EP0089584B1 - Kabelummantelung - Google Patents

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EP0089584B1
EP0089584B1 EP83102444A EP83102444A EP0089584B1 EP 0089584 B1 EP0089584 B1 EP 0089584B1 EP 83102444 A EP83102444 A EP 83102444A EP 83102444 A EP83102444 A EP 83102444A EP 0089584 B1 EP0089584 B1 EP 0089584B1
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EP
European Patent Office
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fire
cables
cable
cable covering
event
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EP83102444A
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EP0089584A1 (de
Inventor
Aziz Dr. El Sayed
Harry Dr. Röhr
Raoul Dr. Resz
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01B3/44—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 vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—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 vinyl resins; acrylic resins from alkenes

Definitions

  • Cables for example electrical cables, are generally coated with a polymer.
  • a polymer e.g. Thermoplastics, cross-linked thermoplastics or elastomers are used.
  • a disadvantage of these cable jackets is that the polymers used tend to burn at high temperatures or when exposed to flame. As a result, the source of the fire can spread in a short time.
  • polymers can be made flame-retardant by adding fire-retardant additives.
  • fire retardant additives e.g. Combinations of halogenated hydrocarbons and antimony trioxide can be used.
  • Another possibility is to use polymers with a high halogen content, e.g. PVC to use.
  • these cables generate, among other things, harmful and highly corrosive gases. This can lead to temporary signs of poisoning and corrosion damage to materials near the fire site. As a rule, the damage caused by corrosion is much higher than the fire damage. Therefore, halogen-free, fire-retardant additives are increasingly being used to manufacture cable sheaths.
  • aluminum hydroxide hydrate e.g. martinale
  • calcium aluminate are used.
  • Cable sheathing consisting of polymer mixtures which contain small amounts of (partially) saponified ethylene-vinyl acetate copolymers are known from DD-A-140 095.
  • cables are sheathed using the extrusion process.
  • Polymers with a very high molecular weight or very low melt index are used for the extrusion. This creates a pressure build-up in front of the nozzle and achieves a uniform wall thickness during extrusion.
  • the invention relates to cable sheathing made from (partially) saponified ethylene-vinyl acetate copolymers.
  • the ethylene-vinyl acetate copolymers which can be used according to the invention have a content of 10 to 35% by weight, preferably 15 to 30% by weight, of vinyl alcohol.
  • copolymers which can be used according to the invention from 60% to 100% of the acetyl groups can be saponified to give the alcohol.
  • the copolymers have a melt index according to DIN 53 735 (190 ° C / 21.18 N) of 90 to 1.0 g / 10 minutes, preferably 50 to 5 g / 10 minutes.
  • cables are sheathed cables.
  • Glass fiber cables and electrical line cables, particularly preferably electrical line cables, are preferably sheathed according to the invention.
  • the cables can be used in the home, in the industrial sector and in the field of transport.
  • Copolymers based on ethylene-vinyl alcohol are characterized by a very high ignition temperature (approx. 470 ° C). The softening range is 108-110 ° C. In the event of a fire, the surface temperature of the casing increases. At approx. 200 ° C the viscosity of the melt is reduced. As the temperature continues to rise, the material begins to drip. The polymer begins to burn at a temperature of over 400 ° C.
  • the copolymer is used as cable sheathing, in the event of fire, a considerable proportion of the heat of combustion is dissipated as melting energy. As a result, the flame extinguishes itself after a very short time, so that the cable is self-extinguishing and therefore flame-retardant.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

  • Kabel, beispielsweise Elektrokabel, werden im allgemeinen mit einem Polymeren ummantelt. Dazu werden z.B. Thermoplaste, vernetzte Thermoplaste oder Elastomere verwendet.
  • Ein Nachteil dieser Kabelummantelungen ist darin zu sehen, dass die verwendeten Polymeren bei hohen Temperaturen oder Flammeinwirkung zum Brennen neigen. Dadurch kann sich der Brandherd in kurzer Zeit ausbreiten.
  • Es ist bekannt, dass Polymere durch die Zugabe von feuerhemmenden Zusatzstoffen flammwidrig eingestellt werden können. Als feuerhemmende Zusatzstoffe können z.B. Kombinationen aus halogenierten Kohlenwasserstoffen und Antimontrioxid verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Polymere mit hohem Halogengehalt, z.B. PVC, zu verwenden. Im Brandfall entstehen jedoch bei diesen Kabeln unter anderem gesundheitsschädliche und stark korrosive Gase. Diese kann zu vorübergehenden Vergiftungserscheinungen und Korrosionsschäden an Materialien in der Nähe der Brandstelle führen. In der Regel sind die Schäden durch Korrosion viel höher als die Feuerschäden. Daher werden im zunehmendem Masse halogenfreie, feuerhemmende Zusatzstoffe zur Herstellung von Kabelummantelungen verwendet.
  • Beispielsweise werden Aluminiumhydroxid-Hydrat (z.B. Martinale ) oder Calciumaluminat dazu verwendet.
  • Jedoch wird eine merkliche flammhemmende Wirkung erst bei einer Konzentration über 25 Gew.-% erzielt. Dadurch werden bei manchen Polymeren die mechanischen Eigenschaften stark beeinträchtigt. Ausserdem können im Brandfall Nebel entstehen, so dass der Brandherd nicht mehr rechtzeitig erkannt werden kann. So kann, beispielsweise bei Auftreten eines Kabelbrandes, in Schächten wie U-Bahnschächten, durch Nebelbildung das Auffinden von Fluchtwegen erschwert werden. Bis heute wurde kein Material zur Kabelummantelung gefunden, das halogenfrei ist und im Brandfall keine toxischen und korrosiven Gase abspaltet und darüber hinaus keine Rauchgase und Nebel bildet.
  • Kabelumrnantelungen, die aus Polymermischungen bestehen, die geringe Anteile an (teil) verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren beinhalten, sind aus der DD-A-140 095 bekannt.
  • Bekannt ist auch aus der EP-A-41 192 die Herstellung von Kabelummantelungen aus teilverseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, die mit Polyisocyanaten vernetzt sind.
  • In der Regel werden Kabel im Extrusionsverfahren ummantelt. Für die Extrusion werden Polymere mit sehr hohem Molekulargewicht bzw. sehr niedrigem Schmelzindex verwendet. Dadurch wird ein Druckaufbau vor der Düse erreicht und eine gleichmässige Wanddicke bei der Extrusion erzielt.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass (teil)-verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate mit einem Vinylalkoholgehalt zwischen 10 und 35 Gew.-% im Brandfall praktisch keine toxischen und korrosiven Gase abspalten. Ausserdem entstehen beim Brand sehr wenig Russ und Schwebeteile enthaltendes Rauchgas, d.h. die Rauchgasdichte ist sehr gering. Ausserdem verlöschen derartig ummantelte Kabel im Brandfall je nach Molekulargewicht des verwendeten Copolymerisats nach 0,2 bis 0,6 Minuten von selbst.
  • Die Erfindung betrifft Kabelummantelungen aus (teil)-verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren.
  • Die erfindungsgemäss verwendbaren Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren haben einen Gehalt von 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% Vinylalkohol.
  • Bei den erfindungsgemäss einsetzbaren Copolymeren können von 60% bis zu 100% der Acetylgruppen zum Alkohol verseift sein.
  • Die Copolymerisate haben einen Schmelzindex nach DIN 53 735 (190°C/21,18 N) von 90 bis 1,0g/10 Minuten, bevorzugt von 50 bis 5 g/10 Minuten.
  • Als ummantelnde Kabel werden Kabel im weitesten Sinne verstanden. Vorzugsweise werden Glasfaserkabel und elektrische Leitungskabel, besonders bevorzugt elektrische Leitungskabel erfindungsgemäss ummantelt.
  • Die Kabel können im Haushalt, im industriellen Bereich und im Bereich des Transportwesens eingesetzt werden.
  • Weiter wurde gefunden, dass durch eine Erniedrigung des Molekulargewichts bzw. durch Erhöhung des Schmelzindex des erfindungsgemäss zu verwendenden Copolymerisats der Kabelummantelung das Verhalten im Brandfall merklich verbessert -'.'ird, ohne dass die Verarbeitbarkeit des Produkte nd die mechanischen, chemischen, elektrische. Eigenschaften beeinträchtigt werden. Ein Schmeizindex nach DIN 53 735 bei 190°C und 21,18 N zwischen 90 und 1,0 g/10 Minuten erwies sich geeignet.
  • Obwohl solche Produkte als nicht geeignet für Extrusionsverfahren gelten, konnten sie ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden. Um das Niveau der mechanischen Eigenschaften zu erhöhen, wurde gefunden, dass durch den Zusatz von Nukleierungsmittel, wie z.B. Talkum, die mechanischen Eigenschaften verbessert werden können. Copolymerisate auf Basis Ethylen-Vinylalkohol zeichnen sich durch eine sehr hohe Entzündungstemperatur (ca. 470°C) aus. Der Erweichungsbereich liegt bei 108-110°C. Im Brandfall steigt die Oberflächentemperatur der Ummantelung an. Bei ca. 200°C wird die Viskosität der Schmelze erniedrigt. Bei weiter steigender Temperatur fängt das Material zu tropfen an. Bei einer Temperatur von über 400°C fängt das Polymere an zu verbrennen. Im Falle der Verwendung des Copolymeren als Kabelummantelung wird im Brandfalle durch Abtropfen ein beträchtlicher Anteil der Verbrennungswärme als Schmelzenergie abgeführt. Dadurch erlöscht die Flamme nach sehr kurzer Zeit von selbst, so dass das Kabel selbstverlöschend und dadurch flammwidrig ist.
    • Beispiel 1 Vergleich der Eigenschaften eines Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat und Weich-PVC-Ummantelungsmaterial
  • Figure imgb0001

Claims (2)

1. Kabelummantelung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem, gegebenenfalls Nukleierungsmitteln enthaltenden (teil-)verseifen Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Gehalt von 10 bis 35% Vinylalkohol besteht.
2. Kabelummantelung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymere einen Schmelzindex nach DIN 53735 von 90 bis 1,0 g/10 Minuten (190°C; 21,18 N) besitzt.
EP83102444A 1982-03-24 1983-03-12 Kabelummantelung Expired EP0089584B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3210726 1982-03-24
DE19823210726 DE3210726A1 (de) 1982-03-24 1982-03-24 Kabelummantelung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0089584A1 EP0089584A1 (de) 1983-09-28
EP0089584B1 true EP0089584B1 (de) 1986-02-19

Family

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EP83102444A Expired EP0089584B1 (de) 1982-03-24 1983-03-12 Kabelummantelung

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EP (1) EP0089584B1 (de)
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DE (2) DE3210726A1 (de)
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EP0089584A1 (de) 1983-09-28
DE3362144D1 (en) 1986-03-27
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DE3210726A1 (de) 1983-10-06
ES8403659A1 (es) 1984-03-16
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