ES2345030T3 - Cable con recubrimiento de un material compuesto. - Google Patents
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Abstract
Cable (1, 11) que comprende al menos un conductor eléctrico (2, 12) y al menos una capa de revestimiento (3, 14) sobre la base de un material compuesto que comprende: - al menos un polímero que contiene una cantidad predeterminada de grupos polares; y - al menos un material inorgánico con estructura laminar, tratado en la superficie con una cantidad predeterminada de un agente compatibilizador; siendo el compatibilizador seleccionado a partir del amonio cuaternario o sales de fosfonio de fórmula general (I): **(Ver fórmula)** en el que: - Y representa N o P; - R1 R2, R3 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, representan un grupo alquilo o hidroxialquilo C1-C20 lineal o ramificado; un grupo alquenilo o hidroxialquenil C1-C20 lineal o ramificado, un grupo -R5-SH o -R5-NH en el que R5 representa un grupo alquileno C1-C20 lineal o ramificado, un grupo arilo C6-C18; una grupo arilalquilo o alquilaril C7-C20; un grupo cicloalquilo C5-C18, dicho grupo cicloalquilo posiblemente conteniendo un heteroátomo como oxígeno, nitrógeno o azufre; - Xn- representa un anión como el ion cloruro, el ion sulfato o el ion fosfato; - n representa 1, 2 ó 3; en el que dicha predeterminada cantidad de grupos polares y dicha cantidad predeterminada de compatibilizador se seleccionan de forma tal que dichos material inorgánico exhibe, en el material compuesto, un valor espacio d en el análisis de difracción de rayos X por lo menos 20% mayor con respecto al valor de espacio d del material inorgánico, como tal, en donde el al menos un polímero es seleccionado entre los polímeros de baja polaridad con un contenido de heteroátomos entre 0,5% en peso y 7% en peso con respecto al peso del polímero, y el al menos un material inorgánico con estructura laminar seleccionado de los materiales inorgánicos con estructura laminar de baja polaridad obtenidos por tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula general (I) en la que al menos dos de los sustituyentes R1, R2, R3 y R4, representan un grupo alquilo C4-C20 lineal o ramificado, estando dicha cantidad entre 125 meq y 200 meq por 100 g de material inorgánico con estructura laminar, o el al menos un polímero es seleccionado entre los polímeros de polaridad media con un contenido de heteroátomos entre 7 y 32% en peso, y el al menos un material inorgánico con estructura laminar se selecciona entre los materiales inorgánicos con estructura laminar de polaridad media obtenida por tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula general (I) en los que al menos uno de los sustituyentes R1, R2, R3 y R4, representa un grupo alquilo o hidroxialquilo C4-C20 lineal o ramificado o un grupo -R5-SH o -R5-NH en el que R5 representa un grupo alquileno C4-C20 lineal o ramificado, estando dicha cantidad entre 95 meq y 125 meq por 100 g de material inorgánico con estructura laminar, o el al menos un polímero es seleccionado entre los polímeros de alta polaridad con un contenido de heteroátomos entre 32 y 50% en peso, y el al menos un material inorgánico con estructura laminar se selecciona entre los materiales inorgánicos con estructura laminar de alta polaridad obtenidos por tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula general (I) en los que al menos uno de los sustituyentes R1, R2, R3 y R4, representa un grupo alquilo o hidroxialquilo C4-C20 lineal o ramificado o un grupo alquenilo o hidroxialquenil C4-C20 lineal o ramificado, o un grupo -R-5SH o -R5-NH en el que R5 representa un grupo alquileno C4-C20 lineal o ramificado, estando dicha cantidad entre 20 meq y 95 meq por 100 g de material inorgánico con estructura laminar.
Description
Cable con recubrimiento de un material
compuesto.
La presente invención se refiere a un cable con
revestimiento de un material compuesto.
Más concretamente, la presente invención se
refiere a un cable, en particular para la transmisión o
distribución de energía de baja tensión o de media tensión, que
tiene una capa de revestimiento de un material compuesto que posee
alta resistencia mecánica, térmica, eléctrica y propiedades de
barrera (muy baja permeabilidad al agua, a los solventes y gases) y
resistencia al fuego.
Dicho cable permite, en particular, el uso de
altas temperaturas de trabajo.
Es ahora un requisito en el sector los cables de
energía y de las telecomunicaciones, encontrar materiales que
pueden utilizarse para la fabricación de revestimientos que rodean
al conductor que son capaces de mejorar las propiedades enumeradas
anteriormente.
Con este fin, por ejemplo, es conocida la
adición de rellenos minerales a la matriz polimérica que constituye
las capas que rodean el conductor, impartiendo dichos rellenos
propiedades semiconductoras a dichos revestimientos, por ejemplo
negro de carbón y similares, o diferentes tipos de rellenos
minerales que son capaces de impartir propiedades ignífugas a
dichos revestimientos, por ejemplo, caolín calcinado, carbonato de
calcio, hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio y
similares.
La solicitud de patente GB 2.113.453 describe un
cable eléctrico que comprende uno o más conductores, una pantalla
semiconductora, una capa semiconductora, una capa aislante, una
pantalla metálica y una funda. Un material que es capaz de absorber
el agua y reducir así el "árbol de agua", que incluye una
montmorillonita sin revestir, se interpone entre la capa de
semiconductor y la funda. En lugar de la montmorillonita es posible
el uso de tamices moleculares, como tal, o mezclados con dicha
montmorillonita. Preferentemente, dicho material que es capaz de
absorber el agua se mezcla con un portador orgánico para formar una
mezcla que se puede extrudir o una pasta. El portador puede ser un
fluido orgánico viscoso o un caucho semisólido, por ejemplo, caucho
de butilo despolimerizado o no vulcanizado o poliisobutileno.
La solicitud de patente EP 1.033.724 describe un
cable eléctrico que tiene al menos un revestimiento que consiste en
un material que comprende un compuesto orgánico, en particular, un
polímero, y un material inorgánico con estructura laminar. El
polímero puede ser seleccionado entre: poliolefinas (por ejemplo, el
polietileno o polipropileno), tereftalato de polibutileno,
polímeros de vinilo, elastómeros, que pueden ser halogenados,
elastómeros termoplásticos, siliconas, copolímeros de etileno, o sus
mezclas. Entre los copolímeros de etileno, se pueden utilizar los
siguientes: copolímero etileno/acetato de vinilo, copolímero
etileno/propileno, copolímero etileno/etil acrilato, copolímero
etileno/metil acrilato, copolímero etileno/ácido acrílico,
terpolímeros de etileno, polímeros de etileno funcionalizados con
grupos como, por ejemplo, ácidos, epóxidos, etc. En algunos casos
también es posible utilizar resinas epoxi, poliésteres, poliamidas,
poliuretanos, siliconas, o sus mezclas. Un grafito o un óxido
inorgánico pueden ser utilizados como el material inorgánico con
estructura laminar. Preferentemente, el óxido orgánico es un
silicato, en particular, un aluminio silicato, por ejemplo una
arcilla natural o artificial. Entre las arcillas, es posible
utilizar, por ejemplo, caolín, esmectita, montmorillonita,
bentonita, y similares. Dicho compuesto inorgánico con estructura
laminar se trata con un agente compatibilizante, que puede ser una
sal de amonio cuaternario, un óxido de polietileno, un derivado del
fósforo, etc.
La solicitud de patente EP 1.052.534 describe un
cable que se usa para la transmisión de datos que contiene al menos
una fibra óptica y por lo menos una capa que revestimiento que
contenga un material que incluya un compuesto orgánico y un
compuesto inorgánico, caracterizado porque el compuesto inorgánico
tiene una estructura en capas y el compuesto orgánico se inserta
entre las capas del compuesto inorgánico.
El solicitante ha encontrado, sin embargo, que
el uso del material antes mencionado que comprende un polímero y un
material inorgánico con estructura laminar no siempre dota al cable
con propiedades mejoradas. En particular, el solicitante ha
encontrado que, con el fin de obtener un cable que posee propiedades
mejoradas, el polímero y el material inorgánico con estructura
laminar deben combinarse de forma adecuada.
El solicitante ha encontrado que es posible
mejorar dichas propiedades realizando un cable provisto de al menos
un revestimiento de material compuesto, dicho material compuesto se
obtiene por intercalación de un polímero que contiene una cantidad
predeterminada de grupos polares, en un material inorgánico con
estructura laminar tratado en la superficie con una cantidad
predeterminada de un compatibilizador. El solicitante ha encontrado
que dicha intercalación sólo se produce cuando se utiliza un
polímero y un material inorgánico con estructura laminar que son
mutuamente compatibles. Más en particular, el logro de un grado
suficiente de intercalación depende esencialmente de la combinación
correcta de la cantidad de grupos polares presentes en el polímero
y la cantidad de compatibilizador presente en el material inorgánico
con estructura laminar. Una vez que se ha producido la
intercalación del polímero, con la consiguiente exfoliación del
material inorgánico con estructura laminar, se obtiene un material
compuesto en el que dicho material inorgánico se distribuye
homogéneamente en el polímero y tiene un tamaño de partícula del
orden de un nanómetro. Por otra parte, si son seleccionados un
polímero y un material inorgánico con estructura laminar que no son
compatibles, la intercalación/exfoliación mencionada no se produce,
y se obtiene así una mezcla simple entre los dos componentes
(polímero/material inorgánico con estructura laminar), en dicha
mezcla las partículas de dicho material inorgánico todavía tienen
sus dimensiones iniciales (del orden de micras). Para un rendimiento
final igual del cable, cuando se produce la intercalación es
posible utilizar una menor cantidad de material inorgánico con
estructura laminar, con respecto a la cantidad utilizada en el caso
de que la intercalación no se produzca.
\vskip1.000000\baselineskip
En un primer aspecto, la presente invención se
refiere por lo tanto a un cable que comprende al menos un conductor
y al menos una capa de revestimiento de un material compuesto que
comprende:
- por lo menos un polímero que contiene una
cantidad predeterminada de grupos polares; y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar, tratado en la superficie con una cantidad predeterminada
de un agente compatibilizador;
en el que dicha cantidad predeterminada de
grupos polares y dicha cantidad predeterminada de compatibilizador
son tales que dicho material inorgánico exhibe, en el material
compuesto, un valor de espacio d en el análisis de difracción de
rayos X por lo menos un 20% superior, preferentemente al menos un
30% superior, respecto al valor de espacio d del material
inorgánico como tal.
\vskip1.000000\baselineskip
En la presente descripción y las
reivindicaciones posteriores, el término "conductor" indica un
elemento conductor como tal, de forma alargada y preferiblemente de
un material metálico, o un elemento conductor revestido con una
capa semiconductora.
\vskip1.000000\baselineskip
En un segundo aspecto la presente invención se
refiere a un material compuesto que comprende:
- por lo menos un polímero que contiene una
cantidad predeterminada de grupos polares; y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar, tratado en la superficie con una cantidad predeterminada
de un agente compatibilizador;
en el que dicha cantidad predeterminada de
grupos polares y dicha cantidad predeterminada de compatibilizador
son tales que dicho material inorgánico exhibe, en el material
compuesto, un valor espacio d en el análisis de difracción de rayos
X por lo menos un 20% superior, preferentemente al menos un 30%
superior, respecto al valor de espacio d del material inorgánico
como tal.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la presente invención se
refiere a la utilización de un material compuesto según lo definido
anteriormente como material de base para la preparación de una capa
de revestimiento con propiedades de aislamiento eléctrico, o para
la preparación de una capa de revestimiento con propiedades
semiconductoras, o para la preparación de una capa de revestimiento
con la función de funda protectora externa.
El polímero que contiene grupos polares
generalmente se selecciona a partir de polímeros funcionalizados
con grupos polares seleccionados a partir de: grupos hidroxilo,
grupos carboxilo, grupos epóxido, grupos anhídrido, grupos
silano.
Dichos grupos polares pueden ser introducidos en
el polímero durante la producción del propio polímero, por
copolimerización con correspondientes monómeros funcionalizados que
contengan al menos una insaturación etilénica, o por la
modificación posterior del polímero por injerto sobre de los
monómeros funcionalizados antes mencionados, en presencia de un
iniciador radical (en particular un peróxido orgánico).
Alternativamente, es posible introducir los
grupos polares por la reacción de los grupos ya presentes en el
polímero con un reactivo apropiado, como, por ejemplo, por una
reacción de epoxidación de un polímero dieno contienen dobles
enlaces en la cadena principal y/o en los grupos laterales con un
perácido (por ejemplo, el ácido m-cloroperbenzoico
o ácido peracético) o con peróxido de hidrógeno en presencia de un
ácido carboxílico o un derivado de un ácido carboxílico, o por una
reacción de hidrólisis de los grupos ya presentes en el polímero,
como, por ejemplo, por una reacción de hidrólisis de los grupos de
acetato de vinilo.
Ejemplos de epóxidos que contienen una
insaturación etilénica que se pueden utilizar para este fin son:
glicidil acrilato, glicidil metacrilato, monodiglicidil éster del
ácido itacónico, glicidil éster de ácido maleico, éter
vinilglicidil, éter allilglicidil, o sus mezclas.
Ejemplos de ácidos monocarboxílicos o
dicarboxílicos que tienen al menos una insaturación etilénica, o
sus derivados, que pueden ser utilizados para este fin son: ácido
maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido citraconico,
ácido itacónico, ácido acrílico, ácido metacrílico o sus mezclas y
los anhídridos o ésteres derivados de ellos o sus mezclas. El
anhídrido maleico es particularmente preferido.
Ejemplos de compuestos de silano que pueden
utilizarse para este fin son:
\gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano,
metiltrietoxisilano,
metiltris-(2-metoxietoxi)-silano,
dimetildietoxisilano,
viniltris-(2-metoxietoxi)silano,
viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, octiltrietoxisilano,
isobutiltrietoxisilano, isobutiltrimetoxisilano, o sus mezclas.
Ejemplos de polímeros funcionalizados con los
grupos polares descritos anteriormente son: poliolefinas
funcionalizadas con grupos polares tales como, por ejemplo,
polipropileno o polietileno injertado con anhídrido maleico;
copolímeros etileno-vinil acetato (EVA); copolímeros
etileno-etil acrilato (EEE); copolímeros de
etileno-metil acrilato (EMA), copolímeros de
etileno-ácido acrílico, polimetil metacrilato (PMMA).
Alternativamente, el polímero que contiene
grupos polares pueden ser seleccionado a partir de: polímeros que
contienen grupos amida como poliamidas, por ejemplo, nylon 6;
polímeros halogenados tales como, por ejemplo, polivinil cloruro;
elastómeros funcionalizados con los grupos polares descritos
anteriormente tales como, por ejemplo, caucho natural epoxidado
(ENR), caucho natural funcionalizado con grupos acrílico o
metacrilato; elastómeros halogenados como, por ejemplo,
polietileneclorosulfonato (CSP), polietileno clorado (CPE), dichos
elastómeros halogenados opcionalmente conteniendo heteroátomos como,
por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, azufre; copoliésteres
elastoméricos obtenidos por transesterificación de anhídrido
tereftálico con una mezcla de dioles tales como, por ejemplo,
Hytrel® de DuPont, acrilatos tales como, por ejemplo,
poliacrilatos.
A los efectos de la presente invención, el
polímero que contiene una cantidad predeterminada de grupos polares
pueden ser seleccionados a partir de polímeros de baja polaridad con
un contenido de heteroátomos de entre el 0,5% y 7% en peso respecto
al peso del polímero, o partir de polímeros de polaridad media con
un contenido de heteroátomos de entre 7% y 32% en peso, o de
polímeros de alta polaridad con un contenido de heteroátomos de
entre 32% y 50% en peso.
En el marco de la presente descripción y las
reivindicaciones, el término "heteroátomos" significa átomos
diferentes de carbono e hidrógeno, y en particular, significa átomos
de oxígeno, nitrógeno, azufre, cloro o bromo.
Ejemplos de dichos polímeros de baja polaridad
son: poliolefinas funcionalizadas con grupos polares como, por
ejemplo, polipropileno o polietileno injertado con anhídrido
maleico; copolímeros etileno-vinil acetato (EVA)
con un contenido de vinil acetato entre 2% y 18% en peso;
copolímeros etileno-etil acrilato (EEA) que tengan
un contenido de etil acrilato entre 2% y 18% en peso; copolímeros
etileno-metil acrilato (EMA) que tengan un
contenido de metil acrilato entre 2% y 21% en peso; copolímeros
etileno-ácido acrílico, caucho natural epoxidado (ENR), caucho
natural funcionalizado con grupos acrílico o metacrilato.
Ejemplos de dichos polímeros de polaridad media
son: copolímeros etileno-vinil acetato (EVA) con un
contenido de vinil acetato entre 18% y 80% en peso; copolímeros
etileno-etil acrilato (EEA) que tengan un contenido
de etil acrilato entre 18% y 80% en peso; copolímeros
etileno-metil acrilato (EMA) que tengan un
contenido de metil acrilato entre 21% y 80% en peso; polimetil
metacrilato (PMMA), poliésteres tales como, por ejemplo,
polibutileno tereftalato (PBT), tereftalato de polietileno (PET);
copoliésteres elastoméricos obtenidos por transesterificación de
anhídrido tereftálico con una mezcla de dioles; elastómeros
halogenados tales como, por ejemplo, polietileno clorosulfonato
(CSP), polietileno clorado (CPE), dichos elastómeros halogenados
que posiblemente contienen heteroátomos tales como, por ejemplo,
oxígeno, nitrógeno, azufre; acrilatos, tales como por ejemplo
poliacrilatos.
Ejemplos de dichos polímeros de alta polaridad
son: etileno-vinil acetato (EVA) con un contenido de
copolímeros de vinil acetato superior al 80% en peso; copolímeros
etileno-etil acrilato (EEE) que tengan un contenido
de etil acrilato superior al 80% en peso; copolímeros de
etileno-metil acrilato con un contenido de metil
acrilato superior al 80% en peso; polivinil acetato, polietil
acrilato; polimetil acrilato, polivinil cloruro (PVC).
Ejemplos de polímeros que contienen grupos
polares que pueden ser utilizados en la presente invención y están
disponibles comercialmente son: Escorene® Ultra UL00119 de Exxon
Chemical; Vestodur® 300 de Hüls; Elvax® 40L03 de DuPont, Hytrel® de
DuPont, Orevac® de Atofina.
El material inorgánico con estructura laminar se
puede seleccionar a partir de filosilicatos, tales como:
esmectitas, por ejemplo, montmorillonita, nontronita, beidellita,
volkonskoita, hectorita, saponita, sauconita; vermiculita;
halloisita; sericita, o sus mezclas. La montmorillonita es
particularmente preferida.
El compatibilizador se puede seleccionar a
partir de sales de amonio cuaternario o de fosfonio de fórmula
general (I):
en el
que:
- Y representa N o P;
- R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, que
pueden ser iguales o diferentes, representan un grupo alquilo o
hidroxialquilo lineal o ramificado C_{1}-C_{20};
un grupo alquenil o hidroxialquenil lineal o ramificado
C_{1}-C_{20}, un grupo
-R_{5}-SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno lineal o ramificado
C_{1}-C_{20}, un grupo arilo
C_{6}-C_{18}; un grupo arilalquilo o alquilaril
C_{7}-C_{20}; un grupo cicloalquilo
C_{5}-C_{18}, dicho grupo cicloalquilo puede
contener un heteroátomo como oxígeno, nitrógeno o azufre;
- X^{n-} representa un anión como el ion
cloruro, el ion sulfato o el ion fosfato;
- n representa 1, 2 ó 3.
\vskip1.000000\baselineskip
El material inorgánico con estructura laminar se
puede seleccionar de los materiales inorgánicos con estructura
laminar de baja polaridad obtenidos por tratamiento de superficie
con una cantidad predeterminada de un compatibilizador de fórmula
general (I) en la que al menos dos de los sustituyentes R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, representan un grupo alquilo
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado,
preferentemente C_{18}, estando dicha cantidad entre 125 meq y
200 meq por 100 g de material inorgánico con estructura laminar.
Alternativamente, el material inorgánico con
estructura laminar se puede seleccionar de los materiales
inorgánicos con estructura laminar de polaridad media obtenidos por
tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un
compatibilizante de fórmula general (I) en la que al menos uno de
los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa
un grupo alquilo o hidroxialquilo C_{4}-C_{20}
lineal o ramificado o un grupo -R_{5}-SH o
-R_{5}-NH en la que R_{5} representa un grupo
alquileno C_{4}-C_{20} lineal o ramificado,
estando dicha cantidad entre 95 meq y 125 meq por 100 g de material
inorgánico con estructura laminar.
Alternativamente, el material inorgánico con
estructura laminar se puede seleccionar a partir de los materiales
inorgánicos con estructura laminar de alta polaridad obtenidos por
tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un
compatibilizante de fórmula general (I) en los que al menos uno de
los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa
un grupo alquilo o hidroxialquilo C_{4}-C_{20}
lineal o ramificado o un grupo alquenil o hidroxialquenil
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, o un grupo
-R_{5}-SH o -R_{5}-NH en la que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 20 meq y 95 meq por 100 g de material inorgánico con
estructura laminar.
El tratamiento de superficie del material
inorgánico con estructura laminar con el compatibilizador puede
llevarse a cabo de acuerdo con los procedimientos ya conocidos tales
como, por ejemplo, por una reacción de intercambio iónico entre el
material inorgánico con estructura laminar y el compatibilizador:
más detalles se describen, por ejemplo, en las patentes US
4.136.103, US 5.747.560 o US 5.952.093.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con una realización preferida, el
material compuesto comprende:
- al menos un polímero de baja polaridad con un
contenido de heteroátomos, entre 0,5% y 7% en peso; y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar de baja polaridad obtenido por tratamiento de superficie
con una cantidad predeterminada de un compatibilizador de fórmula
general (I) en el que al menos dos de los sustituyentes R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, representan un grupo alquil
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado,
preferentemente C_{18}, estando dicha cantidad entre 125 meq y 200
meq por 100 g de material inorgánico con estructura laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con otra realización preferida, el
material compuesto comprende:
- al menos un polímero de polaridad media con un
contenido de heteroátomos, entre 7% y 32% en peso, y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar de polaridad media obtenida por tratamiento de superficie
con una cantidad predeterminada de un compatibilizador de fórmula
general (I) en el que al menos uno de los sustituyentes R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa un grupo alquilo o
hidroxialquilo C_{4}-C_{20} lineal o ramificado
o un grupo -R_{5}-SH o -R_{5}-NH
en el que R_{5} representa un grupo alquileno
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 95 meq y 125 meq por 100 g de material inorgánico con
estructura laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con una realización adicional
preferida, el material compuesto comprende:
- al menos un polímero de alta polaridad con un
contenido de heteroátomos, entre 32% y 50% en peso, y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar de alta polaridad obtenido por tratamiento de superficie
con una cantidad predeterminada de un compatibilizador de fórmula
general (I) en el que al menos uno de los sustituyentes R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa un grupo alquilo o
hidroxialquilo C_{4}-C_{20} lineal o ramificado
o un grupo alquenilo o hidroxialquenil
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, o un grupo
-R-_{5}SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 20 meq y 95 meq por 100 g de material inorgánico con
estructura laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos de materiales inorgánicos con
estructura laminar que se pueden utilizar en la presente invención
y están disponibles comercialmente son los productos conocidos por
el nombre Cloisite® de Southern Clay Products.
El material inorgánico con estructura laminar se
añade en una cantidad entre 1 phr y 40 phr, preferentemente entre 4
phr y 20 phr.
Dentro de la presente descripción y las
reivindicaciones que siguen, el término "phr" indica partes en
peso de los ingredientes por 100 partes de polímero.
El material compuesto de la presente invención
pueden ser producidos según los procedimientos conocidos en la
técnica, tal como se describe por ejemplo en las patentes US
5.747.560 o US 5.952.093.
\vskip1.000000\baselineskip
Por ejemplo, dicho material compuesto puede ser
producido por un procedimiento que comprende las siguientes
etapas:
- calentar el polímero que contiene grupos
polares a una temperatura no inferior al punto de reblandecimiento
de dicho polímero, preferiblemente no inferior a la temperatura de
fusión de dicho polímero;
- mezclar el polímero con dicho material
inorgánico con estructura laminar, y llevar la mezcla hasta una
temperatura no inferior al punto de reblandecimiento de dicho
polímero, preferiblemente no inferior de la temperatura de fusión
de dicho polímero, aplicando una fuerza suficiente para desagregar,
al menos parcialmente, dicho material inorgánico con estructura
laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
El material compuesto según la presente
invención pueden ser preparado por mezcla de fusión, utilizando una
extrusora, un mezclador interno del tipo con rotores tangenciales
(Banbury), o en las mezcladoras continuas del tipo
Ko-Kneader (Buss), o de los tipos
co-rotativos o contra-rotativos de
doble tornillo (Brabender).
Para la producción de una capa de revestimiento
para un cable, otros componentes convencionales pueden añadirse al
material compuesto según la definición anterior tales como, por
ejemplo, antioxidantes, adyuvantes de procesamiento, retardantes
del árbol de agua.
Antioxidantes convencionales adecuados para este
fin son, por ejemplo, disteariltiodipropionato, tetraquis
[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)metano
propioniloximetil], o sus mezclas.
Se pueden agregar coadyuvantes de procesamiento
al material compuesto son, por ejemplo, estearato de calcio,
estearato de zinc, ácido esteárico, cera de parafina, o sus
mezclas.
Con particular referencia a los cables de baja y
media tensión, el material compuesto según la definición anterior
se puede utilizar ventajosamente para hacer una capa de
revestimiento con propiedades de aislamiento eléctrico. De hecho,
como se describió anteriormente, dicho material compuesto puede
otorgar altas características mecánicas, tanto a temperatura
ambiente y cuando está caliente, en particular, permitiendo el uso
de altas temperaturas de trabajo.
Capas de revestimiento con propiedades
semiconductoras del cable pueden ser producidas de acuerdo con la
técnica conocida y consisten ventajosamente en un material
semiconductor polimérico. Preferentemente, dicho material es del
mismo tipo que el utilizado para la capa de revestimiento con
propiedades de aislamiento eléctrico, a fin de asegurar una buena
adherencia y por tanto, evitar desprendimientos que generan las
descargas parciales y, en última instancia, la perforación del
cable.
Según un aspecto preferido, al menos una de las
capas de revestimiento con propiedades semiconductoras del cable de
la invención comprende un material compuesto como se describió
anteriormente.
En el caso en que se tenga intención de hacer
una capa de conductora, en general un relleno conductor se dispersa
en el material polimérico, en particular, el negro de carbón, en una
cantidad tal para dotar a dicho material con características
semiconductoras (es decir, a fin de obtener una resistividad de
menos de 5 \Omega.m a temperatura ambiente). Dicha cantidad está
generalmente entre el 5% y 80% en peso, preferentemente entre 10% y
50% en peso, con respecto al peso total de la composición final.
Según otro aspecto preferente, la presente
invención se refiere a un cable que comprende, además de las capas
definidas anteriormente, por lo menos una capa de revestimiento con
la función de funda protectora externa, que consiste en el material
compuesto descrito anteriormente.
Según la presente invención, el uso del material
compuesto descrito anteriormente hace posible obtener los cables
que poseen altas propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y de
barrera (muy baja permebilidad al agua, solventes y gases) y
resistencia al fuego.
En particular, la capa de revestimiento con
propiedades de aislamiento eléctrico, producida con el material
compuesto descrito anteriormente, permite tener temperaturas de
funcionamiento relativamente altas (hasta 15ºC más alta con
respecto a los materiales convencionales, por ejemplo XLPE). De esta
manera, los esfuerzos mecánicos se evitan, a los que los materiales
conocidos generalmente están obligados, por ejemplo XLPE, que en
general constituyen la capa de revestimiento con propiedades de
aislamiento eléctrico, cuando se utilizan altas temperaturas de
funciona-
miento.
miento.
Dentro del ámbito de aplicación de la presente
invención, "baja tensión" generalmente significa una tensión
de hasta 1 kV, mientras que "de media tensión" significa una
tensión entre 1 kV y 35 kV.
Aunque la presente descripción se centra
principalmente en la producción de cables para la transmisión o
distribución de energía eléctrica de baja o media tensión, el
material compuesto descrito anteriormente puede ser utilizado para
revestir dispositivos eléctricos en general, y, en particular los
diversos tipos de cables, por ejemplo cables de alta tensión,
cables para telecomunicaciones, o incluso cables mixtos de
energía/telecomunicaciones.
Detalles adicionales ilustrarán en los
siguientes dibujos adjuntos, en los que:
- La figura 1 muestra, en sección transversal,
un cable eléctrico del tipo unipolar de acuerdo con una realización
de la presente invención;
- La figura 2 muestra, en sección transversal,
un cable eléctrico del tipo unipolar de acuerdo con otra realización
de la presente invención;
- La figura 3 muestra, en sección transversal,
un cable eléctrico del tipo tripolar acuerdo con un ejemplo
adicional de la presente invención;
- La figura 4 muestra, vista en perspectiva, una
longitud de cable con las piezas extraídas por etapas, para revelar
su estructura.
Con referencia a la figura 1, el cable 1
comprende un conductor metálico 2, una capa interna de revestimiento
aislante 3 y una capa externa 4. La capa interna de revestimiento
aislante 3 o la capa externa 4 puede comprender, como material de
base polimérica, el material compuesto según la presente
invención.
Con referencia a la figura 2, el cable 1 dispone
de un conductor 2 recubierto directamente por una capa externa 4,
que puede comprender, como material de base polimérica, el material
compuesto según la presente invención.
Con referencia a la figura 3, el cable 1 se
compone de tres conductores 2, cada uno cubierto por una capa de
revestimiento aislante 3 que puede comprender, como material de base
polimérica, el material compuesto según la presente invención, dos
de los cuales son conductores de fase y un tercero es un conductor
neutro. Los conductores 2 así aislados se enrollan uno alrededor
del otro y los intersticios entre los conductores aislados 2 están
llenos de un material de relleno que forma una estructura continua
que tiene una forma sustancialmente cilíndrica. El material de
relleno 5 preferentemente es un material retardante de llama. Una
funda exterior 6, que puede comprender, como material de base
polimérica, el material compuesto según la presente invención, se
aplica, generalmente por extrusión, a la estructura así
obtenida.
Con referencia a la figura 4, el cable 11
comprende, por orden desde el centro hacia fuera: un conductor 12,
una capa semiconductora interna 13, una capa de revestimiento
aislante 14, una capa semiconductora externa 15, una pantalla
metálica 16, y una funda externa 17.
El conductor 12 generalmente consiste en hilos
de metal, preferentemente de cobre o aluminio, hilados juntos de
acuerdo a las técnicas convencionales. Las capas internas y externas
de semiconductores 13 y 15, que pueden comprender, como material de
base polimérica, el material compuesto según la presente invención,
se extruden sobre el conductor 12, por separado o simultáneamente
con la capa de revestimiento aislante 14, que puede comprender,
como material polimérico de base, el material compuesto según la
presente invención. Una pantalla 16, generalmente consistente en
cables o cintas conductores de electricidad, enrollados en espiral,
se suele distribuir alrededor de la capa exterior de semiconductores
15. Dicha pantalla se cubre con una funda 17, consistente en un
material termoplástico, por ejemplo de polietileno no reticulado
(PE), un homopolímero o copolímero de propileno, o el material
compuesto según la presente invención.
El cable puede además estar provisto de una
estructura protectora externa (no mostrada en la figura 4), que
principalmente realiza la función de protección mecánica del cable
contra impacto y/o compresión. Dicha estructura protectora puede
ser, por ejemplo, una armadura metálica o una capa de material
polimérico expandido como se describe en la solicitud de patente WO
98/52197.
Las figuras 1, 2, 3 y 4 muestran sólo una
posible realización de un cable de acuerdo con la presente
invención: es obvio que las modificaciones conocidas en la técnica
se pueden hacer a esta realización, mientras que aún permanecen
dentro del ámbito de aplicación de la presente invención.
El cable de acuerdo con la presente invención
puede ser obtenido mediante técnicas conocidas para la deposición
de capas de material termoplástico, por ejemplo, por extrusión.
Ventajosamente, la extrusión se efectúa en una única pasada, por
ejemplo, mediante un "tándem" técnico, en el que se utilizan
extrusoras individuales, dispuestas en serie, o por
co-extrusión con una cabeza de extrusión
múltiple.
A los efectos de la presente invención, se han
calculado las variaciones (%) de los valores de espacio d en el
análisis de difracción de rayos X. El análisis se llevó a cabo
mediante la inserción de las muestras de ensayo (las muestras se
obtuvieron en la forma descrita en los ejemplos que figuran a
continuación) en un difractómetro Philips Xpert, empleando el
análisis de radiación del tipo CuK\alpha. Los datos se obtuvieron
con un paso de 0,04º2\theta y un recuento de 6 segundos por paso
en el rango de 1,4º2\theta - 32.0º2\theta. El valor de espacio
d se calculó utilizando la siguiente fórmula:
Espacio d =
\lambda/2sen\theta
en la que \lambda es la longitud
de onda de la radiación k\alpha de Cu (promedio de k\alpha1 y
ka2) igual a 1,54178
\ring{A}.
El valor del espacio d se corresponde con el
valor de la distancia entre los planos del cristal del material
compuesto según la presente invención, en particular dicho valor es
la distancia media entre las superficies correspondientes de las
placas contiguas de material inorgánico. La distancia efectiva entre
las placas continuas se obtiene restando el grosor de la placa
individual (aprox. 1 nm) del valor espacio d.
La presente invención se describe con más
detalle en los ejemplos siguientes, que son únicamente con fines
ilustrativos y no deben ser considerados en ningún caso como una
limitación de la invención.
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Ejemplo
1
El material compuesto fue producido por la
mezcla de fusión de:
- Escorene® Ultra UL00119 (Exxon Chemical):
copolímero de etileno-vinil acetato que contiene 19%
en peso de vinil acetato, 7,1% en peso de oxígeno; y
- Cloisite®25A (Southern Clay Products):
montmorillonita organo-modificada (95 meq/100 g),
perteneciente a la familia esmectita;
en las cantidades señaladas en la Tabla 1.
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\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras (B), (C) y (D) se prepararon en un
mezclador Banbury cerrado (volumen de cámara de mezcla: 1200
cm^{3}) con un coeficiente de llenado volumétrico de
aproximadamente el 97%. En una primera etapa, el mezclador se cargó
con Escorene® Ultra UL00119, en las cantidades indicadas
anteriormente, y esto se calentó hasta su punto de ablandamiento
(80ºC) durante un tiempo total de 2 minutos (velocidad de los
rotores: 70 rev/min). A continuación, se añadió el Cloisite®25A, en
las cantidades establecidas anteriormente, y la mezcla así obtenida
se calienta a una temperatura de 140ºC durante un tiempo total de 5
minutos (velocidad de los rotores: 70 rev/min), el material
compuesto obtenido de acuerdo con la presente invención. Ejemplo (A)
(polímero puro) se obtuvo por mezcla, en el mezclador Banbury
indicado anteriormente, a una temperatura de 140ºC durante un
tiempo total de 5 minutos (velocidad de los rotores: 70 rev/min), el
Escorene® UL00119 como tal, en la cantidad indicada
anteriormente.
Utilizando las muestras (B) y (C) obtenidas
según se describió anteriormente, se prepararon películas delgadas
con un espesor de 100 \mum por moldeado: reunir durante 5 minutos
a 140ºC, moldear durante 5 minutos a 140ºC y 200 bar, enfriar
durante 20 minutos a temperatura ambiente.
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Las películas así obtenidas fueron sometidas a
análisis de difracción de rayos X utilizando un difractómetro
Philips Xpert y operando como se describió anteriormente. Se
obtuvieron los siguientes valores de espacio d:
- De la muestra (B) = 36,9 \ring{A};
- De la muestra (C) = 37,1 \ring{A}.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos valores, en comparación con el valor del
espacio d de Cloisite® 25A en forma de polvo, lo que fue igual a
20,4 \ring{A}, demuestran que se había producido la intercalación
del polímero en el material orgánico: de hecho, se obtuvo un cambio
en el valor espacio d, igual al 81% para la muestra (B) y al 82%
para la muestra (C).
Las muestras obtenidas como se describió
anteriormente se sometieron a caracterización termomecánica usando
un analizador de DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analyzer de
Reometrics Inc.).
A tal efecto, utilizando las muestras (A), (B),
(C) y (D), se prepararon placas con un espesor de 0,3 mm por
moldeado por compresión a 140ºC y 200 bar después de
precalentamiento durante 5 minutos a la misma temperatura. Muestras
perforadas con las siguientes dimensiones: 15 mm x 6 mm x 0,3 mm,
fueron obtenidas de estas placas, y fueron utilizadas para
registrar la variación en el módulo de elasticidad dinámica en
función de la temperatura. Los resultados obtenidos se muestran en
la Tabla 2.
Para ello, dichas muestras perforadas se fijaron
mediante abrazaderas en ambos extremos y se sometieron a tensión
con variación sinusoidal por medio de la abrazadera guía operando a
una frecuencia de oscilación de 1 Hz, y en un rango de temperatura
entre -60ºC hasta +90ºC. La elongación de las piezas perforadas es
proporcional a la corriente suministrada al vibrador conectado a la
abrazadera, mientras que la carga a la que la muestra fue sometida
es proporcional a su elongación y se detectó por medio de un
transductor conectado al eje de la abrazadera vibradora.
A continuación, operando como se describió
anteriormente, se prepararon las placas con un espesor de 1 mm, de
las cuales se obtuvieron muestras perforadas que poseen las
siguientes dimensiones: 15 mm x 6 mm x 1 mm, que se utilizaron para
la determinación del módulo de elasticidad en la elongación y la
elongación a la ruptura (según la norma CEI 20-34
\NAK 1,1) con un instrumento Instron y una velocidad de tracción
de 50 mm/min. Los resultados relativos al módulo de elasticidad en
elongación se presentan en la Tabla 2.
Los datos anteriores muestran que los materiales
compuestos de acuerdo con la presente invención están dotados de
mejores propiedades mecánicas. En particular, los datos de la Tabla
2 muestran un aumento de la temperatura en la que los materiales
compuestos (muestras (B), (C) y (D)) exhiben un determinado módulo
de elasticidad dinámica con respecto al polímero como tal (muestra
(A)), haciendo así posible la producción de cables que son capaces
de mantener elevadas propiedades mecánicas, incluso a altas
temperaturas de trabajo. Los datos presentados anteriormente
muestran también que el material compuesto (muestras (B), (C) y (D))
muestran un aumento en el módulo de elasticidad en la elongación
respecto al polímero como tal (muestra (A)), confirmando así las
mejores propiedades mecánicas de los materiales compuestos de
acuerdo con la presente invención.
La elongación a la rotura no muestra cambios
sustanciales con respecto al polímero como tal, estando cerca de
una elongación del 730%: esto demuestra que la presencia del
material inorgánico con estructura laminar no afecta negativamente
a las características del polímero como tal.
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 3 muestra los valores de permeabilidad
al vapor de agua según el estándar ASTM E96, medidos a temperatura
ambiente en las placas con un espesor de 200 \mum obtenidas por
moldeado por compresión a 140ºC y 200 bar después de
precalentamiento durante 5 minutos a la misma temperatura.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos arriba indicados muestran que el
material compuesto según la presente invención está dotado de
mejores propiedades de barrera. En particular, los datos de la Tabla
3 muestran una disminución de la permeabilidad al vapor de agua de
aproximadamente 40% de la muestra (B) (con 5 phr de Cloisite® 25A)
con respecto al polímero como tal (de la muestra (A)).
\vskip1.000000\baselineskip
El índice de oxígeno (LOI) se determinó según el
estándar CEI 20-22/4.
A tal efecto, utilizando muestras (A), (B), (C)
y (D), se prepararon placas como se describió anteriormente, con un
espesor de 3 mm, y las muestras perforadas se obtuvieron de las
mismas, con las siguientes dimensiones: 100 mm x 6,5 mm x 3 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
Estas muestras perforadas fueron colocadas en
una campana de vidrio que contiene un porcentaje de oxígeno que
puede variarse a voluntad. El índice de oxígeno se define como la
menor concentración de oxígeno en la que:
- la muestra perforada se quema durante 3
minutos;
- dentro de los 3 minutos, se observa la
combustión de una longitud de 50 mm de la muestra perforada.
\vskip1.000000\baselineskip
Una vez que se fijó el porcentaje de oxígeno en
la campana que contiene la muestra, un quemador se acercó al
extremo superior de la muestra perforada y se retiró después de 30
segundos. Con el quemador retirado, se observó la combustión de la
muestra perforada y cronometrada. Los siguientes datos fueron
obtenidos:
- la muestra perforada obtenida de la muestra
(A) tiene un índice de oxígeno igual a 20;
- las muestras perforadas obtenidas de las
muestras (B), (C) y (D) tienen un índice de oxígeno igual a 22.
\vskip1.000000\baselineskip
Se observó además que, trabajando con
porcentajes de oxígeno por encima de 22%, hay una desaceleración de
la propagación de la llama a lo largo de los especímenes obtenidos
de un puñetazo el material compuesto según la presente invención.
Los siguientes datos fueron obtenidos:
- la muestra perforada obtenida de la muestra
(A) se quemó por completo en 1 minuto y 45 segundos;
- la muestra perforada obtenida de la muestra
(B) se quemó por completo en 7 minutos y 40 segundos;
- la muestra perforada obtenida de la muestra
(C) se quemó por completo en 8 minutos y 10 segundos;
- la muestra perforada obtenida de la muestra
(D) se quemó por completo en 9 minutos y 30 segundos.
\vskip1.000000\baselineskip
Por otra parte, la muestra perforada obtenida de
la muestra (A) mostró un goteo considerable, pero esto no se
encontró con las muestras perforadas obtenidas de las muestras (B),
(C) y (D).
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó un prototipo de cable de baja
tensión, en el que la capa de aislamiento consistía en el material
compuesto de acuerdo con la presente invención (de la muestra (B)
obtenido según se describió anteriormente).
El cable se preparó por extrusión de la capa de
aislamiento, por medio de un extrusor Bandera 45 mm de un solo
tornillo en configuración 20 D provisto de tres zonas para la
regulación del calor mediante el uso de aceite diatérmico, sobre un
conductor de cobre rojo que consiste en un único cable (área de la
sección transversal del conductor: 1,5 mm^{2}; espesor del
aislamiento: 0,7 mm).
El extrusor, con un diámetro interior de 45 mm,
tiene el siguiente perfil de temperatura: de 110ºC a 160ºC en el
barril, 150ºC en el cuello y 150ºC en la cabeza y la temperatura
pasiva del tornillo de extrusión. La velocidad de la línea fue de
25 m/min.
Piezas con una longitud de 15 mm se obtuvieron
de la capa de aislamiento y se utilizaron para la determinación del
módulo de elasticidad en la elongación y la elongación a la rotura
(según el estándar CEI 20-34 \NAK 1,1) con el
instrumento Instron y con una velocidad de tracción de 50 mm/min.
Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 4.
Otras piezas con una longitud de 15 mm se
obtuvieron de la capa de aislamiento y se utilizaron para
determinar la variación del módulo elástico dinámico en función de
la temperatura, utilizando un analizador de DMTA (Dynamic
Mechanical Thermical Analyzer de Reometrics Inc.), que opera como se
describió anteriormente. Los resultados obtenidos se muestran en la
Tabla 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Una prueba de termopresión según el estándar CEI
20-34/3-1 se llevó a cabo en los
cables producidos como se describió anteriormente, en los que la
capa de aislamiento consistió en el polímero como tal (de la
muestra (A)) o en el material compuesto de acuerdo con el presente
invención (muestras (B), (C) y (D)).
Para ello, tres muestras adyacentes con una
longitud de 70 mm se obtuvieron de los cables antes mencionados y
fueron sometidos presión por medio de una hoja rectangular (borde:
0,7 mm) dispuestos perpendicularmente a la dirección del cable. Se
aplicó una fuerza a la hoja igual a 1,1 N, obtenido a partir de la
siguiente fórmula:
F = k.
\surd(2\cdotD\delta-\delta^{2})
en la
que:
- k = 0,6;
- \delta = 0,7 mm (valor medio del espesor del
aislamiento de la muestra);
- D = 2,8 mm (valor medio del diámetro exterior
de la muestra).
\vskip1.000000\baselineskip
La prueba se llevó a cabo con las muestras
mantenidas a una temperatura de 90ºC durante 4 horas. Al final, las
muestras se enfriaron rápidamente bajo la carga, hasta que se llegó
a una temperatura a la cual la recuperación elástica del
aislamiento no se produjo, y se sumergieron en agua fría.
\vskip1.000000\baselineskip
Al final de enfriamiento, el conductor se
extrajo de cada muestra, obteniendo muestras de forma tubular, de
donde se extrajo una banda, perpendicularmente a la dirección de la
hoja. Para cada banda, se midió la profundidad de la impresión
dejada por la hoja: la prueba se considerará que se ha superado
cuando dicha impresión tiene una profundidad no superior al 50% del
espesor del aislamiento. Los siguientes datos fueron obtenidos:
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (A) no superó la prueba, ya que la impresión fue de
0,6 mm, equivalente al 86% del espesor del aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (B) superó la prueba, ya que la impresión fue de 0,08
mm, equivalente al 12% del espesor de aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento de la
muestra (C) superó la prueba, ya que la impresión fue de 0,07 mm,
equivalente al 10% del espesor de aislamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
La prueba mencionada se repitió bajo las mismas
condiciones, pero manteniendo las muestras a una temperatura más
alta: 110ºC en lugar de 90ºC durante 4 horas. Los siguientes datos
fueron obtenidos:
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (B) superó la prueba, ya que la impresión fue de 0,14
mm, equivalente al 20% del espesor de aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (C) superó la prueba, ya que la impresión fue de 0,11
mm, equivalente al 15% del espesor de aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (D) superó la prueba, ya que la impresión fue de 0,08
mm, equivalente al 12% del espesor de aislamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Dichos cables se sometieron a la medición de la
constante de aislamiento según el estándar CEI 20-20
(CENELEC HD 21,2), mediante la inmersión en agua, a una temperatura
de 20ºC, muestras de cable con una longitud de 10 m, manteniendo
una sección de cable de 0,25 m en cada extremo fuera del agua y
aplicando una tensión continua entre el conductor y el agua igual a
500 V/min. Se midieron los siguientes valores de resistencia de
aislamiento (Ri):
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (A): (Ri) = 30 000 M\Omega\cdotkm;
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (B): (Ri) = 30 000 M\Omega\cdotkm;
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (C): (Ri) = 30 000 M\Omega\cdotkm.
\vskip1.000000\baselineskip
Las constantes de aislamiento (Ki) se calcularon
utilizando la siguiente fórmula:
(Ki) =
(Ri)/log(D/d)
en la
que:
- D = diámetro exterior nominal del
aislamiento;
- d = diámetro del anillo que rodea al
conductor.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes valores fueron obtenidos:
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (A): (Ki) = 10^{5} M\Omega\cdotKm;
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (B): (Ki) = 10^{5} M\Omega\cdotKm;
- cable con la capa de aislamiento obtenido de
la muestra (C): (Ki) = 10^{5} M\Omega\cdotKm.
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos anteriores muestran que la presencia
del material inorgánico con estructura laminar no altera las
características eléctricas del polímero como tal.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
El material compuesto fue producido por la
mezcla de fusión de:
- Vestodur® 3000 (Hüls): tereftalato de
polibutileno con 29,06% en peso de oxígeno, y
- Cloisite® 20A (Southern Clay Products):
montmorillonita órgano-modificada (95 meq/100 g),
perteneciente a la familia esmectita;
en las cantidades indicadas en la Tabla 5.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras (B'), (C') y (D') se prepararon en
un mezclador Brabender cerrado (volumen de cámara de mezcla: 60
cm^{3}) con coeficiente de llenado volumétrico de aproximadamente
el 97%. En la primera etapa, el mezclador se cargó con el Vestodur®
3000, en las cantidades indicadas anteriormente, y esto se calentó
hasta su punto de ablandamiento (180ºC) durante un tiempo total de 2
minutos (velocidad de los rotores: 50 rev/min). A continuación, se
añadió el Cloisite® 20A, en las cantidades establecidas
anteriormente, y la mezcla así obtenida se calentó a una
temperatura de 235ºC durante un tiempo de 5 minutos (velocidad de
los rotores: 50 rev/min), luego a 240ºC durante 5 minutos
(velocidad de los rotores: 50 rev/min), la obtención del material
compuesto según la presente invención. Ejemplo (A') (polímero puro)
fue obtenido mezclando, en el mezclador Brabender ya indicado, la
Vestodur® 3000, en las cantidades indicadas anteriormente, a una
temperatura de 240ºC durante un tiempo total de 5 minutos
(velocidad de los rotores: 50 rev/min).
Utilizando la muestra (B'), se preparó una
película como se describe en el Ejemplo 1. La película así obtenida
se sometió a análisis de difracción de rayos X con un difractómetro
Philips Xpert, obteniendo un valor de espacio d de 32,8
\ring{A}.
Dicho valor, en comparación con el valor del
espacio d de Cloisite® 20A en forma de polvo, que fue del 24,2
\ring{A}, muestra que la intercalación del polímero en el material
orgánico se había producido: de hecho, se obtuvo un cambio del 36%
en el valor de espacio d.
\vskip1.000000\baselineskip
Se produjo un prototipo de cable de baja
tensión, en el que la capa de aislamiento consistió en el material
compuesto de acuerdo con la presente invención (de la muestra
(B')).
El cable fue preparado mediante extrusión de la
capa de aislamiento, a través de una extrusora Bandera 45 mm de un
solo tornillo en configuración 20 D provisto de tres zonas para la
regulación del calor mediante el uso de aceite diatérmico, sobre un
conductor de cobre rojo que consiste en un único cable (área de la
sección transversal del conductor: 1,5 mm^{2}; espesor del
aislamiento: 0,2 mm).
El extrusor con un diámetro interior de 45 mm,
tenía el siguiente perfil de temperatura: de 220ºC a 260ºC en el
barril, 260ºC en el collar y los 260ºC en la cabeza, y temperatura
pasiva del tornillo de extrusión. La velocidad de la línea fue de
25 m/min.
Se obtuvieron piezas con una longitud de 15 mm
de la capa de aislamiento y se utilizaron para determinar la
tensión a la rotura y la elongación a la rotura (según la norma CEI
20-34 \NAK 1,1) con el instrumento Instron y a
una velocidad de tracción de 50 mm/min. Los siguientes resultados
fueron obtenidos:
- tensión a la rotura: 70 MPa;
- elongación a la rotura: 350%
\vskip1.000000\baselineskip
Una prueba de termopresión según el estándar CEI
20-43/3-1, como se describe en el
Ejemplo 1, se llevó a cabo en los cables producidos como se
describió anteriormente, en los que la capa de aislamiento consistió
en el polímero como tal (de la muestra (A')) o del material
compuesto según la presente invención (de la muestra (B')).
\vskip1.000000\baselineskip
La prueba mencionada se llevó a cabo en las
mismas condiciones como se describe en el Ejemplo 1, pero
manteniendo las muestras a una temperatura más alta: 210ºC en lugar
de 90ºC, durante 4 horas. Los siguientes datos fueron
obtenidos:
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (A') no superó la prueba, ya que la impresión fue de
0,14 mm, equivalente al 70% del espesor de aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (B') superó la prueba, ya que la impresión fue de
0,03 mm, equivalente al 15% del espesor de aislamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
El material compuesto (E) fue producido por la
mezcla de fusión de:
- Elvax® 40L03 (DuPont): copolímero de
etileno-vinil acetato que contiene 40% en peso
acetato de vinilo, 14,87% en peso oxígeno), y
- Cloisite® 6A (Southern Clay Products):
montmorillonita organo-modificada (140 meq/100 g),
perteneciente a la familia esmectita;
\vskip1.000000\baselineskip
en las siguientes cantidades:
- Elvax® 40L03: 100 phr;
- Cloisite® 6A: 10 phr;
trabajando en las mismas condiciones descritas
en el Ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
La película obtenida tal como se describe en el
Ejemplo 1 se sometió a análisis de difracción de rayos X con un
difractómetro Philips Xpert, obteniendo un valor de espacio d de 35
\ring{A}.
Este valor, comparado con el valor de espacio d
de Cloisite® 6A en forma de polvo, que es de 35 \ring{A}, muestra
que la intercalación del polímero en el material orgánico no se ha
producido.
\vskip1.000000\baselineskip
Una prueba de termopresión según el estándar CEI
20-43/3-1, como se describe en el
Ejemplo 1, se llevó a cabo en un prototipo de cable de baja
tensión, obtenido según se describe en el Ejemplo 1, en el que la
capa de aislamiento consistió en la muestra (E).
\vskip1.000000\baselineskip
Para comparar, se utilizó un prototipo de cable
de baja tensión que se había obtenido como se describe en el
Ejemplo 1, utilizando la mezcla que se indica a continuación como
material para la capa aislante (de la muestra (F)):
- Elvax® 40L03: 100 phr;
- carbonato de calcio (CaCO_{3}): 10 phr;
dicha mezcla se obtiene trabajando en las mismas
condiciones que se describen en el Ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
El ensayo antes mencionado se llevó a cabo en
las mismas condiciones que se describen en el Ejemplo 1, pero
manteniendo las muestras a una temperatura más baja: 70ºC en lugar
de 90ºC durante 4 horas. Los siguientes datos fueron obtenidos:
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (E) no superó la prueba, ya que la impresión fue de
0,6 mm, equivalente al 85% del espesor de aislamiento;
- el cable con la capa de aislamiento obtenido
de la muestra (F) no superó la prueba, ya que la impresión fue de
0,6 mm, igual al 80% del espesor de aislamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos arriba indicados, por lo tanto,
muestran que la falta de intercalación del polímero en el material
orgánico no mejora las propiedades mecánicas del cable y que dichas
propiedades son similares a las que se encuentran utilizando una
mezcla de polímero simple/relleno mineral, conocida en la
técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
El material compuesto fue producido por la
mezcla de fusión de:
- Riblene® FL30 (EniChem): polietileno de baja
densidad (libre de heteroátomos), y
- Cloisite® 25A (Southern Clay Products):
montmorillonita organo-modificada (25 meq/100 g),
perteneciente a la familia esmectita;
en las cantidades señaladas en la Tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras fueron preparadas de la forma
descrita en el Ejemplo 1.
La película obtenida de la muestra (I) tal como
se describe en el Ejemplo 1 se somete al análisis de difracción de
rayos X con un difractómetro Philips Xpert, obteniendo un valor de
espacio d de 20,4 \ring{A}.
Este valor, comparado con el valor de espacio d
de Cloisite® 25A en forma de polvo, que equivale a 20,4 \ring{A},
muestra que la intercalación del polímero en el material orgánico no
se ha producido.
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 7 muestra los valores de permeabilidad
al nitrógeno en las muestras (A), (B), (C), (D), (G), (H), (I) y
(L), preparadas como se describió anteriormente, las cuales fueron
obtenidas trabajando de conformidad con la descripción dada en
"Permeability of Plastic Films and Coated Papers to Gases and
Vapors" (1962), Parte 1, p. 1-11, Technical
Association of the Pulp and Paper Industry Ed., Nueva York.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos dados arriba indican que las muestras
(B), (C) y (D) exhiben un descenso más marcado de la permeabilidad
al nitrógeno en comparación con las muestras (H), (I) y (L).
Obsérvese, en particular, la muestra (B) (que contiene 5 phr de
Cloisite® 25A), que muestra una disminución de la permeabilidad al
nitrógeno de aproximadamente 50% con respecto al polímero como tal
(muestra (A)), mientras que las muestras (H), (I) y (L) muestran un
valor mucho más constante de la permeabilidad con el aumento de la
concentración de Cloisite® 25A.
\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 al
respecto.
\bullet GB 2113453 A [0006]
\bullet EP 1033724 A [0007]
\bullet EP 1052534 A [0008]
\bullet US 4136103 A [0034]
\bullet US 5747560 A [0034] [0041]
\bullet US 5952093 A [0034] [0041]
\bullet WO 9852197 A [0062]
\bullet Permeability of Plastic Films and
Coated Papers to Gases and Vapors. Technical Association of the Pulp
and Paper Industry, 1962, vol. 1, 1-11
[0122]
Claims (21)
1. Cable (1, 11) que comprende al menos un
conductor eléctrico (2, 12) y al menos una capa de revestimiento
(3, 14) sobre la base de un material compuesto que comprende:
- al menos un polímero que contiene una cantidad
predeterminada de grupos polares; y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar, tratado en la superficie con una cantidad predeterminada
de un agente compatibilizador;
siendo el compatibilizador seleccionado a partir
del amonio cuaternario o sales de fosfonio de fórmula general
(I):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en el
que:
- Y representa N o P;
- R_{1} R_{2}, R_{3} y R_{4}, que pueden
ser iguales o diferentes, representan un grupo alquilo o
hidroxialquilo C_{1}-C_{20} lineal o ramificado;
un grupo alquenilo o hidroxialquenil
C_{1}-C_{20} lineal o ramificado, un grupo
-R_{5}-SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{1}-C_{20} lineal o ramificado, un grupo arilo
C_{6}-C_{18}; una grupo arilalquilo o alquilaril
C_{7}-C_{20}; un grupo cicloalquilo
C_{5}-C_{18}, dicho grupo cicloalquilo
posiblemente conteniendo un heteroátomo como oxígeno, nitrógeno o
azufre;
- X^{n-} representa un anión como el ion
cloruro, el ion sulfato o el ion fosfato;
- n representa 1, 2 ó 3;
en el que dicha predeterminada cantidad de
grupos polares y dicha cantidad predeterminada de compatibilizador
se seleccionan de forma tal que dichos material inorgánico exhibe,
en el material compuesto, un valor espacio d en el análisis de
difracción de rayos X por lo menos 20% mayor con respecto al valor
de espacio d del material inorgánico, como tal, en donde
el al menos un polímero es seleccionado entre
los polímeros de baja polaridad con un contenido de heteroátomos
entre 0,5% en peso y 7% en peso con respecto al peso del polímero, y
el al menos un material inorgánico con estructura laminar
seleccionado de los materiales inorgánicos con estructura laminar de
baja polaridad obtenidos por tratamiento de superficie con una
cantidad predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula
general (I) en la que al menos dos de los sustituyentes R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, representan un grupo alquilo
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 125 meq y 200 meq por 100 g de material inorgánico
con estructura laminar, o
el al menos un polímero es seleccionado entre
los polímeros de polaridad media con un contenido de heteroátomos
entre 7 y 32% en peso, y el al menos un material inorgánico con
estructura laminar se selecciona entre los materiales inorgánicos
con estructura laminar de polaridad media obtenida por tratamiento
de superficie con una cantidad predeterminada de un agente
compatibilizador de fórmula general (I) en los que al menos uno de
los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa un
grupo alquilo o hidroxialquilo C_{4}-C_{20}
lineal o ramificado o un grupo -R_{5}-SH o
-R_{5}-NH en el que R_{5} representa un grupo
alquileno C_{4}-C_{20} lineal o ramificado,
estando dicha cantidad entre 95 meq y 125 meq por 100 g de material
inorgánico con estructura laminar, o
el al menos un polímero es seleccionado entre
los polímeros de alta polaridad con un contenido de heteroátomos
entre 32 y 50% en peso, y el al menos un material inorgánico con
estructura laminar se selecciona entre los materiales inorgánicos
con estructura laminar de alta polaridad obtenidos por tratamiento
de superficie con una cantidad predeterminada de un agente
compatibilizador de fórmula general (I) en los que al menos uno de
los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, representa un
grupo alquilo o hidroxialquilo C_{4}-C_{20}
lineal o ramificado o un grupo alquenilo o hidroxialquenil
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, o un grupo
-R-_{5}SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 20 meq y 95 meq por 100 g de material inorgánico con
estructura laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Cable, según la reivindicación 1, en el que
el material inorgánico exhibe, en el material compuesto, un valor
espacio d en análisis de difracción de rayos X por lo menos 30%
mayor con respecto al valor de espacio d del material inorgánico
como tal.
3. Cable, según la reivindicación 1, en el que
los polímeros de baja polaridad son: polipropileno o polietileno
injertado con anhídrido maleico; copolímeros etileno- vinil acetato
(EVA) con un contenido de vinil acetato entre 2 y 18% en peso;
copolímeros etileno-etil acrilato (EEA) que tengan
un contenido de etil acrilato entre 2% en peso y 18% en peso;
copolímeros etileno-metil acrilato (EMA) que tengan
un contenido de metil acrilato entre 2% en peso y 21% en peso;
copolímeros etileno-ácido acrílico, caucho natural epoxidado (ENR),
caucho natural funcionalizados con grupos acrílico o
metacrilato.
4. Cable, según la reivindicación 1, en el que
los polímeros de polaridad media son: acetato de etileno- vinil
acetato (EVA) con un contenido de copolímeros de vinil acetato de
18% en peso y 80% en peso; copolímeros etileno- etil acrilato (EEE)
con un contenido de etil acrilato entre 18% en peso y 80% en peso;
copolímeros etileno-metil acrilato (EMA) con un
contenido de acrilato de metilo entre 21% en peso y 80% en peso;
polimetilmetacrilato (PMMA), polibutileno tereftalato (PBT),
polietileno tereftalato (PET); copoliésteres elastoméricos obtenidos
por transesterificación de anhídrido tereftálico con una mezcla de
dioles; clorosulfonato polietileno (CSP), polietileno clorado;
poliacri-
latos.
latos.
5. Cable, según la reivindicación 1, en el que
los polímeros de alta polaridad son: etileno-vinil
acetato (EVA) con un contenido de copolímeros de vinil acetato
superior a 80% en peso; copolímeros etileno-etil
acrilato (CEA) que tengan un contenido de etil acrilato mayor de
80% en peso; copolímeros de etileno-metil acrilato
con un contenido de metil acrilato superior a 80% en peso; polivinil
acetato, polietil acrilato; polimetil acrilato, cloruro de
polivinilo (PVC).
6. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que se selecciona el material
inorgánico con estructura laminar de los filosilicatos.
7. Cable, según la reivindicación 6, en el que
los filosilicatos se seleccionan a partir de: esmectitas;
vermiculita: halloisite; sericita, o sus mezclas.
8. Cable, según la reivindicación 7, en el que
las esmectitas se seleccionan a partir de: montmorillonita,
nontronita, beidellita, volkonskoita, hectorita, saponita,
sauconita.
9. Cable, según la reivindicación 8, en el que
la esmectita es montmorillonita.
10. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material compuesto
comprende una cantidad entre 1 y 40 partes en peso de material
inorgánico con estructura laminar por cada 100 partes de dicho al
menos un polímero.
11. Cable, según la reivindicación 10, en el que
el material compuesto comprende una cantidad entre 4 y 20 partes en
peso de material inorgánico con estructura laminar por cada 100
partes de dicho al menos un polímero.
12. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una capa de
revestimiento (3, 14) con propiedades de aislamiento eléctrico que
incluye el material compuesto como en cualquiera de las
reivindicaciones anteriores.
13. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una capa de
revestimiento (3, 14) con propiedades semiconductoras, que incluye
el material compuesto como en cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
14. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una capa de
revestimiento (3, 14) que tiene la función de funda protectora
externa (6, 17) que incluye el material compuesto como en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Material compuesto que comprende:
- al menos un polímero que contiene una cantidad
predeterminada de grupos polares, y
- al menos un material inorgánico con estructura
laminar tratado en la superficie con una cantidad predeterminada de
un agente compatibilizador;
\newpage
siendo el compatibilizador seleccionado a partir
del amonio cuaternario o sales de fosfonio de fórmula general
(I):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en el
que:
- Y representa N o P;
- R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, que
pueden ser iguales o diferentes, representan un grupo alquilo o
hidroxialquilo C_{1}-C_{20} lineal o ramificado;
un grupo alquenilo o hidroxialquenil
C_{1}-C_{20} lineal o ramificado, un grupo
-R_{5}-SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{1}-C_{20} lineal o ramificado, un grupo
arilo C_{6}-C_{18}; un grupo arilalquilo o
alquilarilo C_{7}-C_{20}; un grupo cicloalquilo
C_{5}-C_{18}, dicho grupo cicloalquilo
posiblemente conteniendo un heteroátomo como el oxígeno, nitrógeno
o azufre;
- X^{n-} representa un anión como el ion
cloruro, el ion sulfato o el ion fosfato;
- n representa 1, 2 ó 3;
en el que dicha cantidad predeterminada de
grupos polares y dicha cantidad predeterminada de compatibilizador
se seleccionan de forma tal que dicho material inorgánico exhibe, en
el material compuesto, un valor espacio d en el análisis de
difracción de rayos X por lo menos 20% mayor con respecto al valor
de espacio d del material inorgánico como tal, en donde
al menos un polímero es seleccionado entre los
polímeros de baja polaridad con un contenido de heteroátomos entre
0,5% en peso y 7% en peso respecto al peso del polímero, y el al
menos un material inorgánico con estructura laminar se selecciona
entre los materiales inorgánicos con estructura laminar de baja
polaridad obtenidos por tratamiento de superficie con una cantidad
predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula general (I)
en los que al menos dos de los sustituyentes R_{1}, R_{2},
R_{3} y R_{4}, representan un grupo alquilo
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 125 meq y 200 meq por 100 g de material inorgánico
con estructura laminar; o
el al menos un polímero es seleccionado entre
los polímeros de polaridad media con un contenido de heteroátomos
entre 7% en peso y 32% en peso, y el al menos un material inorgánico
con estructura laminar se selecciona entre los materiales
inorgánicos con estructura laminar de polaridad media obtenidos por
tratamiento de superficie con una cantidad predeterminada de un
agente compatibilizador de fórmula general (I) en los que al menos
uno de los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4},
representa un grupo alquilo o hidroxialquilo
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado o un grupo
-R_{5}-SH o -R_{5}-NH en el que
R_{5} representa un grupo alquileno
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado, estando dicha
cantidad entre 95 meq y 125 meq por 100 g de material inorgánico con
estructura laminar, o
el al menos un polímero es seleccionado entre
los polímeros de alta polaridad con un contenido de heteroátomos
entre 32% en peso y 50% en peso, y el al menos un material
inorgánico con estructura laminar se selecciona entre los
materiales inorgánicos con estructura laminar de alta polaridad
obtenidos por tratamiento de superficie con una cantidad
predeterminada de un agente compatibilizador de fórmula general (I)
en los que al menos uno de los sustituyentes R_{1}, R_{2},
R_{3} y R_{4}, representa un grupo alquilo o hidroxialquilo
C_{4}-C_{20} lineal o ramificado o un grupo
alquenilo o hidroxialquenil C_{4}-C_{20} lineal
o ramificado, o un grupo -R-_{5}SH o
-R_{5}-NH en el que R_{5} representa un grupo
alquileno C_{4}-C_{20} lineal o ramificado,
estando dicha cantidad entre 20 meq y 95 meq por 100 g de material
inorgánico con estructura laminar.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Material compuesto según la reivindicación
15, en el que el material inorgánico exhibe, en el material
compuesto, un valor espacio d en el análisis de difracción de rayos
X por lo menos 30% mayor con respecto al valor de espacio d del
material inorgánico como tal.
17. Material compuesto según la reivindicación
15 ó 16, en el que el material inorgánico con estructura laminar
está presente en una cantidad entre 1 phr y 40 phr.
18. Material compuesto según la reivindicación
17, en el que el material inorgánico con estructura laminar está
presente en una cantidad entre 4 phr y 20 phr.
19. Utilización de un material compuesto según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, como material de base
para la producción de una capa de revestimiento con propiedades de
aislamiento eléctrico.
20. Utilización de un material compuesto según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, como material de base
para la producción de una capa de revestimiento con propiedades
semiconductoras.
21. Utilización de un material compuesto según
cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, como material de base
para la producción de una capa de revestimiento que tiene la función
de la funda protectora externa.
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