tener un tamaño de grano medio (al menos el
50% de los granos) en el intervalo de 1,0 \mum a 200 \mum,
preferiblemente en el intervalo de 1 \mum a 100 \mum,
preferiblemente en el intervalo de 5 \mum a 50 \mum,
preferiblemente en el intervalo de 5 \mum a 40 \mum y
especialmente en el intervalo de 5 \mum a 35 \mum.
El poli(diciclopentadieno) oligomérico de
bajo peso molecular cíclico contiene al menos un material de carga
o una mezcla de dichos materiales de carga en una cantidad dentro
del intervalo del 40% al 80% en peso y en particular en el
intervalo del 60% al 80% en peso, preferiblemente en el intervalo
del 65% al 75% en peso, calculado respecto al peso total del
sistema de aislamiento, es decir el polímero, la carga y los
aditivos adicionales.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En una realización adicional de la presente
invención, el sistema de aislamiento eléctrico contiene al menos un
compuesto hidrófobo o una mezcla de dichos compuestos, especialmente
para mejorar las propiedades de auto-curado del
aislamiento eléctrico. Para este fin el monómero de
diciclopentadieno se mezcla uniformemente con el compuesto
hidrófobo o una mezcla de dichos compuestos, seleccionándose dichos
compuestos hidrófobos entre el grupo que comprende hidrocarburos
fluorados o clorados que pueden hacerse fluidos que contienen
unidades -CH_{2}-, unidades -CHF-, unidades
-CF_{2}-unidades -CF_{3}-, unidades -CHCl-,
unidades -C(Cl)_{2}-, unidades
-C(Cl)_{3}- o mezclas de las mimas; o un
organopolisiloxano cíclico, lineal o ramificado que puede hacerse
fluido. Dicho compuesto hidrófobo o dicha mezcla de dichos
compuestos pueden estar presentes en una forma encapsulada.
El compuesto hidrófobo preferiblemente tiene una
viscosidad en el intervalo de 50 cSt a 10.000 cSt, preferiblemente
en el intervalo de 100 cSt a 10.000 cSt, preferiblemente en el
intervalo de 500 cSt a 3000 cSt, medida de acuerdo con DIN 53 019 a
20ºC.
Preferiblemente, el compuesto hidrófobo
comprende un compuesto o mezcla de compuestos de fórmula general
(II):
en la
que
- R
- independientemente de los demás es un radical alquilo no sustituido o clorado o fluorado que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, aril(alquilo-C_{1}-C_{4}) o arilo;
- R_{1}
- independiente en cada aparición tiene una de las definiciones de R o R_{2}, siendo posible que dos sustituyentes terminales R_{1} unidos a diferentes átomos de Si, se tomen juntos para ser un átomo de oxígeno (= compuesto cíclico);
- R_{2}
- tiene una de las definiciones de R o es hidrógeno o un radical -(A)_{r}-CH=CH_{2};
- A
- es un radical -C_{s}H_{2s}-, donde
- s
- es un número entero de 1 a 6;
- r
- es cero o uno;
- m
- es como promedio de cero a 5000;
- n
- es como promedio de cero a 100,
siendo la suma de [m + n] para compuestos no
cíclicos de al menos 20, y siendo arbitraria la secuencia de grupos
-[Si(R)(R)O] - y -
[Si(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula.
Se prefiere el compuesto de la fórmula (II), en
el que R independientemente de los demás es un radical alquilo no
sustituido o fluorado que tiene de 1 a 4 átomos de carbono o fenilo;
A es un radical -(CH_{2})-, m es como promedio de 20 a 5000; n es
como promedio de 2 a 100; la suma de [m + n] para compuestos no
cíclicos está como promedio en el intervalo de 20 a 5000 y la
secuencia de grupos -[Si(R)(R)O]- y -[Si
(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula es arbitraria.
Se prefiere el compuesto de fórmula (II), en el
que R independientemente de los demás es
3,3,3-trifluoropropilo, monofluorometilo,
difluorometilo o alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono; A es
un radical -(CH_{2})-; m es como promedio de 50 a 1500; n es como
promedio de 2 a 20; la suma de [m + n] para compuestos no cíclicos
está como promedio en el intervalo de 50 a 1500, y la secuencia de
grupos -[Si(R)(R)O]- y
-[Si(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula es
arbitraria. Lo más preferido es un compuesto de fórmula (II) en el
que cada R es metilo.
Los compuestos cíclicos preferidos de fórmula
(II) son aquellos que comprenden 4-12 y
preferiblemente 4-8 unidades
-[Si(R)(R)O] o unidades
-[Si(R_{1})(R_{2})O] o una mezcla de estas
unidades.
Se prefieren adicionalmente compuestos de
fórmula (II) que comprenden un polidimetilsiloxano cíclico, lineal
o ramificado que contiene adicionalmente grupos vinilo o grupos
alilo, preferiblemente un organovinilpolisiloxano cíclico, lineal o
ramificado. El compuesto hidrófobo puede encapsularse.
El compuesto hidrófobo se añade al monómero de
diciclopentadieno preferiblemente en una cantidad del 0,1% al 10%,
preferiblemente en una cantidad del 0,25% al 5% en peso,
preferiblemente en una cantidad del 0,25% al 3% en peso, calculado
respecto al peso del monómero de diciclopentadieno.
El poli(diciclopentadieno) puede
procesarse usando procesos de plástico tradicionales incluyendo
moldeo por inyección reactiva (RIM), moldeo con molde abierto,
moldeo por transferencia de resina (RTM) y otros procesos
conocidos. La mezcla de resina de diciclopentadieno con cargas puede
realizarse, por ejemplo, con una mezcladora convencional, una
brabender, una extrusora o una máquina de moldeo por inyección. El
catalizador puede añadirse antes o después de combinar la resina
con la carga dependiendo del proceso y la reactividad de la mezcla.
La reactividad del polímero puede ajustarse con una cantidad
adecuada de catalizador dependiendo del proceso usado.
El sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo
con la presente invención puede contener opcionalmente aditivos
adicionales. Dichos aditivos son pigmentos, antioxidantes,
estabilizadores de luz y modificadores poliméricos. Para
polimerizar la mezcla de monómero de diciclopentadieno, se añaden
todos los aditivos y se mezclan bien con el monómero.
Preferiblemente todos los aditivos se mezclan con el monómero, con
lo que el catalizador se añade al final antes de la polimerización
si la velocidad de polimerización es alta. Los aditivos se
seleccionan de manera que no influyan negativamente en la actividad
del catalizador, lo que no es un problema para el especialista en
la técnica.
Como el poli(diciclopentadieno) contiene
dobles enlaces insaturados el polímero puede someterse a oxidación.
Por lo tanto, se añade preferiblemente algo de antioxidante,
preferiblemente una concentración de hasta el 1,5% en peso
calculado respecto al peso total de la composición. Preferiblemente
se usan antioxidantes fenólicos o de amina tales como
2,6-terc-butil-p-cresol,
N,N'-difenil-p-fenilendiamina.
Otros aditivos son elastómeros tales como goma
natural, goma de butilo, poliisopreno, polibutadieno,
poliisobutileno, copolímero de etileno-propileno,
copolímero de
estireno-butadieno-estireno,
copolímero de
estireno-isopreno-estireno y/o
copolímero de etileno-propileno. Estos aditivos
pueden añadirse con la condición de que los valores de viscosidad
que no se hagan muy altos.
Los usos preferidos de los sistemas de
aislamiento producidos de acuerdo con la presente invención son
aislamientos de alta tensión para uso en exterior, especialmente
para aisladores de exterior asociados con líneas de alta tensión
como aisladores de varilla larga, compuestos y de tipo tapón y
también para aisladores de base en el sector de media tensión, en
la producción de aisladores asociados con interruptores de corriente
de exterior, transductores de medición, pasacables y protectores de
sobretensión, en la construcción de conmutadores, en interruptores
de corriente, transformadores de tipo seco y máquinas eléctricas,
como materiales de recubrimiento para transistores y otros
elementos semiconductores y/o para impregnar componentes eléctricos.
La presente invención se refiere adicionalmente a artículos
eléctricos que contienen un sistema de aislamiento eléctrico de
acuerdo con la presente invención. Los siguientes ejemplos ilustran
la invención.
Una formulación (1A), que es un ejemplo de
referencia, se prepara mezclando los siguientes componentes: 100
partes de diciclopentadieno (Prometa XP100 de Cymetech, Ltd.); y 0,2
partes de catalizador Grubbs (por ejemplo,
[1,3-bis-(2,4,6-trimetilfenil)-2-imidazolidiniliden]dicloro(fenilmetilen)
(triciclohexilfosfina) de rutenio; o
dicloro[[2-(1-metiletoxi)fenil]metilen]
(triciclohexilfosfina) de rutenio.
Se prepara una formulación (1B) añadiendo 185
partes de polvo de sílice seco (Millisil® B12 de Silhelco)que
tiene un tamaño de partícula promedio (d_{50%}) de 16 \mum a
los componentes usados en la formulación (1A). El diciclopentadieno
se mezcla con harina de sílice pre-secada hasta que
se obtiene una mezcla homogénea. El catalizador se añade después de
manera que el diciclopentadieno reacciona y polimeriza para formar
un polímero de poli(diciclopentadieno) reticulado de alto
peso molecular.
La fase de mezcla se realiza con una mezcladora
convencional, una brabender, una extrusora o una máquina de moldeo
por inyección. El molde se llena a temperatura ambiente, se
desgasifica, se cura a temperatura ambiente (25ºC) durante cuatro
horas y se post-cura a 140ºC durante una hora para
permitir que el diciclopentadieno reaccione completamente y forme
un poli(diciclopentadieno) reticulado de alto peso
molecular.
(Ejemplo
Comparativo)
Las propiedades del
poli(diciclopentadieno) no cargado preparado de acuerdo con
el Ejemplo 1, formulación (1A), se comparan con las propiedades de
epoxis curadas con anhídrido no cargadas. La comparación de las
propiedades se da en la Figura 1 (como la Tabla 1).
(Ejemplo
Comparativo)
La evolución de la constante dieléctrica a 50 Hz
de poli(diciclopentadieno) no cargado se hizo análoga a la
del Ejemplo 1 formulación (1A), se compara con epoxis curadas con
anhídrido no cargadas. La comparación de las propiedades se da en
la Figura 2.
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(Ejemplo
Comparativo)
La evolución de las pérdidas dieléctricas a 50
Hz de poli(diciclopentadieno) no cargado preparado de acuerdo
con el Ejemplo 1 se compara con epoxis curadas con anhídrido. La
comparación de las propiedades se da en la Figura 3.
Figura 1 (como Tabla 1). Comparación de las
propiedades de epoxis curadas con anhídrido y
poli(diciclopentadieno).
Figura 2. Evolución de la constante
dieléctrica a 50 Hz de epoxi y de poli(diciclopentadieno) con
la temperatura.
\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
Figura 3. Evolución de las pérdidas
dieléctricas a 50 Hz de poli(diciclopentadieno) no cargado
comparado con epoxis curadas con anhídrido no cargadas.
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Claims (22)
1. Sistema de aislamiento eléctrico de alta
tensión, útil como un aislamiento para alta tensión para uso en
exterior, que contiene un material de carga o una mezcla de
materiales de carga y opcionalmente aditivos adicionales,
caracterizado por que dicho sistema de aislamiento eléctrico
comprende poli(diciclopentadieno) como el componente
principal y en el que dicho material de carga mineral o dicha mezcla
de materiales de carga tiene un tamaño de grano medio (al menos el
50% de los granos) en el intervalo de 1,0 \mum a 200 \mum y está
presente en una cantidad dentro del intervalo del 5% al 85% en
peso, calculado respecto al peso total del sistema de
aislamiento.
2. Sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho
poli(diciclopentadieno) se ha obtenido polimerizando
diciclopentadieno o una resina de poli(diciclopentadieno)
oligomérica de bajo peso molecular del mismo, en presencia de un
catalizador de apertura de anillo por metátesis adecuado.
3. Sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho
poli(diciclopentadieno) contiene al menos un compuesto
hidrófobo o una mezcla de dichos compuestos, preferiblemente un
organopolisiloxano, en una cantidad del 0,1% al 10% en peso,
calculado respecto al peso total del sistema de aislamiento.
4. Sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3,
caracterizado por que dicho poli(diciclopentadieno)
se ha producido por polimerización de diciclopentadieno en presencia
de un sistema de catalizador de metátesis, seleccionado
preferiblemente entre sales de volframio o rutenio.
5. Sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo
con la reivindicación 4, caracterizado por que la cantidad
de catalizador añadido es del orden del 0,1-0,5% en
peso.
6. Aislamiento eléctrico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
caracterizado por que el sistema de aislamiento contiene al
menos un material de carga o una mezcla de dichos materiales de
carga seleccionados entre el grupo que comprende arenas purificadas
naturales; óxidos e hidróxidos de silicio; óxidos e hidróxidos de
aluminio; óxidos e hidróxidos de titanio, óxidos e hidróxidos de
cinc; silicatos, preferiblemente silicatos de sodio/potasio,
aluminosilicatos de silicio; carbonatos minerales, preferiblemente
carbonato de calcio-magnesio o carbonatos de
calcio-silicio-magnesio;
geopolímeros, preferiblemente trolitas y/o zeolitas basadas en
aluminosilicatos u otros metales alcalinotérreos, vidrios, mica,
partículas cerámicas, preferiblemente óxidos de silicio, óxidos de
aluminio, óxidos de titanio, silicatos, preferiblemente óxidos de
silicio (SiO_{2,} cuarzo), óxidos e hidróxidos de aluminio, óxido
de cinc, silicatos de sodio/potasio y/o aluminosilicatos de
silicio, que opcionalmente se tratan superficialmente,
preferiblemente se silanizan.
7. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado por que el compuesto de carga
mineral de la mezcla de dichos compuestos tiene un tamaño de grano
medio (al menos el 50% de los granos) en el intervalo de 5 \mum a
50 \mum, preferiblemente en el intervalo de 5 \mum a 40 \mum y
especialmente en el intervalo de 5 \mum a 35 \mum.
8. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que el material de
carga mineral o la mezcla de materiales de carga está presente en
una cantidad dentro del intervalo del 40% al 80% en peso,
particularmente en el intervalo del 60% al 80% en peso,
preferiblemente en el intervalo del 65% al 75% en peso, calculado
respecto al peso total del aislamiento.
9. Aislamiento eléctrico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-8,
caracterizado por que dicho sistema de aislamiento eléctrico
contiene al menos un compuesto hidrófobo o una mezcla de dichos
compuestos seleccionados entre el grupo que comprende hidrocarburos
fluorados o clorados que pueden hacerse fluidos que contienen
unidades -CH_{2}-, unidades -CHF-, unidades -CF_{2}-, unidades
-CF_{3}-, unidades -CH-Cl-, unidades
-C(Cl)_{2}-, unidades -C(Cl)_{3}- o
mezclas de los mismos; o un organopolisiloxano que puede hacerse
fluido, cíclico, lineal o ramificado, en el que dicho compuesto
hidrófobo opcionalmente está presente en forma encapsulada.
10. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado por que dicho compuesto
hidrófobo tiene una viscosidad en el intervalo de 50 cSt a 10.000
cSt, preferiblemente en el intervalo de 100 cSt a 10.000 cSt,
preferiblemente en el intervalo de 500 cSt a 3.000 cSt medido de
acuerdo con DIN 53 019 a 20ºC.
11. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado por que dicho compuesto
hidrófobo corresponde a la fórmula general (II):
\newpage
en la
que
R independientemente de los demás es un radical
alquilo no sustituido o clorado o fluorado que tiene de 1 a 8
átomos de carbono, aril(alquilo
C_{1}-C_{4}) o arilo;
R_{1} independientemente en cada aparición
tiene una de las definiciones de R o R_{2}, siendo posible que
dos sustituyentes terminales R_{1} unidos a diferentes átomos de
Si, se tomen juntos para ser un átomo de oxígeno (= compuesto
cíclico);
R_{2} tiene una de las definiciones de R o es
hidrógeno o un radical
-(A)_{r}-CH=CH_{2};
A es un radical -C_{s}H_{2s}, donde
s es un número entero de 1 a 6;
r es cero o uno;
m es como promedio de cero a 5000;
n es como promedio de cero a 100;
la suma de [m+n] para compuestos no cíclicos es
de al menos 20, y la secuencia de grupos -[Si(R)(R)O]-
y -[Si(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula es
arbitraria.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Asilamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado por que se usa un compuesto
de fórmula (II), en el que R independientemente de los demás es un
radical alquilo no sustituido o fluorado que tiene de 1 a 4 átomos
de carbono o fenilo; A es un radical -(CH_{2})-, m es como
promedio de 20 a 5000; n es como promedio de 2 a 100; la suma de
[m+n] para compuestos no cíclicos está como promedio en el intervalo
de 20 a 5000 y la secuencia de grupos -[Si(R)(R)O]- y
-[Si(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula es
arbitraria.
13. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado por que se usa un compuesto
de fórmula (II), en el que R independientemente de los demás es
3,3,3-trifluoropropilo, monofluorometilo,
difluorometilo o alquilo que tiene 1-4 átomos de
carbono; A es un radical -(CH_{2})-; m es como promedio de 50 a
1500, n es como promedio de 2 a 20; la suma de [m+n] para
compuestos no cíclicos está como promedio en el intervalo de 50 a
1500 y la secuencia de grupos -[Si(R)(R)O]- y
-[Si(R_{1})(R_{2})O]- en la molécula es
arbitraria, preferiblemente en la que cada R es metilo.
14. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado por que el compuesto de
fórmula (II) es un compuesto cíclico que comprende
4-12 y preferiblemente 4-8 unidades
-[Si(R)(R)O]- o unidades
-[Si(R_{1})(R_{2})O]- una mezcla de estas
unidades, preferiblemente un polidimetilsiloxano cíclico, lineal o
ramificado que adicionalmente contiene grupos vinilo o grupos
arilo, preferiblemente un organovinilpolisiloxano cíclico, lineal o
ramificado, estando dichos silanos opcionalmente encapsulados.
15. Aislamiento eléctrico de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 11-14,
caracterizado por que el compuesto de fórmula (II) se añade
en una cantidad del 0,25% al 5%, preferiblemente en una cantidad del
0,25% al 3% en peso, calculado respecto al peso de monómero de
diciclopentadieno.
16. Aislamiento eléctrico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-15,
caracterizado por que los aditivos que pueden estar
presentes se seleccionan entre pigmentos, antioxidantes,
estabilizadores de luz y modificadores poliméricos.
17. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado por que el antioxidante es
un antioxidante fenólico o de amina seleccionado preferiblemente
entre
2,6-terc-butil-p-cresol
y
N,N'-difenil-p-fenilen
diamina y se añade en una concentración de hasta el 1,5% en peso
calculada respecto al peso total de la composición.
18. Aislamiento eléctrico de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado por que el elastómero
añadido se selecciona entre el grupo que comprende goma natural,
goma de butilo, poliisopreno, polibutadieno, poliisobutileno,
copolímero de etileno-propileno, copolímero de
estireno-butadieno-estireno,
copolímero de
estireno-isopreno-estireno y
copolímero de etileno-propileno.
19. Aislamiento eléctrico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-18,
caracterizado por que dichos aislamientos eléctricos son
aislamientos de alta tensión para uso en el exterior,
preferiblemente aisladores de exterior asociados con líneas de alta
tensión, como aisladores de varilla larga, compuestos y de tipo
tapón y también para aisladores de base en el sector de media
tensión, aisladores asociados con interruptores de corriente de
exterior, transductores de medición, pasacables y protectores de
sobretensión, en la construcción de conmutadores, en interruptores
de corriente, transformadores de tipo seco y máquinas
eléctricas.
20. Artículos eléctricos que contienen un
sistema de aislamiento eléctrico de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-18.
21. Método de fabricación de un sistema de
aislamiento eléctrico como se ha defino en una cualquiera de las
reivindicaciones 1-18, caracterizado por (i)
mezclar monómero de diciclopentadieno o una resina de
poli(diciclopentadieno) oligomérica de bajo peso molecular
del mismo, el catalizador de apertura de anillo por metátesis y
cualquier aditivo que esté opcionalmente presente en cualquier
secuencia deseada, (ii) opcionalmente aplicar la mezcla obtenida a
la superficie de un artículo conformado y (iii) polimerizar la
mezcla.
22. El uso de poli(diciclopentadieno),
que opcionalmente contiene aditivos adicionales, para la producción
de un sistema de aislamiento eléctrico de alta tensión como se ha
definido en una cualquiera de las reivindicaciones
1-18.
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