ES2900071T3

ES2900071T3 - Cable eléctrico ignífugo

Info

Publication number: ES2900071T3
Application number: ES20162325T
Authority: ES
Inventors: Franco Galletti; Elena Roda; Giuseppe Merigo
Original assignee: Prysmian SpA; Politecnico di Milano
Current assignee: Prysmian SpA; Politecnico di Milano
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: EP3712907B1; IT201900004127A1; US10923246B2; AU2020201973A1; US20200303088A1; EP3712907A1; DK3712907T3

Abstract

Un cable eléctrico ignífugo (10) que tiene un núcleo que comprende un conductor eléctrico (11) y una capa eléctricamente aislante (12) que comprende una composición a base de poliolefina ignífuga que comprende: a) como polímero base, una mezcla de al menos dos homopolímeros y/o copolímero de poliolefina en el que al menos uno es un copolímero de polietileno de baja densidad que tiene una densidad inferior a 0,915 g/cm3; b) caolín calcinado en una cantidad superior a 3 phr; c) un hidróxido metálico en una cantidad superior a 10 phr; y d) un alquil o alquenilalcoxisiloxano, donde el alquil o alquenilalcoxisiloxano se encuentra en una relación de cantidad de 1:25 a 1:50 con respecto a la suma de las cantidades de caolín calcinado y del hidróxido metálico.

Description

DESCRIPCIÓN

Cable eléctrico ignífugo

Campo de aplicación

[0001] La presente invención se refiere a un cable eléctrico ignífugo.

[0002] En particular, la presente descripción se refiere a un cable eléctrico ignífugo, de baja emisión de humo y libre de halógenos (LSOH) que presenta goteo reducido (aparición de gotitas) cuando se expone a altas temperaturas, por ejemplo, en caso de incendio.

[0003] El cable según la descripción se puede usar particularmente para aplicaciones de bajo voltaje (LV). Técnica anterior

[0004] Como es sabido, un requisito importante para los cables ópticos es un comportamiento adecuado en caso de incendio (como se especifica, por ejemplo, en la norma IEC 60332-3C), con el fin de evitar la propagación de llamas y la generación de humo en las casas o, más generalmente, en los locales donde residen personas. Las prestaciones generales en caso de incendio están aseguradas principalmente por la parte exterior del cable, principalmente la capa aislante eléctrica o la cubierta de recubrimiento del cable, que debería tener ciertas propiedades.

[0005] En este sentido, se conoce la producción de la capa eléctricamente aislante a partir de una composición polimérica provista de propiedades de resistencia al fuego y/o ignífugas mediante la adición de rellenos adecuados. En particular, el aislamiento eléctrico de los cables ignífugos actualmente está hecho preferentemente de composiciones a base de poliolefina LSOH (por ejemplo, polietileno y/o copolímeros de polietileno, opcionalmente reticulados) rellenos de hidróxidos inorgánicos, tales como hidróxido de magnesio y/o hidróxido de aluminio, que confieren propiedades ignífugas a la poliolefina.

[0006] Para obtener un efecto ignífugo satisfactorio, es necesario introducir cantidades sustanciales de relleno inorgánico en el material polimérico. Esta adición puede empeorar las propiedades dieléctricas y mecánicas del material polimérico, así como su trabajabilidad con especial referencia a su capacidad de extrusión.

[0007] La pirorresistencia de un cable eléctrico puede evaluarse para comprobar su conformidad y certificación bajo los estándares nacionales y/o internacionales.

[0008] Algunos requisitos estándar son cada vez más estrictos sobre las prestaciones requeridas para un cable ignífugo con el fin de mejorar la seguridad en los edificios en caso de incendio.

[0009] El documento US2003/0134969 describe una composición de cable que comprende un organosilano insaturado soportado en un soporte, un polímero base termoplástico y un relleno mineral ignífugo. La cantidad de organosilano insaturado es del 0,1 % al 10 % en peso en función del peso total de la composición y el polímero termoplástico puede ser un polímero de polietileno lineal (PE), tal como LDPE o LLDPE. Ejemplos de rellenos adecuados son trihidróxido de aluminio (ATH), dihidróxido de magnesio (MDH), brucita, montmorillonita. También se pueden usar lo que se conoce como "formadores de residuo carbonoso".

[0010] El documento US6.750.282 describe una composición de polímero incombustible, esencialmente libre de halógenos que contiene:

a) 100 partes en peso de un polímero termoplástico, elastomérico reticulable o reticulado y/o termoestable; b) 10 a 200 partes en peso de hidróxido de magnesio o hidróxido de aluminio y/o sus hidróxidos dobles;

c) 1 a 50 partes en peso de silicato en capas intercaladas orgánicamente.

[0011] La cantidad de hidróxidos incombustibles añadidos (b) puede reducirse sustancialmente si se incorporan silicatos en capas intercaladas orgánicamente (c) en las mezclas de polímeros.

[0012] El documento CN102219948 describe un material de cable de poliolefina termoplástico, de baja emisión de humo, ignífugo y libre de halógenos que se prepara a partir de una composición que contiene:

- 40-55 partes en peso de hidróxido de aluminio;

- 25-40 partes en peso de elastómero de metaloceno poliolefina;

- 5-10 partes en peso de polietileno de baja densidad;

- 5-10 partes de compatibilizador;

- 2-2,5 partes de agente de acoplamiento de silano;

- 1,5-2,0 partes en peso de lubricante;

- 0,1-0,2 partes en peso de antioxidante.

[0013] El documento US2002001715A1 describe un cable ignífugo que comprende un conductor y un recubrimiento ignífugo que comprende: (a) un homopolímero o copolímero de etileno que tiene una densidad de 0,905 a 0,970 g/cm<3>, y que se selecciona de entre: homopolímeros de etileno; copolímeros de etileno con una alfa-olefina; copolímeros de etileno con un éster etilénicamente insaturado; o mezclas de los mismos; (b) un copolímero de etileno con al menos una alfa-olefina, y opcionalmente con un dieno, teniendo dicho copolímero (b) una densidad de 0,860 a 0,904 g/cm<3>; (c) hidróxido de magnesio natural en una cantidad tal que imparta propiedades ignífugas; donde al menos uno de los componentes poliméricos (a) y (b) contiene grupos silano orgánicos hidrolizables injertados en la cadena polimérica.

Resumen de la descripción

[0014] Un objeto principal de la presente descripción es proporcionar un cable eléctrico ignífugo, en particular un cable eléctrico ignífugo para aplicaciones de bajo voltaje, que tenga prestaciones mejoradas de reacción al fuego y goteo particularmente reducido (aparición de gotitas) o sin goteo cuando se expone a temperaturas de llama, como las involucradas en un incendio. Además de tener una mejor reacción al fuego, el cable eléctrico ignífugo buscado también debe mostrar buenas propiedades mecánicas y trabajabilidad, así como debería tener una capa eléctricamente aislante con buenas propiedades dieléctricas adecuadas.

[0015] El solicitante encontró que un cable eléctrico tiene propiedades ignífugas mejoradas, particularmente un goteo reducido ante el fuego, cuando su conductor está recubierto con una capa eléctricamente aislante hecha de una composición a base de poliolefina ignífuga que comprende una poliolefina como polímero base y una combinación equilibrada de caolín calcinado e hidróxido metálico como rellenos inorgánicos ignífugos y un alquil o alquenilalcoxisiloxano.

[0016] Por consiguiente, la presente descripción se refiere a un cable eléctrico ignífugo que tiene un núcleo que comprende un conductor eléctrico y una capa eléctricamente aislante de una composición a base de poliolefina ignífuga que comprende:

a) como polímero base, una mezcla de al menos dos homopolímeros y/o copolímeros de poliolefina donde al menos uno es un copolímero de polietileno de baja densidad que tiene una densidad inferior a 0,915 g/cm3; b) caolín calcinado en una cantidad superior a 3 phr;

c) un hidróxido metálico en una cantidad superior a 10 phr; y

d) un alquil o alquenilalcoxisiloxano,

donde el alquil o alquenilalcoxisiloxano se encuentra en una relación de cantidad de 1:25 a 1:50 con respecto a la suma de las cantidades de caolín calcinado y del hidróxido metálico.

[0017] El solicitante encontró que un cable provisto de una capa eléctricamente aislante hecha de una composición ignífuga como se especificó anteriormente tiene mejor reacción al fuego, especialmente con respecto a un goteo inferior o ausencia de goteo durante la combustión. Además, el solicitante encontró que la provisión de una capa eléctricamente aislante hecha de la composición a base de poliolefina ignífuga como se especifica anteriormente permite impartir mejor rendimiento ante el fuego y/o propiedades ignífugas al cable sin afectar sus propiedades mecánicas y dieléctricas, así como la trabajabilidad del material polimérico que forma la capa eléctricamente aislante, particularmente a través de técnicas de extrusión convencionales.

[0018] Además, el cable provisto de una capa eléctricamente aislante hecha de una composición ignífuga como se especificó anteriormente es un cable de baja emisión de humo, esencialmente libre de halógenos (LSOH).

Descripción detallada

[0019] Dentro de la presente descripción y de las reivindicaciones subsiguientes, a menos que se indique lo contrario, todos los números que expresan cifras, cantidades, porcentajes y así sucesivamente, deben entenderse como modificados, en todos los casos, por el término «aproximadamente». Además, todos los intervalos incluyen cualquier combinación de los puntos máximos y mínimos descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede o no enumerarse específicamente en los mismos. Además, a menos que se indique lo contrario, todos los porcentajes referidos a componentes de la composición a base de poliolefina ignífuga utilizados para obtener el recubrimiento de aislamiento del cable según la descripción deben entenderse como porcentajes en peso sobre el peso total de la composición.

[0020] Como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "una" y "el/la" incluyen referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

[0021] En la presente descripción, debe entenderse que las características técnicas descritas específicamente anteriormente y a continuación pueden combinarse entre sí de cualquier manera, constituyendo realizaciones adicionales de la presente descripción que pueden no describirse específicamente por concisión, pero que se encuentran dentro del alcance de la presente descripción.

[0022] En la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el término "phr" se utiliza para indicar partes en peso por 100 partes en peso del material polimérico base.

[0023] En la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el porcentaje en peso (% en peso) se refiere al peso total de la composición a base de poliolefina ignífuga.

[0024] El cable según la descripción se puede usar particularmente para aplicaciones de bajo voltaje (LV). En la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, como cable de bajo voltaje (LV) se entiende un voltaje igual o inferior a aproximadamente 1 kV.

[0025] El cable de la presente descripción es particularmente adecuado para transportar y distribuir corriente eléctrica para energía y para telecomunicación.

[0026] En la Figura 1, se muestra un cable 10 de acuerdo con una realización no limitativa de la descripción. El cable 10 tiene un núcleo que comprende un conductor 11 que es un elemento alargado hecho de un material eléctricamente conductor, por ejemplo, aluminio, cobre, nanotubos de carbono o material compuesto de los mismos. El conductor 11 puede tener la forma de una barra sólida o un haz de alambres, preferentemente trenzados.

[0027] En el cable de la descripción, el núcleo puede incluir un conductor individual o una pluralidad de conductores.

[0028] Cada conductor (en el caso de la Figura 1, el conductor individual 11) del cable de la descripción está eléctricamente aislado por una capa aislante 12 en forma de un recubrimiento polimérico extruido según la presente descripción. En la realización mostrada en la figura 1, la capa aislante se extruye en contacto directo con el conductor 11.

[0029] Se puede proporcionar una funda exterior 13, hecha de material polimérico extruido tal como polietileno, para rodear la capa eléctricamente aislante 12 y en contacto directo con la misma.

[0030] Según la presente descripción, la capa eléctricamente aislante del cable está hecha de una composición a base de poliolefina ignífuga como se describe en la reivindicación 1.

[0031] Ejemplos ilustrativos de homopolímeros y/o copolímero de poliolefina para la mezcla como polímero base de la composición ignífuga que forma la capa eléctricamente aislante del cable incluyen polietileno; polipropileno; copolímeros de etileno con monómeros de C3 a C10 tales como copolímero de etileno-propileno o polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); polibuteno, poli(4-metilpenteno-1) o similares, copolímeros de estas olefinas y dienos.

[0032] En una realización, el polímero base se selecciona del grupo que consiste en polietileno y copolímero de polietileno-polipropileno. Por ejemplo, el polímero base es polietileno, como polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE).

[0033] El polímero base puede reticularse opcionalmente de una manera parcial o completa. La reticulación, cuando se proporciona, se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante un agente de reticulación a base de silano, tal como vinil silano, y/o mediante un peróxido, tal como dibutilperóxido.

[0034] La composición a base de poliolefina ignífuga comprende al menos un copolímero de polietileno de baja densidad que tiene una densidad inferior a 0,915 g/cm3. Por ejemplo, el polietileno de baja densidad tiene una densidad que varía entre 0,840 y 0,910 g/cm3.

[0035] En una realización, la composición a base de poliolefina ignífuga comprende una cantidad de copolímero de polietileno de baja densidad superior al 2 % en peso del peso total de la composición. En una realización, la cantidad de copolímero de polietileno de baja densidad es como máximo del 10 % en peso del peso total de la composición.

[0036] El copolímero de polietileno de baja densidad puede ser un LLDPE seleccionado de entre copolímero de etileno octeno y copolímero de etileno buteno.

[0037] En una realización, el copolímero de polietileno de baja densidad se obtiene mediante catálisis de metaloceno.

[0038] El copolímero de polietileno de baja densidad permite incorporar y dispersar más fácilmente los rellenos inorgánicos ignífugos (caolín calcinado e hidróxido metálico) en la matriz polimérica de la composición.

[0039] La composición a base de poliolefina ignífuga comprende, como rellenos inorgánicos que proporcionan a la composición a base de poliolefina características de pirorresistencia, caolín calcinado en una cantidad superior a 3 phr (superior a aproximadamente el 2,6 % en peso) y un hidróxido metálico en una cantidad superior a 10 phr (superior a aproximadamente el 8,8 % en peso).

[0040] En una realización, la composición a base de poliolefina ignífuga comprende caolín calcinado en una cantidad de 3,5 phr a 13 phr (3-8 % en peso).

[0041] En una realización, el caolín calcinado se silaniza, es decir, se somete a un tratamiento superficial de funcionalización con un silano, tal como por ejemplo, vinil silano, para mejorar la compatibilidad con el componente polimérico y, por consiguiente, la homogeneidad de la composición. Además, la silanización disminuye la polaridad del caolín, mejorando así el rendimiento eléctrico de la composición a base de poliolefina eléctricamente aislante.

[0042] El caolín calcinado se puede obtener sometiendo al caolín natural, que normalmente contiene agua de cristalización en su estructura cristalina, a un tratamiento térmico a alta temperatura, por ejemplo, a una temperatura superior a 1000 °C, un tratamiento conocido como calcinación, para hacerlo anhidro. Esto implica una modificación de la estructura, obteniendo así un producto más duro con mejores propiedades de aislamiento eléctrico.

[0043] El uso de caolín calcinado en la composición a base de poliolefina ignífuga puede impedir y/o bloquear la posible formación de vías de percolación eléctrica derivadas de la presencia de rellenos de hidróxido inorgánico en la matriz polimérica, preservando así las características dieléctricas de la composición que se desean para su uso como una capa eléctricamente aislante del cable. Al mismo tiempo, siendo el caolín calcinado un componente con propiedades ignífugas también permite reducir la cantidad de rellenos de hidróxido inorgánico que han de añadirse a la matriz polimérica para lograr las prestaciones de pirorresistencia deseadas. Además, el caolín calcinado ayuda a mantener buenas características mecánicas y de trabajabilidad de la composición a base de poliolefina.

[0044] En la presente descripción y reivindicaciones, como "hidróxido metálico" se entiende un hidróxido de un metal o un óxido metálico en forma hidratada.

[0045] En una realización, la composición a base de poliolefina ignífuga comprende un relleno de al menos un hidróxido metálico en una cantidad de 10,5 phr a 45 phr (9-28 % en peso).

[0046] Por ejemplo, el hidróxido metálico se selecciona de entre hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio o una combinación de los mismos. El hidróxido de magnesio puede ser de origen sintético (precipitado) y de origen natural (brucita).

[0047] El uso de hidróxido de magnesio sintético en la composición a base de poliolefina ignífuga puede mejorar la compatibilidad entre el hidróxido metálico y el componente polimérico de la composición.

[0048] La composición a base de poliolefina ignífuga comprende un alquil o alquenilalcoxisiloxano en una relación de cantidad de 1:25 a 1:50 con respecto a la suma de las cantidades de caolín calcinado y del hidróxido metálico.

[0049] Los alquil o alquenilalcoxisiloxanos para su uso en la composición a base de poliolefina ignífuga para la capa aislante de cable pueden tener la siguiente fórmula general I:

en el que

R es hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 4 átomos de carbono;

R' y R" son iguales o diferentes y se seleccionan de un grupo alquilo o alquenilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 20 átomos de carbono; y

n es un número entero de 1 a 10.000.

[0050] En una realización, los alcoxisiloxanos de la presente composición tienen una fórmula I en la que R es etoxi y R' y R" son iguales o diferentes y se seleccionan de un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 16 átomos de carbono. Un alcoxi siloxano adecuado para el presente cable Silmalink AQ 2345 comercializado por Silma (Societa Italiana Lavorazione Masterbatches ed Affini) S.R.L. (www.silmaster.com).

[0051] Sin pretender limitarse a ninguna teoría, el solicitante percibió que el uso de alquil o alquenilalcoxisiloxanos en la composición a base de poliolefina ignífuga para su uso como una capa eléctricamente aislante del cable puede mejorar la compatibilidad entre el relleno de hidróxido metálico y el componente polimérico de la composición al aumentar las interacciones entre los grupos hidroxilo del relleno y las cadenas de poliolefina para mejorar la dispersión del relleno inorgánico en la matriz polimérica y. El uso de alquil o alquenilalcoxisiloxanos también promueve la formación de residuos de carbono cohesivos ("residuo carbonoso") en una capa eléctricamente aislante cuando se expone a llamas, por ejemplo en caso de incendio, obteniendo así una reducción/ausencia de goteo del material polimérico que forma tal recubrimiento. Además, el uso de los siloxanos mencionados anteriormente en la composición polimérica permite reducir la viscosidad durante la extrusión, mejorando así la trabajabilidad de la composición a base de poliolefina ignífuga.

[0052] El solicitante encontró que la presencia de alquil o alquenilalcoxisiloxanos puede desempeñar un papel significativo en la mejora de las prestaciones de la composición a base de olefina ante el fuego cuando la cantidad de tales siloxanos en la capa eléctricamente aislante del cable se relaciona según una relación predeterminada con la cantidad de relleno inorgánico ignífugo presente en la composición polimérica (caolín calcinado e hidróxido metálico).

[0053] El solicitante experimentó que la combinación de los componentes mencionados anteriormente de la composición polimérica a base de poliolefina en los respectivos intervalos de cantidad indicados anteriormente dota a la capa eléctricamente aislante de una mejor reacción al fuego, especialmente goteo reducido, para hacer que el cable que comprende esta composición cumpla con los estrictos requisitos de las normas (por ejemplo, el Reglamento CPR 2016/364 de la Unión Europea) al tiempo que mantiene buenas características mecánicas y trabajabilidad en los procedimientos de extrusión convencionales.

[0054] Por el contrario, si solo se utiliza caolín calcinado o hidróxido metálico como relleno inorgánico ignífugo de la composición, la capa eléctricamente aislante resultante no muestra reducciones significativas del goteo en caso de incendio. Cuando ambos rellenos inorgánicos (caolín calcinado e hidróxido metálico) se utilizan sin ningún alquil o alquenilalcoxisiloxano en la composición, no se obtiene ninguna formación de residuo carbonoso significativa en el recubrimiento de aislamiento resultante.

[0055] La composición a base de poliolefina ignífuga puede comprender además componentes convencionales adicionales tales como antioxidantes, coadyuvantes tecnológicos, lubricantes, estabilizadores, pigmentos, etc.

[0056] Antioxidantes convencionales que son adecuados para este propósito son, a modo de ejemplo: trimetildihidroquinolina polimerizada, 4,4'-tiobis (3-metil-6-terc-butil) fenol, pentaeritritol tetraquis [3-(3,5-di-terz-butil-4-hidroxifenil) propionato], 2,2'-tio-dietilen-bis-[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil) propionato] y similares o mezclas de los mismos.

[0057] Coadyuvantes tecnológicos que generalmente se añaden al polímero base son, por ejemplo, estearato de calcio, estearato de zinc, ácido esteárico, cera de parafina, cauchos de silicona, aceites de silicona y similares, y mezclas de los mismos.

[0058] La producción del cable según la descripción se puede llevar a cabo preparando primero la composición a base de poliolefina ignífuga formando la capa eléctricamente aislante mezclando la matriz polimérica y los aditivos usando técnicas convencionales. Por ejemplo, la mezcla se puede llevar a cabo en una mezcladora interna del tipo con rotores tangenciales (Banbury) o con rotores interpenetrantes, o alternativamente en mezcladoras continuas tales como las del tipo Ko-Kneader (Buss), o del tipo de doble tornillo corrotativo o contrarrotativo. La composición a base de poliolefina ignífuga se puede utilizar en una forma no reticulada, para obtener una capa eléctricamente aislante con propiedades termoplásticas y, por lo tanto, reciclable.

[0059] La composición a base de poliolefina ignífuga, opcionalmente reticulada de manera parcial o completa, se extruye sobre el conductor eléctrico para obtener una capa eléctricamente aislante, o sobre el conductor eléctrico previamente recubierto con una capa eléctricamente aislante para hacer una cubierta exterior. Esta etapa se puede llevar a cabo utilizando, por ejemplo, una extrusora.

[0060] El cable según la descripción se puede usar particularmente para el transporte de energía eléctrica o datos. En una realización, el cable según la descripción se utiliza para el transporte de corrientes eléctricas de bajo voltaje (LV), es decir, corrientes eléctricas que tienen un voltaje no superior a 1kV.

[0061] La presente descripción se describirá ahora con referencia a los siguientes ejemplos que se proporcionan solamente con fines ilustrativos y, por lo tanto, no han de ser interpretados como limitativos del alcance de la presente descripción de ninguna manera.

Ejemplo

Preparación de las muestras de prueba según la descripción, muestras de referencia y comparativas

[0062] Se ha preparado una muestra de referencia con una capa eléctricamente aislante hecha completamente de LLDPE. Esta muestra se denomina muestra A.

[0063] Además, la muestra de prueba según la presente descripción y las muestras comparativas (en lo sucesivo denominadas muestras de B a I) se han preparado a partir de una composición a base de poliolefina ignífuga según la descripción y no según la descripción, respectivamente.

[0064] Las composiciones a base de poliolefina ignífuga de muestras de prueba de B a H se obtuvieron mezclando, en Banbury, los ingredientes expuestos en la Tabla I.

[0065] En la Tabla I, las muestras comparativas y la muestra de referencia A están marcadas con un asterisco.

[0066] Las cantidades se proporcionan en phr (peso por 100 partes en peso del material polimérico base) y, entre paréntesis, en % en peso (porcentaje en peso referido al peso total de la composición).

[0067] Las muestras así obtenidas se probaron para determinar su comportamiento de goteo en condiciones de exposición al fuego y para determinar sus propiedades mecánicas.

[0068] Las pruebas de goteo tuvieron como objetivo detectar la cantidad de goteo de las capas eléctricamente aislantes de los cables y la posible formación de residuos de carbono cohesivos (residuos carbonosos) en ellos en condiciones de exposición al fuego.

[0069] Se prepararon cuatro probetas con dimensiones de 50x75x3 mm para cada muestra de prueba. Cada probeta se pesó, se situó en un soporte de malla de acero de 16 NIT (mallas contadas en 50 mm) y se quemó bajo la acción de una llama producida por un mechero Bunsen alimentado con aire a un caudal de 8 ml/min y con gas propano líquido (GLP) a un caudal de 0,5 ml/min. La llama tenía una altura de 13 cm y un dardo azul de 5 cm y se dirigía hacia el centro de cada probeta en un ángulo de aproximadamente 45°. La llama se mantuvo en esta posición durante todo el tiempo del experimento, es decir, hasta que la muestra bajo prueba se quemó por completo.

[0070] El material goteado (gotas) de cada probeta de prueba se recogió en un tanque que contenía agua y a continuación se recuperó del tanque usando un filtro de 35 NIT. El residuo del filtro se secó en un horno a 40 °C durante 15 minutos y bajo vacío ligero (900 mbar) y a continuación se pesó para calcular el porcentaje con respecto al peso inicial usando la siguiente fórmula:

% de residuo = (peso de las gotas/peso inicial) x 100.

[0071] El soporte de malla de acero utilizado en cada experimento se almacenó y se evaluó visualmente la presencia de residuos de carbono en él.

[0072] Las propiedades mecánicas de las muestras de cable se evaluaron midiendo los siguientes parámetros y estándares:

- viscosidad (ISO_289-1,2014)

- resistencia a la tracción, y

- alargamiento de rotura (IEC 60811-4-1,2004).

[0073] Los resultados de las pruebas se muestran en la siguiente Tabla I.

Tabla I

[0074] A partir de los resultados anteriores, se puede observar que la muestra de referencia A tiene buenas propiedades mecánicas pero, como se esperaba, un goteo alto en condiciones de exposición al fuego debido a la ausencia de rellenos ignífugos en la matriz polimérica.

[0075] La presencia de caolín calcinado, como el único relleno ignífugo, y de alquilalcoxisiloxano (cable comparativo B) da como resultado una composición de polímero de poliolefina que tiene un mayor goteo en condiciones de exposición al fuego (+13 % en comparación con la muestra de referencia A).

[0076] La presencia de hidróxido de magnesio, como el único relleno ignífugo, y de alquilalcoxisiloxano (muestra comparativa C) da como resultado una composición de polímero de poliolefina que tiene solo una ligera reducción del goteo en condiciones de exposición al fuego (-14 % en comparación con la muestra de referencia A).

[0077] La presencia de caolín calcinado e hidróxido de magnesio como rellenos ignífugos en cantidades inferiores a las proporcionadas por la presente descripción, incluso en presencia de alquilalcoxisiloxano (muestra comparativa D) da como resultado una composición a base de poliolefina que tiene propiedades de goteo insatisfactorias, comparables a las de las muestras comparativas B y C mencionadas anteriormente.

[0078] A la inversa, una cantidad demasiado grande de rellenos ignífugos inorgánicos perjudica las propiedades mecánicas, como se desprende de los resultados de la prueba obtenidos en la muestra H.

[0079] La muestra comparativa E tiene una composición que difiere de la de la presente descripción (en particular, de la muestra G) solo en ausencia de alquilalcoxisiloxano. Aunque el comportamiento de goteo es valioso, las características mecánicas empeoran no solo con respecto a la muestra G, sino también con respecto a la muestra de referencia A.

[0080] Sorprendentemente, la presencia de caolín calcinado e hidróxido de magnesio como rellenos ignífugos y siloxano en las cantidades proporcionadas por la presente descripción (muestra F) da como resultado una composición a base de poliolefina ignífuga que tiene un goteo notablemente bajo (reducción del 97 % en comparación con el cable de referencia A), haciendo así que un cable cumpla con los requisitos de los estándares internacionales para la reacción al fuego. Como se puede observar, la composición mantiene buenas propiedades mecánicas y trabajabilidad en prprocedimientos de extrusión convencionales.

[0081] Además, a partir de las pruebas anteriores, se observó la presencia de cantidades considerables de residuos de carbono (residuo carbonoso) en el soporte de red utilizado para las probetas de los cables de prueba según la descripción, una cantidad que fue considerablemente mayor que la de los residuos de carbono liberados por los cables comparativos probados y el cable de referencia.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cable eléctrico ignífugo (10) que tiene un núcleo que comprende un conductor eléctrico (11) y una capa eléctricamente aislante (12) que comprende una composición a base de poliolefina ignífuga que comprende: a) como polímero base, una mezcla de al menos dos homopolímeros y/o copolímero de poliolefina en el que al menos uno es un copolímero de polietileno de baja densidad que tiene una densidad inferior a 0,915 g/cm3; b) caolín calcinado en una cantidad superior a 3 phr;

c) un hidróxido metálico en una cantidad superior a 10 phr; y

d) un alquil o alquenilalcoxisiloxano,

2. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que la mezcla de al menos dos homopolímeros y/o copolímero de poliolefina comprende polietileno; polipropileno; copolímeros de etileno con monómeros de C3 a C10; polibuteno; poli(4-metilpenteno-1) o copolímeros de estas olefinas y dienos.

3. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 2, en el que la mezcla de al menos dos homopolímeros y/o copolímero de poliolefina comprende polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE).

4. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que el copolímero de polietileno de baja densidad tiene una densidad que varía entre 0,840 y 0,910 g/cm3.

5. El cable eléctrico (10) ignífugo según la reivindicación 3, en el que el copolímero de polietileno de baja densidad se obtiene mediante catálisis de metaloceno.

6. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que el copolímero de polietileno de baja densidad se encuentra en una cantidad superior al 2 % en peso del peso total de la composición.

7. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que el copolímero de polietileno de baja densidad se encuentra en una cantidad como máximo del 10 % en peso del peso total de la composición.

8. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que la composición a base de poliolefina ignífuga comprende caolín calcinado en una cantidad de 3,5 phr a 13 phr.

9. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que la composición a base de poliolefina ignífuga comprende hidróxido metálico en una cantidad de 10,5 phr a 45 phr.

10. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que el hidróxido metálico es hidróxido de magnesio precipitado.

11. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, en el que el alquil o alquenilalcoxisiloxano se selecciona de compuestos que tienen la siguiente fórmula general I:

en la que R es hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 4 átomos de carbono;

n es un número entero de 1 a 10.000.

12. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 11, en el que el alquil o alquenilalcoxisiloxano se selecciona de compuestos que tienen la fórmula general I en la que R es etoxi y R ' y R" son iguales o diferentes y se seleccionan de un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 16 átomos de carbono.

13. El cable eléctrico ignífugo (10) según la reivindicación 1, que es un cable de bajo voltaje.