DE2915188C2 - Kunststoffisoliertes elektrisches Kabel mit flammwidrigem Innenmantel - Google Patents
Kunststoffisoliertes elektrisches Kabel mit flammwidrigem InnenmantelInfo
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Description
a) einen Füllstoff mit einer großen Zahl veresterbarer Hydroxylgruppen,
b) einen im Brandfall säureabspaltenden Katalysator und
c) ein stickstoffhaltiges Treibmittel zum Aufschäumen des Innenmantels unter Hitzeeinwirkung
enthält
2. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch !,dadurchgekennzeichnet,daß
a) der Füllstoff in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%
b) der Katalysator in einer Menge von 10 bis 50
Gew.-% und
c) das Treibmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%
zugesetzt ist
3. Elekrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Füllstoff Stärke und/oder mehrwertige Alkohole, wie beispielsweise Pentaerythrit und/oder Zucker,
wie beispielsweise Mannit eingesetzt ist
4. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Katalysator Ammoniumphosphat Melaminphosphat oder Ammoniumborat eingesetzt ist.
5. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
stickstoffhaltiges Treibmittel Azodicarbonamid orfer Benzolsulfhydrazid oder Melamin, Guanidine oder
Harnstoff verwendet ist
6. Elektrisches oder optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Polymermaterial des Innenmantels als weiteres Additiv ein Vernetzungsmittel (Peroxid) beigegeben
ist.
7. Elektrisches oder optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Polymermaterial des Innenmantels als weiterer Füllstoff ein feinteiliger anorganischer Füllstoff mit
einer spezifischen Oberfläche von mehr als 5 mVg wie Kaolin, Kieselsäure, Aluminiumoxydhydrat oder
Talke beigegeben ist.
1. Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der kunststoffisolierten elektrischen oder optischen Kabel und behandelt
die konstruktive und werkstofftechnische Ausgestaltung derartiger Kabel im Hinblick auf Hitzebeständigkeit
und Flammwidrigkeit.
2. Technischer Hintergrund
An kunststoffisolierte elektrische Kabel wird in zunehmendem Maß die Forderung gestellt, auch unter
Hitzeeinwirkung, insbesondere bei Bränden, funktionsfähig
zu bleiben, gegebenenfalls nur über einen bestimmten Zeitraum. Der konstruktive Aufbau der
Kabel und/oder die Auswahl der Werkstoffe sind dieser Forderung anzupassen. Diese Anpassung iieht bei
ίο bekannten Kabelkonstruktionen einen separaten oder
einen integrierten Flammschutz vor, indem zusätzliche Konstruktionselemente im Kabelaufbau verwendet, die
Isolier- und/oder Mantelwerkstoff mit geeigneten Additiven angereichert und/oder spezielle Werkstoffe
is eingesetzt werden. So ist es bekannt, zwischen der
Kabelseele eines mehradrigen elektrischen Kabels und dem Kabelmantel eine flammwidrige Zwischenschicht
anzuordnen, die aus mit chloriertem Naphthalin getränkten Textilbändern, glatten oder gekreppten
Papierbändern oder Faserstoffen besteht (DE-OS !6 90149). Eine andere bekannte Kabelkonstruktion
sieht vor, für die Kabelisolierung ein vernetztes und damit temperaturbeständigeres, gegebenenfalls mit
einem inerten Mineralfüllstoff angereichertes Polyäthy-Ien oder Äthyiencopolymerisat, für den Außenmantel
ein ebenfalls mit einem inerten Mineralfüllstoff angereichertes Äthylenviaylacetat oder eine Mischung aus
Äthylenvinylacetat und einem Äthylenpropylencopolymerisat
sowie für den Innenmantel ein mit einem
inerten Mineralfüllstoff sowie weiteren Additiven angereichertes Homo- oder Copolymerisat auf Olefinbasis
und/oder eine Wärmesperrschicht aus einem aufgesponnenen Metallband oder aus einem wärmebeständigen
Kunststoffband einzusetzen (DE-OS 28 01 542).
Weiterhin ist eine im Brandfall raucharme Kabelkonstruktion bekannt, bei der die Adern von einem
Kunststoffmantel umgeben sind, der aus einer Mischung
aus chlorsulfoniertem Polyäthy?;·« und chloriertem
Polyäthylen besteht Dieser Mischung sind als Additive unter anderem Füllstoffe, ein Vulkanisationsmittel
sowie Magnesiumoxid zugegeben, das im Brandfall eine Rauchbildung unterdrückt bzw. teilweise verhindert
Diese bekannte Mantelmischung nimmt im Brandfall eine schwammartige Struktur an und bildet somit im
Brandfall einen Wärmeschutz für die Kabelseele (US-PS39 71882).
Im übrigen ist für Schaumstoffisolierungen von elektrischen Kabeln eine Kunststoffmischung bekannt,
die neben einem Treibmittel in Form von Azodicarbonamid und einem Vernetzungsmittel ein Flammschutzmittel
enthält (DE-OS 27 24 454).
3. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Ausgehend von einem mehradrigen kunststoffisolierten und kunststoffummantelten elektrischen oder
optischen Kabel mit einem zwischen den verseilten Adern und dem Außenmantel angeordneten Innenmantel
aus einem halogenfreien, mit Additiven angereicherten Polymer liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
den durch Extrusion hergestellten Innenmantel so auszugestalten, daß der Wärmeschutz der von den
verseilten Kabeladern gebildeten Kabelseele ausschließlich durch den Innenmantel gewährleistet ist.
IO
b) Lösung der Aufgabe
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, daß das Polymermaterial des Innenmantels als Additive einen Füllstoff mit einer großen Zahl
veresterbarer Hydroxylgruppen, einen im Brandfall säureabspaltenden Katalysator und ein stickstoffhaltiges
Treibmittel zum Aufschäumen des Innenmantels unter Hitzeeinwirkung enthält.
c) Vorteile
Bei einem derart ausgebildeten Kabel schäumt der extrudierte Innenmantel ;m Brandfall zu einer wärmedämmenden
und feuerhemmenden Schicht auf und unterdrückt dadurch die Weiterleitung des Brandes und
schützt die Kabelseele vor der Brandeinwirkung. Die vorgesehene Ausgestaltung des Innenmantels erübrigt
einen besonderen Feuerschutz der Kabelseele durch bisher übliche Bespinnungen aus Glasgeweben, Asbestbändern,
Metallbändern oder temperaturbeständigen Kunststoffbändern. Das Aufschäumen des Innenmantels
im Brandfsl! ist möglich, weil der äußere Kunststoffmantel
durch die Hitzeeinwirkung so weit erweicht, daß
er keine bandagenartige Wirkung auf den Innenmantel mehr ausübt men dabei insbesondere Polyäthylen und Atfcylenvinylacetat
im thermoplastischen oder vernetzten Zustand in Betracht Für den Außenmantel sind insbesondere
thermoplastische Kunststoffmischungen auf der Basis von Äthylenvinylacetat, Äthylenäthylacrylatcopolymer,
Äthylenpropylencopolymer und Äthylenpropylenterpolymer
geeignet
Zur Stabilisierung des Innenmantels im Brandfall kann dieser als weiteren Füllstoff einen feinteüigen
anorganischen Füllstoff mit einer spezifischen Oberfläche von wenigstens 5mz/g wie Kaolin, Kieselsäure,
Aluminiumoxydhydrat oder Talke enthalten.
e) Ausführungsbeispiel
Ein Ausfuhrungsbeispiel des neuen kunststoffisolierten
elektrischen Kabels ist in der Figur dargestellt
Die Figur zeigt ein mehradriges Starkstromkabel 1 dessen kunststoffisolierte Adern 2 eine Isolierung 3 aus
vernetzten! Polyäthylen tragen. Ober den sieben miteinander verseilten Adern 2 befindet _ sich der
extrudierte fnnenmantel 4 auf der Basis «ines Äthylenvinylacetats.
Darüber befindet sich der Auflenmantel 5 aus einem Äthylenpropylencopolymerisat
Das Kunststoffmaterial des Innenmantels 4 weist folgende Zusammensetzung auf:
d) Weitere Ausgestaltungen
Der Innenmantelmischung kann als weiteres Additiv
ein Vernetzungsmittel, insbesondere auf der Basis eines Peroxides, beigegeben sein. Dadurch wird im Brandfall
nach dem Aufschäumen eine Vernetzung des Innenmantels und damit eine größere Formstabilität erreicht
Als Füllstoff mit einer großen Zahl veresterbarer Hydroxylgruppen wird vorzugsweise Stärke und/oder
ein mehrwertiger Alkohol wie beispielsweise Pentaerythrit und/oder ein Zucker wie beispielsweise Mannit
eingesetzt und zwar in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%. Als Katalysator kommen insbesondere Ammoniumphosphat
Melaminphosphat oder Ammoniumborat in Betracht wobei die Menge des Katalysators
etwa 10 bis 50 Gew.-% beträgt Als Treibmittel können Azodicarbonamid oder Benzolsulfhydrazid oder Melamin,
Guanidine oder Harnstoff in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet werden.
Wie einleitend erwähnt soll für den Kunststoffinnen- «
mantel ein halogenfreier Kunststoff verwendet werden, weil andererseits im Brandfall korrosive Gase entstehen.
Es ist sinnvoll, sowohl für die Aderisolierung als auch für den Außenmantel ebenfalls halogenfreie
Kunststoffe einzusetzen. Für die Aderisolierung korn- so
18 Gew.-·«) Äthylenvinylacetat-Copolymerisat
15Gew.-% Pentaerythrit
15Gew.-% Stärke
30 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat
(phosphorhaltiger Katalysator)
5 Gew.-% Azodicarbonamid
10 Gew.-% Spritzbarmacher
10 Gew.-% Spritzbarmacher
7 Gew.-% anorganischer Füllstoff
Die Mischung des Innenmantels 4 ist so eingestellt, daß sie bei der Herstellung nicht aufschäumt, d. h. der
Innenmantel liegt zunächst im nichtaufgeschäumten Zustand vor. Im Brandfall schäumt der Innenmantel
infolge des eingesetzten Treibmittels auf, während der Füllstoff eine Kohlenstoffquelle darstellt, die durch
Einwirkung des Katalysators zu einer Kohlenstoffbildung führt Sowohl der Aufschäumvorgang als auch der
Vorgang der Kohlenstoffbildung führen zu einer äußerst wirksamen wärmedämmenden und feuerhemmenden
Schicht
Die chemischen Grundlagen derartiger Feuerschutzsysteme sind für Lackanstriche an sich bekannt (Journal
Fire& Flammability,Vol.2,April 1971.S.97-140).
Claims (1)
1. Mehradriges kunststoffisoliertes und kunststoffummanteltes
elektrisches oder optisches Kabel mit einem zwischen den verseilten Adern und dem
Außenmantel angeordneten Innenmantel aus einem halogenfreien, mit Additiven angereicherten Polymer,
dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial des Innenmantels als Additive
Priority Applications (5)
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