ES2290409T3 - Mezcla para envolturas de cable optico o electrico. - Google Patents
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Abstract
Mezcla basada en polieteruretano para envolturas de cables ópticos y eléctricos con adiciones de retardadores de llama, compuesta por de 30 a 70 partes de polieteruretano de 25 a 60 partes de hidróxido de aluminio o trihidrato de óxido de aluminio de 15 a 25 partes de éster fosfórico de 5 a 15 partes de bentonita con una resistencia mínima de 25 MPa y una deformación por tracción y en rotura de al menos 300%.
Description
Mezcla para envolturas de cable óptico o
eléctrico.
La invención se refiere a una mezcla basada en
poliuretano para envolturas o vainas de cables eléctricos u
ópticos.
El poliuretano termoplástico (TPU) es un
material popularmente usado como material para envolturas de cables
y tuberías expuestos a solicitaciones mecánicas severas, porque
tiene propiedades mecánicas excelentes. El termoplástico
poliuretano no es, sin embargo, retardador de llama. El poliuretano
gotea desde el cable o tubería en caso de incendio.
El poliuretano termoplástico puede ser mejorado
en términos de retardo de llama por medio de la adición de lo que
se conoce como retardadores de llama, hasta el punto de que los
cables y las tuberías fabricados con los mismos cumplan los
requisitos pertinentes.
Los retardadores de llama conocidos para
poliuretanos termoplásticos son substancias que contienen halógenos
junto con trióxido de antimonio, y también substancias exentas de
halógenos, por ejemplo, ésteres fosfóricos, o una combinación de
estos ésteres con compuestos que contienen nitrógeno.
Una desventaja de las substancias que contienen
halógenos es que en caso de incendio se producen compuestos que no
sólo son tóxicos sino que también desprenden gases corrosivos (por
ejemplo, ácido clorhídrico). Los materiales compuestos que
comprenden estos retardadores de llama no cumplen por lo tanto los
requisitos en relación con la corrosividad de los gases del fuego
(IEC 754-2) y el no contener halógenos (VDE
0472/T.815).
Aunque los retardadores de llama exentos de
halógenos no desprenden gases corrosivos en caso de incendio,
tienen a menudo la desventaja de un retardo de llama inadecuado, si
se usan sólo ésteres fosfóricos, o de liberar cantidades
considerables de compuestos tóxicos que contienen nitrógeno, por
ejemplo óxidos de nitrógeno (NO_{x}) y cianuro de hidrógeno (HCN,
ácido cianhídrico) si se usan también sustancias que contienen
nitrógeno.
El documento EP 0 537 013 B1 ha descrito
compuestos de silicona retardadora de llama para termoplásticos, y
los termoplásticos normalmente combustibles tienen adiciones de un
retardador de llama en forma de polvo que están compuestos de
aceite de silicona, resina de silicona, e hidróxido de magnesio, en
cada caso en una relación muy particular con respecto a los
otros.
El termoplástico puede ser polietileno,
polipropileno, policarbonato, poliestireno, poliuretano, poliamida,
o cualquier otro termoplástico.
Pueden añadirse también sales de ácido fosforoso
a la mezcla, y puede añadirse trihidrato de óxido de aluminio como
carga, entre otros.
El efecto esencial en términos de retardo de
llama se alcanza en el documento EP 0 537 013 B1 por medio del
aceite de silicona, de la resina de silicona soluble en el aceite de
silicona y del hidróxido de magnesio.
El documento EP 1 167 429 A1 describe una mezcla
basada en poliuretano para envolturas de cables ópticos o
eléctricos, y el retardador de llama añadido a esta mezcla comprende
un hidróxido metálico y también al menos un éster fosfórico.
El documento DE 199 21 472 A1 describe una
composición de polímero retardadora de llama que comprende
hidróxidos metálicos y un filosilicato intercalado orgánicamente.
El uso de un retardador de llama compuesto por hidróxidos metálicos
y de un filosilicato intercalado orgánicamente está pensado para
eliminar la necesidad del uso de retardadores de llama
órgano-halogenados u
órgano-fosforados.
Un LOI de desde 29 a 39 se consiguió para una
mezcla de polímero compuesta por un polietileno de baja densidad y
por un copolímero de acetato de vinil-etileno por
medio de la adición del retardador de llama.
Un objeto que subyace en la presente invención
es proporcionar una mezcla que esté basada en poliuretano
termoplástico y que no comprenda substancias que contengan ni
halógenos ni nitrógeno, y que cumplan las especificaciones de las
normas IEC 754-2 y VDE 0472/T.815. Además, la
intención es mejorar el retardo de llama y reducir más el
desprendimiento de gases tóxicos.
Las características de la Reivindicación 1
consiguen este objeto.
La ventaja esencial de la invención consiste en
la capacidad para mejorar el retardo de llama de un material
compuesto de poliuretano por medio de la presencia simultánea de
éster fosfórico y bentonita, sin ninguna necesidad de aumentar la
proporción de hidróxidos metálicos hasta el punto de que el material
compuesto de poliuretano pierda las propiedades mecánicas
demandadas.
Otras realizaciones ventajosas de la invención
se dan en las reivindicaciones adjuntas.
La mezcla de acuerdo con la enseñanza de la
invención cumple los requisitos en términos de retardo de llama,
corrosividad y no carencia de halógenos, y en caso de incendio
desprende sólo una fracción de la cantidad de substancias tóxicas
NO_{x} y NCN liberadas cuando se usan los productos conocidos.
Además, la cantidad de energía desprendida en caso de incendio y la
cantidad de hollín producido es marcadamente menor que para las
mezclas conocidas.
Un ejemplo de la invención se usa para otra
descripción de la invención.
Un cierto número de mezclas fueron preparadas de
acuerdo con la formulación de la Tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La preparación de la mezcla 1 está de acuerdo
con las instrucciones para el ejemplo del documento EP 1 167
429.
La mezcla 5 corresponde al Ejemplo 5 del
documento DE 199 21 472. Las mezclas 3 y 7 del documento DE 199 21
472 no podrían usarse para preparar materiales compuestos que usen
polieteruretano que fueran muy adecuadas para el ensayo, debido a la
relativamente alta proporción de hidróxido de aluminio.
Los Ejemplos 2, 3 y 4 son mezclas de acuerdo con
la enseñanza de la invención.
Los materiales compuestos 1-5
fueron preparados en un mezclador interno y se fabricaron placas a
partir de ellos en una prensa calentable. El espesor de las placas
para los ensayos de cono calorimétrico fue aproximadamente 3 mm, y
las del ensayo de resistencia y deformación a la tracción fue
aproximadamente 0,8 mm. El aporte de calor usado para los ensayos
de cono calorimétrico fue de 50 kW/m^{2}.
Los ejemplos muestran que
- la adición de un filosilicato puede mejorar
substancialmente el rendimiento frente al fuego de un material de
TPU compuesto que comprende hidróxido metálico y un compuesto de
fósforo.
- la presencia de un compuesto de fósforo es
necesaria, puesto que permite una marcada reducción en la proporción
del hidróxido metálico.
Particularmente en el caso del poliuretano con
su elevado nivel de propiedades mecánicas, es importante mantener
la proporción de aditivos baja, con el fin de no disminuir
excesivamente el nivel de estas propiedades.
Cuando se usan los materiales TPU compuestos
para cables, la norma VDE 0282, Parte 10, especifica una resistencia
mínima de 25 MPa y una deformación por tracción en la rotura de al
menos 300%. El material compuesto de acuerdo con el Ejemplo 5 no
puede alcanzar estos valores.
Un factor adicional aquí es que en virtud de la
relativamente alta proporción de hidróxido metálico el material
compuesto resulta más rígido y no puede entonces usarse para cables
flexibles.
El éster fosfórico presente en los Ejemplos 2 a
4 proporciona un substancial mantenimiento de la flexibilidad.
Los gráficos 1 a 3 documentan los
resultados.
Claims (4)
1. Mezcla basada en polieteruretano para
envolturas de cables ópticos y eléctricos con adiciones de
retardadores de llama, compuesta por
- de 30 a 70 partes de polieteruretano
- de 25 a 60 partes de hidróxido de aluminio o trihidrato de óxido de aluminio
- de 15 a 25 partes de éster fosfórico
- de 5 a 15 partes de bentonita
con una resistencia mínima de 25 MPa y una
deformación por tracción y en rotura de al menos 300%.
2. Mezcla de acuerdo con la Reivindicación 1,
caracterizada porque el éster fosfórico es un éster fosfórico
de baja volatilidad.
3. Mezcla de acuerdo con la Reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque el éster fosfórico usado comprende
resorcinol bis(difenil fosfato).
4. Cable eléctrico o tubería eléctrica con una
envoltura compuesta por una mezcla de acuerdo con una cualquiera de
las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la envoltura
ha sido reticulada, preferiblemente por medio de reticulación por
radiación.
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