ES2138357T5 - Uso de composiciones de poliolefina como forro exterior de cables. - Google Patents
Uso de composiciones de poliolefina como forro exterior de cables.Info
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Abstract
SE DESCRIBEN UNA COMPOSICION PARA VAINA DE CABLEADO Y SU USO COMO VAINA EXTERNA PARA UN CABLE DE DISTRIBUCION DE CORRIENTE ELECTRICA O UN CABLE DE COMUNICACION. LA COMPOSICION PARA VAINA DE CABLEADO ES UNA MEZCLA MULTIMODAL, PREFERENTEMENTE BIMODAL, DE POLIMEROS DE OLEFINA, PREFERENTEMENTE PLASTICOS ETILENICOS, CON UNA DENSIDAD DE APROXIMADAMENTE 0.915-0.955 G/CM SUP,3} Y UN COEFICIENTE DE FLUIDEZ DE APROXIMADAMENTE 0.1-0.3 G/10 MIN, INCLUYENDO DICHA MEZCLA DE POLIMEROS DE OLEFINA AL MENOS UN PRIMER Y UN SEGUNDO POLIMEROS DE OLEFINA, DE LOS QUE EL PRIMERO TIENE UNA DENSIDAD Y UN COEFICIENTE DE FLUIDEZ SELECCIONADOS DE ENTRE (A) APROXIMADAMENTE 0.930-0.975 G/CM SUP,3} Y APROXIMADAMENTE 50-2000 G/10 MIN Y (B) APROXIMADAMENTE 0.88-0.93 G/CM SUP,3} Y APROXIMADAMENTE 0.1-0.8 G/10 MIN. PREFERENTEMENTE, LA MEZCLA DE POLIMEROS OLEFINICOS HA SIDO OBTENIDA POR POLIMERIZACION CON UN CATALIZADOR DE COORDINACION DE AL MENOS UNA AL} - OLEFINA EN VARIAS ETAPAS, PREFERENTEMENTE DOS ETAPAS CONSISTENTES ENREACTOR DE CIRCULACION / REACTOR EN FASE GAS O REACTOR EN FASE GAS / REACTOR DE CIRCULACION, MEDIANTE POLIMERIZACION O COPOLIMERIZACION DE ETILENO EN LA PRIMERA ETAPA Y COPOLIMERIZACION DE ETILENO CON BUTENO, 4 - METIL - 1 PENTENO, 1 - HEXENO O 1 - OCTENO EN LA SEGUNDA ETAPA.
Description
Uso de composiciones de poliolefina como forro
exterior de cables.
La presente invención se refiere al uso de una
composición para forro de cables como forro exterior de un cable de
transmisión de energía eléctrica o de un cable de
comunicaciones.
Los cables, refiriéndose a cables de transmisión
de energía eléctrica para alto voltaje, medio voltaje y bajo
voltaje, y a cables de comunicaciones, tales como cables ópticos
cables coaxiales y cables de conductores pareados, generalmente
comprenden un alma circundada por un forro que comprende una o más
capas. La capa más exterior se denomina forro exterior o capa de
forro y hasta hoy día se fabrica de material polímero,
preferiblemente plástico de etileno. Los campos altamente diversos
de aplicación para diversas clases de cables, tales como cables
para telecomunicaciones, que incluyen cables de cobre convencionales
y cables de fibras ópticas, así como cables para transmisión de
energía eléctrica, dan lugar a que el material de forro ha de
satisfacer un número de exigencias de propiedades que en algunos
aspectos son contradictorias. Y así, propiedades importantes de
materiales para forro de cables son buena aptitud para ser
elaborados, es decir, debería ser fácil elaborar el material en un
amplio intervalo de temperaturas, baja contracción, alta
resistencia mecánica, alto acabado superficial, así como alta
resistencia a la fisura por tensiones en medio activo (RFTMA).
Puesto que, hasta la fecha, ha sido difícil o incluso imposible
cumplir todos estos requisitos de propiedades, los materiales de
forro de la técnica anterior han sido el resultado de compromiso, de
manera que en un aspecto se han conseguido buenas propiedades, a
costa de peores propiedades en algún otro aspec-
to.
to.
Por tanto, debería ser altamente ventajoso si
este compromiso en cuanto a las propiedades de materiales para
forro de cables se pudiera reducir o incluso eliminar. En
particular, debería ser ventajoso si se fuera capaz de mejorar la
RFTMA del material y reducir la contracción para una aptitud para
ser elaborado dada.
La presente invención consigue este objetivo
mediante el uso de una composición para forro de cables que, en
lugar del plástico de polietileno unimodal usado en composiciones
para forro de cables, comprende una mezcla de polímeros de olefinas
multimodal, que tiene ciertos valores dados de densidad y de
velocidad de flujo de la masa fundida, tanto con respecto a la
mezcla de polímeros como con respecto a los polímeros que forman
parte de ella.
La presente invención se refiere al uso de una
composición para forro de cables como forro exterior para un cable
de transmisión de energía eléctrica o un cable de comunicaciones,
caracterizado por que la composición consiste en una mezcla bimodal
de polímeros de olefinas obtenida por polimerización de al menos una
\alpha-olefina en dos etapas y que tiene una
densidad de 0,915-0,955 g/cm^{3} y una velocidad
de flujo de la masa fundida de 0,1-3,0 g/10 min,
siendo dicha mezcla de polímeros de olefinas una mezcla de dos
polímeros de olefinas, en la que un primer polímero de olefina
tiene una densidad de 0,930-0,975 g/cm^{3} y una
velocidad de flujo de la masa fundida de 50-2000
g/10 min y un segundo polímero de olefina tiene una densidad de
0,88-0,93 g/cm^{3} y una velocidad de flujo de la
masa fundida de 0,01-0,8 g/10 min y los polímeros
individuales de dicha mezcla de polímeros están presentes en una
cantidad de más de 10% en peso cada uno.
La invención se refiere también al uso de esta
composición para forro de cables como forro exterior para un cable
para transporte de energía eléctrica o un cable de
comunicaciones.
Aspectos característicos adicionales y ventajas
de la invención aparecerán a partir de la siguiente descripción y
de las reivindicaciones anexas.
No obstante, antes de describir la invención con
más detalle, se deberían definir unas pocas expresiones claves.
La expresión "modalidad" de un polímero
significa la estructura de la distribución del peso molecular del
polímero, es decir, el aspecto de la curva que representa el número
de moléculas en función del peso molecular. Si la curva exhibe un
máximo, el polímero se denomina "unimodal", en tanto que si la
curva exhibe un máximo muy ancho o dos o más máximos y el polímero
contiene dos o más fracciones, el polímero se denomina
"bimodal", "multimodal", etc. En adelante, todos los
polímeros cuyas curvas de distribución de pesos moleculares sean muy
anchas o tengan más de un máximo se denominarán
"multimodales".
La velocidad de flujo de la masa fundida (VFMF)
de un polímero se determina de acuerdo con ISO 1133, condición 4, y
es equivalente a la expresión "índice de fluidez" usado con
anterioridad. La velocidad de flujo de la masa fundida, que se
expresa en g/10 min, es indicación de la aptitud para fluir y, por
tanto, de la aptitud para ser elaborado del polímero. Cuanto mayor
es la velocidad de flujo de la masa fundida, más baja es la
viscosidad del polímero.
Con la expresión "resistencia a la fisura por
tensiones en medio activo" se quiere expresar la resistencia del
polímero a la formación de fisuras por la acción de esfuerzos
mecánicos y de un reactivo en forma de tensioactivo. La RFTMA se
determina de acuerdo con ASTM D 1693 A, siendo Igepal
CO-630 el reactivo empleado.
Con la expresión "plástico de etileno" se
quiere expresar un plástico basado en polietileno o copolímeros de
etileno, constituyendo el monómero de etileno la mayor parte de la
masa.
Según se indica precedentemente, la composición
para forro de cables se distingue por el hecho de que comprende una
mezcla de polímeros de olefinas multimodal de densidad y velocidad
de flujo de la masa fundida especificadas.
Anteriormente se sabía producir polímeros de
olefinas multimodales, en particular bimodales, en dos o más
reactores conectados en serie. Como ejemplos de esta técnica
anterior, se pueden mencionar los Documentos EP 040 992, EP 041
796, EP 022 376 y WO 92/12182, que se incorporan a la presente
memoria descriptiva a título de referencia en relación con la
producción de polímeros multimodales. De acuerdo con estas
referencias, todas y cada una de las etapas de polimerización se
pueden llevar a cabo en fase líquida, suspensión o fase gaseosa.
El Documento US 4 547 551 describe mezclas
mecánicas de polímeros de un polímero de etileno de alto peso
molecular y un polímero de etileno de bajo peso molecular. No
describe un procedimiento de polimerización de dos etapas para la
producción de la composición de polímeros. Las composiciones son
primariamente para la preparación de películas.
De acuerdo con la presente invención, las
principales etapas de polimerización preferiblemente se llevan a
cabo en forma de una combinación de polimerización en
suspensión/polimerización en fase gaseosa o polimerización en fase
gaseosa/polimerización en fase gaseosa. La polimerización en
suspensión preferiblemente se lleva a cabo en el denominado reactor
de bucle. El uso de polimerización en suspensión en un reactor de
tanque agitado no se prefiere en la presente invención, ya que tal
método no es suficientemente flexible para la producción de la
composición de la invención y presenta problemas de insolubilidad.
Con el fin de producir la composición de la invención de mejores
propiedades, se requiere un método flexible. Por esta razón, se
prefiere que la composición se produzca en dos etapas de
polimerización principales, en una combinación de reactor de
bucle/reactor de fase gaseosa o reactor de fase gaseosa/reactor de
fase gaseosa. Se prefiere especialmente que la composición se
produzca en dos etapas principales de polimerización, en cuyo caso
la primera etapa se realiza en forma de polimerización en
suspensión en un reactor de bucle y la segunda etapa se lleve a
cabo en forma de polimerización en fase gaseosa en un reactor de
fase gaseosa. Opcionalmente, las etapas de polimerización
principales pueden ir precedidas por una
pre-polimerización, en cuyo caso se produce hasta
20% en peso, preferiblemente 1-10% en peso, de la
cantidad total de polímeros. En general, esta técnica da lugar a
una mezcla de polímeros multimodal por polimerización con ayuda de
un catalizador de cromo, metaloceno o de
Ziegler-Natta en varios reactores de polimerización
sucesivos. En la producción de, por ejemplo, un plástico de etileno
bimodal, que de acuerdo con la invención es el polímero preferido,
un primer polímero de etileno se produce en un primer reactor bajo
ciertas condiciones con respecto a la composición de monómero,
presión del gas hidrógeno, temperatura, presión, y así
sucesivamente. Después de la polimerización en el primer reactor,
la mezcla de reacción que incluye el polímero producido se alimenta
a un segundo reactor, en donde tiene lugar una polimerización
posterior en otras condiciones. Usualmente, un primer polímero de
alta velocidad de flujo de la masa fundida (peso molecular bajo) y
con una adición moderada o pequeña de comonómero, o nada de tal
adición, se produce en el primer reactor, en tanto que un segundo
polímero de baja velocidad de flujo de la masa fundida (alto peso
molecular) se produce en el segundo reactor. Como comonómero,
comúnmente se hace uso de otras olefinas que contienen hasta 12
átomos de carbono, tales como \alpha-olefinas que
contienen 3-12 átomos de carbono, por ejemplo,
propeno, buteno,
4-metil-1-penteno,
hexeno, octeno, deceno, etc., en la copolimerización de etileno. El
producto final resultante comprende una mezcla íntima de los
polímeros de los dos reactores, formando las curvas de distribución
de pesos moleculares diferentes de estos polímeros juntos, una
curva de distribución de pesos moleculares que tiene un máximo ancho
o dos máximos, es decir, el producto final es una mezcla polímera
bimodal. Puesto que polímeros multimodales, y especialmente
bimodales, preferiblemente polímeros de etileno, y su producción
pertenece a la técnica anterior, no se necesita ninguna descripción
detallada en la presente memoria descriptiva, pero se hace
referencia a las especificaciones precedentes.
Se debería señalar aquí que, en la producción de
dos o más componentes polímeros en un número correspondiente de
reactores conectados en serie, es solamente en el caso del
componente producido en la primera etapa del reactor y en el caso
del producto final que la velocidad de flujo de la masa fundida, la
densidad y las otras propiedades se pueden medir directamente sobre
el material separado. Las propiedades correspondientes de los
componentes polímeros producidos en etapas de reactor siguientes a
la primera etapa solamente se pueden determinar indirectamente
sobre la base
de los valores correspondientes de los materiales introducidos en, y descargados de, las etapas de reactor respectivas.
de los valores correspondientes de los materiales introducidos en, y descargados de, las etapas de reactor respectivas.
Aun cuando polímeros multimodales y su producción
son conocidos per se, sin embargo no se conoce previamente
usar tales mezclas polímeras multimodales en composiciones para
forro de cables. Sobre todo, no se conoce previamente usar en este
contexto mezclas polímeras multimodales que tengan valores
específicos de densidad y velocidad de flujo de la masa fundida
según se requieren en la presente invención.
Según se alude precedentemente, se prefiere que
la mezcla de polímeros de olefinas multimodal en la composición
para forro de cables sea una mezcla polímera bimodal. También se
prefiere que esta mezcla polímera bimodal se haya producido por
polimerización como precedentemente en condiciones de
polimerización diferentes en dos o más reactores de polimerización
conectados en serie. Debido a la flexibilidad con respecto a las
condiciones de reacción así obtenida, es lo más preferido que la
polimerización se lleve a cabo en un reactor de bucle/un reactor de
fase gaseosa, en un reactor de fase gaseosa/un reactor de fase
gaseosa o en un reactor de bucle/un reactor de bucle cuando la
polimerización de uno, dos o más monómeros de olefinas,
comprendiendo las diferentes etapas de polimerización contenidos de
comonómero variables. Preferiblemente, las condiciones de
polimerización en el método de dos etapas preferido se eligen de
manera que un polímero de peso molecular relativamente bajo que
tiene un contenido moderado, bajo o, lo que es preferido, nulo de
comonómero se produce en una etapa, preferiblemente la primera
etapa, debido a un alto contenido de agente transferidor de cadena
(gas hidrógeno), en tanto que un polímero de alto peso molecular
que tiene un alto contenido de comonómero se produce en otra etapa,
preferiblemente en la segunda etapa. Sin embargo, el orden de estas
etapas se puede invertir.
Preferiblemente, la mezcla de polímeros de
olefinas multimodal es una mezcla de plásticos de polipropileno o,
lo que es más preferido, plásticos de etileno. El comonómero o
comonómeros en la presente invención se eligen en el grupo que
comprende \alpha-olefinas que contienen hasta 12
átomos de carbono, que en el caso de plásticos de etileno significa
que el comonómero o comonómeros se eligen de
\alpha-olefinas que contienen 3-12
átomos de carbono. Comonómeros especialmente preferidos son buteno,
4-metil-1-penteno,
1-hexeno y 1-octeno.
En vista de lo anterior, una mezcla de plásticos
de etileno preferida comprende un homopolímero de etileno de bajo
peso molecular mezclado con un copolímero de alto peso molecular de
etileno y buteno,
4-metil-1-penteno,
1-hexeno ó 1-octeno.
Las propiedades de los polímeros individuales en
la mezcla de polímeros de olefinas se deberían elegir de manera que
la mezcla de polímeros de olefinas final tenga una densidad de
0,915-0,955 g/cm^{3}, preferiblemente
0,920-0,950 g/cm^{3}, y una velocidad de flujo de
la masa fundida de 0,1-3,0 g/10 min, y
preferiblemente 0,2-2,0 g/10 min. De acuerdo con la
invención, esto se consigue preferiblemente por la mezcla de
polímeros de olefinas según se define en la reivindicación 1 y que
comprende un primer polímero de olefina que tiene una densidad de
0,930-0,975 g/cm^{3}, y preferiblemente
0,955-0,975 g/cm^{3}, y una velocidad de flujo de
la masa fundida de 50-2.000 g/10 min,
preferiblemente 100-1000 g/10 min, y lo más
preferiblemente 200-600 g/10 min, y como mínimo un
segundo polímero de olefina que tiene tal densidad y tal velocidad
de flujo de la masa fundida, que la mezcla de polímeros de olefinas
da lugar a la densidad y la velocidad de flujo de la masa fundida
indicadas precedentemente.
Si la mezcla de polímeros de olefinas multimodal
es bimodal, es decir, es una mezcla de dos polímeros de olefinas
(un primer polímero de olefina y un segundo polímero de olefina),
produciéndose el primer polímero de olefina en el primer reactor y
teniendo la densidad y la velocidad de flujo de la masa fundida
indicadas precedentemente, la densidad y la velocidad de flujo de la
masa fundida del segundo polímero de olefina, que se produce en la
segunda etapa del reactor puede, según se indica precedentemente,
determinarse indirectamente sobre la base de los valores de los
materiales suministrados a, y descargados de, la etapa del segundo
reactor.
En caso de que la mezcla de polímeros de olefinas
y el primer polímero de olefina tenga los valores precedentes de
densidad y velocidad de flujo del fundido, un cálculo indica que el
segundo polímero de olefina producido en la segunda etapa debería
tener una densidad del orden de 0,88-0,93 g/cm^{3}
y preferiblemente 0,91-0,93 g/cm^{3}, y una
velocidad de flujo de la masa fundida del orden de
0,01-0,8 g/10 min, y preferiblemente
0,05-0,3 g/10 min.
Según se sugiere precedentemente, el orden de las
etapas se puede invertir, lo que debería significar que, si la
mezcla de polímeros de olefinas final tiene una densidad de
0,915-0,955 g/cm^{3}, y preferiblemente
0,920-0,950 g/cm^{3}, y una velocidad de flujo de
la masa fundida de 0,1-3,0 g/10 min, y
preferiblemente 0,2-2,0 g/10 min, y el primer
polímero de olefina producido en la primera etapa tiene una densidad
de 0,88-0,93 g/cm^{3}, preferiblemente
0,91-0,93 g/cm^{3} y una velocidad de flujo de la
masa fundida de 0,01-0,8 g/10 min, y
preferiblemente 0,05-0,3 g/10 min, entonces el
segundo polímero de olefina producido en la segunda etapa de un
método de dos etapas, de acuerdo con cálculos como precedentemente,
debería tener una densidad del orden de 0,93-0,975
g/cm^{3}, y preferiblemente 0,955-0,975 g/cm^{3}
y una velocidad de flujo de la masa fundida de
50-2000 g/10 min, preferiblemente
100-1.000 g/10 min, y lo más preferiblemente
200-600 g/10 min. Este orden de las etapas en la
producción de la mezcla de polímeros de olefinas es, sin embargo,
menos preferido.
Con el fin de optimizar las propiedades de la
composición de forro de cables, los polímeros individuales en la
mezcla de polímeros de olefinas deberían estar presentes en tal
relación de pesos que las propiedades apuntadas, aportadas por los
polímeros individuales se consigan también en la mezcla de polímeros
de olefinas final. Como resultado, los polímeros individuales no
deberían estar presentes en cantidades tan pequeñas, tales como 10%
en peso o inferiores, que no afecten a las propiedades de la mezcla
de polímeros de olefinas. Para ser más específicos, se prefiere que
la cantidad de polímero de olefina que tiene una alta velocidad de
flujo de la masa fundida (bajo peso molecular) integre como mínimo
25% en peso pero no más de 75% en peso del polímero total,
preferiblemente 35-55% en peso del polímero total,
para optimizar por ello las propiedades del producto final.
El uso de mezclas de polímeros de olefinas
multimodales del tipo descrito precedentemente da lugar a
composiciones para forro de cables que tienen propiedades mucho
mejores que las composiciones para forro de cables convencionales,
especialmente en lo que respecta a contracción, RFTMA y aptitud
para ser elaboradas. En particular, la menor contracción de la
composición para forro de cables de la invención es una gran
ventaja.
Según se sugiere precedentemente, la composición
para forro de cables se puede usar para producir forros exteriores
para cables, que incluyen cables para el transporte de energía
eléctrica así como cables para comunicaciones. Entre los cables
para el transporte de energía eléctrica, los forros exteriores se
pueden producir ventajosamente a partir de la composición para
forro de cables de acuerdo con la invención; se puede hacer mención
de cables para alto voltaje, cables para medio voltaje y cables
para bajo voltaje. Entre los cables para comunicaciones, los forros
exteriores se pueden fabricar ventajosamente a partir de la
composición para forro de cables de acuerdo con la invención,
pudiéndose mencionar los cables de conductores pareados, cables
coaxiales y cables ópticos.
A continuación se exhiben unos pocos Ejemplos no
restrictivos que pretenden elucidar más la invención y sus
ventajas.
En una planta de polimerización que comprende un
reactor de bucle conectado en serie a un reactor de fase gaseosa y
que incluye la utilización de un catalizador
Ziegler-Natta, un plástico de etileno bimodal se
polimerizó en las condiciones siguientes:
Primer reactor
En este reactor, un primer polímero (Polímero 1)
se produjo por polimerización de etileno en presencia de hidrógeno
(relación molar de hidrógeno a etileno = 0,38:1). El homopolímero
de etileno resultante tenía un valor de VFMF de 492 g/10 min y una
densidad de 0,975 g/cm^{3}.
Segundo reactor
En este reactor, un segundo polímero (Polímero 2)
se produjo por polimerización de etileno y buteno (relación molar
en la fase gaseosa de buteno a etileno = 0,22:1, de hidrógeno a
etileno = 0,03:1). El copolímero resultante de etileno y buteno
estaba en forma de una mezcla íntima con el homopolímero de etileno
del primer reactor, siendo la relación en peso de Polímero 1 a
Polímero 2 de 45:55.
La mezcla bimodal de Polímero 1 y Polímero 2
tenía una densidad de 0,941 g/cm^{3} y un valor de VFMF de 0,4
g/10 min. Después de la formación de un compuesto con negro de
carbono, se obtuvo un producto final que comprendía 2,5% de su
peso, dando lugar a una densidad final de 0,951 g/cm^{3}. Este
producto final se denominará en lo sucesivo Plástico de Etileno
Bimodal 1.
El Plástico de Etileno Bimodal 1 se usó como
composición para forro de cables, y las propiedades de esta
composición se determinaron y compararon con las de una composición
para forro de cables convencional de plástico de etileno unimodal
(Referencia 1). La Referencia 1 tenía una densidad de 0,941
g/cm^{3} (después de la formación de un compuesto con un
contenido de negro de carbono de 2,5% en peso y una densidad de
0,951 g/cm^{3}) y un valor de VFMF de 0,24 g/10 min.
En este Ejemplo, así como en los Ejemplos
siguientes, la contracción de la composición producida se determinó
de acuerdo con un método (denominado en lo sucesivo
UNI-5079) que se había desarrollado con el fin de
evaluar la tendencia a la contracción de materiales para forro. La
contracción se determina de la manera siguiente.
Las muestras de cables para la evaluación se
extruyeron como sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La contracción, en porcentaje, se mide después de
24 h en un recinto a temperatura constante (+23ºC) así como después
de 24 h a la temperatura de +100ºC.
Se miden muestras de cable que miden
aproximadamente 40 cm. Convenientemente, la muestra de cable se
marca de manera que después de los acondicionamientos se puedan
llevar a cabo mediciones en el mismo punto sobre la muestra de
cable.
Si se descubre que la muestra se contrae durante
la medición, en primer lugar se han de hacer marcas de
aproximadamente 40 cm. A continuación, se corta la longitud y se
vuelve a medir. Se toman dos muestras de cada cable que se ha de
someter al análisis. Las muestras se colocan en el recinto a
temperatura constante durante 24 h, después de lo cual se miden, y
se calcula el valor de la contracción en porcentaje.
Después, todas las muestras se colocan sobre un
lecho de talco a +100ºC durante 24 h. Luego se miden las muestras,
y el valor de contracción total en tanto por ciento se calcula
sobre la base de la longitud inicial.
Los resultados de las mediciones se representan
en la Tabla 1 a continuación.
Es evidente, de los valores expresados en la
Tabla 1, que el material para forro exhibe mejores propiedades en
relación con la contracción, especialmente a temperatura ambiente,
y con la resistencia a la fisura por tensiones en medio activo
(RFTMA). Las propiedades de resistencia a la tracción del material
para forro están al mismo nivel con los de Referencia 1. También la
aptitud para ser elaborado, que se puede deducir del valor de la
VFMF, del material de forro de acuerdo con la invención es tan
buena como la de la Referencia 1. Se debería destacar que, mientras
el material de forro de Referencia 1 tiene buenas propiedades de
elaboración obtenidas a costa de malas propiedades de contracción,
especialmente a temperatura ambiente, el material de forro tiene
buenas propiedades de elaboración así como buenas propiedades de
contracción (baja). Esto es una considerable ventaja, que se
incrementa por las mejores propiedades de RFTMA del material de
forro.
En la planta de polimerización del Ejemplo 1, un
plástico de etileno bimodal se produjo en las condiciones
siguientes.
Primer reactor
En este reactor, un primer polímero (Polímero 1)
se produjo por polimerización de etileno en presencia de hidrógeno
(relación molar de hidrógeno a etileno = 0,38:1). El homopolímero
de etileno resultante tenía un valor de velocidad de flujo de la
masa fundida de 444 g/10 min y una densidad de 0,975
g/cm^{3}.
Segundo reactor
En este reactor, un segundo polímero (Polímero 2)
se produjo por polimerización de etileno y buteno (relación molar
de buteno a etileno = 0,23:1; relación molar de hidrógeno a etileno
= 0,09:1). El copolímero resultante de etileno y buteno estaba
presente en forma de una mezcla íntima con homopolímero de etileno
del primer reactor, siendo la relación en peso del Polímero 1 al
Polímero 2 de 40:60.
La mezcla bimodal del Polímero 1 y del Polímero
2, que constituía el producto final, tenía una densidad de 0,941
g/cm^{3} (después de la adición de 2,5% en peso de negro de
carbono, 0,951 g/cm^{3}) y un valor de VFMF de 1,4 g/10 min. En
lo que sigue, este producto final se designará en adelante Plástico
de Etileno Bimodal 2.
De manera similar, aún se produjo otro plástico
de etileno bimodal (denominado en adelante Plástico de Etileno
Bimodal 3), siendo la relación molar de hidrógeno a etileno en el
primer reactor de 0,39:1, y teniendo el homopolímero de etileno
resultante (Polímero 1) en el primer reactor, un valor de VFMF de
468 g/10 min y una densidad de 0,962 g/cm^{3}. En el segundo
reactor, se produjo un copolímero de etileno y buteno (Polímero 2),
siendo la relación molar de buteno a etileno de 0,24:1, y siendo la
relación molar de hidrógeno a etileno de 0,07:1. La relación en
peso de Polímero 1 a Polímero 2 fue 45:55. El producto final
(Plástico de Etileno Bimodal 4) tenía una densidad de 0,941
g/cm^{3} (después de producir un compuesto con 2,5% en peso de
negro de carbono, 0,951 g/cm^{3}) y un valor de VFMF de 1,3 g/10
min.
Plástico de Etileno Bimodal 2 y Plástico de
Etileno Bimodal 3 se usaron como composiciones de forro de cables,
y las propiedades de estas composiciones se determinaron y
compararon con las de una composición de forro de la técnica
anterior (Referencia 2). La Referencia 2 era una composición
especial destinada a uso en casos en los que se requiere
contracción particularmente baja, tal como aplicaciones para fibra
óptica, y esta composición comprendía una mezcla fundida de una
fracción de polietileno que tenía una densidad de 0,960 g/cm^{3} y
un valor de VFMF de 1,0 g/10 min, y otra fracción de polietileno que
tenía una densidad de 0,920 g/cm^{3} y un valor de VFMF de 1,0
g/10 min. Esto dio lugar a un producto final que tenía una densidad
de 0,943 g/cm^{3}después de la adición de 2,5% en peso de negro
de carbono, 0,953 g/cm^{3}) y un valor de VFMF de 1,7 g/10
min.
Los resultados de las mediciones de las
propiedades de las tres composiciones para forro de cables se
representan en la Tabla 2 siguiente.
Como es evidente por la Tabla 2, el material de
forro especial (Referencia 2) de la técnica anterior tiene buenas
propiedades de contracción a temperatura ambiente. Sin embargo, las
propiedades de contracción de la Referencia 2 se han conseguido a
costa de malas propiedades de elaboración, como aparece a partir
de, inter alia, los malos valores del acabado superficial. En
general, el material de forro de la Referencia 2 solamente se
pueden elaborar en una estrecha "ventana de elaboración", es
decir, en estrechos intervalos en cuanto a los parámetros de
elaboración. En contraste con la Referencia 2, los materiales de
forro (Plásticos de Etileno Bimodal 2 y 3) exhiben tan buenas
propiedades de contracción como Referencia 2, aunque presentando
mejores propiedades de elaboración (ventana de elaboración más
amplia), que supone una mejor superficie de acabado del forro de
cables. Además, los materiales para forro exhiben mucho mejor
resistencia a la fisura por tensiones en medio activo (RFTMA) y
también presentan buena resistencia a la rotura en tracción.
En la planta de polimerización usada en los
Ejemplos 1 y 2, un plástico de etileno bimodal (Plástico de Etileno
4) se produjo en las condiciones siguientes.
Primer reactor
En este reactor, un primer polímero (Polímero 1)
se produjo por polimerización de etileno en presencia de
1-buteno e de gas hidrógeno (relación molar de
1-buteno:gas hidrógeno:etileno = 1,74:0,22:1). El
Polímero 1 tenía un valor de VFMF de 310 g/10 min y una densidad de
0,939 g/cm^{3}.
Segundo reactor
El polímero del reactor de bucle se transfirió al
reactor de fase gaseosa, donde se llevó a cabo la polimerización
posterior de etileno con 1-buteno en presencia de
gas hidrógeno (relación molar 1-buteno:gas
hidrógeno:etileno = 0,80:0,02:1), que dio lugar a un nuevo
componente polímero (Polímero 2). La relación en peso de Polímero 1
a Polímero 2 fue 42:58. El valor de VFMF del producto final
resultante fue 0,3 g/10 min, y la densidad fue 0,922 g/cm^{3}.
Excelentes propiedades mecánicas, buena RFTMA así
como buenas propiedades de contracción se consiguieron también en
este caso, en el que ambos componentes polímeros comprendían
1-buteno como comonómero, como es evidente a partir
de la Tabla 3 siguiente.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{ Propiedades del material \+ \hskip3cm \+ Plástico de etileno 4 \cr Resistencia a rotura en tracción \+ \+ 25,9 MPa\cr Alargamiento en rotura \+ \+ 905%\cr RFTMA \+ \+ 0/2000 h\cr Contracción:\+\+\cr \hskip0.35cm a 23ºC/24 h \+ \+ 0%\cr \hskip0.35cm a 100ºC/24 h \+ \+ 0%\cr}
Claims (8)
1. El uso de una composición para forro de
cables, como forro exterior para un cable de transmisión de energía
eléctrica o de comunicaciones, caracterizado porque la
composición consiste en una mezcla bimodal de polímeros de olefinas
obtenida por polimerización de al menos una
\alpha-olefina en dos etapas y que tiene una
densidad de 0,915-0,955 g/cm^{3} y una velocidad
de flujo de la masa fundida de 0,1-3,0 g/10 min,
siendo dicha mezcla de olefina una mezcla de dos polímeros de
olefinas, en la que un primer polímero de olefina tiene una
densidad de 0,930-0,975 g/cm^{3} y una velocidad
de flujo de la masa fundida de 50-2000 g/10 min y un
segundo polímero de olefina tiene una densidad de
0,88-0,93 g/cm^{3} y una velocidad de flujo de la
masa fundida de 0,01-0,8 g/10 min y los polímeros
individuales de dicha mezcla de polímeros están presentes en una
cantidad de más de 10% en peso cada uno.
2. Uso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la mezcla de polímeros de olefinas
tiene una densidad de 0,920-0,950 g/cm^{3} y una
velocidad de flujo de la masa fundida de 0,2-2,0
g/10 min, y por que el primer polímero de olefina tiene una
densidad de 0,955-0,975 g/cm^{3} y una velocidad
de flujo de la masa fundida de 100-1000 g/10
min.
3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque la composición para forro de
cables se ha obtenido mediante polimerización catalizada de
coordinación, en al menos dos etapas, de etileno y, en al menos una
etapa, un comonómero de \alpha-olefina que
contiene 3-12 átomos de carbono.
4. Uso según la reivindicación 3,
caracterizado porque las etapas de polimerización se han
llevado a cabo en forma de polimerización en suspensión,
polimerización en fase gaseosa o su combinación.
5. Uso según la reivindicación 4,
caracterizado porque la polimerización en suspensión se ha
llevado a cabo en un reactor de bucle.
6. Uso según la reivindicación 5,
caracterizado porque la polimerización se ha llevado a cabo
en un procedimiento de reactor de bucle/reactor de fase gaseosa en
como mínimo un reactor de bucle seguido por como mínimo un reactor
de fase gaseosa.
7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la composición para forro
de cables es una mezcla bimodal de plásticos de etileno.
8. Uso según la reivindicación 7,
caracterizado porque el primer plástico de etileno supone
25-75% en peso de la cantidad total de polímeros en
la composición.
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