ES2348696T3

ES2348696T3 - Cable con aislamiento termoplastico.

Info

Publication number: ES2348696T3
Application number: ES04017147T
Authority: ES
Inventors: Pirjo Jaaskelainen; Bo Malm; Magnus Palmlof; Merja Poikela; John Haugen; Markus Gahleitner; Karl-Michael Jager; Nigel Hampton
Original assignee: Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2010-12-10
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: US7619165B2; BRPI0513556A; ATE481452T1; KR20070044021A; EP1619217B1; CA2574159C; WO2006007918A1; DE602004029150D1; EA200700080A1; PL1619217T3; CA2574159A1; CN1989197A; KR100997609B1; EA010382B1; EP1619217A1; CN1989197B; US20080093104A1

Abstract

Capa aislante para cables que consta de una resina, por lo que dicha resina está constituida por una composición polimérica heterofásica (A) que comprende una matriz de polipropileno (1) con una entalpía de fusión de 25 a 70 J/g a una temperatura comprendida entre 135 y 170ºC determinada por DSC de conformidad con la norma ISO 11357 y disperso en su interior un copolímero de propileno (2) con un tamaño promedio ponderado de partícula inferior a 1 μm, y una entalpía de fusión de 0,5 a 75 J/g a una temperatura comprendida entre 100 y 130ºC determinada por DSC de conformidad con la norma ISO 11357.

Description

Cable con aislamiento termoplástico.

La presente invención se refiere a una capa aislante para cables, en particular a capas aislantes que comprenden una composición polimérica heterofásica con propiedades mecánicas y eléctricas superiores y de escaso impacto medioambiental. Además, la presente invención está relacionada con un proceso para producir la capa aislante así como con el uso de la misma. Asimismo, la invención también se relaciona con un cable que contiene la capa aislante inventiva así como con un proceso para la fabricación del mismo que comprende dicha capa aislante inventiva.

Hoy en día, los productos de polímero de etileno se utilizan como blindajes aislantes y semiconductores para cables de baja, media y alta tensión, respectivamente, debido a su fácil procesabilidad y a sus ventajosas propiedades eléctricas. Adicionalmente, en las aplicaciones de baja tensión por lo general también se utiliza como material aislante el cloruro de polivinilo (PVC), normalmente en combinación con ablandadores para obtener cables con la blandura adecuada. Un inconveniente del PVC reside en que la temperatura de operación está restringida a 70ºC según estandarización. Esto ha de entenderse en relación con el hecho de que el PVC tiene un rendimiento mecánico restringido a temperaturas elevadas. Además, los ablandadores tienen que añadirse al PVC con el fin de mantener un alto nivel de flexibilidad. Los ablandadores en cantidades insuficientes reducen significativamente las propiedades de temperatura baja del PVC. Desde un punto de vista medioambiental, estos ablandadores a veces contaminan por lo que es conveniente que sean eliminados.

Los cables que incorporan capas de polietileno operan comúnmente a 70ºC. No obstante, es necesario hallar temperaturas operacionales superiores lo que requiere, por tanto, el entrecruzamiento del polietileno, puesto que de lo contrario se ablandaría o incluso fundiría. Por lo tanto, en el sector del cable, la cubierta que envuelve al conductor consiste generalmente en materiales de polietileno entrecruzado que le confiere un rendimiento mecánico satisfactorio aún bajo calentamiento por el uso continuo y condiciones de sobrecarga de corriente a la vez que mantiene un elevado nivel de flexibilidad.

Por otro lado, una desventaja asociada a estos elementos es que los productos entrecruzados son difíciles de reciclar. Además, en algunos casos la lámina protectora exterior está compuesta de cloruro de polivinilo (PVC) el cual es difícil de separar por métodos convencionales de las poliolefinas entrecruzadas contenidas en los rellenos inorgánicos. Cuando el cable ha alcanzado el final de su vida operacional, debe eliminarse en su totalidad y, en caso de combustión, se generan productos clorados elevadamente tóxicos.

En el caso de que los cables se hayan curado con peróxido, la etapa de entrecruzamiento en sí es el factor limitante en términos de velocidad lineal. Además, a la hora de procesar dichos cables por extrusión, es importante que el entrecruzamiento no se produzca hasta que la mezcla haya salido del extrusor, puesto que el entrecruzamiento prematuro o la pre-vulcanización imposibilitan el mantenimiento de una capacidad de producción uniforme y, por consiguiente, la calidad del producto resultante será insatisfactoria. El entrecruzamiento o pre-curado dentro del extrusor da lugar a la gelificación y la adhesión del gel de polímero a las superficies del equipo, con el consiguiente riesgo de
obstrucción.

Debido al motivo anterior, es necesario encontrar nuevas composiciones de capas que permitan una temperatura operacional superior a la de los materiales de polietileno o PVC, preferiblemente una temperatura operacional de al menos 90ºC. Además, la nueva capa aislante reducirá el fenómeno de pre-vulcanización permitiendo también una alta velocidad de extrusión. Igualmente, las propiedades mecánicas se verán mejoradas, en particular la resistencia al impacto y la resistencia a la tracción.

En la EP 0893801 A1 se revelan componentes de polímero de propileno adecuados como material de lámina aislante. En esta patente se describe particularmente una composición de un homo o copolímero cristalino de propileno mezclado con un copolímero de etileno con una \alpha-olefina que posee una baja densidad y una alta uniformidad estructural, en particular con una distribución elevadamente homogénea de la \alpha-olefina entre las moléculas de polímero. Sin embargo, la EP 0893801 A1 no expone la posibilidad de obtener una capa aislante apropiada para condiciones de altas temperaturas de operación que simultáneamente posea unas óptimas propiedades mecánicas.

La EP 1354901 describe una composición polimérica heterofásica de propileno que comprende una matriz y una fase dispersa en forma de partículas. En la WO01/37289 se describe un cable con un recubrimiento reciclable basado en un material termoplástico. La US 6342564 se refiere a copolímeros heterofásicos de polipropileno que son blandos y tienen buenas propiedades de temperatura baja, ópticas y de ajuste.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención es proporcionar una capa aislante respetuosa con el medio ambiente que permita una temperatura de operación de al menos 90ºC y que simultáneamente posea propiedades mecánicas incrementadas, en particular una alta resistencia al impacto y una buena resistencia a la tracción.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que dicho objeto se puede resolver mediante una capa aislante para cables que comprende una composición polimérica heterofásica constituida por un copolímero de propileno que tiene un tamaño específico de partícula.

\newpage

\global\parskip0.920000\baselineskip

Por lo tanto, la presente invención proporciona una capa aislante para cables que consta de una resina, por lo que dicha resina está constituida por una composición polimérica heterofásica (A) que comprende:

: una matriz de polipropileno (1) y disperso en su interior

: un copolímero de propileno (2) según la reivindicación 1.

Esta capa aislante no sólo es ecológica sino que también permite temperaturas de operación para cables de al menos 90ºC. Esto es debido al relativamente alto módulo elástico mostrado por la resina a temperaturas elevadas de relevancia en comparación con el del polietileno de alta densidad (HDPE), el PVC y el polietileno entrecruzado de baja densidad. Además, la capa aislante tiene propiedades mecánicas atractivas en términos de, por ejemplo, un equilibrio adecuado entre la resistencia al impacto y el módulo de flexión.

Las composiciones poliméricas heterofásicas de acuerdo con esta invención son aquellas que comprenden una matriz de propileno en la que está disperso un copolímero que tiene un orden estructural inferior al de la matriz.

Para la presente invención es importante que el tamaño de partícula del copolímero de propileno (2) sea al menos inferior a 1 \mum lo que permite una buena distribución de la partícula en la matriz e influye positivamente en la resistencia al impacto de la capa aislante. Asimismo, un bajo tamaño promedio de partícula disminuye el riesgo de que dichas partículas den lugar a la formación de grietas mejorando al mismo tiempo la posibilidad de que estas partículas no continúen aumentando las grietas o fisuras ya existentes. La distribución del tamaño de partícula del copolímero de propileno (2) en la matriz de polipropileno (1) se puede determinar mediante métodos microscópicos adecuados. Como ejemplos de tales métodos cabe destacar la microscopía de fuerza atómica (AFM), la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía electrónica de transmisión (TEM). Normalmente se requiere el grabado y/o la tinción de los especímenes para conseguir la resolución y nitidez necesarias de las imágenes. En la literatura se pueden encontrar ejemplos para determinar la distribución del tamaño de partícula y el cálculo del tamaño promedio ponderado de partícula. En Pölt et al., J. Appl. Polym. Sci. 78(2000) 1152-61 se describe un método apropiado que incluye el uso de SEM sobre especímenes teñidos con RuO_{4}. Este método de SEM se ha utilizado en la presente invención para determinar el tamaño promedio ponderado de partícula.

Tal y como se ha definido antes y se definirá posteriormente, es preferible que en la capa aislante el contenido de resina sea por lo menos del 90% en peso, de manera más preferida del 95% en peso.

Además, es preferible que la resina tenga una composición de poliolefina termoplástica. Por el término "material termoplástico" se entiende todo material que puede de ser fundido y solidificado repetidamente al incrementar y disminuir la temperatura de manera respectiva. Los materiales termoplásticos son aquellos que al ser calentados sufren un cambio más bien sustancialmente físico que químico. Estos materiales son en gran parte estructuras moleculares bi o unidimensionales.

El peso molecular se puede caracterizar por medio de su caudal de flujo en fusión (MFR) a 230ºC de conformidad con la norma ISO 1133. El caudal de flujo en fusión depende principalmente del peso molecular medio. Esto se debe al hecho de que las moléculas largas confieren al material una tendencia de flujo inferior que las cortas.

Un incremento del peso molecular implica una disminución del valor del MFR. El caudal de flujo en fusión (MFR) se mide en g/10 min del polímero descargado a partir de un troquel definido bajo condiciones de temperatura y presión especificadas y es una medida de la viscosidad del polímero en la que a su vez influye principalmente el peso molecular de cada tipo de polímero así como su grado de ramificación. El caudal de flujo en fusión medido bajo una carga de 2,16 kg (ISO 1133) se denomina MFR_{2}.

En la presente invención, es preferible que la resina tenga un MFR_{2} (medido de conformidad con la norma ISO 1133) de 0,5 a 50 g/10 min, más preferiblemente de 0,55 a 20 g/10 min, y mucho más preferentemente de 0,5 a 8 g/10 min. Además, se prefiere que la resina sea una composición de poliolefina termoplástica con un MFR_{2} de 0,5 a 50 g/10 min, más preferiblemente de 0,55 a 20 g/10 min, y mucho más preferiblemente de 0,5 a 8 g/10 min.

Además, es preferible que la densidad de la resina se encuentre en un rango determinado. La densidad influye en las propiedades de la capa aislante como son las características de resistencia al impacto y de contracción. Adicionalmente, la óptima dispersión de posibles aditivos en la resina depende de la elección correcta de la densidad. Por esta razón, debe establecerse un equilibrio entre estas propiedades. Para la capa aislante inventiva la resina tiene preferiblemente una densidad comprendida entre 0,89 y 0,95 g/cm^{3} y más preferentemente entre 0,90 y 0,93 g/cm^{3}. La densidad ha sido medida según la norma ISO 11883.

Con el fin de lograr un buen equilibrio de las propiedades en la capa aislante, es muy importante considerar la cantidad de matriz de propileno (1) y la de copolímero de propileno (2) disperso en la misma (1). La matriz confiere a la capa aislante la rigidez y la resistencia a la tracción mientras que el copolímero de propileno (2) mejora la resistencia al impacto. Por tanto, se prefiere que la composición (A) comprenda del 50 al 90% en peso de matriz de polipropileno (1), más preferentemente del 55 al 85% en peso y mucho más preferiblemente del 60 al 80% en peso.

Por otro lado, como se ha indicado previamente, la cantidad y el tamaño de partícula del copolímero de propileno (2) influyen positivamente en la resistencia al impacto. Por consiguiente, se prefiere que la composición (A) comprenda del 10 al 50% en peso de copolímero de propileno (2) disperso en la matriz de propileno (1), más preferentemente del 15 al 45% en peso y mucho más preferiblemente del 20 al 40% en peso.

De manera opcional, el copolímero de propileno (2) puede incluir también polietileno cristalino pero en una cantidad inferior al 10% en peso, más preferiblemente un 5% en peso y mucho más preferiblemente un 2% en peso del total de copolímero de propileno (2).

Normalmente, las composiciones poliméricas heterofásicas constan de una matriz (1) en la que se dispersa de manera adicional un componente de polímero. Por tanto, la matriz (1) puede ser de naturaleza homo o copolimérica.

El término "homopolímero" utilizado en el presente documento se refiere a polipropileno isotáctico que sustancialmente, es decir, hasta al menos un 98%, está constituido por unidades de propileno. Preferentemente, este homopolímero se compone de un 99% en peso, más preferiblemente de un 99,5% en peso de unidades de propileno.

No obstante, en la presente invención se prefiere que la matriz (1) sea un copolímero de propileno y más preferiblemente un copolímero aleatorio de propileno. Un copolímero aleatorio es el que está constituido por secuencias alternas de dos unidades monoméricas de longitud aleatoria (incluyendo moléculas sencillas).

Por lo tanto, según esta definición se prefiere que el copolímero aleatorio de propileno comprenda por lo menos un comonómero escogido del grupo consistente en etileno y \alpha-olefina C_{4}-C_{8}. Las \alpha-olefinas C_{4}-C_{8} preferidas son 1-butano, 1-pentano, 4-metil-1-pentano, 1-hexano, 1-heptano o 1-octano, más preferiblemente 1-butano. El copolímero aleatorio de propileno más preferido se compone de propileno y etileno.

Preferentemente, el contenido de comonómero en la matriz de polipropileno (1) es de 0,5 a 10% en peso, más preferiblemente de 1 a 8% en peso y mucho más preferiblemente de 2 a 6% en peso.

La incorporación de comonómero reduce tanto el punto de fusión como la cristalinidad de la matriz de polipropileno, consiguiéndose esto último reduciendo la entalpía de fusión tal y como se determina por DSC (ISO 11357). En el caso de que el comonómero sea el etileno, los puntos de fusión de dichos polímeros están preferiblemente comprendidos entre 120 y 162ºC, más preferentemente entre 130 y 160ºC, mientras que las entalpías de fusión se encuentran preferiblemente entre 40 y 95 J/g, más preferentemente entre 60 y 90 J/g.

Para obtener una óptima combinación de la procesabilidad y las propiedades mecánicas requeridas, la incorporación del comonómero se puede controlar de tal modo que una parte del polipropileno contenga más comonómero que la otra. Con el fin de garantizar la idoneidad prevista por la presente patente estas diferencias intrapoliméricas en el contenido de comonómero no deben exceder un nivel en el que todavía se pueda obtener una miscibilidad total de todas las partes del polímero. Algunos polipropilenos adecuados se describen, por ejemplo, en la EP 1270628 (Copolímero aleatorio de propileno y proceso de producción).

Es particularmente preferible que el copolímero de propileno (2), como se ha definido antes, sea sustancialmente amorfo. Los copolímeros amorfos, normalmente denominados "cauchos" en términos técnicos, son especialmente adecuados para mejorar la resistencia al impacto y la flexibilidad de la capa aislante cuando se incorporan en la matriz de polipropileno (1). Un polímero es amorfo cuando no posee un orden definido o estructura cristalina, lo cual se manifiesta por una ausencia de punto de fusión y entalpía cuando se investiga utilizando DSC. El término "sustancialmente amorfo" significa que el copolímero de propileno puede tener una cristalinidad residual inferior a un nivel correspondiente de una entalpía de fusión de 10 J/g.

Preferentemente, el copolímero de propileno (2) disperso en la matriz de polipropileno (1) comprende al menos un comonómero escogido del grupo consistente en etileno y \alpha-olefina C_{4}-C_{8} Las \alpha-olefinas C_{4}-C_{8} preferidas son 1-butano, 1-pentano, 4-metil-1-pentano, 1-hexano, 1-heptano o 1-octano, más preferiblemente 1-butano. El copolímero de propileno (2) sustancialmente amorfo más preferido es el denominado "caucho de etileno-propileno" (EPR), que contiene del 30 al 70% en peso de unidades de etileno y del 70 al 30% en peso de unidades de propileno. Opcionalmente, este copolímero puede contener también unidades de dieno, cuya denominación técnica es "caucho de etileno-propileno-dieno" (EPDM). Aunque el EPR se puede producir bien directamente en un sólo paso de la polimerización del polipropileno o bien ser añadido como un componente separado en un paso subsiguiente de mezclado o mezcla en estado fundido, el EPDM únicamente se puede añadir en el mencionado último paso.

Preferentemente, el contenido de comonómero del comonómero de propileno (2) es del 20 al 80% en peso, más preferiblemente del 30 al 70% en peso y mucho más preferiblemente del 60 al 65% en peso.

Además de la composición polimérica heterofásica (A) la resina puede comprender adicionalmente y de manera preferible un polietileno (B). Con este polietileno (B), las propiedades mecánicas se pueden adaptar además a las circunstancias medioambientales, es decir, si se requiere una mejora adicional de la resistencia al impacto, blandura o resistencia a la fractura blanca (blanqueamiento), esto se puede conseguir incorporando un polietileno adecuado (B). El módulo del polietileno añadido debe ser inferior al de la matriz de polipropileno (1) para asegurar una influencia positiva. Se prefiere que el polietileno utilizado tenga una densidad igual o inferior a 930 kg/m^{3}, incluyendo tanto los polietilenos de baja densidad (PE-LD) producidos en un proceso de alta presión como los polietilenos lineales de baja densidad (PE-LLD) producidos en un proceso de baja presión. Para las composiciones aislantes para cables el PE-LD obtenido con un bajo contenido en cenizas debido a la ausencia de catalizador en el proceso de polimerización puede suponer una ventaja adicional.

Además, al añadir el polietileno (B), como se ha definido previamente, a la resina constituida por la composición polimérica heterofásica (A), se mejora la resistencia al impacto tal y como puede observarse por los valores superiores determinados por la prueba de impacto Charpy. Esta prueba es un ensayo destructivo de resistencia al impacto consistente en colocar el espécimen opcionalmente con muesca en posición horizontal entre dos soportes y aplicarle un golpe de intensidad conocida el cual, bajo condiciones normales, lo fracturaría. La absorción de energía (amortiguación) en este proceso de fractura se registra como una medida de la resistencia al impacto.

Los polietilenos preferidos utilizados para modificar la composición del aislante tienen una densidad de 910 a 930 kg/m^{3}. En un polietileno de baja densidad (PE-LD), la cristalinidad y la densidad reducidas se deben a una estructura ramificada aleatoria de las moléculas de polímero, mientras que en un polietileno lineal de baja densidad (PE-LLD) se utilizan a modo de comonómeros las \alpha-olefinas superiores como el 1-butano, 1-hexano o 1-octano para conseguir un efecto análogo. El material resultante es relativamente blando, flexible y duro que resistirá el calor moderado.

Preferentemente, el polietileno (B) está presente en una cantidad del 0 al 50% en peso, más preferiblemente del 20 al 45% en peso y mucho más preferiblemente del 30 al 40% en peso. Adicionalmente, se prefiere que el polietileno (B) se incorpore a la resina cuando contenga por lo menos un 20% de composición (A).

Más preferiblemente, la composición (A) varía entre el 80 y el 55% en peso y mucho más preferiblemente entre el 70 y el 60% en peso.

La fracción de la matriz de polipropileno (1) presente en la composición del aislante tiene una entalpía de fusión de 25 a 70 J/g a una temperatura de fusión de 130 a 170ºC. Además, la fracción cristalina residual del copolímero de propileno (2) tiene una entalpía de fusión de 0,5 a 75 J/g a una temperatura de fusión de 100 a 130ºC. La fusión de la composición del aislante se debe realizar a temperaturas superiores a 100ºC para garantizar la resistencia suficiente a temperaturas ambientales y al calentamiento resistivo. Asimismo, se prefiere que la fracción cristalina residual del polietileno (B) tenga una entalpía de fusión de 0,5 a 75 J/g a una temperatura de fusión de 100 a 120ºC.

El módulo de flexión es la relación, dentro del límite elástico, del esfuerzo aplicado en un espécimen de prueba en flexión, hasta la correspondiente tensión en sus fibras más externas. En el caso de capas aislantes para cables se considera si el módulo de flexión medido de conformidad con la norma ISO 178 no excede los 1000 MPa, más preferiblemente los 700 MPa, todavía más preferentemente varía entre los 250 y 650 MPa, aún más preferiblemente entre los 300 y 600 MPa y mucho más preferiblemente entre los 340 y 530 MPa. Por consiguiente, se prefiere que el polímero del aislante antes descrito tenga un módulo de tracción comprendido entre 300 y 600 MPa, más preferentemente entre 350 y 550 MPa. El módulo de tracción ha sido determinado según la norma ISO 178.

Además, se prefiere que el alargamiento de rotura de conformidad con la norma ISO 527 sea al menos del 200%, más preferiblemente que varíe entre 250 y 550%, todavía más preferiblemente entre 350 y 530%, y mucho más preferentemente entre 370 y 490%. Lo más preferible es que las propiedades expresadas por el módulo de flexión y el de tracción así como por el alargamiento de rotura se cumplan simultáneamente.

La resistencia al impacto según Charpy es un ensayo destructivo de resistencia al impacto consistente en colocar el espécimen opcionalmente con muesca en una posición horizontal entre dos soportes y aplicarle un golpe de intensidad conocida el cual, bajo condiciones normales, lo fracturaría. La absorción de energía (amortiguación) en este proceso de fractura se registra como una medida de la resistencia al impacto. El impacto según Charpy ha sido medido de conformidad con las normas ISO 179/1eA (23ºC) e ISO 179/1eA (-20ºC). Se prefiere que los valores medidos a 23ºC por la prueba de impacto Charpy varíen entre 50 y 100 kJ/m^{2}, más preferiblemente entre 55 y 96 kJ/m^{2} y mucho más preferiblemente entre 80 y 95 kJ/m^{2}. Además, los valores medidos a -20ºC de acuerdo con la norma ISO 179/1eA varían preferiblemente entre 2 y 15 kJ/m^{2}, más preferentemente entre 8 y 14 kJ/m^{2}. Adicionalmente, se prefiere que las propiedades de resistencia al impacto medidas de conformidad con la norma ISO 179 y las propiedades expresadas por el módulo de flexión, el módulo de tracción y el alargamiento de rotura se cumplan simultáneamente.

Asimismo, la presente invención también contempla un proceso de producción del aislante inventivo por el que la matriz de polipropileno (1) se produce en uno o más reactores en fase líquida y opcionalmente en uno o más reactores en fase gaseosa seguido de la producción de un copolímero de propileno (2) en la fase gaseosa y añadiendo de manera opcional polietileno (B) mediante mezclado o polimerización in situ del etileno en el sistema del reactor. A continuación, se pueden añadir aditivos a la composición polimérica heterofásica (A) mediante cualquier tipo de operación de mezclado o mezcla.

La polimerización en fase líquida se puede llevar a cabo a temperaturas inferiores a 75ºC, preferiblemente de 60 a 65ºC y a una presión comprendida entre 60 y 90 bar, preferentemente entre 30 y 70 bar. Al realizarse la polimerización bajo estas condiciones preferidas, del 20 al 90% en peso, preferentemente del 40 al 80% en peso de los polímeros se polimerizan en los reactores en fase líquida. El tiempo de permanencia puede ser de 15 a 20 minutos.

El paso de polimerización en fase gaseosa se lleva a cabo de manera preferible transfiriendo directamente la mezcla de reacción de la fase líquida a la gaseosa sin eliminar los monómeros sin reaccionar, más preferiblemente a una presión superior a 10 bar. La temperatura de reacción empleada se encontrará generalmente entre 60 y 115ºC, más preferentemente entre 70 y 110ºC. La presión de reacción será de manera preferible superior a 5 bar y más preferiblemente variará entre 10 y 25 bar,

\hbox{y
el tiempo de permanencia estará comprendido preferiblemente  entre
0,1 y 5 horas.}

Es preferible utilizar un reactor de bucle a modo de dicho reactor en fase líquida aunque también se pueden emplear otros tipos de reactores como un reactor tanque. Según otra realización, la fase líquida se realiza en dos reactores en fase líquida y de manera preferible pero no necesaria en dos reactores de bucle. De este modo, se puede controlar fácilmente la distribución del comonómero. El contenido de comonómero se puede incrementar cuando se está produciendo la copolimerización en el reactor o reactores en fase gaseosa. Por tanto, el polímero de la matriz se puede adaptar ajustando las proporciones de comonómero en los diferentes reactores.

La polimerización se puede llevar a cabo utilizando cualquier catalizador para la polimerización de olefina estándar los cuales son bien conocidos por los expertos en la materia. Los sistemas catalizadores preferidos comprenden un catalizador estereoespecífico Ziegler-Natta común, un catalizador metalocénico y otros catalizadores organometálicos o de coordinación. Un sistema catalizador particularmente preferido es un catalizador Ziegler-Natta de alto rendimiento que posee un componente catalítico, un componente cocatalítico y opcionalmente un donador exterior. Por lo tanto, el sistema catalítico puede contener un componente de titanio y uno electrón/donador soportado sobre dicloruro de magnesio activado, un compuesto de trialquilaluminio como activador y un compuesto electrón/donador. Un sistema catalizador preferido adicional es un catalizador metalocénico con una estructura encadenada lo que confiere una elevada estereoactividad y el cual es un complejo activo impregnado con un portador. Por ejemplo, en FI 88047, EP 491566, EP 586390 y WO 98/12234 se describen sistemas catalíticos adecuados.

Además, la presente invención comprende el uso de la capa aislante inventiva antes descrita para cables, más preferiblemente para cables de media o alta tensión.

La presente invención también se relaciona con un cable nuevo consistente en al menos un conductor y por lo menos una capa aislante tal y como se ha definido previamente. Para aplicaciones de baja tensión el sistema del cable consistirá preferiblemente en un conductor y una capa aislante, o en un conductor, una capa aislante y una capa de revestimiento adicional, o en un conductor, una capa semiconductora y una capa aislante. Para aplicaciones de media y alta tensión dicho sistema de cable consistirá preferentemente en un conductor, una capa semiconductora interna, una capa aislante y una capa semiconductora externa, opcionalmente cubierta por una capa de revestimiento adicional. Las capas semiconductoras mencionadas están constituidas de manera preferible por una composición de poliolefina termoplástica que contiene una cantidad suficiente de rellenos sólidos eléctricamente conductores entre los que se prefiere el negro de carbón. Al menos una de las capas es la capa inventiva antes citada. Se prefiere que la capa aislante, más preferiblemente la

\hbox{capa aislante
inventiva,  contenga rellenos sólidos, más preferentemente negro de
carbón.}

En la capa aislante se pueden incorporar no sólo rellenos sólidos sino también cualquier otro aditivo apropiado para capas aislantes para cables.

Además, aparte de la capa aislante otras capas pueden comprender la resina antes definida. Por lo tanto, la capa semiconductora y/o la de revestimiento pueden incluir también la resina inventiva. Se prefiere que la resina contenida en las capas sea termoplástica, y más preferiblemente que las capas sean termoplásticas.

El cable final puede consistir también en conductores o núcleos múltiples (normalmente 1, 2, 3 ó 4) combinados con capas aislantes individuales y comunes.

Los cables que incorporan la capa inventiva tendrán una contracción muy baja, preferiblemente inferior al 1,25% medida de conformidad con AEIC CS5-94, más preferiblemente inferior al 1,15%, todavía más preferentemente inferior al 1,05% y mucho más preferiblemente inferior al 1,02%. Asimismo, el desplazamiento medido de acuerdo con IEC 60840 (1999) será preferiblemente inferior al 15%, más preferentemente inferior al 8%, todavía más preferiblemente inferior al 6,5%, y mucho más preferiblemente inferior al 5,5%. Adicionalmente, se prefiere que ambas propiedades de los cables, es decir, la contracción y el desplazamiento, se encuentren de manera simultánea dentro de los rangos establecidos definidos previamente.

La presente invención también contempla un proceso de producción de cables, tal y como se ha descrito antes, mediante extrusión de una capa o capas aislantes sobre el conductor o conductores seguido de la solidificación de los componentes de polímero termoplástico a velocidades lineales de hasta 300 a 400 m/min.

Más preferiblemente la solidificación se realiza al baño maría.

Ejemplos y métodos utilizados

\bullet: DMTA - Según la norma ISO 6721-2A, análisis realizado sobre especímenes colocados en placas que se moldean por compresión de 1 mm de grosor en modo de torsión a 1 Hz y una tasa de calentamiento de 2 K/min.

\bullet: DSC - Según la norma ISO 11357, calculado en especímenes cortados de 0,5 mg en un ciclo de calentamiento-enfriamiento-calentamiento con una tasa de calentamiento/enfriamiento de 10 k/min; los valores del punto de fusión (Tm) y entalpía de fusión (Hm) se determinaron en un segundo calentamiento.

\newpage

\global\parskip1.000000\baselineskip

\bullet: Densidad - Según la norma ISO 1183, medida sobre placas moldeadas por compresión.

\bullet: MFR - Según la norma ISO 1133, medido a 230ºC para PP y a 190ºC para PE.

\bullet: Módulo de flexión - Según la norma ISO 178, medido sobre especímenes moldeados por inyección de 80x10x4 mm, moldeados de conformidad con las condiciones estándar especificadas en la norma ISO 1873-2 no antes de 96 horas tras el moldeo.

\bullet: Alargamiento de rotura - Según la norma ISO 527, medido sobre especímenes en forma de hueso de perro (tipo "dog-bone") moldeados por inyección de 3 mm de grosor, moldeados de conformidad con las condiciones estándar especificadas en la norma ISO 1873-2 no antes de 96 horas tras el moldeo.

\bullet: Resistencia al impacto con entalla según Charpy - Según la norma ISO 179/1eA, medida sobre especímenes moldeados por inyección de 80x10x4 mm, moldeados de conformidad con las condiciones estándar especificadas en la norma ISO 1873-2 no antes de 96 horas tras el moldeo.

\bullet: Desplazamiento: Se refiere a que el aislante que rodea al conductor no está centrado. Puede evaluarse midiendo el grosor del aislante en diferentes posiciones. Los especímenes del ensayo son normalmente cortes realizados con microtomo. Los valores comprendidos entre el 3 y el 5% son habituales para el aislante PEX. Los estándares para cables pueden requerir valores inferiores al 15%. Las mediciones se determinaron de acuerdo con la norma IEC 60840 (1999).

\bullet: Contracción: Las especificaciones para cables requieren una contracción máxima del 4% tras 6 horas de recocido a 130ºC. La contracción se calcula como la diferencia de distancia que hay entre dos marcas dibujadas sobre la capa semiconductora externa antes y después de recocer completamente el núcleo del cable (conductor + aislante + capas semiconductoras interna y externa). Probado de acuerdo con AEIC CS5-94.

\bullet: Rotura: Referencia: H.G. Land, H. Schädlich, "Model cable test for evaluating the ageing behavior under water influence of compounds for medium voltage cables (Prueba de modelo de cable para evaluar el comportamiento del envejecimiento por efecto del agua de compuestos para cables de media tensión)", JoCable-91,24-28 Junio, 1991, Versalles, Francia, p. 177-182. Los valores se generaron sin previo envejecimiento debido a la exposición a un ambiente húmedo.

\bullet: TMA (análisis termomecánico): Una muestra cilíndrica pequeña de aproximadamente 5 mm de diámetro se coloca por debajo de una sonda de cuarzo con forma de V que mide la deformación por flexión a carga constante mientras se incrementa la temperatura de la muestra desde 10ºC/minuto hasta 180ºC.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA I

1

\newpage

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr}

2

TABLA III

3

Claims

1. Capa aislante para cables que consta de una resina, por lo que dicha resina está constituida por una composición polimérica heterofásica (A) que comprende una matriz de polipropileno (1) con una entalpía de fusión de 25 a 70 J/g a una temperatura comprendida entre 135 y 170ºC determinada por DSC de conformidad con la norma ISO 11357 y disperso en su interior un copolímero de propileno (2) con un tamaño promedio ponderado de partícula inferior a 1 \mum, y una entalpía de fusión de 0,5 a 75 J/g a una temperatura comprendida entre 100 y 130ºC determinada por DSC de conformidad con la norma ISO 11357.

2. Capa aislante según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene al menos un 90% en peso de resina.

3. Capa aislante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la resina tiene un MFR_{2}, medido de acuerdo con la norma ISO 1133, de 0,5 a 50 g/10 min.

4. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizada porque la resina tiene una densidad de 0,89 a 0,95 g/cm^{3}.

5. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizada porque la composición (A) comprende del 50 al 90% en peso de la matriz de polipropileno (1).

6. Capa aislante según la reivindicación 5, caracterizada porque la matriz de polipropileno (1) es un copolímero aleatorio de propileno.

7. Capa aislante según la reivindicación 6, caracterizada porque el copolímero aleatorio de propileno comprende por lo menos un comonómero escogido del grupo consistente en etileno y alfa-olefina C_{4}-C_{8}.

8. Capa aislante según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el contenido de comonómero en la matriz de polipropileno (1) es del 0,5 al 10% en peso.

9. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 8, caracterizada porque la composición (A) comprende del 10 al 50% en peso de copolímero de propileno (2) disperso en la matriz de polipropileno (1).

10. Capa aislante según la reivindicación 9, caracterizada porque el copolímero de propileno (2) tiene una entalpía de fusión inferior a 10 J/g.

11. Capa aislante según la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque el copolímero de propileno (2) comprende por lo menos un comonómero escogido del grupo consistente en etileno y alfa-olefina C_{4}-C_{8}.

12. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 9 a 11, caracterizada porque el contenido de comonómero en el copolímero de propileno (2) es del 30 al 70% en peso.

13. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 12, caracterizada porque la resina comprende además un polietileno (B).

14. Capa aislante según la reivindicación 13, caracterizada porque el polietileno (B) es un polietileno de baja densidad producido en un proceso de alta presión o un polietileno lineal de baja densidad producido en un proceso de baja presión.

15. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 13 a 14, caracterizada porque el polietileno (B) tiene una entalpía de fusión de 0,5 a 75 J/g a una temperatura comprendida entre 100 y 130ºC medida por DSC de conformidad con la norma ISO 11357.

16. Capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes a la 15, caracterizada porque la resina es una composición de poliolefina termoplástica.

17. Proceso de producción de una capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 16, caracterizada porque se produce una matriz de polipropileno (1) en uno o más reactores en fase líquida y opcionalmente en uno o más reactores en fase gaseosa seguido de la producción de un copolímero de propileno (2) en la fase gaseosa y añadiendo de manera opcional polietileno (B) mediante mezclado o polimerización in situ del etileno en el sistema del reactor.

18. Uso de la capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 16 para cables.

19. Uso de la capa aislante según la reivindicación 18 para cables de baja, media o alta tensión.

20. Cable constituido por al menos un conductor y al menos una capa aislante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 16.

21. Cable según la reivindicación 20, caracterizado porque comprende una capa semiconductora y/o una de revestimiento.

22. Cable según las reivindicaciones 20 ó 21, caracterizado porque la capa semiconductora y/o la de revestimiento comprende una resina como la de las reivindicaciones 1 a 17.

23. Cable según la reivindicación 21, caracterizado porque todas las capas son termoplásticas.

24. Cable según las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado porque la capa aislante contiene negro de carbón.

25. Proceso de producción de un cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 20 a 24 mediante extrusión de una capa o capas aislantes sobre el conductor o conductores seguido de la solidificación de los componentes de polímero termoplástico a velocidades lineales de hasta 300 a 400 m/min.

26. Proceso según la reivindicación 25, por el que la solidificación se realiza al baño maría.