CH645657A5 - Flame-retarded compositions and their use for coating elongate substrates - Google Patents
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Description
L'invention présentée ici concerne des compositions ignifuges et plus particulièrement des revêtements pour substrats allongés, par exemple les isolations électriques pour les fils ou les câbles, formés à 60 partir de ces compositions. The invention presented here relates to flame retardant compositions and more particularly coatings for elongated substrates, for example electrical insulations for wires or cables, formed from these compositions.
En conséquence, l'invention présentée ici fournit un substrat allongé muni, sur au moins une partie de celui-ci, d'un revêtement ignifuge tel que défini à la revendication 1. Consequently, the invention presented here provides an elongated substrate provided, on at least part of it, with a flame retardant coating as defined in claim 1.
Le composant oléfinique du copolymère acétate de vinyle/alcène 65 èt du polyalcène, lorsqu'il est présent, consiste de préférence en un alcène en C2 à C6 et plus particulièrement en un alcène a-insaturé tel que l'éthylène, le 1-propylène et le 1-butène, avec une préférence pour l'éthylène. Les copolymères alcène/alcène qui peuvent être utili- The olefinic component of the vinyl acetate / alkene 65 and polyalkene copolymer, when it is present, preferably consists of a C2 to C6 alkene and more particularly of an a-unsaturated alkene such as ethylene, 1-propylene. and 1-butene, with a preference for ethylene. Alkene / alkene copolymers which can be used
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sés dans les compositions de cette invention sont de préférence des copoylmères alcène en C2-C6/alcène en C2-C12 et plus particulièrement les copolymères de l'éthylène avec les alcènes en C3-C12, et plus particulièrement les alcènes en C3-CI2 a-insaturés tels que le 1-n-propylène, le 1-n-butène, le 1-n-pentène et le 1-n-hexène. On préfère prendre particulièrement les copolymères de l'éthylène qui contiennent plus de 50% en poids, par exemple plus de 60% en poids d'êthylène, et encore mieux ceux qui contiennent plus de 70% en poids, par exemple plus de 85% en poids d'êthylène. Des copolymères particulièrement intéressants sont ceux qui sont appelés copolymères linéaires de l'éthylène à basse densité, dont la densité est située entre 0,910 et 0,940 g/cm3 à 25° C, et qui sont décrits dans le brevet britannique N° 7911916 et dans le brevet canadien N° 873828, cités ici comme références. Sees in the compositions of this invention are preferably C2-C6 alkene / C2-C12 alkene copoylmers and more particularly the copolymers of ethylene with C3-C12 alkenes, and more particularly C3-CI2 a alkenes -unsaturated such as 1-n-propylene, 1-n-butene, 1-n-pentene and 1-n-hexene. It is particularly preferred to take ethylene copolymers which contain more than 50% by weight, for example more than 60% by weight of ethylene, and even better those which contain more than 70% by weight, for example more than 85% by weight of ethylene. Particularly interesting copolymers are those which are called linear low density ethylene copolymers, the density of which is between 0.910 and 0.940 g / cm3 at 25 ° C, and which are described in British Patent No. 7,911,916 and in Canadian Patent No. 873828, cited herein as references.
Dans le cas où le copolymère d'acétate de vinyle/alcène est utilisé dans la composition de polymères en compagnie du copolymère de polyalcène ou d'alcène/alcène, le contenu en acétate de vinyle de ladite composition est d'au moins 18% en poids, de préférence plus grand que 40% en poids, par exemple dans le domaine entre 45 et 98% en poids, particulièrement plus grand que 55% en poids, par exemple jusqu'à 95% en poids, spécialement entre 65 et 95% en poids, par exemple 65 à 90% en poids, et plus spécialement entre 65 et 85% en poids, par exemple 70 à 80% en poids. En outre, ou d'une autre manière, le rapport du poids du copolymère d'acétate de vinyle/alcène au poids de l'autre composant du mélange, le copolymère de polyalcène ou d'alcène/alcène, se situe de préférence dans l'intervalle 1:0,2 à 4, de préférence 1:0,2 à 1,5 ou, pour certaines applications, 1:1,5 à 4,0 ou même 1:2,5 à 4,0. In the case where the vinyl acetate / alkene copolymer is used in the polymer composition in the company of the polyalkene or alkene / alkene copolymer, the vinyl acetate content of said composition is at least 18% by weight. weight, preferably greater than 40% by weight, for example in the range between 45 and 98% by weight, particularly greater than 55% by weight, for example up to 95% by weight, especially between 65 and 95% by weight, for example 65 to 90% by weight, and more especially between 65 and 85% by weight, for example 70 to 80% by weight. Furthermore, or in another way, the ratio of the weight of the vinyl acetate / alkene copolymer to the weight of the other component of the mixture, the polyalkene or alkene / alkene copolymer, is preferably within 1 '' interval 1: 0.2 to 4, preferably 1: 0.2 to 1.5 or, for certain applications, 1: 1.5 to 4.0 or even 1: 2.5 to 4.0.
En outre, ou d'une autre manière, on préfère que la quantité totale d'acétate de vinyle dans le mélange soit d'au moins 18% en poids, en particulier qu'elle soit plus grande que 40% en poids, par exemple dans le domaine entre 65 et 75% en poids. In addition, or otherwise, it is preferred that the total amount of vinyl acetate in the mixture is at least 18% by weight, in particular that it is greater than 40% by weight, for example in the field between 65 and 75% by weight.
Dans la plupart des cas, il est désirable d'inclure un agent liant dans la composition de façon à améliorer la compatibilité entre l'ignifuge et le(s) polymère(s) de la composition, c'est-à-dire pour améliorer les propriétés physiques de la composition. Les agents liants préférés incluent les organo-siliciés et les dérivés du titane, comme par exemple les silanes et titanates. In most cases, it is desirable to include a binder in the composition so as to improve the compatibility between the flame retardant and the polymer (s) of the composition, i.e. to improve the physical properties of the composition. Preferred binding agents include organosilicon and titanium derivatives, such as, for example, silanes and titanates.
Comme exemples de silanes, on peut mentionner le diméthyldi-chlorosilane, le méthyltrichlorosilane, le vinyltrichlorosilane, y-méthacryloxypropyltriméthoxysilane, N,N-bis(P-hydroxyéthyl)-y-aminepropyltriêthoxysilane, vinylpropyltriméthoxysilane, y-méth-acryloxypropyltriméthoxysilane, y-mercaptopropyltriméthoxysilane, vinyltriméthoxysilane, y-glycidoxypropyltriméthoxysilane, ß-(3,4-époxycyclohexyl)éthyltriméthylsilane et vinyltriméthoxyéthoxy-silane. As examples of silanes, mention may be made of dimethyldi-chlorosilane, methyltrichlorosilane, vinyltrichlorosilane, y-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N, N-bis (P-hydroxyethyl) -y-aminepropyltriethoxysilane, vinylpropyltrimethoxysilane-yyoxy-propyl-yl-propyl vinyltrimethoxysilane, y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, ß- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethylsilane and vinyltrimethoxyethoxy-silane.
D'autres silanes appropriés sont décrits dans le brevet britannique N° 1284082. Other suitable silanes are described in British Patent No. 1284082.
Comme exemples de titanates et d'autres dérivés organo-titaniés utilisables comme liants, on peut mentionner le tétra-isooctyltita-nate, le titanate d'isopropyldiisostéarylméthacryle, le titanate d'iso-propyltriisostéaryle, le titanate d'isopropyltriacryle, le di(dioctyl-pyrophosphate) de titane et plus spécialement les titanates hybrides comme le titanate d'isopropyldiméthacrylisostéaryle. D'autres composés du titane appropriés sont décrits dans S. J. Monte & G. Suger-man, «J. Elastomers & Plastics», vol 8 (1976) pp. 30-49, et dans les Bulletins KR 0376-4 et 0278-7, «Ken-React Titanate Coupling Agents for Filled Polymers», publiés par Kenrich Petrochem Inc., mentionnés ici à titre de références. As examples of titanates and other organo-titanium derivatives which can be used as binders, mention may be made of tetra-isooctyltita-nate, isopropyldiisostearylmethacryl titanate, isopropyltriisostearyl titanate, isopropyltriacryl titanate, di (dioct -pyrophosphate) of titanium and more specifically hybrid titanates such as isopropyldimethacrylisostearyl titanate. Other suitable titanium compounds are described in S. J. Monte & G. Suger-man, "J. Elastomers & Plastics ”, vol 8 (1976) pp. 30-49, and in Bulletins KR 0376-4 and 0278-7, "Ken-React Titanate Coupling Agents for Filled Polymers", published by Kenrich Petrochem Inc., listed here for reference.
Le rapport du poids du liant, si on en utilise, au poids de l'ignifuge se situe respectivement dans le domaine de 0,005 à 0,1:1 et de préférence entre le domaine de 0,01 à 0,05:1. The ratio of the weight of the binder, if used, to the weight of the flame retardant is respectively in the range of 0.005 to 0.1: 1 and preferably between the range of 0.01 to 0.05: 1.
Les ignifuges choisis sont ceux qui libèrent de l'eau lors du chauffage, et en particulier les oxydes d'aluminium hydratés de formule A1203-3H20, dans lesquels x vaut entre 0,5 et 3, et plus spécialement l'Al203-3H20, la dawsonite d'ammonium ou de sodium, la magnésie hydratée ou le silicate de calcium hydraté, plus spécialement les a-alumines trihydratées. Les ignifuges tels que l'alumine tri- The flame retardants chosen are those which release water during heating, and in particular the hydrated aluminum oxides of formula A1203-3H20, in which x is between 0.5 and 3, and more especially Al203-3H20, ammonium or sodium dawsonite, hydrated magnesia or hydrated calcium silicate, more especially α-alumina trihydrates. Fire retardants such as tri- alumina
hydratée ont de préférence une surface spécifique d'au moins 0,1 m2/g, et mieux d'au moins 1 m2/g, c'est-à-dire de 1 à 80 m2/g, spécialement de 3 à 20 m2/g, cela étant mesuré selon la méthode de l'absorption d'azote de Brunauer, Emmett et Teller (BET). hydrated preferably have a specific surface of at least 0.1 m2 / g, and better still at least 1 m2 / g, that is to say from 1 to 80 m2 / g, especially from 3 to 20 m2 / g, this being measured according to the nitrogen absorption method of Brunauer, Emmett and Teller (BET).
La dimension des particules de l'ignifuge est de préférence inférieure à 5 n, et mieux, inférieure à 2 ji. En outre, il peut être avantageux d'utiliser un ignifuge qui est composé de particules de différentes tailles, de façon à réduire la viscosité de la composition. Si on le désire, on peut traiter chimiquement l'ignifuge de manière à améliorer sa compatibilité avec le polymère, cela au moyen d'un des agents liants mentionnés ci-dessus, ou alors, dans le cas de certains ignifuges tels que l'alumine trihydratée, avec des produits qui facilitent la fabrication comme l'acide stéarique ou les stéarates, par exemple le stéarate de calcium. The particle size of the flame retardant is preferably less than 5 n, and more preferably, less than 2 µm. In addition, it may be advantageous to use a flame retardant which is composed of particles of different sizes, so as to reduce the viscosity of the composition. If desired, the flame retardant can be treated chemically so as to improve its compatibility with the polymer, this using one of the above-mentioned binding agents, or alternatively, in the case of certain flame retardants such as alumina. trihydrate, with products that facilitate manufacturing such as stearic acid or stearates, for example calcium stearate.
On utilise l'ignifuge de préférence selon une quantité qui varie entre 50 et 200 parties pour 100 parties de polymère(s). The flame retardant is preferably used in an amount which varies between 50 and 200 parts per 100 parts of polymer (s).
On obtient des résultats appréciables en utilisant une quantité variant entre 80 et 150 parties en poids d'ignifuge pour 100 parties en poids de polymère. Significant results are obtained using an amount ranging from 80 to 150 parts by weight of flame retardant per 100 parts by weight of polymer.
A côté de l'ignifuge, la composition de l'invention présentée ici peut inclure d'autres additifs supplémentaires, par exemple des charges, des stabilisants comme des stabilisants contre les rayons ultra-violets, des antioxydants, des accepteurs d'acide et des stabilisants contre l'hydrolyse, des agents moussants et des colorants, des aides de fabrication comme les plastifiants, ou d'autres polymères. Si on utilise d'autres additifs, il est préférable que la composition contienne moins de 5% en poids d'halogène, et encore mieux moins de 2% en poids, et en particulier qu'elle ne contienne pas d'halogène. Besides the flame retardant, the composition of the invention presented here can include other additional additives, for example fillers, stabilizers such as stabilizers against ultraviolet rays, antioxidants, acid acceptors and hydrolysis stabilizers, foaming agents and dyes, manufacturing aids such as plasticizers, or other polymers. If other additives are used, it is preferable that the composition contains less than 5% by weight of halogen, and even better less than 2% by weight, and in particular that it does not contain halogen.
Les compositions de polymères peuvent être produites selon les méthodes habituelles, par exemple en mélangeant les composants de celles-ci dans un mélangeur de Banbury. Elles peuvent ensuite être transformées en revêtement par extrusion ou moulage, cela dépendant de la nature du revêtement et du support, et elles peuvent subir une réticulation en même temps ou ultérieurement. The polymer compositions can be produced according to the usual methods, for example by mixing the components thereof in a Banbury mixer. They can then be transformed into a coating by extrusion or molding, depending on the nature of the coating and the support, and they can undergo crosslinking at the same time or later.
On peut effectuer la réticulation de la composition de polymère par exemple en incluant un agent de réticulation ou en l'exposant à une radiation de haute énergie. The polymer composition can be crosslinked for example by including a crosslinking agent or by exposing it to high energy radiation.
Les agents de réticulation appropriés incluent les promoteurs de radicaux libres tels que les peroxydes, par exemple le péroxyde de dicumyle, le 2,5-bis(t.-butylperoxy)-2,5-diméthylhexane et l'a,a-bis(t.-butylperoxy)diisopropylbenzène. Dans une préparation chimique d'agent de réticulation typique, on trouve environ 0,5 et 5% en poids de peroxyde, rapporté au poids du mélange de polymères. L'agent de réticulation peut être utilisé seul ou en association avec un agent facilitant la réticulation, comme un composé polyfonction-nel de vinyle ou d'allyle, par exemple le cyanurate de triallyle, l'iso-cyanurate de triallyle ou le tétraméthacrylate de pentaérythritol. Suitable crosslinking agents include free radical promoters such as peroxides, for example dicumyl peroxide, 2,5-bis (t.-butylperoxy) -2,5-dimethylhexane and a, a-bis ( t.-butylperoxy) diisopropylbenzene. In a typical chemical preparation of crosslinking agent, about 0.5 and 5% by weight of peroxide is found, based on the weight of the polymer mixture. The crosslinking agent can be used alone or in combination with a crosslinking facilitating agent, such as a polyfunctional vinyl or allyl compound, for example triallyl cyanurate, triallyl iso-cyanurate or tetramethacrylate. pentaerythritol.
La réticulation au moyen de radiations peut être effectuée par l'exposition à des radiations de hautes énergies comme un faisceau d'électrons ou de rayons y. Les doses de radiation variant entre 2 et 50 mégarads, de préférence entre 2 et 50 mégarads, soit de 2 à 20 mégarads et spécialement entre 4 et 12 mégarads, sont satisfaisantes. Pour déclencher la réticulation durant l'irradiation, on incorpore dans la composition avant l'irradiation de 0,2 à 5% en poids d'un radiosensibilisateur tel qu'un composé polyfonctionnel de vinyle ou d'allyle comme le cyanurate de triallyle, l'isocyanurate de triallyle ou le tétraméthacrylate de pentaérythritol. Crosslinking by means of radiation can be carried out by exposure to high energy radiation such as an electron or y-ray beam. Radiation doses varying between 2 and 50 megarads, preferably between 2 and 50 megarads, ie from 2 to 20 megarads and especially between 4 and 12 megarads, are satisfactory. To trigger crosslinking during irradiation, 0.2 to 5% by weight of a radiosensitizer such as a polyfunctional vinyl or allyl compound such as triallyl cyanurate, is incorporated into the composition before irradiation. 'triallyl isocyanurate or pentaerythritol tetramethacrylate.
Le degré de réticulation peut être exprimé en termes de contenu en gel (ANSI/ASTM D2765-68) de la composition de polymères réticulés, c'est-à-dire en excluant les additifs non polymérisés qui peuvent être présents. De préférence, le contenu en gel de la composition réticulée sera d'au moins 10%, et mieux d'au moins 20%, par exemple au moins 30% et spécialement d'au moins 40%. The degree of crosslinking can be expressed in terms of the gel content (ANSI / ASTM D2765-68) of the composition of crosslinked polymers, i.e. excluding non-polymerized additives which may be present. Preferably, the gel content of the crosslinked composition will be at least 10%, and better still at least 20%, for example at least 30% and especially at least 40%.
Lorsqu'on désire appliquer le revêtement sous la forme d'une gaine tout au long du support, il peut être pratique d'extruder la composition de polymères, avant la réticulation de ceux-ci, directement sur le substrat avec réticulation simultanée ou ultérieure. When it is desired to apply the coating in the form of a sheath all along the support, it may be practical to extrude the polymer composition, before the crosslinking thereof, directly on the substrate with simultaneous or subsequent crosslinking.
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D'une autre manière, et particulièrement lorsque le revêtement doit envelopper seulement une partie du support, il peut être utile de produire le revêtement avant l'application de celui-ci sur le substrat, par exemple sous la forme d'une bande ou d'une feuille qu'on enroulera autour du substrat, ou sous la forme d'une gaine dans laquelle on introduit le support. Lorsque le revêtement est produit avant son application, il est préférable de le produire sous une forme rétractable, c'est-à-dire sous une forme telle que sa configuration dimension-nelle change lors d'un traitement approprié, cela particulièrement sous une forme thermorétractable. Le revêtement peut être rendu thermorétractable par déformation de la forme thermiquement stable de celui-ci en une forme réticulée, cela à une température suffisamment élevée, c'est-à-dire à une température située au-dessus du point de fusion cristallin ou point de ramollissement de la composition de polymères, puis en la refroidissant pendant qu'elle se trouve dans la configuration déformée, cette méthode étant connue et décrite par exemple dans les brevets US Nos 2027962, 3086242 et 3957372 cités ici à titre de référence. In another way, and particularly when the coating must envelop only part of the support, it may be useful to produce the coating before applying it to the substrate, for example in the form of a strip or 'a sheet that will be wrapped around the substrate, or in the form of a sheath in which the support is introduced. When the coating is produced before its application, it is preferable to produce it in a shrinkable form, that is to say in a form such that its dimensional configuration changes during an appropriate treatment, this particularly in a form heat shrink. The coating can be made heat shrinkable by deformation of the thermally stable form thereof into a crosslinked form, this at a sufficiently high temperature, that is to say at a temperature situated above the crystalline melting point or point softening the polymer composition, then cooling it while it is in the deformed configuration, this method being known and described for example in US patents Nos. 2027962, 3086242 and 3957372 cited here by reference.
Pour les applications thermorétractables, il est préférable que la composition de polymères contienne un mélange de copolymère d'acétate de vinyle/alcène et d'au moins un polymère thermoplastique. Le rapport du poids du copolymère d'acétate de vinyle/alcène au poids du polymère thermoplastique peut être situé par exemple dans le domaine de 1:0,2 à 4, c'est-à-dire de 1:0,2 à 1,5 et plus particulièrement de 1:0,2 à 0,55. For heat shrinkable applications, it is preferable that the polymer composition contains a mixture of vinyl acetate / alkene copolymer and at least one thermoplastic polymer. The weight ratio of the vinyl acetate / alkene copolymer to the weight of the thermoplastic polymer can for example be in the range of 1: 0.2 to 4, i.e. 1: 0.2 to 1 , 5 and more particularly from 1: 0.2 to 0.55.
Les polymères thermoplastiques choisis pour les mélanges destinés aux applications thermorétractables sont les copolymères thermoplastiques de polyalcènes et d'alcène/alcène décrits ci-dessus. The thermoplastic polymers chosen for the blends intended for heat shrinkable applications are the thermoplastic copolymers of polyalkenes and of alkene / alkene described above.
En outre, et dans certaines circonstances, il peut être désirable de recouvrir au moins une partie de la surface du revêtement qui est en contact avec le support avec un mastic ou un adhésif, par exemple un adhésif fondant à chaud, activé par la chaleur, sensible à la pression, ou de contact, ou alors un mastic, et plus particulièrement avec un adhésif fondant à chaud comme celui qui est révélé dans le brevet ouest-allemand N° 2723116 qui est mentionné ici comme référence. In addition, and in certain circumstances, it may be desirable to cover at least part of the surface of the coating which is in contact with the support with a sealant or an adhesive, for example a hot-melt adhesive, activated by heat, pressure-sensitive, or contact-sensitive, or putty, and more particularly with a hot-melt adhesive such as that disclosed in West German Patent No. 2723116 which is mentioned here for reference.
Un aspect particulièrement intéressant de cette invention concerne les isolations électriques pour lesquelles existent des conditions de non-inflammabilité extrêmement sévères. A particularly interesting aspect of this invention relates to electrical insulations for which there are extremely severe non-flammability conditions.
Comme exemples d'utilisation de cette invention pour les isolations électriques, on peut citer les applications suivantes: l'isolation primaire et secondaire des fils, les gaines de câbles et les canalisations pour fils et câbles, dans lesquelles le revêtement est appliqué sur toute la longueur du substrat, les terminaisons et le recouvrement des ligatures de fils et de câbles où le revêtement est sous forme de bande, de feuille ou de gaine, les ruptures de câbles ou de canalisations dans lesquelles le revêtement est sous forme de bandes ou de pièces moulées, par exemple des tétines dans lesquelles le revêtement est appliqué seulement sur une partie de la longueur du câble, du fil ou de la canalisation. As examples of use of this invention for electrical insulation, the following applications may be cited: primary and secondary insulation of wires, cable sheaths and conduits for wires and cables, in which the coating is applied over the entire length of substrate, terminations and overlap of wire and cable ties where the covering is in the form of a strip, sheet or sheath, cable or pipe breaks in which the covering is in the form of strips or parts molded, for example nipples in which the coating is applied only over part of the length of the cable, wire or pipe.
Un autre aspect intéressant de cette invention concerne le scellement ou la protection mécanique et contre l'environnement des tuyaux et conduites, ou au moins d'une section de ceux-ci, c'est-à-dire aux joints ou sur les parties endommagées, par exemple dans les 5 réseaux de distribution publics pour les tuyaux de gaz ou d'eau, Another interesting aspect of this invention relates to the sealing or the mechanical and environmental protection of pipes and conduits, or at least of a section thereof, that is to say at joints or on damaged parts. , for example in the 5 public distribution networks for gas or water pipes,
dans les systèmes de chauffage à distance, dans les conduites de ventilation et de chauffage et dans les canalisations charriant des déchets domestiques ou industriels. Un exemple important d'une telle application est l'assemblabe des canalisations d'air conditionné io ou de ventilation dans lesquelles le revêtement peut être utilisé sous forme de bande ou de feuilles qu'on enroule autour du joint, et plus particulièrement celui qui est sous une forme thermorétractable. in district heating systems, in ventilation and heating pipes and in pipes carrying domestic or industrial waste. An important example of such an application is the assembly of air conditioning or ventilation pipes in which the covering can be used in the form of a strip or of sheets which are wound around the joint, and more particularly that which is in a heat shrinkable form.
Dans les utilisations mentionnées ci-dessus, les revêtements selon cette invention sont caractérisés par une inflammabilité remarquablement basse, de même que par de faibles émissions de fumée et de gaz corrosifs, cela dans des conditions rigoureuses d'inflammation. On a découvert qu'il fallait attribuer ces caractéristiques de basse inflammabilité directement au taux total d'acétate de vinyle dans le copolymère de la composition. D'autre part, lorsqu'on compare cette composition à d'autres compositions analogues qui ne contiennent pas de copolymère de polyalcène ou d'alcène/alcène dans leur mélange et qui ont le même contenu en acétate de vinyle, on constate que les revêtements qui sont formés à partir de compositions in-25 cluant un composant du mélange à base de polyalcène ou d'alcène/ alcène, présentent une amélioration substantielle en ce qui concerne leur inertie vis-à-vis des solvants chimiques et en particulier vis-à-vis des huiles, leur propriété d'ignifuge et leur émission de fumée, cela dans des conditions rigoureuses d'inflammation. In the uses mentioned above, the coatings according to this invention are characterized by remarkably low flammability, as well as by low emissions of smoke and corrosive gases, this under severe conditions of ignition. It has been found that these low flammability characteristics should be attributed directly to the total level of vinyl acetate in the copolymer of the composition. On the other hand, when comparing this composition with other analogous compositions which do not contain a polyalkene or alkene / alkene copolymer in their mixture and which have the same vinyl acetate content, it is found that the coatings which are formed from compositions including a component of the mixture based on polyalkene or alkene / alkene, have a substantial improvement as regards their inertness towards chemical solvents and in particular vis-à-vis -vis oils, their property of flame retardant and their emission of smoke, that under rigorous conditions of ignition.
30 Cette invention est illustrée par les exemples suivants, dans lesquels les parties et pourcentages sont exprimés en poids. This invention is illustrated by the following examples, in which parts and percentages are expressed by weight.
Exemples 1 à 12: Examples 1 to 12:
Les compositions relatives, dont le nombre de parties (arrondies au nombre entier le plus proche) de leurs constituants est donné dans le tableau 1, ont été mélangées uniformément dans deux moulins à rouleaux de laboratoire chauffés à une température située entre 120 et 140° C, moulées sous pression en des plaques à 190° C puis irradiées dans des conditions atmosphériques normales avec un faisceau d'électrons de 5,8 MeV à la dose indiquée. Les échantillons ont été soumis au protocole d'essai décrit ci-dessous. The relative compositions, the number of parts of which (rounded to the nearest whole number) of their constituents is given in Table 1, were mixed uniformly in two laboratory roller mills heated to a temperature between 120 and 140 ° C. , pressure molded into plates at 190 ° C and then irradiated under normal atmospheric conditions with an electron beam of 5.8 MeV at the indicated dose. The samples were subjected to the test protocol described below.
Exemples 13 à 18: Examples 13 to 18:
45 Les compositions rapportées dans le tableau 1 sont mélangées de manière analogue à celle décrite dans les exemples précédents, les deux moulins à rouleaux étant refroidis de façon à éviter que la masse n'attache, et on produit des plaques qui serviront d'échantillons de comparaison dans les tests suivants. The compositions reported in Table 1 are mixed in a similar manner to that described in the preceding examples, the two roller mills being cooled so as to prevent the mass from attaching, and plates are produced which will serve as samples of comparison in the following tests.
Tableau 1 Table 1
Exemple N° Example No.
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
10 10
11 11
12 12
13 13
14 14
15 15
16 16
17 17
18 18
DYNH 3 (nom commercial), polyéthylène à basse densité de chez Union Carbide DYNH 3 (trade name), low density polyethylene from Union Carbide
0 0
0 0
0 0
0 0
30 30
24 24
20 20
16 16
0 0
17 17
14 14
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
Sclair 11-D-l (nom commercial), polyéthylène à basse densité de chez DuPont Sclair 11-D-l (trade name), low density polyethylene from DuPont
35 35
28 28
27,5 27.5
22 22
0 0
0 0
0 0
0 0
17 17
0 0
0 0
14 14
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
Vynathene EY-907 (nom commercial), copolymère acétate de vinyle (60% poids)/ éthylène de chez USI Vynathene EY-907 (trade name), vinyl acetate (60% by weight) / ethylene copolymer from USI
15 15
12 12
0 0
0 0
20 20
16 16
0 0
0 0
33 33
33 33
26 26
26 26
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
Vynathene EY-902 (nom commercial), copolymère à 40% en poids d'acétate de vinyle/éthylène de chez USI Vynathene EY-902 (trade name), copolymer at 40% by weight of vinyl acetate / ethylene from USI
0 0
0 0
22,5 22.5
18 18
0 0
0 0
30 30
24 24
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
40 40
50 50
0 0
0 0
5 645 657 5,645,657
Tableau 1 (suite) Table 1 (continued)
Exemple N° Example No.
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
10 10
11 11
12 12
13 13
14 14
15 15
16 16
17 17
18 18
Elvax 360 (nom commercial), copolymère à 75% en poids d'éthylène/acétate de vinyle de chez DuPont Elvax 360 (trade name), 75% by weight ethylene / vinyl acetate copolymer from DuPont
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
40 40
50 50
Elvax 460 (nom commercial), copolymère à 82% en poids d'éthylène/acétate de vinyle de chez DuPont Elvax 460 (trade name), 82% by weight ethylene / vinyl acetate copolymer from DuPont
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
40 40
50 50
0 0
0 0
0 0
0 0
Alumine trihydratée (recouverte de silane) : Hydral 705, disponible chez Alcoa Corp, recouverte avec 1,5% de vinyltriméthoxy-éthoxysilane Alumina trihydrate (covered with silane): Hydral 705, available from Alcoa Corp, covered with 1.5% vinyltrimethoxy-ethoxysilane
50 50
60 60
50 50
60 60
50 50
60 60
50 50
60 60
50 50
50 50
60 60
60 60
60 60
50 50
60 60
60 60
60 60
50 50
Dose d'irradiation (mégarads) Radiation dose (megarads)
6 6
6 6
6 6
6 6
12 12
12 12
12 12
12 12
6 6
12 12
12 12
6 6
12 12
12 12
12 12
12 12
12 12
12 12
Protocole d'essai Test protocol
Les plaques produites selon les exemples précédents sont soumi- 25 ses aux tests suivants: The plates produced according to the previous examples are subjected to the following tests:
Résistance à l'eau mesurée par l'absorption d'eau en % : ASTM-D-570-77, sauf qu'on utilise un disque de 25 mm de diamètre sur 1,5 mm d'épaisseur. Water resistance measured by water absorption in%: ASTM-D-570-77, except that a disc 25 mm in diameter and 1.5 mm thick is used.
Résistance à l'huile mesurée par l'absorption d'huile en % : 30 ASTM-D-570-77, sauf qu'on utilise un disque de 25 mm de diamètre sur 1,5 mm d'épaisseur. Oil resistance measured by oil absorption in%: 30 ASTM-D-570-77, except that a disc 25 mm in diameter and 1.5 mm thick is used.
Résistance à la traction: BS 903, partie A2 Tensile strength: BS 903, part A2
Elongation: BS 903, partie A2 Elongation: BS 903, part A2
Inflammabilité mesurée par l'index de limitation d'oxygène: 35 ASTM-D-2863 Flammability measured by the oxygen limitation index: 35 ASTM-D-2863
Emission de fumées: Mesurée dans une chambre à fumée Aminco NBS d'après le catalogue de chambres de densité de fumée Nos J4-5800B et J4-5800BE, instruction 1410 publié en novembre 1975 par American Instrument Co., 8030 Georgia Ave. Silver Spring, Maryland 20910. Smoke emission: Measured in an Aminco NBS smoke chamber according to the catalog of smoke density chambers Nos J4-5800B and J4-5800BE, instruction 1410 published in November 1975 by American Instrument Co., 8030 Georgia Ave. Silver Spring, Maryland 20910.
Les résultats sont reportés dans le tableau 2 et ils démontrent clairement, entre autres, l'amélioration de la résistance vis-à-vis de l'huile des mélanges (exemples 1 à 12) lorsqu'on les compare au copolymère sans polyéthylène (exemples 15 à 20) qui possède le même contenu en éthylène et en acétate de vinyle que le mélange, de même que l'amélioration des propriétés ignifuges et l'émission plus faible de fumées dans la plupart des cas. The results are reported in Table 2 and they clearly demonstrate, among other things, the improvement in the oil resistance of the blends (Examples 1 to 12) when compared to the polyethylene-free copolymer (Examples 15 to 20) which has the same content of ethylene and vinyl acetate as the mixture, as well as the improvement of the flame retardant properties and the lower emission of fumes in most cases.
Tableau 2 Table 2
Exemple N° Example No.
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
10 10
11 11
12 12
13 13
14 14
15 15
16 16
17 17
18 18
% d'absorption d'eau à 90°C, 24 h % water absorption at 90 ° C, 24 h
6,0 6.0
6,2 6.2
6,5 6.5
5,8 5.8
6,7 6.7
5,2 5.2
7,7 7.7
5,0 5.0
9,0 9.0
7,3 7.3
9,7 9.7
7,4 7.4
7,3 7.3
6,8 6.8
8,0 8.0
15,4 15.4
5,6 5.6
7,6 7.6
48 h 48 h
8,1 8.1
7,4 7.4
8,4 8.4
7,1 7.1
8,8 8.8
8,4 8.4
10,8 10.8
7,5 7.5
13,4 13.4
11,4 11.4
14,5 14.5
11,8 11.8
7,8 7.8
8,6 8.6
12,5 12.5
18,2 18.2
8,0 8.0
10,3 10.3
% d'absorption d'huile à 100 °C, ASTM N° 2 (huile minérale) % oil absorption at 100 ° C, ASTM N ° 2 (mineral oil)
15 15
14 14
32 32
22 22
20 20
15 15
47 47
25 25
13 13
13 13
27 27
21 21
69 69
100 100
54 54
42 42
42 42
66 66
Lubrifiant synthétique Britisch Spec. D. Eng. R.D. 2487 Synthetic lubricant Britisch Spec. D. Eng. R.D. 2487
15 15
13 13
37 37
23 23
22 22
12 12
37 37
34 34
33 33
29 29
9.7 9.7
7.4 7.4
42 42
60 60
80 80
77 77
39 39
56 56
Résistance à la traction (en MPa) Tensile strength (in MPa)
11,6 11.6
11,8 11.8
11,8 11.8
11,8 11.8
10,8 10.8
10,5 10.5
13,1 13.1
7,5 7.5
12,1 12.1
11,2 11.2
11,1 11.1
9,9 9.9
13,3 13.3
12,0 12.0
12,0 12.0
13,5 13.5
14,5 14.5
16,3 16.3
Elongation (%) Elongation (%)
130 130
100 100
145 145
60 60
74 74
18 18
110 110
25 25
230 230
102 102
168 168
47 47
40 40
85 85
200 200
240 240
70 70
146 146
Indice d'oxygène (% d'02) Oxygen index (% of 02)
26,0 26.0
31,5 31.5
27,0 27.0
32,5 32.5
23,5 23.5
33,5 33.5
25,5 25.5
28,5 28.5
29,0 29.0
30,0 30.0
33,0 33.0
30,0 30.0
28,0 28.0
25,0 25.0
34,0 34.0
27,0 27.0
27,5 27.5
24,0 24.0
Tie (min) Tie (min)
Mode d'inflammation Mode of ignition
9,5 9.5
10 10
8 8
11 11
8 8
9 9
7,3 7.3
7,3 7.3
8,5 8.5
9 9
8,5 8.5
8,5 8.5
7 7
6 6
10,5 10.5
1,5 1.5
9 9
4 4
645 657 645,657
Exemple 19: Example 19:
Un ruban thermorétractable a été produit à partir de la formulation suivante: Heat shrink tape was produced from the following formulation:
Constituant % Component %
* Sclair 11-D-l 17 Copolymère d'acétate de vinyle/éthylène contenant * Sclair 11-D-l 17 Vinyl acetate / ethylene copolymer containing
60% d'acétate de vinyle 33 A1203-3H20 recouverte par 60% vinyl acetate 33 A1203-3H20 covered by
1,5% de vinyltriméthoxyéthoxysilane 50 1.5% vinyltrimethoxyethoxysilane 50
* Sclair est le nom commercial d'un copolymère linéaire d'êthylène/ butène à basse densité disponible chez DuPont. * Sclair is the trade name for a low density linear ethylene / butene copolymer available from DuPont.
Les composants sont agglomérés dans un moulin à deux rouleaux entre 120 et 140° C, refroidis et transformés en granulés. On introduit les granulés ainsi formés dans un appareil à extruder habituel muni d'une matrice à ruban, maintenu à 140° C, et on les extrade en un ruban de 100 mm de large et de 1,5 mm d'épaisseur. On irradie ensuite le ruban ainsi obtenu avec des électrons à hautes énergies de façon à donner une dose totale de 6 mégarads. Après l'irradiation, on chauffe le ruban à 150° C, on l'étiré dans le sens de la longueur de 50% de plus que sa longueur originale et on le laisse refroidir dans cette position étirée. On recouvre ensuite le ruban d'une mince couche (0,5 mm) d'un adhésif fondant à chaud, dont la composition est décrite dans le brevet ouest-allemand N° 2723116, exemple 3, formulation «O». Les propriétés physiques du ruban avant son revêtement étaient les suivantes: The components are agglomerated in a two-roller mill between 120 and 140 ° C, cooled and transformed into granules. The granules thus formed are introduced into a usual extruder fitted with a ribbon matrix, maintained at 140 ° C., and are extruded into a ribbon 100 mm wide and 1.5 mm thick. The ribbon thus obtained is then irradiated with high energy electrons so as to give a total dose of 6 megarads. After irradiation, the tape is heated to 150 ° C, stretched lengthwise by 50% more than its original length and allowed to cool in this stretched position. The ribbon is then covered with a thin layer (0.5 mm) of a hot-melt adhesive, the composition of which is described in West German patent No. 2723116, example 3, formulation "O". The physical properties of the tape before coating were as follows:
Résistance à la traction (23° C) 12,0 MPa Tensile strength (23 ° C) 12.0 MPa
Elongation à la rupture (23° C) 266% Elongation at break (23 ° C) 266%
LOI (23° C) 29 LAW (23 ° C) 29
Résistance à la traction (150° C) 2,0 MPa Tensile strength (150 ° C) 2.0 MPa
Elongation à la rupture (150° C) 105% Elongation at break (150 ° C) 105%
Module tangent à 100% (150° C) 1,2 MPa 100% tangent modulus (150 ° C) 1.2 MPa
On utilise le ruban thermorétractable recouvert d'adhésif ainsi produit pour sceller le joint d'une conduite métallique de 150 mm de diamètre pour air conditionné en préchauffant la conduite dans la région du joint, en enroulant le ruban autour de la conduite sur le joint de façon que des tours successifs se recouvrent partiellement, puis en chauffant le ruban avec une torche à propane habituelle, ce qui provoque le resserrement du ruban autour du joint et entraîne la fusion de l'adhésif qui produit une liaison solide entre le revêtement ainsi formé et la conduite. The heat-shrinkable tape covered with the adhesive thus produced is used to seal the joint of a metal pipe 150 mm in diameter for air conditioning by preheating the pipe in the region of the joint, by wrapping the tape around the pipe on the joint of so that successive turns partially overlap, then by heating the ribbon with a usual propane torch, which causes the ribbon to tighten around the joint and causes the adhesive to melt, which produces a solid bond between the coating thus formed and the driving.
Dans une autre version, les granulés sont extradés sous la forme d'une manchette qui est alors rendue thermorétractable par irradiation et qui est ensuite revêtue d'une couche d'adhésif de la même manière que celle qui est décrite ci-dessus. In another version, the granules are extruded in the form of a cuff which is then made heat-shrinkable by irradiation and which is then coated with an adhesive layer in the same manner as that described above.
La manchette ainsi produite est mise autour du joint et on la fait se resserrer par application de chaleur. The cuff thus produced is put around the joint and made to tighten by application of heat.
Exemples 19 et 20: Examples 19 and 20:
On agglomère une formulation faite de 40% de copolymère d'acétate de vinyle/éthylène, contenant 60% d'acétate de vinyle co-polymérisée, avec 60% en poids d'alumine trihydratée traitée avec 1,5% de son poids de vinyltriméthoxyéthoxysilane, cela dans un mixeur de Banbury à une température d'environ 125° C. A formulation made of 40% of vinyl acetate / ethylene copolymer, containing 60% of copolymerized vinyl acetate, with 60% by weight of alumina trihydrate treated with 1.5% of its weight of vinyltrimethoxyethoxysilane is agglomerated. , this in a Banbury blender at a temperature of around 125 ° C.
Après l'agglomération du matériel dans un moulin à deux rouleaux, on sort le matériau sous la forme d'une bande, on la refroidit et on la coupe en morceaux et on la talque légèrement de façon à éviter l'amalgame des granules. Le matériau est ensuite extrudé sous la forme d'une gaine de câble sur un câble multibrins de 22,5 mm de diamètre extérieur, de façon à fournir une gaine ayant une épaisseur de 1,25 mm, en utilisant un appareil à extruder de 8,9 cm (3,5 inch), un pas de vis L/D de 25:1 et à une température le long du barillet de 60, 8CT, 120, 120,130° C, et un profil de températures de la matrice d'extrusion de 150,140,120° C. After the material has been agglomerated in a two-roller mill, the material is taken out in the form of a strip, it is cooled and cut into pieces and it is rubbed lightly so as to avoid amalgamation of the granules. The material is then extruded in the form of a cable sheath on a 22.5 mm outer diameter multi-strand cable, so as to provide a sheath having a thickness of 1.25 mm, using an extruder of 8 , 9 cm (3.5 inch), a thread pitch L / D of 25: 1 and at a temperature along the barrel of 60, 8CT, 120, 120,130 ° C, and a temperature profile of the matrix extrusion of 150,140,120 ° C.
Le câble gainé est alors irradié par des électrons à hautes énergies jusqu'à une dose totale de 5 mégarads. The sheathed cable is then irradiated by high-energy electrons up to a total dose of 5 megarads.
Les élastomères utilisés dans les différents exemples sont les suivants: The elastomers used in the various examples are the following:
Exemple 19: Example 19:
Hytrel — nom commercial d'un polyester thermoplastique élastomère dérivé du téréphtalate de diméthyle, d'un polyglycol et d'un diol à chaîne courte, disponible chez DuPont. Hytrel - trade name of a thermoplastic polyester elastomer derived from dimethyl terephthalate, a polyglycol and a short chain diol, available from DuPont.
Exemple 20 .-caoutchouc styrène/butadiène Example 20 - styrene / butadiene rubber
Dans l'exemple 20, la température d'agglomération dans le mixeur de Banbury était de 130° C. Dans l'exemple 19, la température d'agglomération dans le mixeur de Banbury était de 180° C et les températures le long du barillet d'extrusion étaient respectivement de 75, 90, 125,140 et 165° C. In Example 20, the agglomeration temperature in the Banbury mixer was 130 ° C. In Example 19, the agglomeration temperature in the Banbury mixer was 180 ° C and the temperatures along the barrel were 75, 90, 125,140 and 165 ° C, respectively.
Dans chaque cas, après agglomération, le matériau est enlevé sous la forme d'une peau qui est découpée en bandes étroites qui sont introduites dans l'appareil à extrader. Les matériaux gainés présentent les propriétés physiques suivantes: In each case, after agglomeration, the material is removed in the form of a skin which is cut into narrow strips which are introduced into the device to be extruded. The sheathed materials have the following physical properties:
Exemple 19 Example 19
Exemple 20 Example 20
Résistance à la traction p 23° C (MPa) Tensile strength p 23 ° C (MPa)
11,5 11.5
14,7 14.7
Elongation à la rupture p 23° C (%) Elongation at break p 23 ° C (%)
240 240
174 174
Fragilité à l'impact (d'après ASTM-D-746) °C Fragility on impact (according to ASTM-D-746) ° C
-32 -32
-42 -42
LOI p 23° C LAW p 23 ° C
38,8 38.8
33,2 33.2
LOI p 250° C LAW p 250 ° C
25,1 25.1
20,4 20.4
6 6
5 5
10 10
15 15
20 20
25 25
30 30
35 35
40 40
45 45
50 50
R R
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