ES2274397T3 - Material aislante a base de polimero sintetico. - Google Patents
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Abstract
Material aislante basado en polímero con el que se mezclan partículas de vidrio que comprenden tipos de vidrio con diferentes temperaturas de reblandecimiento para la estabilización en el caso de un incendio, caracterizado porque se usan al menos tres tipos de vidrio con diferentes temperaturas de reblandecimiento para las partículas de vidrio, para ser precisos un primer tipo de vidrio con una temperatura de reblandecimiento por debajo de 470°C, un segundo tipo de vidrio con una temperatura de reblandecimiento por encima de 470°C y por debajo de 620°C y un tercer tipo de vidrio con una temperatura de reblandecimiento por encima de 760°C.
Description
Material aislante a base de polímero
sintético.
La invención se refiere a un material aislante
basado en polímero con el que se mezclan partículas de vidrio que
comprenden tipos de vidrio con diferentes temperaturas de
reblandecimiento para la estabilización en el caso de un incendio
(EP 0 978 128 B1).
Tal material aislante es requerido, por ejemplo,
para el forro de líneas o cables eléctricos y ópticos o también
para el aislamiento de los núcleos. Tales líneas son, por ejemplo,
líneas de potencia o líneas para comunicación o transmisión de
datos. El material aislante especial está destinado a asegurar que
una línea tal como ésta mantenga su integridad funcional durante
cierto periodo de tiempo en el caso de un incendio. La intención es
que la maquinaria, los aparatos y el equipo puedan continuar siendo
suministrados de energía durante este periodo de tiempo y que la
información también pueda continuar siendo transmitida en este
tiempo. El periodo de tiempo debe ser establecido de forma que, por
ejemplo, todas las personas presentes en un edificio puedan ser
informadas y la iluminación mantenida encendida en el edificio hasta
que las personas hayan salido y posiblemente también hayan sido
salvados los materiales. El periodo de tiempo que puede ser
prescrito por el instalador de líneas tales como éstas, está, por
ejemplo, entre 30 minutos y 3 horas.
En el caso de la línea conocida según el
documento EP 0 106 708 B1, se usa un material aislante que comprende
una banda de mica, una capa de politetrafluoretileno (PTFE) y un
tejido de vidrio revestido con PTFE. El PTFE es resistente hasta
aproximadamente 600°C. A mayores temperaturas, se desintegra en
cenizas. Una línea correspondientemente aislada tiene una carga al
fuego inaceptablemente alta en muchos casos. En el caso de un
incendio, el flúor hace que produzca gases (humo) tóxicos y
químicamente agresivos por los que pueden ser atacados y destruidos
los metales y los circuitos eléctricos o electrónicos.
El documento EP 0 968 502 A1 describe un
material aislante para cables y líneas que consiste en un material
polimérico como primer componente, vidrio o material cristalino
transformable en material cerámico como segundo componente y, por
ejemplo, óxido de aluminio como tercer componente. El segundo
componente está destinado a empezar a fundir a una temperatura por
encima de la temperatura de fusión del primer componente, mientras
que el tercer componente está destinado a fundir en el intervalo de
1000ºC. Con este material aislante se pretende mantener la
integridad funcional de los cables y líneas en un intervalo de
temperatura desde 450ºC hasta 1210ºC. Con este fin, se mezclan los
aditivos muy diferentes mencionados con el material aislante con
esfuerzo relativamente grande y, para la mayor parte, todavía tienen
que ser transformados para formar una capa más próxima.
El documento EP 0 978 128 B1 inicialmente citado
describe un material aislante retardador del fuego para mantener la
integridad de cables eléctricos en el caso del cual se añadan fritas
de vidrio de vidrios con bajo contenido de álcali y vidrio de
pasivación a un polímero de organosilicio. Por lo tanto, sólo se
mezcla vidrio con el polímero para estabilización. Según este
documento, los vidrios con bajo contenido de álcali tienen un punto
de fusión menor que 750ºC, mientras que el vidrio de pasivación
tiene un punto de fusión no mayor que 710ºC. En el caso de este
material aislante, se forma una capa de vidrio que mantiene la
integridad funcional en el intervalo de 700ºC. La integridad
funcional se puede mantener en consecuencia por encima de un amplio
intervalo de temperatura a partir de aproximadamente 400ºC sólo
para materiales aislantes basados en polímeros de organosilicio,
que ellos mismos sólo funden a temperaturas relativamente altas y
por ello forman una capa de vidrio.
El documento
EP-A-0373757 describe un material
para aislar un conductor eléctrico basado en material polimérico.
Este material contiene partículas de vidrio para estabilizarlo en el
caso de un incendio. Para un intervalo de temperatura desde 350ºC
hasta 1000ºC, se pretende usar más de un tipo de vidrio. Al menos
uno de los tipos de vidrio se pretende que cristalice para formar
material cerámico de vidrio. Aparte de polvo de vidrio, los vidrios
que se pueden usar son vidrio de borosilicato y vidrio de silicato
de aluminio, igualmente en forma de polvo.
La invención se basa en el objeto de mejorar el
material aislante descrito al principio de tal forma que asegure
con poco esfuerzo que se pueda mantener la integridad funcional en
un intervalo de temperatura significativamente aumentado para
líneas, cables y núcleos aislados con él.
Este objeto se consigue según la invención
mediante al menos tres tipos de vidrio siendo usadas diferentes
temperaturas de reblandecimiento para las partículas de vidrio, para
ser precisos un primer tipo de vidrio con una temperatura de
reblandecimiento por debajo de aproximadamente 470ºC, un segundo
tipo de vidrio con una temperatura de reblandecimiento por encima
de aproximadamente 470ºC y por debajo de aproximadamente 620ºC y un
tercer tipo de vidrio con una temperatura de reblandecimiento por
encima de aproximadamente 760ºC.
Para la estabilización en el caso de un
incendio, sólo se mezcla vidrio con este material aislante. Su
producción, por tanto, implica poro esfuerzo. El vidrio tiene la
ventaja de que, como tal, está directamente disponible. Como
resultado, no se requieren procedimientos de transformación en el
caso de un incendio, tal como transformación en material cerámico,
por ejemplo. Los al menos tres tipos diferentes de vidrio aseguran
que se mantiene la integridad funcional sobre un amplio intervalo
de temperatura para las líneas, cables y núcleos que estén rodeados
por un material aislante correspondiente. Esta protección empieza a
una temperatura de aproximadamente 400ºC, hasta la cual son
resistentes los polímeros habituales. Se mantiene continuamente a
partir de esta temperatura hasta 800ºC y más. Al principio, a una
temperatura menor que 470ºC, los al menos tres tipos de vidrio
diferentes con diferentes temperaturas de reblandecimiento
proporcionan una capa de vidrio aislante que rodea la línea, el
cable o los núcleos y se estabiliza mediante las partículas de
vidrio contenidas en él de los otros dos tipos de vidrio. Esta capa
de vidrio estable se mantiene durante la elevación de temperatura
que se produce en el caso de un incendio si la siguiente etapa es
que el segundo tipo de vidrio empiece a fundir. A muy altas
temperaturas de 800ºC y más, la capa de vidrio se mantiene como una
capa aislante por el tercer tipo de vidrio, al menos durante el
tiempo que se requiera para mantener la integridad funcional y esté
prescrita.
En refinamientos ventajosos, se pueden mezclar
adicionalmente con el material aislante otras partículas de vidrio
de aún otros tipos de vidrio, que cubran más densamente los
intervalos de transición y sin embargo aseguren la protección
funcional deseada a temperaturas muy por encima de 800ºC.
Realizaciones ejemplares del material aislante
según la invención se explican más abajo.
En principio, todos los materiales poliméricos
conocidos, preferentemente de una formulación retardadora del fuego
y exenta de halógeno, se pueden usar como material de base. Estos
son, por ejemplo, polietileno, copolímeros de polietileno,
poliéster, polipropileno, siliconas o
etileno-acetato de vinilo.
Una cantidad apropiada de partículas de vidrio
se mezcla con el material aislante. Estas partículas son, por
ejemplo, perlas sólidas o perlas huecas. Pueden tener diámetros
desde 1 \mum hasta 70 \mum, en una realización preferida desde
1 \mum hasta 20 \mum.
Para mantener la integridad funcional, se usan
al menos tres tipos diferentes de vidrio con diferentes temperaturas
de reblandecimiento. En este caso, por ejemplo, se añaden 20 hasta
120 partes de cada uno de los tres tipos de vidrio a 100 partes de
un polímero de base. En una realización preferida, se añaden 20
hasta 50 partes de cada uno de los tipos de vidrio a 100 partes de
polímero de base. El material aislante, también denominado
compuesto, se puede preparar con dispositivos de mezcla
convencionales. Estos son, por ejemplo, mezcladores internos,
extrusoras de doble husillo o co-amasadoras.
Como primer tipo de vidrio se puede usar vidrio
de soldadura con una temperatura de reblandecimiento de 461ºC que,
por lo tanto, está por debajo de 470ºC. Este vidrio contiene menor
que 10% de SiO_{2}, y tiene 11% de cada uno de B_{2}O_{3} y
Al_{2}O_{3} y también 75% de PbO.
Como segundo tipo de vidrio se puede usar un
vidrio fusible con hierro con una temperatura de reblandecimiento
de 614ºC que, por lo tanto, está entre 470ºC y 620ºC. Este vidrio
comprende 58% de SiO_{2} y 20% de Na_{2}O y también tiene
menor que 10% de cada uno de Al_{2}O_{3}, K_{2}O, CaO, ZnO,
BaO y F.
Un tercer tipo de vidrio con una temperatura de
reblandecimiento que está por encima de 760ºC es un vidrio fusible
con tungsteno. Su temperatura de reblandecimiento está a 765ºC. Sus
constituyentes son 75% de SiO_{2} y 16,5% de B_{2}O_{3} y
tiene menor que 10% de cada uno de Al_{2}O_{2}, Na_{2}O y
K_{2}O.
Se pueden añadir al material aislante cargas
tales como trioxihidrato de aluminio, hidróxido magnésico, creta o
silicatos, preferentemente filosilicatos tales como bentonita o
ilitas. Por ejemplo, se añaden adicionalmente 5 hasta 80 partes de
tales cargas por 100 partes de polímero de base.
Casos de daño a la propiedad del pasado reciente
muestran que el mantenimiento de la integridad funcional es de
importancia significativa, en particular a temperaturas muy altas.
Por lo tanto, se mezclan ventajosamente con el material de base
otras partículas de vidrio con temperaturas de reblandecimiento muy
altas.
Un cuarto tipo de vidrio con una temperatura de
reblandecimiento por encima de 780ºC es, por ejemplo, el vidrio
para aparatos G20, un vidrio de borosilicato. Su temperatura de
reblandecimiento está a 790ºC. Comprende 78% de SiO_{2} y 10% de
B_{2}O_{3} y tiene menor que 10% de cada uno de Al_{2}O_{2},
Na_{2}O, CaO y BaO.
Como un quinto tipo de vidrio, Duran, un vidrio
de borosilicato alcalino, tiene una temperatura de reblandecimiento
todavía mayor de 815ºC. Este vidrio comprende 80% de SiO_{2} y 13%
de B_{2}O_{3} y tiene menor que 10% de cada uno de
Al_{2}O_{2}, Na_{2}O y K_{2}O.
Claims (10)
1. Material aislante basado en polímero con el
que se mezclan partículas de vidrio que comprenden tipos de vidrio
con diferentes temperaturas de reblandecimiento para la
estabilización en el caso de un incendio, caracterizado
porque se usan al menos tres tipos de vidrio con diferentes
temperaturas de reblandecimiento para las partículas de vidrio,
para ser precisos un primer tipo de vidrio con una temperatura de
reblandecimiento por debajo de 470ºC, un segundo tipo de vidrio con
una temperatura de reblandecimiento por encima de 470ºC y por
debajo de 620ºC y un tercer tipo de vidrio con una temperatura de
reblandecimiento por encima de 760ºC.
2. Material aislante según la reivindicación
1, caracterizado porque el primer tipo de vidrio es vidrio
de soldadura con una temperatura de reblandecimiento de 461ºC.
3. Material aislante según la reivindicación
1, caracterizado porque el segundo tipo de vidrio es vidrio
fusible con hierro con una temperatura de reblandecimiento de
614ºC.
4. Material aislante según la reivindicación
1, caracterizado porque el tercer tipo de vidrio es vidrio
fusible con tungsteno con una temperatura de reblandecimiento de
765ºC.
5. Material aislante según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usan
partículas de vidrio de un cuarto tipo de vidrio con una
temperatura de reblandecimiento por encima de 780ºC.
6. Material aislante según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se usan
partículas de vidrio de un quinto tipo de vidrio con una
temperatura de reblandecimiento por encima de 800ºC.
7. Material aislante según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las partículas
de vidrio se forman como perlas sólidas y/o perlas
\hbox{huecas.} 8. Material aislante según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el diámetro de
las partículas de vidrio está entre 1 \mum y 70 \mum,
preferentemente entre 1 \mum y 20 \mum.
9. Material aislante según la reivindicación
1, caracterizado porque el material polimérico está exento
de halógeno.
10. Material aislante según la reivindicación
1, caracterizado porque el material polimérico es retardador
del fuego.
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