DE3228119A1 - Halogenfreies, flammwidriges kabel mit funktionserhalt im brandfall fuer eine bestimmte zeit - Google Patents

Halogenfreies, flammwidriges kabel mit funktionserhalt im brandfall fuer eine bestimmte zeit

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DE3228119A1
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame

Description

  • Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt
  • im Brandfall für eine bestimmte Zeit Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
  • Kabel, die den Anforderungen halogenfrei, flammwidrig und Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit (im folgenden mit "Notlaufeigenschaften" bezeichnet) sind bekannt.
  • Bei Kabeln der benannten Art werden diese Anforderungen dadurch realisiert, daß halogenfreie Thermoplaste oder Elastomere auf Polyolefinbasis, bei denen Schwerentflammbarkeit, geringe Rauchgasdichte und praktisch keine Korrosivität durch besonders geeignete additive Zusätze wie Metallhydroxide - insbesondere Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid - verwendet werden. Die Isolierhüllen und die äußere Umhüllung (Außenmantel) und weitere ggf. vorhandene Umhüllungen (z.B. ein Innenmantel) aus Kunststoff oder Elastomeren sind dabei aus vernetzten Materialien hergestellt. Dadurch wird nach einschlägigem Urteil der Fachwelt ein Tropfen der Materialien im Brandfall reduziert oder verhindert, die erforderliche thermische Uberbelastbarkeit erreicht und die geforderten "NotlauSeigenschaften" erzielt, die je nach Anwendung und Einsatz des Kabels unterschiedlich sind. Meist werden die "NotlauSeigenschaften" noch durch den Einsatz weiterer Schichten, Halteschichten und Zwischenschichten aus Asbest, Glas oder Silikonkautschuk oder einem Draht- bzw. Metallgeflecht verbessert.
  • Die Verwendung vernetzter Werkstoffe erfordert jedoch bei der Herstellung von Kabeln der genannten Art einen kostenaufwendigen Arbeitsvorgang "Vernetzen". Es werden hierzu relativ teure Apparaturen, Chemikalien und energiereiche Strahlen benötigt. Das Aufbringen von Leiterbewicklungen, Halte- und Zwischenschichten aus Glässeide, Asbest oder ähnlichen wärmedämmenden Stoffe sind sowohl von den Materialkosten als auch von den Fertigungskosten her sehr aufwendige Arbeitsvorgänge.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den Fertigungsaufwand bei der Herstellung halogenfreier, flammwidriger Kabel mit "NotlauSeigenschaften" durch Verwendung einer wirtschaftlichen Technologie zu reduzieren. Darüber hinaus sollen die an Kabeln der genannten Art gestellten Anforderungen durch Verwendung kostengünstiger Materialien realisiert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der kennzeichnenden Teile des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaftere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Die für die Aderisolierung und für den Außenmantel verwendete unvernetzte thermoplastische halogenfreie Polymermischung entspricht in ihrer Zusammensetzung der bereits in der DE-OS 31 50 798 beschriebenen Polynermischung.
  • Durch die Verwendung der Polymermischung nach DE-OS 31 50 798 als Aderisolierung und als Außenmantel werden bei dem erfindungsgemäßen Kabel folgende Ansprüche erfüllt, die allgemein an halogenfreie, flammwidrige Kabel mit "Notlaufeigenschaften" gestellt werden: - keine Abspaltung von korrosiven Gasen im Brandfall und Raucharmut - vollkommen halogenfrei - kein Tropfen im Brandfall - mechanisch fest (> 8 N/mm2) - flexibel - wärmedruckfest (bei Temperaturen von ca. 900 - 100°C) - gute Alterungsbeständigkeit Die üblicherweise zum Nachweis der Flammwidrigkeit durchgeführten Tests an Kabelmustern werden von Mustern des erfindungsgemäßen Kabels erfüllt. Das Gleiche gilt für Tests, die den Funktionserhalt bei Flammeinwirkung nachweisen sollen.
  • Die o.e. Anforderungen werden von dem erfindungsgemäßen Kabel ohne eine oder mehrere Leiterbewicklungen oder -umwicklungen erfüllt, wie es Stand der Technik ist. Bei Verwendung der nach der DE-OS 71 50 798 bekannten Polymercompounds werden die Anforderungen ohne Vernetzen erreicht. Das nach dem allgemeinen Urteil der Fachwelt notwendige Vernetzen der Aderisolierung und des Außenmantels ist nicht mehr erforderlich.
  • Wenn jedoch bei extremen Anforderungen an die mechanische festigkeit und der thermischen Uberbelastbarkeit noch günstigere Eigenschaften im Brandfall gewünscht werden, kann selbstverständlich ein Vernetzen durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Kabel wird im folgenden an zwei Ausführungsarten näher erläutert. Je nach Anforderungen und Einsatz sind weitere Verbesserungen möglich: 1. Geforderte "Notlaufzeitt' bis zu 30 Minuten bei 8000C und überwiegend größeren Leiterquerschnitten (z.B. 25 mm2Cu) Als teiterisolierung wird eine thermoplastische, halogenfreie, flammwidrige Polymermischung verwendet, die 0,5 % bis 14 % Gewichtsteil (bezogen auf die Polymere aus dem Polymergemisch) Carboxylgruppen enthält, die an mindestens eines der Polymeranteile gebunden sind. Als vorteilhaft - jedoch nicht unbedingt erforderlich - hat es sich erwiesen, die Adern mit einem Innenmantel zu umgeben.
  • Dieser Innenmantel besteht aus einem halogenfreien und flammwidrigen Material, dessen Sauerstoffindex mindestens 40 sein muß. Sehr gute Ergebnisse wurden mit einem Polymergemisch erzielt, das aus 50 Gewichtsteilen eines niedermolekularen Polymers -beispielsweise eines ataktischen Polypropylens -und mindestens 280 Gewichtsteilen bis zu 600 Gewichtsteilen Metallhydroxid - beispielsweise Aluminiumhydroxid oder Metallhydroxid - sowie weiteren Füllstoffen wie Kreide, Kaoline von 0 - 60 Gewichtsteilen (diese immer bezogen auf 100 Gewicht steile Polymer oder Abmischungen von Basispolymeren).
  • Ferner können Alterungsschutzmittel oder andere Additive wie Stearinsäure (vorzugsweise 5 - 10 Gewichtsteile) hinzugefügt werden.
  • Direkt über dem Innenmantel ist der Außenmantel aufgebracht, der aus einem halogenfreien, flammwidrigen Material besteht, das einen Sauerstoffindex von mindestens 40 besitzt, vorzugsweise 50.
  • Sehr gute Ergebnisse wurden erzielt bei Verwendung der Polymermischung nach DE-PS 31 50 798.
  • 2. Geforderte Notlaufzeit1 bis zu 180 Minuten und überwiegend kleineren Leiterquerschnitten (z.B.
  • 4 x 1,5 mm2Cu) Leiterisolierung wie bei Lösung 1.
  • Aus Gründen der Flammwidrigkeit ist über der Leiterisolierung - oder bei zu Bündeln verseilten Adern -eine Folie aus Glimmerpapier erforderlich.
  • Um die geforderte "Notlaufeigenschaft'! zu erzielen ist ein Innenmantel erforderlich. Das verwendete Material entspricht der Zusammensetzung wie bei der Lösung 1. Zusätzlich zu den im Punkt 1 genannten Aufbauelementen ist eine Armierung notwendig. Diese Armierung besteht vorteilhaft aus einem Metallgeflecht, wobei ein Stahlgeflecht zu bevorzugen ist.
  • Anstelle des Metallgeflechtes ist auch ein Glasseidengeflecht möglich, falls eine metallfreie Ausführung bevorzugt wird.
  • 10 Patentansprüche 6 Seiten Beschreibung 1 Seite Zusammenfassung

Claims (10)

  1. Patentansprüche U Halogenfreies, flammwidriges Kabel mit Funktionserhalt im Brandfall für eine bestimmte Zeit bestehend aus mindestens einem mit einem extrudierten Kunststoff isolierten Leiter und einer äußeren Umhüllung (Außenmantel) aus einem halogenfreien, thermoplastischen Material, gekennzeichnet durch folgende Merkmalskombinationen, - Verzicht auf eine oder mehrere Leiterbewicklungen oder Leiterumwicklungen - Aderisolierung und Außenmantel sind aus einem unvernetzten, thermoplastischen und halogenfreien Material auf der Basis von Polyolefincopolymerisaten bestehend aus mindestens 15 % Elastomeranteilen, maximal 85 % Plastomeranteilen und 150 % - 720 % (berechnet auf 100 % Polymeranteil) eines mindestens ein Metallhydroxid enthaltenden mineralischen Füllstoffes oder Füllstoffgemisches.
  2. 2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymergemisch der Leiterisolierung 0,5 % - 14 % Gewichtsteile (bezogen auf 100 T der Polymere bzw. Polymeranteile im Polymergemisch) Carboxylgruppen enthält, die an mindestens eines der Polymeranteile gebunden sind.
  3. 3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern von einem Innenmantel umgeben sind.
  4. 4. Innenmantel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Material im wesentlichen halogenfrei und flammwidrig ist.
  5. 5. Innenmantel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Material aus einem mineralisch hochgefüllten polymeren Kunststoff mit einem Sauerstoffindex von mindesten 40 besteht.
  6. 6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Polymergemisch des Außenmantels.
    im wesentlichen flammwidrig ist und einen Sauerstoffindex von mindestens 40 besitzt.
  7. 7. Außenmantel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Polymergemisch aus einem mineralisch hochgefüllten Material besteht.
  8. 8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über der gemeinsamen Aderumhüllung eine Armierung vorhanden ist.
  9. 9. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einem Metallgeflecht, vorzugsweise einem Stahlgeflecht besteht.
  10. 10. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einem Glasseidengeflecht besteht.
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