EP2610880A1 - Temperaturbeständiges halogenfreies Kabel - Google Patents

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EP2610880A1
EP2610880A1 EP20120195698 EP12195698A EP2610880A1 EP 2610880 A1 EP2610880 A1 EP 2610880A1 EP 20120195698 EP20120195698 EP 20120195698 EP 12195698 A EP12195698 A EP 12195698A EP 2610880 A1 EP2610880 A1 EP 2610880A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phr
polymer mixture
insulating layer
temperature
flame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20120195698
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Encarnación Calvo González
Christof Dinkelmeyer
Uriel Fernando Munoz
Luis Ernesto Silva
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Priority to EP20120195698 priority Critical patent/EP2610880A1/de
Publication of EP2610880A1 publication Critical patent/EP2610880A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • 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
    • H01B7/292—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a temperature-resistant electrical lead, in particular for use as installation line in buildings, which may consist of a sheathed wire, or may have in a sheath two, three or more wires.
  • the electrical line according to the invention is characterized in that it is temperature-resistant, in particular to 90 ° C, halogen-free and meets the requirements of standard UL83, in particular a maximum allowable use temperature of 90 ° C, a high resistance to flame development and fire has.
  • Generic single-core lines consist of a solid or stranded conductor, in particular aluminum or copper, on which a temperature-resistant insulating layer of PVC rests, which is covered by a sheath of a polyamide-containing polymer mixture, in particular nylon.
  • the US 5,521,009 describes cores in which the conductor has an insulating layer of 20 to 80 phr or wt .-% ethylene-propylene copolymer or another polyolefin, the resistance to deformation or against foaming when heated by an addition of polyamide, polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, Polyethylene terephthalate, polyether ketone and polyether ketone and polyetheretherketone can be increased as a crystalline aromatic polymer or mixture thereof.
  • 0.1-5 phr of a hindered phenol antioxidant may be added, particularly to increase decomposition, foaming or deformation up to 200 ° C for a short time.
  • An insulating layer of polyamide is not provided. The flame resistance of the mixture is not addressed.
  • the US 5,358,786 describes an insulating layer for wires of 20-80 phr (wt.%) polyolefin.
  • an additional outer layer in a second embodiment may be applied around the insulated wire, such a flame retardant layer being polyphenylene oxide, polyarylate, polyetheretherketone and Polyetherimide is specified. The flame resistance of the mixture is not addressed.
  • the WO 97/41569 describes polyolefin insulated cores having a superposed layer which may be polyamide and an outer sheath of polyvinyldiene fluoride. It is stated that polyolefins burn easily and with flame retardant ingredients the electrical properties and physical properties of the polyolefin are degraded.
  • the object of the invention is to provide an electrical line which has a similar or higher resistance to fire than lines whose wires have an insulating layer of PVC within a nylon sheath, a temperature resistance up to at least 90 ° C and is halogen-free.
  • the layers comprising the conductor should be able to be produced at a maximum of the same cost as a conventional temperature- and fire-resistant halogen-containing electrical conductor, whose wires consist of a conductor with an insulating layer of PVC within a nylon sheath.
  • the invention achieves the object with the features of the claims, in particular with an electrical line with a temperature resistance up to a maximum of at least 90 ° C. and in particular fire properties that meet the standard UL83 (corresponds to CSA standard C22.2 NO.75-08) and thereby halogen-free is that it comprises at least one electrical wire, which consists of a conductor, in particular solid or stranded aluminum or copper and a conductor comprising flame-retardant, temperature-resistant halogen-free insulating layer, wherein the core of a sheath of a polyamide-containing polymer mixture, in particular of polyamide, is included.
  • the cladding rests on the insulating layer of the wire or the wire has an intermediate layer which forms an intermediate cladding and adjoins the insulating layer of at least two wires and the cladding comprising the intermediate layer, which is also referred to as intermediate cladding.
  • phr parts per hundred rubber
  • phr% by weight corresponds to the organic crosslinkable polymer content.
  • This polyamide-containing polymer mixture can consist of polyamide, in particular PA6, PA4 and / or PA12, to which optionally flame retardants, processing aids and / or stabilizers are added.
  • the electrical lead of the present invention preferably has the mechanical and fire properties defined in standard UL83 for THHN leads with a polyamide (in particular nylon) sheath.
  • the insulation layer of the wire when stored in air of 97 ⁇ 1 ° C for at least 12 weeks, a maximum of 36 weeks at least during the last six weeks of storage at elevated temperature 3 G ⁇ m or more, especially for use as installation in Environments up to a maximum of 90 ° C.
  • the insulation layer of the wire when stored in air of 97 ⁇ 1 ° C for at least 12 weeks, a maximum of 36 weeks at least during the last six weeks of storage at elevated temperature 3 G ⁇ m or more, especially for use as installation in Environments up to a maximum of 90 ° C.
  • the insulation layer of the wire when stored in air of 97 ⁇ 1 ° C for at least 12 weeks, a maximum of 36 weeks at least during the last six weeks of storage at elevated temperature 3 G ⁇ m or more, especially for use as installation in Environments up to a maximum of 90 ° C.
  • the insulation layer of the wire when stored in air of 97 ⁇ 1 ° C for at least 12 weeks, a maximum of 36 weeks at least during the last six weeks of storage at
  • the electrical line according to the invention at room temperature after aging at 136 ° C in a convection oven for 7 days no damage, in particular no cracks after winding on a coil according to the standard UL83. Furthermore, after this aging, the tensile strength is at least 75% of the initial value, and / or the elongation at break is at least 65% of the initial value
  • the lead of the present invention exhibits a maximum decrease in thickness of 30% under load in the UL83 deformation test at 136 ⁇ 1 ° C.
  • the line according to the invention has a flame and fire resistance according to UL83, in particular so that the flames extinguish after 5-fold application of a test flame for 15 s with interruptions of 15s within 60s again, or that after the application of the test flame no flames are present after 60 seconds, and in particular each without dripping of material which ignites a cotton cloth placed below the conduit.
  • the line according to the invention may be single core and consist of a conductor comprising the insulating layer comprising the conductor and a sheath of a polyamide-containing polymer mixture which rests on the insulating layer.
  • the electrical line may consist of two or more wires, each consisting of a conductor with an insulating layer comprising the conductor, within a jacket comprising the wires of a polyamide-containing polymer mixture.
  • the electrical line may consist of two, three or more wires whose insulating layer is in each case comprised of a separate directly lying polyamide-containing polymer mixture, which are contained in a common jacket made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture according to the invention.
  • the insulating layer of each core has the same composition as the temperature-resistant halogen-free polymer mixture within which the cores are contained with their respective jacket of a polyamide-containing polymer mixture.
  • an additional outer sheath made of a polyamide-containing polymer mixture rest on the temperature-resistant halogen-free polymer mixture which bears against the two or more cores of one conductor each, an insulating layer and in each case a jacket of a polyamide-containing polymer mixture lying thereon.
  • the line according to the invention two, three or more wires, each consisting of a conductor and a surrounding insulating layer of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture, an intermediate layer, the Surrounding wires and consists of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture and have a resting on the intermediate layer outer sheath of a polyamide-containing polymer mixture or consist thereof.
  • Preferred embodiments of cables have, for example at least one strand with an insulation of the conductor of a mixture according to the invention (HFFR), an intermediate layer of polyamide (PA) and a shell of a polyolefin-based mixture according to the invention (HFFR sheath), at least one core with an insulation of the conductor of a mixture according to the invention (HFFR), an intermediate layer of polyamide (PA) and a sheath of polyamine (PA), at least one wire with an insulation of the conductor of a mixture according to the invention (HFFR), an intermediate layer of polyamide (PA) and a two-layer coat of a hiding layer of inventive mixture with an overlying outer layer of polyamide (HFFR / PA), or at least one core with an insulation of the conductor of a polyolefin-based mixture (HFFR) according to the invention with a two-layer shell of an intermediate layer of mixture according to the invention with an outer layer of polyamide (HFFR / PA) resting on it.
  • HFFR HFFR
  • HFFR halogen-free mixture
  • the mixture HFFR 1 consists of: phr Polyethylene grafted with maleic anhydride 10 polyolefin 60 polypropylene 30 phenolic anti-aging agent 1.0 metal deactivator 1.0 UV stabilizers 1.0 magnesium stearate 6.0 calcium carbonate 50 silicone oil 7.0 and the mixture HFFR 2 consists of phr Polyethylene-LL 60 polyolefin 33 Polyethylene grafted with maleic anhydride 7 aluminum hydroxide 160 lubricant 5 phenolic anti-aging agent 3 metal deactivator 2 ⁇ u> Table 1: Comparison of the mechanical properties of cables with insulating layer of the PVC conductors (comparison) or HFFR (according to the invention) ⁇ / u> property unit aim HFFR 1 HFFR 2 PVC Tensile strength (min) MPa 13.8 16.9 19.8 18.8 Breaking elongation (min) % 150 700 236 250 Tensile strength after aging (136 ° C / 7d) (min) % 75 98 121
  • halogen-free polymer mixture according to the invention gives the lines sufficiently high mechanical strength values and good fire resistance or temperature properties, and in particular less smoke developed and the combustion gases have a significantly lower corrosivity.
  • FIG. 1 shows a single-core line comprising a core and a comprehensive coat of the sheath 3 of a polyamide-containing polymer mixture, wherein the core consists of the metallic conductor 1 and an insulating layer 2 of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture.
  • a multi-core embodiment of the line is in FIG. 2 shown in the three wires, each consisting of a conductor 1, an insulating layer 2 made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture and a cladding layer 3 resting thereon of a polyamide-containing polymer mixture, are covered by a common jacket 4 made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture.
  • the temperature-resistant halogen-free polymer mixture which forms the common jacket 4 of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture, has a composition identical to the temperature-resistant halogen-free polymer mixture which forms the insulating layer 2.
  • FIG. 3 An embodiment of a three-wire line is in FIG. 3 shown in the three cores, each consisting of the conductor 1 and an insulating layer 2 made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture, are covered by a common sheath 3 of a polyamide-containing polymer mixture.
  • the line of this embodiment consists of the wires and a comprehensive this coat 3 of a polyamide-containing polymer mixture.
  • the jacket 3 is made of a polyamide-containing polymer mixture on three wires, each consisting of a conductor 1 and an insulating layer 2 made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture.
  • FIG. 4 an embodiment of the inventive line with three wires, each consisting of a conductor 1 within an insulating layer 2 made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture and are covered by a common sheath 3 of a polyamide-containing polymer mixture, wherein between the sheath of the polyamide-containing polymer mixture and the wires Intermediate jacket 5 is arranged as an intermediate layer made of a temperature-resistant halogen-free polymer mixture which, on the one hand, adjoins the insulating layers 2 of the wires and adjoins the outer jacket on the other hand.
  • the insulating layers 2 of the wires and the sheath 4 and the intermediate sheath 5 as an intermediate layer preferably from the same temperature-resistant halogen-free polymer mixture.

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  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung stellt eine elektrische Leitung mit einer Temperaturbeständigkeit bis maximal zumindest 90°C und insbesondere Brandeigenschaften bereit, die die Norm UL83 (entspricht CSA-Norm C22.2 NO. 75-08) erfüllen und dadurch halogenfrei ist, dass sie zumindest eine elektrische Ader aufweist, die aus einem Leiter und einer den Leiter umfassenden flammwidrigen, temperaturbeständigen halogenfreien Isolierschicht besteht, wobei die Ader von einem Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung, insbesondere aus Polyamid, umfasst ist. Der Mantel liegt auf der Isolierschicht der Ader auf oder die Leitung weist eine Zwischenschicht auf, die einen Zwischenmantel bildet und an die Isolierschicht zumindest zweier Adern und den Mantel angrenzt, der die Zwischenschicht umfasst, der auch als Zwischenmantel bezeichnet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine temperaturbeständige elektrische Leitung, insbesondere zur Verwendung als Installationsleitung in Gebäuden, die aus einer ummantelten Ader bestehen kann, oder in einem Mantel zwei, drei oder mehr Adern aufweisen kann.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Leitung zeichnet sich dadurch aus, dass sie temperaturbeständig ist, insbesondere bis 90°C, halogenfrei ist und die Forderungen der Norm UL83 erfüllt, insbesondere eine maximal zulässige Einsatztemperatur von 90°C, eine hohe Beständigkeit gegen Flammentwicklung und gegen Brand aufweist.
    • Stand der Technik
  • Gattungsgemäße einadrige Leitungen bestehen aus einem massiven oder verlitzten Leiter, insbesondere Aluminium oder Kupfer, auf dem eine temperaturbeständige Isolierschicht aus PVC aufliegt, die von einem Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung, insbesondere Nylon umfasst ist.
  • Die US 5,521,009 beschreibt Adern, bei denen der Leiter eine Isolierschicht aus 20 bis 80 phr bzw. Gew.-% Ethylen-propylencopolymer oder einem anderen Polyolefin aufweist, wobei die Beständigkeit gegen Verformung bzw. gegen Aufschäumen bei Erwärmung durch einen Zusatz aus Polyamid, Polyphenylensulfid, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polyetherketon und Polyetherketon und Polyetheretherketon als kristallines aromatisches Polymer oder deren Mischung erhöht sein kann. Zur Erhöhung der Wärmebeständigkeit kann 0,1 - 5 phr eines gehinderten Phenol - Antioxidanzes zugesetzt sein, um insbesondere die Zersetzung, das Aufschäumen oder die Verformung bis 200°C für kurze Zeit zu erhöhen. Eine Isolierschicht aus Polyamid ist nicht vorgesehen. Die Flammbeständigkeit der Mischung wird nicht angesprochen.
  • Die US 5,358,786 beschreibt eine Isolierschicht für Drähte aus 20 - 80 phr (Gew.-%) Polyolefin. Für die Flammbeständigkeit kann eine zusätzliche äußere Schicht in einer zweiten Ausfiihrungsform um den isolierten Draht aufgebracht sein, wobei eine solche flammhemmende Schicht aus Polyphenylenoxid, Polyarylat, Polyetheretherketon und Polyetherimid angegeben ist. Die Flammbeständigkeit der Mischung wird nicht angesprochen.
  • Die WO 97/41569 beschreibt mit Polyolefin isolierte Adern mit einer darauf aufliegenden Schicht, die aus Polyamid bestehen kann, und einer äußeren Hülle aus Polyvinyldienfluorid. Es wird angegeben, dass Polyolefine leicht brennen und mit flammwidrigen Inhaltsstoffen die elektrischen Eigenschaften und physikalischen Eigenschaften des Polyolefins verschlechtert werden.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer elektrischen Leitung, die eine ähnliche oder höhere Beständigkeit gegen Brand hat als Leitungen, deren Adern eine Isolierschicht aus PVC innerhalb eines Nylonmantels aufweisen, eine Temperaturbeständigkeit bis maximal zumindest 90°C aufweist und halogenfrei ist.
  • Weiter bevorzugt sollen die Schichten, die den Leiter umfassen, zu maximal den selben Kosten herstellbar sein, wie eine herkömmliche temperatur- und brandbeständige halogenhaltige elektrische Leitung, deren Adern aus einem Leiter mit einer Isolierschicht aus PVC innerhalb eines Mantels aus Nylon bestehen.
    • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche, insbesondere mit einer elektrischen Leitung mit einer Temperaturbeständigkeit bis maximal zumindest 90°C und insbesondere Brandeigenschaften, die die Norm UL83 (entspricht CSA-Norm C22.2 NO. 75-08) erfüllen und dadurch halogenfrei ist, dass sie zumindest eine elektrische Ader aufweist, die aus einem Leiter, insbesondere massivem oder verlitztem Aluminium oder Kupfer und einer den Leiter umfassenden flammwidrigen, temperaturbeständigen halogenfreien Isolierschicht besteht, wobei die Ader von einem Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung, insbesondere aus Polyamid, umfasst ist. Der Mantel liegt auf der Isolierschicht der Ader auf oder die Leitung weist eine Zwischenschicht auf, die einen Zwischenmantel bildet und an die Isolierschicht zumindest zweier Adern und den Mantel angrenzt, der die Zwischenschicht umfasst, der auch als Zwischenmantel bezeichnet wird.
  • Die Isolierschicht einer Ader besteht aus einer halogenfreien Polymermischung, die
    • Polyolefine, Homo- und/oder Copolymer, insbesondere aus Propyleneinheiten und/oder Ethyleneinheiten,
    • Haftvermittler, vorzugsweise mit Maleinsäure gepfropftes Polyolefin, insbesondere mit Maleinsäure gepfropftes Polyethylen,
    • Füllstoff, beispielsweise Kreide (Calciumcarbonat),
    • optional Silikon, insbesondere Polydimethylsiloxanöl und/oder Polydimethylsiloxangummi,
    • optional ein Flammschutzmittel, vorzugsweise anorganisches Metallhydroxid wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, ein Erdalkalisalz und/oder ein Salz der Zinkgruppe, z.B. ausgewählt aus Magnesium-, Calcium-, Strontium-, Barium- und Zinksalz, wobei das Salz insbesondere jeweils das Oxid oder Stearat ist, vorzugsweise ausgewählt aus Magnesiumoxid, Calciumoxid und Zinkoxid,
    • Stabilisatoren, z.B. phenolische Alterungsschutzmittel, und
    • Verarbeitungshilfsmittel, z.B. Wachs und/oder Paraffin,
      aufweist oder daraus besteht.
  • Bevorzugt weist die Polymermischung, aus der die Isolierschicht der Ader besteht, auf oder besteht aus
    • 95 bis 80 phr Polyolefin, insbesondere 70 bis 10 phr Homopolyolefin, z.B. Polypropylen und/oder Polyethylen (LL, LD oder HD), und 10 bis 60 phr Polyolefincopolymer, insbesondere aus Propylen- und Ethyleneinheiten oder Ethylenvinylacetat oder Ethylenbutylacrylat, insbesondere zu insgesamt 100 phr,
    • 5 bis 20 phr polymeren Haftvermittler, insbesondere ein Polyolefin, das funktionelle Gruppen aufweist, z.B. Amin-, Amid- oder Säuregruppen, wobei das Polyolefin vorzugsweise Polyethylen und/oder Polypropylen ist, z.B. mit Maleinsäure gepfropftes Polyethylen,
    • Füllstoff als Flammschutzmittel, besondere zu 40 bis 200 phr, z.B. Calciumcarbonat und/oder Aluminiumhydroxid,
    optional 2 bis 15 phr Silikon, insbesondere Dimethylsiloxanöl und/oder Polydimethylsiloxangummi,
    optional ein anorganisches Salz, insbesondere ein Oxid eines zweiwertigen Metallions, z.B. aus der Gruppe, die Calcium, Magnesium, Strontium, Barium und Zink enthält oder daraus besteht, beispielsweise zu 1 bis 15 phr,
    vorzugsweise zu insgesamt 0,1 bis 20 phr Stabilisatoren und Verarbeitungshilfsmittel.
  • Die in den Mischungen angegeben Teile sind als phr (parts per hundred rubber) angegeben, d.h. die Gewichtsanteile der Bestandteile sind auf einhundert Gewichtsanteile organisches Polymer angegeben, ausgewählt aus Polyolefin und/oder Polyethylen. Daher entsprechen phr Gew.-% in Bezug auf den Gehalt an organischem vernetzbarem Polymer.
  • Der Mantel besteht vorzugsweise aus einer zweiten Polymermischung, deren Polymerbestandteil Polyamid aufweist oder daraus besteht, vorzugsweise mit einer Zusammensetzung, die
    • Polyamid 6 (PA6), Polyamid 4 (PA4) und/oder Polyamid 12 (PA12),
    • optional Flammschutzmittel, z.B. Melamincyanurat zu 0-30 phr,
    • optional Stabilisatoren , wie z.B phenolische Antioxidatien zu 0-5phr,
    aufweist oder daraus besteht.
  • Diese polyamidhaltige Polymermischung kann aus Polyamid, insbesondere PA6, PA4 und/oder PA12 bestehen, dem optional Flammschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel und/oder Stabilisatoren zugesetzt sind.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Leitung weist vorzugsweise die mechanischen Eigenschaften und Brandeigenschaften auf, die im Standard UL83 für THHN-Leitungen mit einem Mantel aus Polyamid (insbesondere Nylon) definiert sind.
  • Alternativ oder zusätzlich soll die Isolierschicht der Ader bei Lagerung in Luft von 97 ±1°C für zumindest 12 Wochen, maximal 36 Wochen zumindest während der letzten sechs Wochen der Lagerung bei erhöhter Temperatur 3 GΩm oder mehr betragen, insbesondere für die Verwendung als Installationsleitung in Umgebungen bis maximal zumindest 90°C. Bevorzugt liegt während der Lagerung bei 97 ±1°C und/oder während der Messung des Widerstands der Isolierschicht eine Spannung von 600 Volt rms an.
  • Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße elektrische Leitung bei Raumtemperatur nach Alterung bei 136°C im Umluftofen für 7 Tage keine Beschädigung, insbesondere keine Risse nach auf Aufwickeln auf eine Spule entsprechend der Norm UL83 auf. Weiterhin beträgt nach dieser Alterung die Zugfestigkeit mindestens 75% des Ausgangswerts, und/oder die Reißdehnung beträgt mindestens 65% des Ausgangswerts
  • Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Leitung im Verformungstest nach UL83 bei 136 ±1°C eine maximale Abnahme der Dicke um 30% unter Last auf.
  • Insbesondere weist die erfindungsgemäße Leitung eine Flamm- und Brandbeständigkeit gemäß UL83 auf, insbesondere so, dass die Flammen nach 5-facher Anwendung einer Testflamme für jeweils 15 s mit Unterbrechungen von jeweils 15s innerhalb von 60s wieder erlöschen, bzw. dass nach der Anwendung der Testflamme nach 60s keine Flammen vorhanden sind, und insbesondere jeweils ohne Abtropfen von Material, das ein unterhalb der Leitung angeordnetes Baumwolltuch entflammt.
  • Die erfindungsgemäße Leitung kann einadrig sein und aus einem Leiter, der den Leiter umfassenden Isolierschicht und einem Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung bestehen, der auf der Isolierschicht aufliegt.
  • Alternativ kann die elektrische Leitung aus zwei oder mehr Adern, die jeweils aus einem Leiter mit einer den Leiter umfassenden Isolierschicht bestehen, innerhalb eines die Adern umfassenden Mantels aus einer polyamidhaltigen Polymermischung bestehen.
  • In einer Ausführungsform kann die elektrische Leitung aus zwei, drei oder mehr Adern bestehen, deren Isolierschicht jeweils von einer separaten unmittelbar aufliegenden polyamidhaltigen Polymermischung umfasst sind, die in einem gemeinsamen Mantel aus einer erfindungsgemäßen temperaturfesten halogenfreien Polymermischung enthalten sind. In dieser Ausführungsform ist bevorzugt, dass die Isolierschicht jeder Ader dieselbe Zusammensetzung wie die temperaturfeste halogenfreie Polymermischung aufweist, innerhalb derer die Adern mit ihrem jeweiligen Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung enthalten sind. Optional kann ein zusätzlicher Außenmantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung auf der temperaturfesten halogenfreien Polymermischung aufliegen, die an den zwei oder mehr Adern aus jeweils einem Leiter, jeweils einer Isolierschicht und jeweils einem darauf aufliegenden Mantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung anliegt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Leitung zwei, drei oder mehr Adern, die jeweils aus einem Leiter und einer diesen umgebenden Isolierschicht aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung bestehen, einer Zwischenschicht, die die Adern umgibt und aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung besteht und einem auf der Zwischenschicht aufliegenden Außenmantel aus einer polyamidhaltigen Polymermischung aufweisen oder daraus bestehen.
    • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen von Kabeln weisen z.B.
    zumindest eine Ader mit einer Isolierung des Leiters aus einer erfindungsgemäßen Mischung (HFFR), einer Zwischenschicht aus Polyamid (PA) und einen Mantel aus einer erfindungsgemäßen Mischung auf Polyolefinbasis (HFFR Mantel) auf,
    zumindest eine Ader mit einer Isolierung des Leiters aus einer erfindungsgemäßen Mischung (HFFR), einer Zwischenschicht aus Polyamid (PA) und einen Mantel aus Polyamind (PA) auf,
    zumindest eine Ader mit einer Isolierung des Leiters aus einer erfindungsgemäßen Mischung (HFFR), einer Zwischenschicht aus Polyamid (PA) und einen zweischichtigen Mantel aus einer Zischenschicht aus erfindungsgemäßer Mischung mit einer darauf aufliegenden Außenschicht aus Polyamid (HFFR/PA), oder
    zumindest eine Ader mit einer Isolierung des Leiters aus einer erfindungsgemäßen Mischung auf Polyolefinbasis (HFFR) mit einem zweischichtigen Mantel aus einer Zwischenschicht aus erfindungsgemäßer Mischung mit einer darauf aufliegenden Außenschicht aus Polyamid (HFFR/PA) auf oder bestehen daraus.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen halogenfreien Mischung (HFFR) sind für elektrische Leitungen aus 1 Ader, deren Isolierung aus HFFR (HFFR 1 und HFFR 2) oder zum Vergleich aus PVC besteht, mit einem Mantel aus Polyamid in den nachfolgenden Tabellen gezeigt.
  • Die Mischung HFFR 1 besteht aus:
    phr
    Polyethylen, gepfropft mit Maleinsäureanhydrid 10
    Polyolefinelastomer 60
    Polypropylen 30
    phenolisches Alterungsschutzmittel 1,0
    Metalldeaktivator 1,0
    UV-Schutzmittel 1,0
    Magnesiumstearat 6,0
    Calciumcarbonat 50
    Siliconöl 7,0
    und die Mischung HFFR 2 besteht aus
    phr
    Polyethylen-LL 60
    Polyolefinelastomer 33
    Polyethylen, gepfropft mit Maleinsäureanhydrid 7
    Aluminiumhydroxid 160
    Gleitmittel 5
    phenolisches Alterungsschutzmittel 3
    Metalldeaktivator 2
    Tabelle 1: Vergleich der mechanischen Eigenschaften von Leitungen mit Isolierschicht der Adern aus PVC (Vergleich) bzw. HFFR (erfindungs gemäß)
    Eigenschaft Einheit Ziel HFFR 1 HFFR 2 PVC
    Zugfestigkeit (min) MPa 13,8 16,9 19,8 18,8
    Bruchreißdehung (min) % 150 700 236 250
    Zugfestigkeit nach Alterung (136°C/7d) (min) % 75 98 121 120
    Reißdehnung nach Alterung (136°C/7d) (min) % 65 98 97 75
    Tabelle 2: Vergleich der Brandwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit von Leitungen met Isolierschicht der Adern aus PVC (Vergleich) bzw. HFFR (erfindungsgemäß)
    Eigenschaft Prüfung Ziel HFFR 1 HFFR 2 PVC
    FV-1 (Baumwolle) bestanden bestanden bestanden bestanden bestanden
    Rauchdichte IEC 61034 > 60% 93% 96% <60 %
    Korrosivität der Brandgase IEC 60754 > 4,3 7,5 7,7 < 4,3
    pH -Wert Leitfähigkeit, µS/mm <10 5,5 8,3 >10
  • Diese Daten zeigen, dass die erfindungsgemäße halogenfreie Polymermischung den Leitungen ausreichend hohe mechanische Festigkeitswerte und gute Brandwidrigkeiten bzw. Temperatureigenschaften vermittelt und insbesondere weniger Rauch entwickelt und die Brandgase eine deutlich geringere Korrosivität aufweisen.
  • Die Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die schematisch
    • in Figur 1 eine einadrige Leitung,
    • in Figur 2 eine dreiadrige Leitung,
    • in Figur 3 eine weitere Ausführungsform einer dreiadrigen Leitung und
    • in Figur 4 eine weitere Ausführungsform einer dreiadrigen Leitung zeigen.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern funktionell gleiche Elemente.
  • Figur 1 zeigt eine einadrige Leitung, die aus einer Ader und einem die Ader umfassenden Mantel 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung umfasst, wobei die Ader aus dem metallischen Leiter 1 und einer Isolierschicht 2 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung besteht.
  • Eine mehradrige Ausführungsform der Leitung ist in Figur 2 gezeigt, bei der drei Adern, die jeweils aus einem Leiter 1, einer Isolierschicht 2 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung und einer darauf aufliegenden Mantelschicht 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung bestehen, von einem gemeinsamen Mantel 4 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung umfasst sind. Wie generell bevorzugt hat die temperaturfeste halogenfreie Polymermischung, die den gemeinsamen Mantel 4 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung bildet, eine mit der temperaturfesten halogenfreien Polymermischung identische Zusammensetzung, die die Isolierschicht 2 bildet.
  • Eine Ausführungsform einer dreiadrigen Leitung ist in Figur 3 gezeigt, bei der drei Adern, die jeweils aus dem Leiter 1 und einer Isolierschicht 2 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung bestehen, von einem gemeinsamen Mantel 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung umfasst sind. Bevorzugt besteht die Leitung dieser Ausführungsform aus den Adern und einem diese umfassenden Mantel 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung. In dieser Ausführungsform liegt der Mantel 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung auf drei Adern auf, die jeweils aus einen Leiter 1 und einer Isolierschicht 2 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung bestehen.
  • In Fortbildung der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform zeigt Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitung mit drei Adern, die jeweils aus einem Leiter 1 innerhalb einer Isolierschicht 2 aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung bestehen und von einem gemeinsamen Mantel 3 aus einer polyamidhaltigen Polymermischung umfasst sind, wobei zwischen dem Mantel aus der polyamidhaltigen Polymermischung und den Adern ein Zwischenmantel 5 als Zwischenschicht aus einer temperaturfesten halogenfreien Polymermischung angeordnet ist, der an die Isolierschichten 2 der Adern einerseits angrenzt und an den Außenmantel andererseits angrenzt.
  • Bei den in Figuren 2 und 4 gezeigten Ausführungsformen sind die Isolierschichten 2 der Adern und der Mantel 4 bzw. der Zwischenmantel 5 als Zwischenschicht bevorzugt aus derselben temperaturfesten halogenfreien Polymermischung.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Leiter
    2
    Isolierschicht
    3
    Mantel aus polyamidhaltiger Polymermischung,
    4
    Außenmantel aus temperaturfester halogenfreier Polymermischung
    5
    Zwischenmantel aus temperaturfester halogenfreier Polymermischung

Claims (11)

  1. Elektrische Leitung mit einer Temperaturbeständigkeit bis zumindest 90 °C mit zumindest einer elektrischen Ader, die aus einem metallischen Leiter (1) und einer den Leiter (1) umfassenden flammwidrigen temperaturbeständigen Isolierschicht (2) besteht, bei der die Ader von einem auf dem Material der flammwidrigen temperaturbeständigen Isolierschicht aufliegenden Mantel (3) aus einer polyamidhaltigen Polymermischung umfasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die den Leiter (1) umfassende Isolierschicht (2) aus einer flammwidrigen temperaturbeständigen halogenfreien Polymermischung besteht, deren Polymerbestandteil Polyolefine sind, wobei die flammwidrige temperaturbeständige halogenfreie Polymermischung
    - 95 bis 80 phr Polyolefin,
    - 5 bis 20 phr polymeren Haftvermittler,
    - 40 bis 200 phr Füllstoff, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Calciumcarbonat und/oder Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid besteht,
    0 bis 15 phr Silikon,
    0 bis 15 phr eines Oxids oder Stearats eines zweiwertigen Metallions aus der Gruppe, die Calcium, Magnesium, Strontium, Barium und Zink umfasst, und
    0,1 bis 20 phr Stabilisatoren und Verarbeitungshilfsmittel enthält.
  2. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) aus einer polyamidhaltigen Polymermischung auf der Isolierschicht (2) aufliegt, die jeweils einen Leiter (1) umfasst.
  3. Elektrische Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Adern, die jeweils aus einem Leiter (1) und einer temperaturbeständigen Isolierschicht (2) bestehen, von einem gemeinsamen Mantel (4) aus einer flammwidrigen temperaturbeständigen halogenfreien Polymermischung umfasst sind, die einen Außenmantel (4) bildet, wobei die flammwidrige temperaturbeständige halogenfreie Polymermischung
    - 95 bis 80 phr Polyolefin,
    - 5 bis 20 phr polymeren Haftvermittler,
    - 40 bis 200 phr Füllstoff, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Calciumcarbonat und/oder Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid besteht,
    0 bis 15 phr Silikon,
    0 bis 15 phr eines Oxids oder Stearats eines zweiwertigen Metallions aus der Gruppe, die Calcium, Magnesium, Strontium, Barium und Zink umfasst, und
    0,1 bis 20 phr Stabilisatoren und Verarbeitungshilfsmittel enthält.
  4. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung aus zumindest einer Ader und dem auf der Isolierschicht (2) aufliegenden Mantel (3) aus einer polyamidhaltigen Polymermischung besteht.
  5. Elektrische Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Adern, die jeweils aus einem metallischen Leiter (1) und jeweils einer den Leiter umfassenden Isolierschicht (2) aus einer flammwidrigen temperaturbeständigen halogenfreien Polymermischung und jeweils einem die Adern umfassenden Mantel (3) aus einer polyamidhaltigen Polymermischung bestehen, von einem auf dem Mantel (3) aufliegenden Außenmantel (4) aus temperaturfester halogenfreier Polymermischung umfasst sind.
  6. Elektrische Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Adern, die aus jeweils einem elektrischen Leiter (1) mit einer den Leiter (1) umfassenden flammwidrigen temperaturbeständigen halogenfreien Isolierschicht (2) bestehen, von einem auf der Isolierschicht (2) aufliegenden Zwischenmantel (5) umfasst sind, der aus einer flammwidrigen temperaturbeständigen halogenfreien Polymermischung besteht, und auf dem Zwischenmantel (5) ein Außenmantel (3) aus einer polyamidhaltigen Polymermischung aufliegt.
  7. Elektrische Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin aus 70 bis 10 phr Polypropylen und/oder Polyethylen und 10 bis 60 phr Polyolefincopolymer aus Propylen- und/oder Ethyleneinheiten und/oder Ethylenvinylacetat oder Ethylenbutylacrylat besteht und der polymere Haftvermittler mit Maleinsäure gepfropftes Polyethylen ist.
  8. Elektrische Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der polyamidhaltigen Polymermischung 100 phr Polyamid ist.
  9. Elektrische Leitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die polyamidhaltige Polymermischung ein Flammschutzmittel enthält.
  10. Elektrische Leitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel Melamincyanurat ist.
  11. Verwendung einer elektrischen Leitung nach einem der voranstehenden Ansprüche als Installationsleitung für Gebäude.
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