BR112012011131B1

BR112012011131B1 - Cabo de força reticulado de corrente direta (dc) e processo para produção do mesmo

Info

Publication number: BR112012011131B1
Application number: BR112012011131-0A
Authority: BR
Inventors: Birgitta Kãllstrand; Ulf Nilsson; Gustavo Dominguez; Liu Rongsheng; Annika Smedberg; Per-Ola Hagstrand; Villgot Englund; Carl-Olof Olsson; Marc Jeroense
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2021-03-30
Also published as: MX348463B; CN102666602A; US11078312B2; EP2499172B1; AU2010318182A1; US20200115477A1; WO2011057928A1; US11390699B2; EP3098244B1; US20130000947A1; EP3098244A1; EP2499172A1; KR20190034684A; BR112012011131A2; EP2499172B2; EA201290300A1; KR102080451B1; EP3098244B2; FI3098244T4; EA022361B1

Abstract

composição de polímeros que pode ser reticulada e cabo com propriedades elétricas vantajosas. a invenção refere-se a uma composição de polímeros com propriedades elétricas de cd aprimoradas e a cabo circundado por pelo menos uma camada que compreende a composição de polímeros.

Description

Campo da Invenção

[0001] A invenção refere-se a uma composição de polímeros que compreende uma poliolefina, um método para a redução da condutividade elétrica de uma composição de polímeros que pode ser reticulada, um processo para a produção de um artigo que pode ser reticulado e reticulado, um cabo de força que pode ser reticulado e reticulado, mais preferencialmente um cabo de força de corrente direta (CD) que pode ser reticulado e reticulado, que compreende a composição de polímeros, bem como o uso da composição de poliolefina em uma camada de cabo de força.

Tecnica Antecedente

[0002] As poliolefinas produzidas em um processo de alta pressão (HP) são amplamente utilizadas nas aplicações de polímeros em demanda em que os polímeros têm que satisfazer altos requerimentos mecânicos e/ou elétricos. Por exemplo, nas aplicações de cabo de força, particularmente em voltagem média (MV) e especialmente em aplicações de cabos de voltagem alta (HV) e voltagem extra alta (EHV) as propriedades elétricas da composição de polímeros possui uma importância significativa. Além disso, as propriedades elétricas de importância podem diferir em aplicações de cabos diferentes, como é o caso entre aplicações de cabos de corrente alternada (CA) e corrente direta (CD).

Reticulação de cabos

[0003] Um cabo de força típico compreende um condutor circundado, pelo menos, por uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem. Os cabos são comumente produzidos através da extrusão das camadas sobre um condutor. O material polimérico em uma ou mais das ditas camadas é então normalmente reticulado para aprimorar, por exemplo, resistência ao calor e à deformação, propriedades de deformação, resistência mecânica, resistência química e resistência à abrasão do polímero na(s) camada(s) do cabo. Na reação de reticulação de um polímero, ligações cruzadas interpolímero (pontes) são primariamente formadas. A reticulação pode ser realizada utilizando, por exemplo, um composto que gera radicais livres, tal como um peróxido. Um agente que gera radicais livres é tipicamente incorporado na camada material antes da extrusão da(s) camada(s) sobre um condutor. Após a formação do cabo em camadas, o cabo é então submetido a uma etapa de reticulação para iniciar a formação de radicais e dessa maneira a reação de reticulação.

[0004] Os peróxidos são compostos que geram radicais livres muito comuns utilizados i.a. na indústria de polímeros para as ditas modificações dos polímeros. Os produtos de decomposição resultantes de peróxidos podem incluir subprodutos voláteis que são indesejados, uma vez que podem ser perigosos e podem ter uma influência negativa sobre as propriedades elétricas do cabo. Portanto, os produtos de decomposição voláteis tal como metano, por exemplo, em que dicumilperóxido é utilizado, são convencionalmente reduzidos até um mínimo ou removidos após a reticulação e a etapa de resfriamento. Tal etapa de remoção é geralmente conhecida como uma etapa de desgaseificação. A etapa de desgaseificação é demorada e necessita de energia e é assim uma operação cara em um processo de produção de cabos.

[0005] Ainda, a linha de produção de cabos e a velocidade de produção desejada utilizadas podem trazer limitações para os materiais para cabos especialmente quando são produzidos cabos de força de um tamanho maior. Além disso, i.a. a taxa de reticulação e o grau de reticulação do polímero na camada de cabo devem ser suficientes com a finalidade de minimizar ou de evitar qualquer problema arqueamento indesejável que ocorre durante a produção de cabos, particularmente quando o cabo é produzido, por exemplo, em uma linha de vulcanização contínua catenária (CCV) (especialmente para construções mais grossas), que é um tipo de linha de vulcanização bem conhecido no campo e descrito na literatura.

Condutividade elétrica

[0006] A condutividade elétrica em CD é uma propriedade de materiais importante, por exemplo, para o isolamento de materiais para cabos de corrente direta para alta voltagem (HV DC). Em primeiro lugar, a temperatura e a dependência de campo elétrico fortes desta propriedade influenciarão no campo elétrico. A segunda questão é o fato de que o calor será gerado dentro do isolamento pela corrente de dispersão elétrica que corre entre as camadas semicondutoras internas e externas. Esta corrente de dispersão depende do campo elétrico e da condutividade elétrica do isolamento. A alta condutividade do material de isolamento pode levar ainda ao escape de calor sob condições de alta tensão/alta temperatura. A condutividade tem que, portanto, ser suficientemente baixa para evitar o escape de calor.

[0007] Consequentemente, nos cabos de HV DC, o isolamento é aquecido pela corrente de dispersão. Para um planejamento de cabos específico o aquecimento é proporcional à condutividade do isolamento x (campo elétrico)2. Assim, se a voltagem for aumentada, muito mais calor será gerado.

[0008] Há altas demandas para aumentar a voltagem de um cabo de força, preferencialmente um cabo de força de corrente direta CD e assim uma necessidade contínua de encontrar composições de polímeros alternativas com condutividade reduzida. Tais composições de polímeros devem também preferencialmente ter boas propriedades mecânicas necessárias para as modalidades de cabo de força em exigência.

Objetivos da invenção

[0009] Um dos objetivos da presente invenção é fornecer uma composição de polímeros reticulados alternativa que compreende uma poliolefina e que possui propriedades surpreendentemente vantajosas adequadas para um cabo de força de CD.

[00010] Um objetivo adicional da invenção é fornecer um método para a redução de condutividade elétrica, isto é, para o fornecimento de baixa condutividade elétrica, de uma composição de polímeros que pode ser reticulada, preferencialmente de uma composição de polímeros reticulados presente em pelo menos uma camada de isolamento de um cabo de força reticulado, preferencialmente de um cabo de força de corrente direta (CD) reticulado.

[00011] Outro objetivo da invenção é fornecer um cabo de força reticulado, preferencialmente um cabo de força de corrente direta (CD), em que pelo menos uma camada compreende uma composição de polímeros que pode ser reticulada que possui propriedades surpreendentemente vantajosas.

[00012] A invenção e objetivos adicionais e benefícios da mesma são descritos e definidos em detalhes a seguir.

Figuras

[00013] A Figura 1 ilustra a geometria das amostras utilizadas no teste de tensão.

Descrição da invenção

[00014] A presente invenção fornece uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina e um peróxido, em que a quantidade do peróxido é menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00015] "Que pode ser reticulada" significa que a camada do cabo pode ser reticulada antes do uso na aplicação final da mesma. As composições de polímeros que podem ser reticuladas compreendem a poliolefina e o peróxido em uma quantidade que é definida anteriormente, a seguir ou nas reivindicações. Além disso, a composição de polímeros reticulados ou, respectivamente, a poliolefina reticulada, é reticulada através da reação de radicais utilizando a quantidade reivindicada de peróxido presente na composição de polímeros antes da reticulação. A composição de polímeros reticulados possui uma rede típica, i.a., ligações cruzadas interpolímero (pontes), que são bem conhecidas no campo. Como evidente para um perito, o polímero reticulado pode ser e é definido aqui com características que estão presentes na composição de polímeros ou de poliolefina antes ou depois da reticulação, como citado ou evidente partindo do contexto. Por exemplo, a presença e a quantidade do peróxido na composição de polímeros ou o tipo e a propriedade de composição, tal como MFR, densidade e/ou grau de insaturação, do componente de poliolefina são definidos, a não ser que seja citado o contrário, antes da reticulação e as características após a reticulação são, por exemplo, a condutividade elétrica, o grau de reticulação ou as propriedades mecânicas medidas partindo da composição de polímeros reticulados.

[00016] A presente invenção fornece ainda uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina reticulada, em que a composição de polímeros compreende antes da reticulação (isto é, antes de ser reticulada) uma poliolefina e um peróxido, em que a quantidade do peróxido é menor que 35 mmols -O- O-/kg da composição de polímeros.

[00017] Consequentemente, a presente composição de polímeros reticulados é preferida e é pode ser obtida através da reticulação com uma quantidade de peróxido que é definida anteriormente ou a seguir.

[00018] A presente invenção fornece ainda uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina que é reticulada com peróxido utilizada em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/ kg da composição de polímeros.

[00019] As expressões "pode ser obtida através da reticulação", "reticulada com" e "composição de polímeros reticulados" são utilizadas aqui de forma intercambiável e significam a categoria "produto por processo", isto é, que o produto possui uma característica técnica que é devida à etapa de reticulação como será explicado a seguir.

[00020] A unidade "mmol -O-O-/kg da composição de polímeros" significa aqui o conteúdo (mmol) de grupos funcionais de peróxido por kg da composição de polímeros, quando medido partindo da composição de polímeros antes da reticulação. Por exemplo, os 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros correspondem a 0,95 % em peso do dicumil peróxido bem conhecido com base na quantidade total (100 % em peso) da composição de polímeros.

[00021] A "composição de polímeros reticulados" é referida aqui a seguir também abreviada como "Composição polimérica" ou "composição de polímeros". Ainda "as composições de polímeros que podem ser reticuladas" são referidas aqui a seguir também abreviadas como "Composição polimérica" ou "composição de polímeros". O significado é evidente partindo do contexto.

[00022] Inesperadamente, a condutividade elétrica de uma composição de polímeros é reduzida, isto é, mais baixa, quando reticulada utilizando um peróxido (por exemplo, um dicumil peróxido bem conhecido) em uma quantidade baixa que é definida anteriormente ou a seguir, comparada com a condutividade elétrica obtida após a reticulação do mesmo material polimérico utilizando o mesmo peróxido, mas em quantidades típicas de 37 até 55 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, que correspondem a 1,0 até 2,5% em peso de dicumil peróxido, convencionalmente utilizados para a reticulação de cabos de força.

[00023] A composição de polímeros da invenção possui propriedades elétricas expressas i.a. como condutividade elétrica reduzida, isto é, baixa, em que a formação de calor indesejada, por exemplo, na camada de isolamento de um cabo de força, preferencialmente de um cabo de força de CD, pode ser minimizada. A invenção é particularmente vantajosa para cabos de força de CD.

[00024] A condutividade elétrica é medida aqui de acordo com o método de condutividade CD que é descrito em "Métodos de Determinação". Condutividade elétrica "reduzida" ou "baixa" como é utilizada aqui de forma intercambiável significa que o valor obtido do método de condutividade CD é baixo, isto é, reduzido.

[00025] A baixa condutividade elétrica da composição de polímeros é muito vantajosa i.a. em um cabo de força, preferencialmente em um cabo de força de CA ou de CD, preferencialmente em cabos de força de corrente direta (CD), mais preferencialmente em cabos de CD de voltagem baixa (LV), voltagem média (MV), voltagem alta (HV) ou voltagem extra alta (EHV), mais preferencialmente em cabos de força de CD que operam em quaisquer voltagens, preferencialmente em maiores que 36 kV, tais como cabos de HV DC.

[00026] Além disso, a condutividade elétrica da composição de polímeros é surpreendentemente baixa mesmo sem a remoção dos subprodutos voláteis após a reticulação, isto é, sem desgaseificação, comparada com a condutividade elétrica de uma composição de polímeros reticulada não desgaseificada com quantidades convencionais de peróxido. Portanto, se desejado, a etapa de desgaseificação do cabo reticulado que contém a composição de polímeros pode ser consideravelmente encurtada e/ou realizada em condições de menores demandas durante o processo de produção de cabos que naturalmente aumenta a eficiência de produção. Consequentemente, se desejado, a etapa de desgaseificação durante a produção de cabos pode ser encurtada.

[00027] A invenção é adicionalmente direcionada a um método para a redução de, isto é, para o fornecimento de condutividade elétrica baixa de uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina reticulada com peróxido, em que o método compreende um etapa de produção da poliolefina reticulada através da reticulação da poliolefina com uma quantidade de peróxido menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00028] Mais preferencialmente a invenção é direcionada a um método para a redução da condutividade elétrica de uma composição de polímeros que pode ser reticulada de um cabo de força reticulado, preferencialmente de um cabo de força de corrente direta (CD) reticulado, mais preferencialmente de um cabo de força de CD de HV ou de EHV reticulado, que compreende um condutor que é circundado por pelo menos uma camada de isolamento, preferencialmente por pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que pelo menos a camada de isolamento compreende uma composição de polímeros que compreende uma poliolefina reticulada com um peróxido, em que o método compreende um etapa de produção da poliolefina reticulada através da reticulação da poliolefina com uma quantidade de peróxido menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. Neste método é preferido utilizar a composição de polímeros que é definida anteriormente ou a seguir.

[00029] Consequentemente, a invenção fornece ainda um cabo de força que pode ser reticulado, preferencialmente um cabo de força que pode ser reticulado de corrente direta (CD), que compreende um condutor circundado por uma ou mais camadas, em que pelo menos uma da(s) dita(s) camada(s) compreende uma composição de polímeros que compreende uma poliolefina que pode ser reticulada e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. Mais preferencialmente, a invenção é direcionada a um cabo de força que pode ser reticulado, preferencialmente a um cabo de força que pode ser reticulado de corrente direta (CD), mais preferencialmente a um cabo de força de HV ou de EHV que pode ser reticulado, que compreende um condutor circundado por pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que pelo menos uma camada, preferencialmente a camada de isolamento, compreende uma composição de polímeros que pode ser reticulada da invenção que compreende uma poliolefina e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00030] A invenção é adicionalmente direcionada a um cabo de força reticulado, preferencialmente a um cabo de força de corrente direta (CD) reticulado, que compreende um condutor circundado por uma ou mais camadas, em que pelo menos uma da(s) dita(s) camada(s) compreende uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina reticulada com peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. Mais preferencialmente, a invenção é direcionada a um cabo de força reticulado, preferencialmente a um cabo de força de corrente direta (CD) reticulado, mais preferencialmente a um cabo de força de CD de HV ou de EHV reticulado, que compreende um condutor circundado por pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que pelo menos uma camada, preferencialmente a camada de isolamento, compreende uma composição de polímeros que pode ser reticulada que compreende uma poliolefina reticulada com peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. A expressão no cabo reticulado de "poliolefina reticulada com peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros" significa que a composição de polímeros antes da reticulação contém uma poliolefina e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00031] Os subgrupos, as propriedades e as modalidades preferíveis a seguir da composição de polímeros se aplicam igualmente e independentemente à composição de polímeros como tal, bem como à composição de polímeros da invenção no método para a redução de condutividade elétrica, no cabo que pode ser reticulado e no cabo reticulado, como definido anteriormente ou a seguir.

[00032] Mais preferencialmente, a composição de polímeros reticulados da invenção, antes da reticulação, compreende o dito peróxido na quantidade de 34 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menos, preferencialmente de 33 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menos, mais preferencialmente desde 5,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 7,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 10,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, ainda mais preferencialmente desde 15 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. O conteúdo de peróxido depende do nível de reticulação desejado e em uma modalidade é desejado que o conteúdo de peróxido antes da reticulação seja preferencialmente igual a 17 até 29 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. Além disso, a poliolefina pode ser insaturada, em que o conteúdo de peróxido pode depender do grau de insaturação.

[00033] No caso do cabo ser produzido em uma linha de cabos com vulcanização contínua catenária, então antes da reticulação, a composição de polímeros compreende preferencialmente peróxido em uma quantidade de 7 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou mais, preferencialmente desde 15 até 30,0 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00034] Mais preferencialmente, a composição de polímeros reticulados da invenção possui após a reticulação uma condutividade elétrica de 45 fS/m ou menor, quando medida de acordo com o método de condutividade CD que é descrito em "Métodos de Determinação". A composição de polímeros reticulados da invenção possui preferencialmente uma condutividade elétrica de 40 fS/m ou menor, mais preferencialmente desde 0,01 até 38 fS/m, ainda mais preferencialmente desde 0,5 até 35 fS/m, quando medida de acordo com o método de condutividade CD que é descrito em "Métodos de Determinação".

[00035] Em uma modalidade preferível a composição de polímeros da invenção compreende preferencialmente um polímero de polietileno de densidade baixa (LDPE) reticulado que é definido posteriormente abaixo incluindo os subgrupos e as modalidades preferíveis do mesmo e possui uma condutividade elétrica desde 1 até 45 fS/m, preferencialmente desde 1 até 40 fS/m, preferencialmente desde 1 até 38 fS/m, mais preferencialmente desde 1 até 38 fS/m, quando medida de acordo com o método de condutividade CD que é descrito em "Métodos de Determinação".

[00036] Ainda inesperadamente, o conteúdo de peróxido pode ser reduzido sem sacrificar as propriedades mecânicas da composição de polímeros reticulados obtida que são importantes para as camadas do cabo de força. Assim inesperadamente, em adição à condutividade elétrica reduzida da composição de polímeros, também uma ou mais, mais preferencialmente todas as propriedades mecânicas selecionadas de PENT (Pennsylvania Notch Test) e as propriedades de tensão expressas na forma de Estresse na Quebra e/ou Tensão na Quebra, permanecem em um nível possível ou pelo menos similar ao das propriedades mecânicas das composições de polímeros reticulados da arte anterior utilizadas nas camadas dos cabos. A razão para o equilíbrio vantajoso entre condutividade elétrica aprimorada e boas propriedades mecânicas não está completamente entendida. Sem se ligar a qualquer teoria uma das razões pode ser que um grau de cristalinidade (%) inesperadamente alto do polímero reticulado é mantido comparado com o grau de cristalinidade obtido com concentrações convencionais de peróxido. Consequentemente e ainda preferencialmente a composição de polímeros da invenção possui um equilíbrio inesperado entre as propriedades elétricas e mecânicas, que é muito vantajoso, por exemplo, para cabos de força de CD e, surpreendentemente, também para cabos de força de CD de HV ou de EHV.

[00037] Consequentemente, a composição de polímeros reticulados da invenção possui ainda preferencialmente um tempo de vida de PENT de 200 horas ou mais, preferencialmente de 400 horas ou mais, preferencialmente 500 horas ou mais, mais preferencialmente de 800 horas ou mais, mais preferencialmente de 1000 horas ou mais, quando medido de acordo com o teste PENT sob carga em 2 MPa e à temperatura de envelhecimento de 70°C que como descrito em "Métodos de Determinação". PENT indica a resistência à propagação lenta de rachaduras e quanto maior o valor melhor é a dita resistência.

[00038] Ainda preferencialmente, a composição de polímeros reticulados da invenção possui propriedades de tensão vantajosas que são expressas aqui como Estresse na Quebra ou Tensão na Quebra das quais cada uma é definida a duas temperaturas.

[00039] Preferencialmente a composição de polímeros reticulados da invenção possui Estresse na Quebra a 70°C de 7,0 MPa ou mais, preferencialmente de 10,0 MPa ou mais, mais preferencialmente de 12,0 MPa ou mais ou a - 10°C de 25,0 MPa ou mais, preferencialmente de 26,0 MPa ou mais, preferencialmente de 30,0 MPa ou mais. Mais preferencialmente a composição de polímeros reticulados possui um Estresse na Quebra a 70°C que como definido anteriormente e um Estresse na Quebra a - 10°C como é definido anteriormente, quando medido de acordo com o método de teste de Tensão que é descrito em "Métodos de Determinação". O limite superior do Estresse na Quebra não é limitado e pode ser, por exemplo, de 25,0 MPa a 70°C e por exemplo, 50,0 MPa a - 10°C.

[00040] Ainda preferencialmente, a composição de polímeros reticulados da invenção possui uma Tensão na Quebra (%) a 70°C de 350% ou mais, preferencialmente de 400% ou mais, preferencialmente de 450% ou mais ou a -10°C de 400% ou mais. Mais preferencialmente a composição de polímeros reticulados possui uma Tensão na Quebra (%) a 70°C que é definida anteriormente e uma Tensão na Quebra (%) a - 10°C que é definida anteriormente, quando medida de acordo com o método de teste de Tensão que é descrito em "Métodos de Determinação". O limite superior de Tensão na Quebra não é limitado e pode ser, por exemplo, 1000% a 70°C e, por exemplo, 800% a - 10°C.

[00041] Ainda mais preferencialmente, a composição de polímeros possui tanto Estresse na Quebra a 70°C quanto a -10°C bem como Tensão na Quebra a 70°C quanto a -10°C como definido anteriormente.

[00042] A composição de polímeros reticulados da invenção possui preferencialmente um conteúdo de gel de pelo menos 10 % em peso (% em peso), preferencialmente de pelo menos 28 % em peso, preferencialmente de pelo menos 35 % em peso, preferencialmente de pelo menos 40 % em peso, mais preferencialmente de pelo menos 45 % em peso, mais preferencialmente de pelo menos 50 % em peso, mais preferencialmente de pelo menos 55 % em peso, como medido de acordo com ASTM D 2765-01, Método A, utilizando extração com decalina como descrito em "Métodos de Determinação".

[00043] Em uma modalidade preferível a composição de polímeros é reticulada utilizando peróxido em uma quantidade de 7,0 mmols -O-O- /kg da composição de polímeros ou mais (0,2 % em peso) e possui um conteúdo de gel de pelo menos 10 % em peso, preferencialmente de 15 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou mais (0,4 % em peso) e possui um conteúdo de gel de pelo menos 30 % em peso, preferencialmente em uma quantidade desde 19 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros (0,5-0,8 % em peso) e possui um conteúdo de gel de pelo menos 30 % em peso, preferencialmente de pelo menos 50 % em peso, quando medido de acordo com ASTM D 2765-01, Método A, utilizando extração com decalina.

[00044] Consequentemente, a composição de polímeros reticulados da invenção é utilizada para a determinação das propriedades elétricas, mecânicas e de grau de reticulação da mesma anteriores. A respectiva preparação de amostras da composição de polímeros reticulados é descrita a seguir sob os "Métodos de Determinação".

[00045] A invenção é também direcionada a um processo para a produção de um cabo de força que pode ser reticulado e reticulado, preferencialmente um cabo de força de corrente direta (CD) que pode ser reticulado e reticulado, que é definido anteriormente ou a seguir.

[00046] Os subgrupos preferíveis adicionais das propriedades anteriores, as propriedades, os variantes e as modalidades adicionais que são definidos anteriormente ou a seguir para a composição de polímeros ou para os componentes dos mesmos se aplicam similarmente ao método para a redução de condutividade elétrica, ao cabo de força, preferencialmente ao cabo de força de CD, da invenção.

Componente de Poliolefina

[00047] As modalidades, as propriedades e os subgrupos preferíveis do componente de poliolefina adequado a seguir para a composição de polímeros podem ser generalizados de forma que possam ser utilizados em qualquer ordem ou combinação para definir adicionalmente as modalidades preferíveis da composição de polímeros. Além disso, é evidente que a descrição fornecida se aplica à poliolefina antes de ser reticulada.

[00048] O termo poliolefina significa tanto um homopolímero de olefina quanto um copolímero de uma olefina com um ou mais comonômero(s). "Comonômero" como é bem conhecido refere-se a unidades de comonômeros que podem ser copolimerizadas.

[00049] A poliolefina pode ser qualquer poliolefina, tal como qualquer poliolefina convencional, que é adequada como um polímero em uma camada, preferencialmente uma camada de isolamento, de um cabo elétrico, preferencialmente de um cabo de força.

[00050] A poliolefina pode ser, por exemplo, um polímero disponível comercialmente ou pode ser preparada de acordo com ou de maneira análoga ao processo de polimerização conhecido descrito na literatura química.

[00051] Mais preferencialmente a poliolefina é um polietileno produzido em um processo de alta pressão, mais preferencialmente um polietileno LDPE de baixa densidade produzido em um processo de alta pressão. O significado de polímero de LDPE é bem conhecido e documentado na literatura. Embora o termo LDPE seja uma abreviação para polietileno de baixa densidade, o termo é entendido como não limitante da faixa de densidade, mas cobre os polietilenos HP similares a LDPE com densidades baixas, médias e mais altas. O termo LDPE descreve e distingue apenas a natureza de polietileno HP com características típicas, tal como arquitetura de ramificação diferente, comparado com o PE produzido na presença de um catalisador de polimerização de olefina.

[00052] O LDPE como a dita poliolefina pode ser um homopolímero de etileno de baixa densidade (referido aqui como homopolímero de LDPE) ou um copolímero de etileno de baixa densidade com um ou mais comonômero(s) (referido aqui como copolímero de LDPE). O um ou mais comonômeros de copolímero de LDPE são preferencialmente selecionados do(s) comonômero(s) polar(es), comonômero(s) não polar(es) ou de uma mistura do(s) comonômero(s) polar(es) e comonômero(s) não polar(es), como definido anteriormente ou a seguir. Além disso, o dito homopolímero de LDPE ou o dito copolímero de LDPE como a dita poliolefina pode ser opcionalmente insaturado.

[00053] Como um comonômero polar para o copolímero de LDPE como a dita poliolefina, comonômero(s) contendo grupo(s) hidroxila, grupo(s) alcóxi, grupo(s) carbonila, grupo(s) carboxila, grupo(s) éter ou grupo(s) éster ou uma mistura dos mesmos, pode ser utilizada. Mais preferencialmente, comonômero(s) contendo grupo(s) carboxila e/ou éster são utilizados como o dito comonômero polar. Ainda mais preferencialmente, o(s) comonômero(s) polar(es) de copolímero de LDPE é(são) selecionado(s) dos grupos de acrilato(s), metacrilato(s) ou acetato(s) ou quaisquer misturas dos mesmos. Se presente(s) no dito copolímero de LDPE, o(s) comonômero(s) polar(es) é(são) preferencialmente selecionado(s) do grupo de acrilatos de alquila, metacrilatos de alquila ou acetato de vinila ou uma mistura dos mesmos. Ainda preferencialmente, os ditos comonômeros polares são selecionados de acrilatos de C1- até C6-alquila, metacrilatos de C1- até C6-alquila ou acetato de vinila. Ainda mais preferencialmente, o dito copolímero polar de LDPE é um copolímero de etileno com acrilato de C1- até C4-alquila, tal como acrilato de metila, etila, propila ou butila ou acetato de vinila ou qualquer mistura dos mesmos.

[00054] Como o(s) comonômero(s) não polar(es) para o copolímero de LDPE como a dita poliolefina, comonômero(s) sem ser os comonômeros polares definidos anteriormente pode(m) ser utilizado(s). Preferencialmente, os comonômeros não polares são outros sem ser comonômero(s) contendo grupo(s) hidroxila, grupo(s) alcóxi, grupo(s) carbonila, grupo(s) carboxila, grupo(s) éter ou grupo(s) éster. Um grupo de comonômero(s) não polar(es) preferível(is) compreendem, preferencialmente consistem em, comonômero(s) monoinsaturado(s) (= uma ligação dupla), preferencialmente olefinas, preferencialmente alfa- olefinas, mais preferencialmente C3 até C10 alfa-olefinas, tais como propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, estireno, 1-octeno, 1- noneno; comonômero(s) poli-insaturado(s) (= mais de uma ligação dupla); comonômero(s) contendo grupo silano; ou quaisquer misturas dos mesmos. O(s) comonômero(s) poli-insaturado(s) é(são) adicionalmente descrito(s) a seguir em relação a copolímeros de LDPE insaturados.

[00055] Se o polímero de LDPE for um copolímero, este compreende preferencialmente 0,001 até 50 % em peso, mais preferencialmente 0,05 até 40 % em peso, ainda mais preferencialmente menos que 35 % em peso, ainda mais preferencialmente menos que 30 % em peso, mais preferencialmente menos que 25 % em peso, de um ou mais comonômeros.

[00056] A composição de polímeros, preferencialmente um componente de poliolefina da mesma, mais preferencialmente o polímero de LDPE, pode ser opcionalmente insaturado, isto é, a composição de polímeros, preferencialmente a poliolefina, preferencialmente o polímero de LDPE, pode compreender ligações duplas carbono-carbono. "Insaturada" significa aque que a composição de polímeros, preferencialmente a poliolefina, contém ligações duplas carbono-carbono/1000 átomos de carbono em uma quantidade total de pelo menos 0,4/1000 átomos de carbono.

[00057] Como é bem conhecido, a insaturação pode ser fornecida à composição de polímeros i.a. por meio da poliolefina, um composto de pelo molecular (Pm) baixo, tal como agente(s) potencializador(es) da reticulação ou aditivo(s) retardador(es) de queima ou quaisquer combinações dos mesmos. A quantidade total de ligações duplas significa aqui ligações duplas determinadas partindo da(s) fonte(s) que é(são) conhecida(s) e deliberadamente adicionada(s) para contribuir para a insaturação. Se duas ou mais fontes de ligações duplas anteriores forem escolhidas para serem utilizadas para o fornecimento da insaturação, então a quantidade total de ligações duplas na composição de polímeros significa a soma das ligações duplas presentes nas fontes de ligações duplas. É evidente que um composto de modelo característico para calibração é utilizado para cada fonte escolhida para possibilitar a determinação por infravermelho quantitativa (FTIR).

[00058] Quaisquer medidas da ligação dupla são realizadas antes da reticulação.

[00059] Se a composição de polímeros for insaturada antes da reticulação, então é preferido que a insaturação se origine pelo menos de um componente insaturado de poliolefina. Mais preferencialmente, a poliolefina insaturada é um polietileno insaturado, mais preferencialmente um polímero de LDPE insaturado, ainda mais preferencialmente um homopolímero de LDPE insaturado ou um copolímero de LDPE insaturado. Quando o(s) comonômero(s) poli- insaturado(s) está(estão) presente(s) no polímero de LDPE como a dita poliolefina insaturada, então o polímero de LDPE é um copolímero de LDPE insaturado.

[00060] Em uma modalidade preferida o termo "total quantidade de ligações duplas carbono-carbono" é definido partindo da poliolefina insaturada e refere-se, se não for especificado o contrário, à quantidade combinada de ligações duplas que se originam dos grupos vinila, dos grupos vinilideno e dos grupos trans-vinileno, se presentes. Naturalmente a poliolefina não contém necessariamente todos os três tipos de ligações duplas anteriores. Entretanto, qualquer dos três tipos, quando presentes, é calculado para a "quantidade total de ligações duplas carbono- carbono". A quantidade de cada tipo de ligação dupla é medida como indicado em "Métodos de Determinação".

[00061] Se um homopolímero de LDPE for insaturado, então a insaturação pode ser fornecida, por exemplo, por um agente de transferência de cadeia (CTA), tal como propileno e/ou por condições de polimerização. Se um copolímero de LDPE for insaturado, então a insaturação pode ser fornecida por um ou mais dos meios a seguir: por um agente de transferência de cadeia (CTA), por um ou mais comonômeros poli-insaturados ou por condições de polimerização. É bem sabido que condições de polimerização selecionadas tais como temperaturas máximas e pressão, podem ter uma influência sobre o nível de insaturação. No caso de um copolímero de LDPE insaturado, este é preferencialmente um copolímero de LDPE insaturado de etileno com pelo menos um comonômero poli-insaturado e opcionalmente com outro(s) comonômero(s), tal como comonômero(s) polar(es) que é(são) preferencialmente selecionado(s) de comonômero(s) de acrilato ou de acetato. Mais preferencialmente um copolímero de LDPE insaturado é um copolímero de LDPE insaturado de etileno com pelo menos comonômero(s) poli-insaturado(s).

[00062] Os comonômeros poli-insaturados adequados para a poliolefina insaturada preferencialmente consistem em uma cadeia reta de carbonos com pelo menos 8 átomos de carbono e pelo menos 4 carbonos entre as ligações duplas não conjugadas, das quais pelo menos uma é terminal, mais preferencialmente, o dito comonômero poli- insaturado é um dieno, preferencialmente um dieno que compreende pelo menos oito átomos de carbono, a primeira ligação dupla carbono- carbono sendo terminal e a segunda ligação dupla carbono-carbono sendo não conjugada com a primeira. Os dienos preferidos são selecionados de C8 até C14 dienos não conjugados ou misturas dos mesmos, mais preferencialmente selecionados de 1,7-octadieno, 1,9- decadieno, 1,11-dodecadieno, 1,13-tetradecadieno, 7-metil-1,6- octadieno, 9-metil-1,8-decadieno ou misturas dos mesmos. Ainda mais preferencialmente, o dieno é selecionado de 1,7-octadieno, 1,9- decadieno, 1,11-dodecadieno, 1,13-tetradecadieno ou qualquer mistura dos mesmos, entretanto, sem limitação aos dienos anteriores.

[00063] É bem sabido que, por exemplo, o propileno pode ser utilizado como um comonômero ou como um agente de transferência de cadeia (CTA) ou ambos, em que pode contribuir para a quantidade total das ligações duplas C-C, preferencialmente para a quantidade total dos grupos vinila. Aqui, quando um composto que também pode atuar como comonômero, tal como propileno, é utilizado como CTA para o fornecimento de ligações duplas, então o dito comonômero que pode ser copolimerizado não é calculado para o conteúdo de comonômero.

[00064] Se a poliolefina, mais preferencialmente o polímero de LDPE, for insaturada, então esta possui preferencialmente a quantidade total de ligações duplas carbono-carbono, que se originam de grupos vinila, grupos vinilideno e grupos trans-vinileno, se presentes, de mais de 0,5/1000 átomos de carbono. O limite superior da quantidade de ligações duplas carbono-carbono presente na poliolefina não é limitado e pode ser preferencialmente menor que 5,0/1000 átomos de carbono, preferencialmente menor que 3,0/1000 átomos de carbono.

[00065] Em algumas modalidades, por exemplo, em que é desejado um nível de reticulação mais alto com o baixo conteúdo de peróxido, a quantidade total de ligações duplas carbono-carbono, que se originam de grupos vinila, grupos vinilideno e grupos trans-vinileno, se presentes, no LDPE insaturado, é preferencialmente maior que 0,50/1000 átomos de carbono, preferencialmente maior que 0,60/1000 átomos de carbono. Tal quantidade de ligações duplas mais alta é preferível, por exemplo, se for desejada uma velocidade alta de produção de cabos e/ou seria desejável minimizar ou evitar problemas de arqueamento que podem ocorrer por exemplo, dependendo da aplicação final desejada e/ou do processo de produção de cabos. O conteúdo mais alto de ligações duplas combinado com o "baixo" conteúdo de peróxido da invenção é também preferido nas modalidades de cabos, tal como nos cabos de força de CD, em que propriedades de resistência mecânica e/ou térmica de muita demanda são necessárias para a camada, preferencialmente para o material da camada de isolamento.

[00066] Mais preferencialmente a poliolefina é insaturada e contém pelo menos grupos vinila e a quantidade total de grupos vinila é preferencialmente maior que 0,05/1000 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente maior que 0,08/1000 átomos de carbono e mais preferencialmente de maior que 0,11/1000 átomos de carbono. Preferencialmente, a quantidade total de grupos vinila é de mais baixa que 4,0/1000 átomos de carbono. Mais preferencialmente, a poliolefina, antes da reticulação, contém grupos vinila na quantidade total de mais de 0,20/1000 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente de mais de 0,30/1000 átomos de carbono e mais preferencialmente de mais de 0,40/1000 átomos de carbono. Em algumas modalidades de exigência, preferencialmente nos cabos de força, mais preferencialmente nos cabos de força de CD, pelo menos uma camada, preferencialmente a camada de isolamento, compreende polímero de LDPE, preferencialmente copolímero de LDPE, que contém grupos vinila na quantidade total de mais de 0,50/1000 átomos de carbono.

[00067] Inesperadamente a insaturação contribui ainda para o dito equilíbrio desejável de condutividade baixa e propriedades mecânicas. Na modalidade preferida a poliolefina da composição de polímeros é um copolímero de LDPE insaturado de etileno com pelo menos um comonômero poli-insaturado, preferencialmente um dieno que é definido anteriormente e opcionalmente com outro(s) comonômero(s) e possui a quantidade total de ligações duplas carbono-carbono, que se originam de grupos vinila, grupos vinilideno e grupos trans-vinileno, se presentes, que são definidos anteriormente, preferencialmente possui a quantidade total de grupos vinila que é definida anteriormente. O dito copolímero de LDPE insaturado é altamente útil para o método para reduzir adicionalmente a condutividade elétrica de uma composição de polímeros que pode ser reticulada, preferivelmente de uma camada de isolamento de um cabo de força, preferivelmente de um cabo de força de CD.

[00068] Tipicamente e preferencialmente nas aplicações de fios e cabos (W&C), a densidade da poliolefina, preferencialmente do polímero de LDPE, é maior que 860 kg/m3. Preferencialmente a densidade da poliolefina, preferencialmente do polímero de LDPE, do homo- ou copolímero de etileno não é maior que 960 kg/m3 e preferencialmente é desde 900 até 945 kg/m3. A MFR2 (2,16 kg, 190 °C) da poliolefina, preferencialmente do polímero de LDPE, é preferencialmente desde 0,01 até 50 g/10min, mais preferencialmente é desde 0,1 até 20 g/10min e mais preferencialmente é desde 0,2 até 10 g/10min.

[00069] Consequentemente, a poliolefina da invenção é preferencialmente produzida em alta pressão através da polimerização iniciada por radicais livres (referida como polimerização de radicais em alta pressão (HP)). O reator de HP pode ser, por exemplo, um reator tubular ou de autoclave bem conhecido ou uma mistura dos mesmos, preferencialmente um reator tubular. A poliolefina preferida é opcionalmente e preferencialmente, homopolímero de LDPE ou copolímero de LDPE de etileno insaturado com um ou mais comonômeros, como definido anteriormente. O polímero de LDPE que pode ser obtido através do processo da invenção fornece preferencialmente as propriedades elétricas vantajosas como definido anteriormente ou a seguir. A polimerização em alta pressão (HP) e o ajuste das condições de processo para produzir com propósito adicionalmente as outras propriedades da poliolefina dependendo da aplicação final desejada são bem conhecidos e descritos na literatura e podem facilmente ser utilizados por um perito. As temperaturas de polimerização adequadas variam até 400 °C, preferencialmente desde 80 até 350°C e a pressão desde 70 MPa, preferencialmente 100 até 400 MPa, mais preferencialmente desde 100 até 350 MPa. A pressão pode ser medida pelo menos após o estágio de compressão e/ou após o reator tubular. A temperatura pode ser medida em vários pontos durante todas as etapas.

[00070] Após a separação o polímero obtido está tipicamente em uma forma de um polímero fundido que é normalmente misturado e peletizado em uma seção de peletização, tal como extrusora de peletização, disposta em associação com o sistema de reator de HP. Opcionalmente, aditivo(s), tal(is) como antioxidante(s), pode(m) ser adicionado(s) nesta misturadora de uma maneira conhecida para resultar na composição de polímeros.

[00071] Detalhes adicionais da produção de (co)polímeros de etileno através da polimerização de radicais em alta pressão podem ser encontrados i.a. na Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6 (1986), pp 383-410 e Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 2001 Elsevier Science Ltd.: "Polyethylene: High-pressure, R.Klimesch, D.Littmann e F.-O. Mahling pp. 7181-7184.

[00072] Quando um copolímero de LDPE insaturado de etileno é preparado, então, como é bem conhecido, o conteúdo de ligações duplas C-C pode ser ajustado através da polimerização do etileno, por exemplo, na presença de um ou mais comonômeros poli-insaturados, agentes de transferência de cadeia, condições de processo ou quaisquer combinações dos mesmos, por exemplo, utilizando a proporção de alimentação desejada entre monômero, preferencialmente etileno e comonômero poli-insaturado e/ou agente de transferência de cadeia, dependendo da natureza e da quantidade de C-C ligações duplas desejada para o copolímero de LDPE insaturado. I.a. a WO 9308222 descreve uma polimerização de radicais em alta pressão de etileno com monômeros poli-insaturados. Como um resultado a insaturação pode ser uniformemente distribuída ao longo da cadeia de polímeros em uma copolimerização de maneira aleatória. Ainda, por exemplo, WO 9635732 descreve a polimerização de radicais em alta pressão de etileno e certo tipo de a,®-divinilsiloxanos poli- insaturados. Composição de polímeros

[00073] Antes da reticulação a composição de polímeros compreende pelo menos um peróxido que contém pelo menos uma ligação -O-O-. Naturalmente, no caso em que dois ou mais produtos de peróxido diferentes são utilizados na composição de polímeros, então a quantidade (em mmol) de -O-O-/kg da composição de polímeros como definido anteriormente, a seguir ou nas reivindicações é a soma da quantidade de -O-O-/kg da composição de polímeros de cada produto de peróxido. Como exemplos não limitantes de peróxidos orgânicos adequados, di-terc-amilperóxido, 2,5-di(terc-butilperóxi)-2,5-dimetil-3- hexina, 2,5-di(terc-butilperóxi)-2,5-dimetilhexano, terc-bu- tilcumilperóxido, di(terc-butil)peróxido, dicumilperóxido, butil-4,4- bis(terc-butilperóxi)-valerato, 1,1-bis(terc-butilperóxi)-3,3,5- trimetilciclohexano, terc-butilperoxibenzoato, dibenzoilperóxido, bis(tert butilperoxiisopropil)benzeno, 2,5-dimetil-2,5-di(benzoilperóxi)hexano, 1,1-di(terc-butilperóxi)ciclohexano, 1,1-di(tert amilperóxi)ciclohexano ou quaisquer misturas dos mesmos, podem ser mencionados. Preferencialmente, o peróxido é selecionado de 2,5-di(terc-butilperóxi)- 2,5-dimetilhexano, di(terc-butilperoxiisopropil)benzeno, di- cumilperóxido, terc-butilcumilperóxido, di(terc-butil)peróxido ou misturas dos mesmos. Mais preferencialmente, o peróxido é dicumilperóxido.

[00074] Adicionalmente, antes da reticulação a composição de polímeros da invenção pode conter, em adição à poliolefina e ao peróxido, componente(s) adicionais tal(is) como componente(s) e/ou aditivo(s) de polímero, preferencialmente aditivo(s), tal(is) como antioxidante(s), agente(s) retardador(es) de queima (SR), agente(s) potencializador(es) da reticulação, estabilizador(es), auxiliar(es) de processamento, aditivo(s) de retardo de chama, aditivo(s) de retardo livre(s) de água, agente(s) de remoção de ácidos ou íons, recheio(s) inorgânico(s) e estabilizador(es) de voltagem, que são conhecidos no campo de polímeros. A composição de polímeros compreende preferencialmente convencionalmente o(s) aditivo(s) utilizado(s) para aplicações de W&C, tal(is) como um ou mais antioxidantes e opcionalmente um ou mais agentes retardadores de queima, preferencialmente pelo menos um ou mais antioxidantes. As quantidades utilizadas de aditivos são convencionais e bem conhecidas por um perito, por exemplo, como já descrito anteriormente em "Descrição da invenção".

[00075] A composição de polímeros da invenção compreende tipicamente pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 60% em peso, mais preferencialmente pelo menos 70% em peso, mais preferencialmente pelo menos 75% em peso, mais preferencialmente desde 80 até 100% em peso e mais preferencialmente desde 85 até 100% em peso, da poliolefina com base no peso total do(s) componente(s) de polímero presente(s) na composição de polímeros. A composição de polímeros preferida consiste em poliolefina como o único componente de polímero. A expressão significa que a composição de polímeros não contém componentes de polímero adicionais, mas a poliolefina como o único componente de polímero. Entretanto, deve ser entendido aqui que a composição de polímeros pode compreender componentes adicionais sem ser os componentes de polímero, tais como aditivos que podem ser opcionalmente adicionados em uma mistura com um polímero carreador, isto é, na assim chamada batelada mestre.

[00076] A composição de polímeros consiste preferencialmente da poliolefina, preferencialmente polietileno, mais preferencialmente homo ou copolímero de LDPE, que pode opcionalmente e preferencialmente, ser insaturado antes da reticulação, como o único componente de poliolefina. Usos finais e aplicações finais da invenção

[00077] A nova composição de polímeros da invenção é altamente útil em ampla variedade de aplicações finais de polímeros. O uso preferido da composição de polímeros é nas aplicações de W&C, mais preferencialmente em uma ou mais camadas de um cabo de força.

[00078] Um cabo de força é definido como sendo um cabo que transfere energia operando em qualquer voltagem, tipicamente operando em voltagens maiores que 1 kV. A voltagem aplicada ao cabo de força pode ser alternada (CA), direta (CD) ou transitória (impulso). A composição de polímeros da invenção é muito adequada para cabos de força operando em voltagens maiores que 36 kV, tais cabos cobrem cabos de força de voltagem alta (HV) e voltagem extra alta (EHV) cujos cabos de EHV operam em voltagens ainda muito mais altas, que são bem conhecidos no campo. Os termos anteriores possuem significados bem conhecidos e indicam assim o nível operacional de tais cabos. Para os cabos de força de CD de HV e de EHV a voltagem operacional é definida aqui como a voltagem elétrica entre o aterramento e o condutor de um cabo de alta voltagem. Tipicamente um cabo de força de CD de HV e um cabo de força de CD de EHV operaram em voltagens de 40 kV ou maiores, ainda em voltagens de 50 kV ou maiores. Um cabo de força operando em voltagens muito altas é conhecido na arte como cabo de força de CD de EHV que na prática pode ser tão alta quanto, mas não limitada a 900 kV.

[00079] A composição de polímeros é altamente adequada para uso como um material de camada para um cabo de força de CA ou CD, preferencialmente para um cabo de força de corrente direta (CD), mais preferencialmente para um cabo de força de CD operando em voltagens maiores que 36 kV, tal como o cabo de força de CD de HV ou de EHV bem conhecido, como definido anteriormente.

[00080] Um cabo de força que pode ser reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD que pode ser reticulado, é fornecido compreendendo um condutor circundado por uma ou mais camadas, preferencialmente pelo menos uma camada de isolamento, mais preferencialmente pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que pelo menos uma(ou mais) da(s) dita(s) camada(s), preferencialmente a camada de isolamento, compreende uma composição de polímeros que compreende uma poliolefina que pode ser reticulada e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, preferencialmente de 34 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menor, preferencialmente de 33 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menor, mais preferencialmente desde 5,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 7,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 10,0 até 30 mmols -O-O-/ kg da composição de polímeros, ainda mais preferencialmente desde 15 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. Dependendo do nível de reticulação e do grau de insaturação desejados da composição de polímeros, preferencialmente da poliolefina, o conteúdo de peróxido da composição de polímeros em alguns casos pode ser ainda mais preferencialmente desde 17 até 29 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros. A camada de isolamento do cabo de força, preferencialmente do cabo de força de CD, compreende preferencialmente o dito copolímero de LDPE insaturado que pode ser reticulado como definido anteriormente.

[00081] O termo "condutor" significa aqui anteriormente e a seguir que o condutor compreende um ou mais fios. Além disso, o cabo pode compreender um ou mais tais condutores. Preferencialmente o condutor é um condutor elétrico e compreende um ou mais fios metálicos.

[00082] Como é bem conhecido o cabo pode opcionalmente compreender camadas adicionais, por exemplo, camadas que circundam a camada de isolamento ou, se presentes, as camadas semicondutoras externas, tal(is) como tela(s), uma camada de revestimento, outra(s) camada(s) protetora(s) ou quaisquer combinações das mesmas.

[00083] A invenção fornece ainda um processo para a produção de um cabo de força, preferencialmente um cabo de força que pode ser reticulado, mais preferencialmente um cabo de força de CD que pode ser reticulado, mais preferencialmente um cabo de força de HV ou de EHV que pode ser reticulado, como definido anteriormente ou nas reivindicações que compreende um condutor circundado por uma ou mais camadas, preferencialmente pelo menos uma camada de isolamento, mais preferencialmente pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que o processo compreende as etapas de aplicação de uma ou mais camadas sobre um condutor em que pelo menos uma camada, preferencialmente a camada de isolamento, compreende uma composição de polímeros que pode ser reticulada da invenção que compreende uma poliolefina e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, preferencialmente 34 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menor, preferencialmente de 33 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros ou menor, preferencialmente de 30 mmols - O-O-/kg da composição de polímeros ou menor, mais preferencialmente desde 5,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 7,0 até 30 mmols -O-O-/ kg da composição de polímeros, mais preferencialmente desde 10,0 até 30 mmols -O-O-/kg da composição de polímeros.

[00084] Na modalidade preferida do processo de produção de cabos de força da invenção um cabo de força que pode ser reticulado é produzido através de (a) fornecimento e mistura, preferencialmente mistura de fusão em uma extrusora, das ditas composições de polímeros que podem ser reticuladas da invenção como definido anteriormente ou a seguir nas reivindicações, (b) aplicação de pelo menos uma mistura de fusão da composição de polímeros obtida partindo da etapa (a), preferencialmente por (co)extrusão, sobre um condutor para formar uma ou mais camadas, preferencialmente pelo menos uma camada de isolamento e (c) reticulação opcional de pelo menos a composição de polímeros da invenção na dita pelo menos uma camada, preferencialmente na camada de isolamento.

[00085] Mais preferencialmente nesta modalidade um cabo de força de CD que pode ser reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD de HV que pode ser reticulado, da invenção que compreende um condutor circundado por uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, é produzido, em que o processo compreende as etapas de (a) - fornecimento e mistura, preferencialmente mistura de fusão em uma extrusora, de uma primeira composição semicondutora que pode ser reticulada que compreende um polímero, um negro de fumo e opcionalmente componente(s) adicional(is) para a camada semicondutora interna, - fornecimento e mistura, preferencialmente mistura de fusão em uma extrusora, de uma composição de polímeros que pode ser reticulada da invenção para a camada de isolamento, - fornecimento e mistura, preferencialmente mistura de fusão em uma extrusora, de uma segunda composição semicondutora que é preferencialmente reticulável e compreende um polímero, um negro de fumo e opcionalmente componente(s) adicional(is) para a camada semicondutora externa, (b) aplicação sobre um condutor, preferencialmente por coextrusão de, - uma mistura de fusão da primeira composição semicondutora obtida partindo da etapa (a) para formar a camada semicondutora interna, - uma mistura de fusão de composição de polímeros da invenção obtida partindo da etapa (a) para formar a camada de isolamento e - uma mistura de fusão da segunda composição semicondutora obtida partindo da etapa (a) para formar a camada semicondutora externa e (c) reticulação opcional em condições de reticulação de um ou mais das composições de polímeros da camada de isolamento, da composição semicondutora de da camada semicondutora interna e a composição semicondutora da camada semicondutora externa, do cabo obtido, preferencialmente pelo menos a composição de polímeros da camada de isolamento, mais preferencialmente a composição de polímeros da camada de isolamento, a composição semicondutora da camada semicondutora interna e a composição semicondutora da camada semicondutora externa.

[00086] O polímero da primeira e da segunda composições semicondutoras é preferencialmente uma poliolefina que é descrita em relação à composição de polímeros da invenção. O negro de fumo pode ser qualquer negro de fumo convencional utilizado nas camadas semicondutoras de um cabo de força, preferencialmente na camada semicondutora de um cabo de força de CD. Os exemplos não limitantes de negro de fumos são qualquer negro de fumo condutor convencional, tal como negro de fumo de fornalha e negro de fumo de acetileno. Além disso, a primeira e a segunda composições semicondutoras são preferencialmente idênticas.

[00087] Mistura de fusão significa a mistura acima do ponto de fusão pelo menos do(s) componente(s) principal(is) de polímero da mistura obtida e é tipicamente realizada em uma temperatura de pelo menos 10-15°C acima do ponto de fusão ou de amolecimento de componente(s) de polímero.

[00088] O termo "(co)extrusão" significa aqui que no caso de duas ou mais camadas, as ditas camadas podem ser extrusadas em etapas separadas ou pelo menos duas ou todas as ditas camadas podem ser coextrusadas em uma mesma etapa de extrusão, como é bem conhecido na arte. O termo "(co)extrusão" significa também aqui todas ou parte da(s) camada(s) é formada simultaneamente utilizando uma ou mais extremidades extrusoras. Por exemplo, uma extrusão tripla pode ser utilizada para formar três camadas. No caso de uma camada é formada utilizando mais de uma extremidade extrusora, então por exemplo, as camadas pode ser extrusadas utilizando duas extremidades extrusoras, a primeira para formar a camada semicondutora interna e a parte interna da camada de isolamento e a segunda extremidade para formar a camada de isolamento externa e a camada semicondutora externa.

[00089] Como é bem conhecido, a composição de polímeros da invenção e a primeira e a segunda composições semicondutoras opcionais e preferidas podem ser produzidas antes ou durante o processo de produção de cabos. Além disso, a composição de polímeros da invenção e a primeira e a segunda composições semicondutoras opcionais e preferidas podem cada uma compreender independentemente parte ou todos os componentes das mesmas antes da introdução na etapa de mistura(fusão) a) do processo de produção de cabos.

[00090] A etapa de mistura (a) da composição de polímeros fornecida da invenção e da primeira e da segunda composições semicondutoras preferíveis é preferencialmente realizada em uma extrusora de cabos. A etapa a) do processo de produção de cabos pode opcionalmente compreender uma etapa de mistura separada, por exemplo, em uma misturadora disposta em associação e precedendo a extrusora de cabos da linha de produção de cabos. A mistura na misturadora separada precedente pode ser realizada através de mistura com ou sem aquecimento externo (aquecimento com uma fonte externa) do(s) componente(s). No caso o(s) peróxido(s) e parte ou todo(s) o(s) componente(s) adicional(is) opcional(is), tal(is) como aditivo(s) adicional(is), da composição de polímeros da invenção e da primeira e da segunda composições semicondutoras opcionais e preferidas, é(são) adicionado(s) à poliolefina durante o processo de produção de cabos, então a(s) adição(ões) pode(m) ocorrer em qualquer estágio durante a etapa de mistura (a), por exemplo, na misturadora separada opcional que precede a extrusora de cabos ou em qualquer ponto(s) da extrusora de cabos. A adição de peróxido e aditivo(s) opcional(is) pode ser feita simultaneamente ou separadamente como tais, preferencialmente na forma líquida ou em uma batelada mestre bem conhecida e em qualquer estágio durante a etapa de mistura (a).

[00091] É mais preferido que o peróxido e preferencialmente também o(s) componente(s) adicional(is) opcional(is), tal(is) como aditivo(s), já estejam presentes pelo menos na composição de polímeros, antes desta ser utilizada no processo de produção de cabos e na linha de produção dos mesmos. O peróxido pode ser fornecido às pelotas da poliolefina ou da composição de polímeros antes das pelotas serem fornecidas à etapa (a) do processo. O peróxido pode ser, por exemplo, misturado em fusão junto com a poliolefina e componente(s) adicional(is) opcional(is) e então a mistura de fusão é peletizada ou, preferencialmente, pode ser adicionada, preferencialmente impregnada, às pelotas sólidas da poliolefina ou da composição de polímeros. O peróxido é preferencialmente adicionado no estado líquido, isto é, pode estar na forma líquida à temperatura ambiente ou é pré-aquecido anteriormente ao ponto de fusão ou de transição vítrea do mesmo ou dissolvido em um meio carreador, que é bem conhecido por um perito. A adição do(s) aditivo(s) opcional(is) nesta modalidade pode ser feita como descrito anteriormente para o peróxido.

[00092] Preferencialmente, a dita composição de polímeros e a primeira e a segunda composições semicondutoras opcionais são utilizadas na forma de pó, grão ou pelotas quando fornecidas ao processo de produção de cabos. As pelotas podem ser de qualquer tamanho e formato.

[00093] É preferido que a mistura de fusão da composição de polímeros obtida partindo da etapa de mistura de fusão consista da poliolefina da invenção como o único componente de polímero. O(s) aditivo(s) opcional(is) e preferível(is) pode(m) ser adicionado(s) na composição de polímeros como tal(is) ou como uma mistura com um polímero carreador, isto é, em uma forma assim chamada batelada mestre.

[00094] Em uma modalidade preferida do processo de produção de cabos, um cabo de força que pode ser reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD que pode ser reticulado, mais preferencialmente um cabo de força de CD de HV que pode ser reticulado, é produzido, em que a camada de isolamento compreende a composição de polímeros da invenção que compreende uma poliolefina que pode ser reticulada, opcionalmente e preferencialmente, um homo ou copolímero de LDPE insaturado e um peróxido em uma quantidade que é fornecida anteriormente ou a seguir e então a poliolefina que pode ser reticulada na camada de isolamento do cabo obtido é reticulada na etapa c) nas condições de reticulação. Mais preferencialmente nesta modalidade, um cabo de força reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD reticulado, mais preferencialmente um cabo de força de CD de HV reticulado, é produzido, compreendendo um condutor circundado por uma camada semicondutora interna que compreende, preferencialmente que consiste em, uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento que compreende, preferencialmente que consiste em, uma composição de polímeros da invenção como definido anteriormente e opcionalmente e preferencialmente, uma camada de semicondutora externa que compreende, preferencialmente que consiste em, uma segunda composição semicondutora, em que pelo menos a composição de polímeros da camada de isolamento, opcionalmente e preferencialmente pelo menos uma, preferencialmente ambas, a primeira e a segunda composições semicondutoras internas e, respectivamente, a camada semicondutora externa, são reticuladas em condições de reticulação na etapa (c). A reticulação da composição de polímeros da camada de isolamento é realizada na presença de um peróxido em uma quantidade que é definida anteriormente ou nas reivindicações a seguir e a reticulação opcional e preferível da primeira composição semicondutora da camada semicondutora interna, é realizada na presença de agente(s) de reticulação, preferencialmente na presença de agente que gera radical(is) livre(s), que é preferencialmente um peróxido(s).

[00095] A reticulação da composição de polímeros da camada de isolamento da invenção é assim realizada na presença da "baixa quantidade" da invenção do peróxido como definido anteriormente, a seguir ou nas reivindicações.

[00096] O(s) agente(s) de reticulação já pode(m) estar presentes na primeira e na segunda composições semicondutoras opcionais antes da introdução na etapa de reticulação c) ou introduzido(s) durante a etapa de reticulação. O peróxido é o agente de reticulação preferido para as ditas primeira e segunda composições semicondutoras opcionais e é preferencialmente incluído nas pelotas de composição semicondutora antes da composição ser utilizada no processo de produção de cabos que é descrito anteriormente.

[00097] A reticulação pode ser realizada à temperatura aumentada que é escolhida, como é bem conhecido, dependendo do tipo de agente de reticulação. Por exemplo, temperaturas acima de 150°C, tais como desde 160 até 350°C, são típicas, entretanto sem se limitarem a estas.

[00098] As temperaturas e os dispositivos de processamento são bem conhecidos na arte, por exemplo, misturadoras e extrusoras convencionais, tais como extrusoras de uma única rosca ou rosca dupla, são adequadas para o processo da invenção.

[00099] A invenção fornece ainda um cabo de força reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD reticulado, preferencialmente um cabo de força de CD de HV ou de EHV reticulado, que compreende um condutor circundado por uma ou mais camadas, preferencialmente por pelo menos uma camada de isolamento, mais preferencialmente por pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem, em que pelo menos a camada de isolamento compreende a composição de polímeros reticulados ou qualquer um dos subgrupos ou das modalidades preferíveis das mesmas como definido anteriormente ou nas reivindicações. Opcionalmente e preferencialmente ainda uma ou ambas, preferencialmente tanto a composição semicondutora interna quanto a composição semicondutora externa opcional e preferida são reticuladas.

[000100] Naturalmente, a composição de polímeros da invenção utilizada em pelo menos uma camada de cabo, preferencialmente em uma camada de isolamento, do cabo da invenção possui, quando reticulada, as propriedades elétricas vantajosas e preferencialmente qualquer uma ou todas as propriedades mecânicas como definido anteriormente ou nas reivindicações.

[000101] A invenção fornece ainda o uso da composição de polímeros ou qualquer um dos subgrupos ou das modalidades preferíveis da mesma, como definido anteriormente ou nas reivindicações, em pelo menos uma camada, preferencialmente em pelo menos uma camada de isolamento, de um cabo de força reticulado, preferencialmente de um cabo de força (CD) reticulado, preferencialmente de um cabo de força de CD de HV ou de EHV reticulado, que compreende um condutor circundado por pelo menos uma camada, preferencialmente pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem. A invenção fornece ainda o uso da composição de polímeros ou qualquer um dos subgrupos ou das modalidades preferíveis da mesma, como definido anteriormente ou nas reivindicações, para a produção de pelo menos uma camada, preferencialmente pelo menos uma camada de isolamento, de um cabo de força reticulado, preferencialmente de um cabo de força (CD) reticulado, preferencialmente de um cabo de força de CD de HV ou de EHV reticulado, que compreende um condutor circundado por pelo menos uma camada, preferencialmente pelo menos uma camada semicondutora interna, uma camada de isolamento e uma camada de semicondutora externa, nesta ordem.

[000102] A espessura da camada de isolamento do cabo de força, preferencialmente do cabo de DC, mais preferencialmente do cabo de força de CD de HV ou de EHV, é tipicamente de 2 mm ou mais, preferencialmente pelo menos 3 mm, preferencialmente de pelo menos 5 até 100 mm, mais preferencialmente desde 5 até 50 mm, quando medida partindo de uma seção transversal da camada de isolamento do cabo.

Métodos de Determinação

[000103] A não ser que seja citado o contrário na descrição ou na parte experimental os métodos a seguir foram utilizados para as determinações das propriedades. Wt%: % em peso Vazão de Fusão

[000104] A vazão de fusão (MFR) é determinada de acordo com ISO 1133 e é indicada em g/10 min. A MFR é uma indicação da capacidade de escoamento e assim da capacidade de processamento, do polímero. Quanto mais alta a vazão de fusão, mais baixa a viscosidade do polímero. A MFR é determinada a 190 °C para polietilenos e pode ser determinada em cargas diferentes tal como 2,16 kg (MFR2) ou 21,6 kg (MFR21). Densidade

[000105] A densidade foi medida de acordo com ISO 1183-2. A preparação de amostras foi realizada de acordo com ISO 1872-2 Tabela 3 Q (modelagem de compressão). Conteúdo de comonômeros a) Quantificação do conteúdo de alfa-olefina no polietileno linear de baixa densidade e no polietileno de baixa densidade por espectroscopia de RMN:

[000106] O conteúdo de comonômeros foi determinado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) com 13C quantitativa após atribuição básica (J. Randall JMS - Rev. Macromol. Chem. Phys., C29(2&3), 201-317 (1989)). Os parâmetros experimentais foram ajustados para garantir a medida dos espectros quantitativos para esta tarefa específica.

[000107] Especificamente a espectroscopia de RMN em estado de solução foi empregada utilizando um espectrômetro Bruker AvanceIII 400. Amostras homogêneas foram preparadas através da dissolução de aproximadamente 0,200 g de polímero em 2,5 ml de tetracloroetano deuterado em tubos de amostra de 10 mm utilizando um bloco de aquecimento e um forno de tubo giratório a 140°C. Os espectros de RMN de pulso isolado de 13C desacoplado de prótons com NOE (powergated) foram registrados utilizando os parâmetros de aquisição a seguir: um ângulo de inclinação de 90 graus, 4 varreduras "dummy", 4096 temporárias um tempo de aquisição de 1,6 s, uma extensão de espectro de 20kHz, uma temperatura de 125°C, um esquema de desacoplamento de prótons WALTZ binível e um retardo de relaxamento de 3,0 s. O FID resultante foi processado utilizando os parâmetros de processamento a seguir: zero-preenchimento para os pontos de dados de 32k e apodização utilizando uma função de janela gaussiana; zero automático e correção de fase de primeira ordem e correção automática da linha de base utilizando um polinômio de quinta ordem restrito à região de interesse.

[000108] As quantidades foram calculadas utilizando proporções corrigidas simples das integrais de sinal de sítios representativos com base nos métodos bem conhecidos na arte. b) Conteúdo de comonômeros de comonômeros polares em polietileno de baixa densidade (1) Polímeros contendo > 6% em peso de unidades de comonômeros polares

[000109] O conteúdo de comonômeros (% em peso) foi determinado de uma maneira conhecida com base na determinação por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) calibrada com espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa. Abaixo é exemplificada a determinação do conteúdo de comonômeros polares de etil acrilato de etileno, butil acrilato de etileno e metil acrilato de etileno. Amostras de filme dos polímeros foram preparadas para a medida por FTIR: 0,5-0,7 mm de espessura foi utilizada para butil acrilato de etileno e etil acrilato de etileno e 0,10 mm de espessura de filme para metil acrilato de etileno na quantidade de >6% em peso. Os filmes foram prensados utilizando uma prensa de filme Specac a 150°C, aproximadamente a 5 tons, 1-2 minutes e então resfriados com água gelada de uma maneira não controlada. A espessura acurada das amostras de filme obtidas foi medida.

[000110] Após a análise com FTIR, as linhas de base no modo de absorbância foram desenhadas para os picos que seriam analisados. O pico de absorbância para o comonômero foi normalizado com o pico de absorbância de polietileno (por exemplo, a altura do pico para acrilato de butila ou acrilato de etila a 3450 cm-1 foi dividido com a altura do pico de polietileno a 2020 cm-1). O procedimento de calibração para a espectroscopia de RMN foi realizado da maneira convencional que é bem documentada na literatura, explicada a seguir.

[000111] Para a determinação do conteúdo de acrilato de metila uma amostra de filme de 0,10 mm de espessura foi preparada. Após a análise a absorbância máxima para o pico para o metilacrilato a 3455 cm-1 foi subtraída com o valor de absorbância para a linha de base a 2475 cm-1 (Ametilacrilato - A2475). Então o pico de absorbância máxima para o pico de polietileno a 2660 cm-1 foi subtraído com o valor de absorbância para a linha de base a 2475 cm-1 (A2660 -A2475). A proporção entre (Ametilacrilato-A2475) e (A2660-A2475) foi então calculada da maneira convencional que é bem documentada na literatura.

[000112] A % em peso pode ser convertida em mol-% através de cálculo. É bem documentada na literatura. Quantificação do conteúdo de copolímeros nos polímeros por espectroscopia de RMN

[000113] O conteúdo de comonômeros foi determinado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa após atribuição básica (por exemplo, "NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives", A. J. Brandolini e D. D. Hills, 2000, Marcel Dekker, Inc. New York). Os parâmetros experimentais foram ajustados para garantir a medida de espectros quantitativos para esta tarefa específica (por exemplo, "200 and More NMR Experiments: A Practical Course", S. Berger e S. Braun, 2004, Wiley-VCH, Weinheim). As quantidades foram calculadas utilizando proporções corrigidas simples das integrais de sinal de sítios representativos de uma maneira conhecida na arte. (2) Polímeros contendo 6 % em peso ou menos unidades de comonômeros polares

[000114] O conteúdo de comonômeros (% em peso) foi determinado de uma maneira conhecida com base na determinação por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) calibrada com espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa. Abaixo é exemplificada a determinação do conteúdo de comonômeros polares de butil acrilato de etileno e metil acrilato de etileno. Para a medida de FT-IR as amostras de filme de 0,05 até 0,12 mm de espessura foram preparadas como descrito anteriormente no método 1). A espessura acurada das amostras de filme obtidas foi medida.

[000115] Após a análise com FT-IR as linhas de base no modo de absorbância foram desenhadas para os picos que seriam analisados. A absorbância máxima para o pico para o comonômero (por exemplo, para metilacrilato a 1164 cm-1 e butilacrilato a 1165 cm-1) foi subtraída com o valor de absorbância para a linha de base a 1850 cm-1 (Acomonômero polar - A1850). Então o pico de absorbância máxima para o pico de polietileno a 2660 cm-1 foi subtraído com o valor de absorbância para a linha de base a 1850 cm-1 (A2660 - A1850). A proporção entre (Acomonômero- A1850) e (A2660-A1850) foi então calculada. O procedimento de calibração da espectroscopia de RMN foi realizado da maneira convencional que é bem documentada na literatura, que é descrita anteriormente no método 1).

[000116] A % em peso pode ser convertida em mol-% através de cálculo. É bem documentada na literatura.

[000117] PENT (Pennsylvania Notch Test) A resistência ao crescimento lento de rachadura foi avaliada utilizando o Pennsylvania Notch Test (PENT) de acordo com ISO 16241:2005 com algumas modificações.

[000118] Uma placa moldada por compressão de cada material foi produzida de acordo com o procedimento a seguir. Os grânulos foram aquecidos em um molde fechado a 180°C durante 15 minutes sem pressão. O calor foi desligado e uma pressão nominal de 1,7 MPa foi aplicada durante 12,5 horas enquanto que era permitido que a amostra e o molde resfriassem naturalmente. • Dimensões da peça de teste: 60 mm x 25 mm x 10 mm • Fenda principal: 3,5 mm de profundidade • Fendas laterais: 0,7 mm de profundidade • Temperatura de teste das peças de teste: 70°C • Estresse de teste (calculado sobre a área da seção transversal sem fenda): 2,0 MPa • 2 peças de teste por material • O tempo até a falha foi registrado e a média de 2 peças de teste calculada.

[000119] O teste de tensão foi realizado de acordo com ISO 5272:1993 utilizando geometria de amostra 5A e 250 mm/min de velocidade de puxão utilizando um testador de tensão Alwetron TCT10, Lorentzen&WettreAB. As entidades de medida são: estresse na quebra e tensão na quebra.

[000120] A Figura 1 ilustra a geometria das amostras utilizadas no teste de tensão. Figura 1. Geometria da amostra: 1: 50 ± 2 (mm) L0: 20 ± 0,5 (mm) 11: 25 ± 1 (mm) 12: = 75 (mm) b1: 4 ± 0,1 (mm) b2: 12,5 ± 1 (mm)

[000121] As amostras para uso para o teste de tensão foram moldadas de acordo com esta programação: 60 s a 120°C e 20 bar após o que a pressão foi aumentada instantaneamente para 200bar e mantida ao longo do resto da modelagem. A temperatura foi então aumentada para 180°C ao longo de 180 s e mantida ali durante 360 s após os quais a amostra foi resfriada a 35°C ao longo de 600s (15°C/min). A amostra de teste foi então perfurada partindo da placa moldada. Isto se baseia na ISO 1872-2 e na ISO 293, entretanto, sem o método B de pré- condicionamento e resfriamento.

[000122] A cristalinidade e a temperatura de fusão foram medidas com DSC utilizando um TA Instruments Q2000. O programa de temperaturas utilizado foi começando a 30°C, aquecimento até 180°C, uma isoterma a 180°C durante 2 min e então resfriamento até -15°C, uma isoterma a -15°C durante 2 min e então aquecimento a 180°C. As taxas de aquecimento e de resfriamento são de 10°C/min.

[000123] As amostras que são reticuladas foram todas reticuladas a 180°C durante 10 min e então desgaseificadas em vácuo a 70°C durante a noite para remover todos os subprodutos de peróxido antes da cristalinidade e da temperatura de fusão serem medidas.

[000124] A temperatura de fusão, Tm, é a temperatura em que o calor que flui para a amostra está em seu máximo.

[000125] O grau de cristalinidade, % de Cristalinidade, = 100 x ΔHf/ΔH 100% em que ΔH100% (J/g) é 290,0 para PE (L.Mandelkem, Macromolecular Physics, Vol. 1-3, Academic Press, New York 1973,1976 &1980) A avaliação da cristalinidade foi realizado partindo de 20°C. Método de condutividade de CD

[000126] As placas são moldadas por compressão partindo das pelotas da composição de polímeros de teste. As placas finais consistem da composição de polímeros de teste e possuem uma espessura de 1 mm e um diâmetro de 330 mm.

[000127] As placas são moldadas com prensa a 130°C durante 12 min enquanto a pressão é gradualmente aumentada desde 2 até 20 MPa. Depois disso a temperatura é aumentada e atinge 180°C após 5 min. A temperatura é então mantida constante a 180°C durante 15 min durante os quais a placa se torna completamente reticulada pelo do peróxido presente na composição de polímeros de teste. Finalmente a temperatura é diminuída utilizando a taxa de resfriamento de 15°C/min até a temperatura ambiente ser atingida quando a pressão é liberada. As placas são imediatamente após a liberação de pressão embaladas em papel laminado para prevenir a perda de substâncias voláteis.

[000128] Uma fonte de alta voltagem é conectada ao eletrodo superior, para aplicar a voltagem ao longo da amostra de teste. A corrente resultante através da amostra é medida com um eletrômetro. A célula de medida é um sistema de três eletrodos com eletrodos de bronze. Os eletrodos de bronze são equipados com aquecimento tubos conectados a um circulador de aquecimento, para facilitar as medidas à temperatura elevada e fornecer temperatura uniforme da amostra de teste. O diâmetro do eletrodo de medida é de 100 mm. Saias de borracha de silicone são colocadas entre as bordas do eletrodo de bronze e a amostra de teste, para evitar centelhas das bordas arredondadas dos eletrodos.

[000129] A voltagem aplicada era de 30 kV DC significando um campo elétrico médio de 30 kV/mm. A temperatura era de 70°C. A corrente através da placa foi registrada ao longo de todos os experimentos durando 24 horas. A corrente após 24 horas foi utilizada para calcular a condutividade do isolamento.

[000130] Este método e uma figura esquemática do ajuste de medida para as medidas de condutividade foram descritos completamente em uma publicação apresentada no Nordic Insulation Symposium 2009 (Nord-IS 09), Gothenburg, Suécia, 15-17 de junho de 2009, página 5558: Olsson e outros, "Experimental determination of DC conductivity for XLPE insulation". Método para determinação da quantidade de ligações duplas na composição de polímeros ou no polímero A) Quantificação da quantidade de ligações duplas carbono- carbono por espectroscopia de IR

[000131] A espectroscopia de infravermelho (IR) quantitativa foi utilizada para quantificar a quantidade de duplas de carbono-carbono (C=C). A calibração foi conseguida através da determinação prévia do coeficiente de extinção molar dos grupos funcionais C=C nos compostos de modelo de peso molecular baixo representativos de estrutura conhecida.

[000132] A quantidade de cada um destes grupos (N) foi determinada como o número de ligações duplas carbono-carbono por mil átomos de carbono totais (C=C/1000C) através de: N = (A x 14) / (E x L x D) em que A é a absorbância máxima definida como a altura do pico, E o coeficiente de extinção molar do grupo em questão (Lmol- rmm’1), L a espessura do filme (mm) e D a densidade do material (gxm- 1).

[000133] A quantidade total de ligações C=C por mil átomos de carbono totais pode ser calculada através da adição de N aos componentes que contêm C=C individuais.

[000134] Para as amostras de polietileno os espectros de infravermelho em estado sólido foram registrados utilizando um espectrômetro de FTIR (Perkin Elmer 2000) em filmes finos moldados por compressão (0,5-1,0 mm) em uma resolução de 4 cm-1 e analisados no modo de absorção. 1) Composições de polímeros que compreendem homopolímeros e copolímeros de polietileno, exceto copolímeros de polietileno com > 0,4 % em peso de comonômero polar

[000135] Para os polietilenos três tipos de grupos funcionais contendo C=C foram quantificados, cada um com uma absorção característica e cada um calibrado para um composto de modelo diferente resultando em coeficientes de extinção individuais: • vinila (R-CH=CH2) via 910 cm-1 com base em 1-deceno [dec-1-eno] fornecendo E = 13,13 l•mol-1•mm-1 • vinilideno (RR’C=CH2) via 888 cm-1 com base em 2-metil- 1-hepteno [2-metihept-1-eno] fornecendo E = 18,24 l•mol-1•mm-1 • trans-vinileno (R-CH=CH-R’) via 965 cm-1 com base em trans-4-deceno [(E)-dec-4-eno] fornecendo E = 15,14 l-moH-mm’1

[000136] Para os homopolímeros ou copolímeros de polietileno com < 0,4% em peso de comonômero polar a correção da linha de base linear foi aplicada entre aproximadamente 980 e 840 cm-1. 2) Composições de polímeros que compreendem copolímeros de polietileno com > 0,4% em peso de comonômero polar

[000137] Para os copolímeros de polietileno com > 0,4% em peso de comonômero polar dois tipos de grupos funcionais contendo C=C foram quantificados, cada um com uma absorção característica e cada um calibrado para um composto de modelo diferente resultando em coeficientes de extinção individuais: • vinila (R-CH=CH2) via 910 cm-1 com base em 1-deceno [dec-1-eno] fornecendo E = 13,13 l-moH-mm’1 • vinilideno (RR’C=CH2) via 888 cm-1 com base em 2-metil- 1-hepteno [2-metihept-1-eno] fornecendo E = 18,24 l-moH-mm’1 EBA:

[000138] Para sistemas de poli(etileno-co-butilacrilato) (EBA) a correção da linha de base linear foi aplicada entre aproximadamente 920 e 870 cm-1. EMA:

[000139] Para sistemas de poli(etileno-co-metilacrilato) (EMA) a correção da linha de base linear foi aplicada entre aproximadamente 930 e 870 cm-1. 3) Composições de polímeros que compreendem moléculas de peso molecular baixo insaturadas

[000140] Para sistemas contendo espécies que contêm C=C de baixo peso molecular foi realizada a calibração direta utilizando o coeficiente de extinção molar da absorção de C=C nas próprias espécies de peso molecular baixo. B) Quantificação de coeficientes de extinção molar por espectroscopia de IR

[000141] Os coeficientes de extinção molar foram determinados de acordo com o procedimento fornecido em ASTM D3124-98 e ASTM D6248-98. Espectros de infravermelho no estado de solução foram registrados utilizando um espectrômetro de FTIR (Perkin Elmer 2000) equipado com uma célula líquida de extensão de trajetória de 0,1 mm em uma resolução de 4 cm-1.

[000142] O coeficiente de extinção molar (E) foi determinado como l-moN-mm-1 via: E = A / (C x L) em que A é a absorbância máxima definida como a altura do pico, C a concentração (mol^l-1) e L a espessura da célula (mm).

[000143] Pelo menos três soluções a 0,18 molT1 em carbonodissulfeto (CS2) foram utilizadas e o valor médio do coeficiente de extinção molar determinado. Conteúdo de gel

[000144] O conteúdo de gel é medido de acordo com ASTM D 276501, Método A, utilizando extração com decalina. As amostras para o método A foram preparadas através de modelagem partindo da composição de polímeros de teste que compreende peróxido em certa quantidade. O procedimento de modelagem era como a seguir: A composição da amostra de teste foi prensada 60 s a 120°C e 20 bar após os quais a pressão foi aumentada instantaneamente para 200 bar e mantida ao longo do resto da modelagem. A temperatura foi então aumentada para 180°C ao longo de 180 s e mantida ali durante 360 s após os quais a amostra foi resfriada a 35°C ao longo de 600 s (15°C/min). A reticulação ocorreu durante a etapa de modelagem.

[000145] As placas reticuladas obtidas foram então cortadas em pedaços de 20mm x 20mm x 2mm e cortadas com micrótomo em tiras de 200μm x 2mm. O 0,3±0,015 g das tiras foi então utilizado no procedimento que é descrito em ASTM D 2765-01, Método A, com as duas variações a seguir partindo deste padrão: 1) Uma extração adicional durante 1 hora com decalina fresca foi realizada com a finalidade de assegurar que todos os solúveis foram extraídos. 2) Apenas 0,05% de antioxidante (Irganox 1076) foi adicionados na decalina ao invés de 1% que especificado no padrão.

[000146] O conteúdo de gel foi então calculado de acordo com o dito ASTM D 2765-01. Parte experimental Preparação de polímeros dos exemplos da presente invenção e do exemplo comparativo

[000147] Todos os polímeros eram polietilenos de baixa densidade produzidos em um reator de alta pressão. Como para as alimentações de CTA, por exemplo, o conteúdo de PA pode ser fornecido na forma de litro/hora ou kg/h e convertido em quaisquer unidades utilizando a densidade de PA de 0,807 kg/litro para novo cálculo. LDPE1:

[000148] O etileno com CTA reciclado foi comprimido em um pré- compressor de 5 estágios e um hipercompressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para atingir a pressão de reação inicial de ca 2628 bar. O rendimento total do compressor era de ca 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 4,9 litros/hora de propion aldeído (PA, CAS número: 123-38-6) foram adicionados junto com aproximadamente 81 kg de propileno/hora como agentes de transferência de cadeia para manter uma MFR de 1,89 g/10 min. Aqui ainda o 1,7-octadieno foi adicionado no reator na quantidade de 27 kg/h. A mistura comprimida foi aquecida a 157°C em uma seção de pré- aquecimento de um reator tubular de duas zonas com alimentação frontal com um diâmetro interno de ca 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. Uma mistura de iniciadores de radicais de peróxido disponíveis comercialmente dissolvida em isododecano foi injetada logo após o pré- aquecimento em uma quantidade suficiente para a reação de polimerização exotérmica para atingir temperaturas máximas de ca 275 °C após o que esta foi resfriada a aproximadamente 200°C. A temperatura de reação do 2o pico subsequente era de 264°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula de expulsão, resfriada e o polímero foi separado do gás não reagido. LDPE2:

[000149] O etileno com CTA reciclado foi comprimido em um pré- compressor de 5 estágios e um hipercompressor de 2 estágios com resfriamento intermediário para atingir a pressão de reação inicial de ca 2904 bar. O rendimento total do compressor era de ca 30 tons/hora. Na área do compressor aproximadamente 105 kg de propileno/hora foram adicionados como agentes de transferência de cadeia para manter uma MFR de 1,89 g/10 min. Aqui ainda o 1,7-octadieno foi adicionado no reator na quantidade de 62 kg/h. A mistura comprimida foi aquecida a 159°C em uma seção de pré-aquecimento de um reator tubular de três zonas com alimentação frontal com um diâmetro interno de ca 40 mm e um comprimento total de 1200 metros. Uma mistura de iniciadores de radicais de peróxido disponíveis comercialmente dissolvido em isododecano foi injetada logo após o pré-aquecimento em uma quantidade suficiente para a reação de polimerização exotérmica para atingir temperaturas máximas de ca 289°C após o que esta foi resfriada a aproximadamente 210°C. As temperaturas de reação do 2o e do 3o picos subsequentes eram de 283°C e 262°C respectivamente com um resfriamento entre estes a 225°C. A mistura de reação foi despressurizada por uma válvula de expulsão, resfriada e o polímero foi separado do gás não reagido.

[000150] Os componentes das composições de polímeros dos exemplos da invenção 1 até 4, exemplo de referência 1 (poliolefina não reticulada) e exemplo de referência 2 (representa a composição de polímeros reticulados da arte anterior com uma quantidade convencional de peróxido) e as propriedades e os resultados experimentais das composições são fornecidos na tabela 1. Os aditivos utilizados estão disponíveis comercialmente: Peróxido: DCP= dicumil peróxido (CAS no. 80-43-3) Antioxidantes: 4,4’-tiobis (2-tertbutil-5-metilfenol) (CAS número: 96-69-5). Aditivo: 2,4-Difenil-4-metil-1-penteno (CAS-no. 6362-80-7).

[000151] A quantidade de DCP é fornecida em mmol do conteúdo de grupo funcional de -O-O- por kg da composição de polímeros. As quantidades também são fornecidas entre parênteses como % em peso (% em peso). Tabela 1: As propriedades das composições dos exemplos da invenção e de referência:

[000152] Valores de % em peso fornecidos na base da tabela na quantidade total da composição de polímeros. Tabela 2: Propriedades dos componentes de poliolefina

[000153] A Tabela 1 mostra que a condutividade elétrica das composições de polímeros da invenção é notavelmente reduzida comparada com aquela da composição de polímeros de referência 2, enquanto que as propriedades mecânicas expressas na forma de propriedades de tensão e PENT permanecem no nível comparável a ou até mesmo aprimorado em relação aos níveis da ref. 2. Ainda, os resultados de conteúdo de gel mostram que as composições de polímeros da invenção possuem um grau de reticulação que é possível para o cabo de força incluindo aplicações de cabo de força de DC.

Claims

1. Cabo de força reticulado de corrente direta (CD), compreendendo um condutor que é circundado pelo menos por uma camada semicondutora interna que compreende uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento que compreende uma composição de polímeros e uma camada semicondutora externa que compreende uma segunda composição semicondutora, em tal ordem, em que a composição de polímeros da camada de isolamento compreende um antioxidante e uma poliolefina reticulada, caracterizada pelo fato de a poliolefina é um copolímero LDPE insaturado de etileno com 1,7-octadieno, 1,9-decadieno, 1,11- dodecadieno, 1,13-tetradecadieno, ou misturas dos mesmos, em que a composição polimérica compreende antes da reticulação um peróxido que está em uma quantidade de menos que 35 mmol de -O-O-/ kg da composição polimérica, e em que a composição de polímeros reticulada possui uma condutividade elétrica de 45 fS/m ou menos, quando medida de acordo com o processo de condutividade de CD que é descrito em "Métodos de Determinação"; em que a poliolefina contém antes da reticulação uma quantidade total de mais que 0,30/1000 átomos de carbono, e uma quantidade total de ligações duplas carbono-carbono, que se originam dos grupos vinílicos, grupos vinilideno e grupos trans-vinilideno, se presentes, de mais que 0,5/1000 átomos de carbono, e em que a dita composição consiste no referido polímero LDPE insaturado como único componente de poliolefina.

2. Cabo de força reticulado de corrente direta (CD) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de polímero reticulada possui uma condutividade elétrica de 40 fS/m ou menos, mais preferencialmente de 0,01 até 38 fS/m ou menos, ainda mais preferencialmente de 0,5 até 35 fS/m, que é medida de acordo com o processo de condutividade de CD que é descrito em "Métodos de Determinação".

3. Cabo de força reticulado de corrente direta (CD)de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a composição de polímeros reticulada possui um tempo de vida de PENT (Pennsylvania Notch Test) de 200 horas ou mais, preferencialmente de 400 horas ou mais, preferencialmente 500 horas ou mais, mais preferencialmente de 800 horas ou mais, que é medido de acordo com o teste PENT com carga a 2 MPa e à temperatura de envelhecimento de 70°C que é descrito em "Métodos de Determinação".

4. Cabo de força reticulado de corrente direta (CD)de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a composição de polímeros reticulada possui um Estresse na Quebra a 70°C de 7,0 MPa ou mais, preferencialmente de 10,0 MPa ou mais, mais preferencialmente de 12,0 MPa ou mais ou a - 10°C de 25,0 MPa ou mais, preferencialmente de 26,0 MPa ou mais, preferencialmente de 30,0 MPa ou mais, que é medida de acordo com o método de teste de Tensão que é descrito em "Métodos de Determinação".

5. Cabo de força reticulado de corrente direta (CD)de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a composição de polímeros reticulada possui uma (%) de Tensão na quebra a 70°C de 350% ou mais, preferencialmente de 400% ou mais, preferencialmente de 450% ou mais ou a -10°C de 400% ou mais, que é medida de acordo com o método de teste de Tensão que é descrito em "Métodos de Determinação".

6. Processo para produção de um cabo de força reticulado de corrente direta (CD), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o processo compreende as etapas de - aplicação, preferencialmente através de (co)extrusão, uma camada semicondutora interna que compreende uma primeira composição semicondutora, uma camada de isolamento que compreende uma composição de polímeros e uma camada semicondutora externa que compreende uma segunda composição semicondutora, em tal ordem, caracterizado pelo fato de que a composição de polímeros da camada de isolamento compreende um antioxidante e uma composição de polímeros, compreendendo um copolímero insaturado LDPE de etileno com 1,7-octadieno, 1,9- decadieno, 1,11-dodecadieno, 1,13-tetradecadieno, e um peróxido em uma quantidade menor que 35 mmols de -O-O-/ kg da composição de polímeros, preferencialmente 34 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros ou menos, preferencialmente de 33 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros ou menos, preferencialmente de 30 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros ou menos, mais preferencialmente de 5,0 até 30 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente de 7,0 até 30 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros, mais preferencialmente de 10,0 até 30 mmols de -O-O-/kg da composição de polímeros, e em que a poliolefina contém antes da reticulação os grupos vinilicos reticulados em uma quantidade total de mais que 0,30/1000 átomos de carbono, e uma quantidade total de ligações duplas carbono-carbono, que se originam dos grupos vinílicos, grupos vinilideno e grupos trans-vinilideno, se presentes, de mais que 0,5/1000 átomos de carbono, e em que a dita composição consiste no referido polímero LDPE insaturado como único componente de poliolefina; e - reticular pelo menos a composição de polímeros da camada de isolamento em condições de reticulação.