FR2911217A1 - Fil-cable resistant au feu - Google Patents

Abstract

La présente invention décrit un fil ou un câble résistant au feu comprenant un câblage de conducteurs et un composite organique/inorganique résistant au feu comme couche d'isolation ou gaine externe. Le composite organique/inorganique comprend un composant organique d'un polymère, oligomère, ou copolymère ayant un premier groupe fonctionnel réactif ; et des particules inorganiques ayant un deuxième groupe fonctionnel réactif. Les particules inorganiques sont liées d'un point de vue chimique au composant organique via une réaction entre les premier et deuxième groupes fonctionnels réactifs.

Description

FIL/CABLE RESISTANT AU FEU Arrière-plan de l'invention Domaine de

l'invention La présente invention concerne un fil ou un câble, et notamment un fil ou un câble résistant au feu ayant une couche d'isolation résistant au feu ou une gaine externe résistant au feu. Description de la technique apparentée On peut utiliser des matériaux résistant au feu ou retardateurs de combustion comme matériaux architecturaux ou décoratifs. Des matériaux architecturaux décrits dans les brevets taiwanais N 583 078 et 397 885 comprennent une couche empilée, servant de couche résistant au feu, composée de matériaux inorganiques non inflammables tels que la perlite, le MgCl2, le MgO, le CaCO3 ou le ciment. En outre, on peut obtenir un stratifié résistant au feu rigide à partir de substrats flexibles composés de fibres ou de tissus non-tissé mélangés à des ignifuges, à des agents moussants et à des matériaux inorganiques 50-80 % en poids.

Les revêtements résistant au feu, servant de matériaux décoratifs, décrits dans les brevets taiwanais N 442 549, 499 469 et 419 514 comprennent une combinaison d'agents moussants et intumescents, d'agents de carbonisation, des ignifuges, et d'adhésifs qui moussent et gonflent lorsqu'ils sont exposés au feu. Le brevet américain N 5 723 515 décrit un matériau de revêtement retardateur de combustion incluant un matériau de base intumescent fluide ayant un agent moussant, un agent d'expansion, un agent de carbonisation, un agent de liaison, un solvant, et un pigment, permettant d'augmenter la résistance à la fissuration et au rétrécissement. On fabrique un composé décrit par le brevet américain N 5 218 027 à partir d'une composition d'un copolymère ou d'un terpolymère, d'un polymère à faible module, et d'un élastomère d'hydrocarbure synthétique. L'additif retardataire de combustion comprenant un hydroxyde métallique du groupe I, du groupe II ou du groupe III, sous réserve qu'au moins 1 en poids de la composition se présente sous la forme d'un organopolysiloxane. Le brevet américain N 6 262 161 concerne des compositions interpolymères remplies d'éthylène et/ou de monomères alpha-oléfines/vinyliques ou de vinylidène, montrant une performance améliorée lors d'une exposition aux flammes ou à des sources d'inflammation, et des articles fabriqués de ceux-ci. Les articles se présentent souvent sous la forme d'un film, d'une feuille, d'une structure multilamellaire, d'un sol, d'un mur, d'un revêtement de plafond, de mousses, de fibres, de dispositifs électriques ou d'ensembles de fil et de câble. Dans le brevet EP N 10330569, le brevet JP N 7211153, le brevet KR N 9201723B et le brevet EP N 0029234 décrivent une gaine externe de fil ou de câble comprenant du polychlorure de vinyle (PVC). En outre, le brevet EP N 0769789 et le brevet américain N 5891571 décrivent le mélange de polychlorure de vinyle avec du sel de calcium, du sel de zinc, du sel de magnésium, du sel d'aluminium, du phosphate, du plastique hologéné, de l'hydroxyde d'aluminium, du stannate de zinc pour augmenter la propriété ignifuge. En outre, le brevet JP N 1041112 décrit une gaine externe comprenant le copolymère éthylène-PVC avec l'éthylène acétate de vinyle-PVC. Etant donné les caractéristiques d'isolation électrique inférieure du PVC, une nouvelle couche d'isolation ou une gaine externe du fil ou du câble résistant au feu est requise. Le brevet américain N 6303681(Bl), le brevet américain N 5166250, le brevet JP N 2000191845, le brevet américain N 20060148939, et le brevet CA N 2210057 décrivent le mélange de polypropylène (ou polyéthylène) avec de l'oxyde métallique. Le brevet JP N 2005322474 décrit le mélange de copolymère d'EVA avec le styrène-éthylènebutylène et le Mg(OH)2 pour fabriquer la couche d'isolation ou une gaine externe du fil mé-:allique. Le brevet américain N 20050205290 décrit le mélange de l'HDPE et du verre de borax pour améliorer la propriété ignifuge du fil résistant au feu. On obtient les compositions de polymère ignifuge classiques grâce à un cintrage physique du polymère organique et de l'ignifuge inorganique dans lequel on intègre typiquement des agents de couplage ou des tensioactifs pour améliorer la dispersité de l'ignifuge inorganique. Cependant, étant donné que le polymère organique ne réagit pas avec le composant inorganique pour former un composite bien structuré grâce à la formation de liaisons chimiques, les compositions ignifuges classiques fondent, s'enflamment ou produisent des gouttes enflammées facilement lors d'une exposition aux flammes ou à des sources d'inflammation. Bref résumé de l'invention On fournit des fils ou câbles résistant au feu. Un mode de réalisation exemplaire d'un fil ou d'un câble résistant au feu comprend un câblage de conducteurs et un composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou comme couche de gaine externe. Notamment, le composite organique/inorganique comprend un composant organique et des particules inorganiques, dans lequel le composant organique a entraîné un groupe fonctionnel réactif, le composant organique comprenant un polymère, un copolymère, ou un oligomère, et la particule inorganique a un deuxième groupe fonctionnel réactif. Les particules inorganiques sont liées d'un point de vue chimique au composant organique via une réaction entre les premier et deuxième groupes fonctionnels réactifs. En outre, on revêt le composite organique/inorganique sur le câblage de conducteurs par immersion ou par extrusion. On fournit une description détaillée des modes de réalisation suivant en faisant référence aux dessins joints. Brève description des dessins On peut comprendre plus complètement la présente invention en lisant la description et les exemples détaillés suivant en faisant référence aux dessins joints, parmi lesquels : la figure 1 est une figure schématique montrant le procédé de fabrication de la gaine externe résistant au feu de l'exemple 1.

Description détaillée de l'invention La description suivante présente le meilleur mode de réalisation de l'invention. Cette description sert: à illustrer les principes généraux de l'invention et ne doit pas être considérée comme restrictive. On détermine mieux la portée de l'invention en faisant référence aux revendications jointes. Dans la présente invention, les particules inorganiques ayant des groupes fonctionnels réactifs, à l'origine ou après une modification de la surface, sont bien dispersées dans et amenées à réagir avec un composant organique tel qu'un polymère, un monomère, un oligomère, un prépolymère, ou un copolymère pour améliorer les propriétés ignifuges et mécaniques. On peut mélanger le composite organique/inorganique avec une phase continue appropriée, en fonction du type de composant organique, pour fournir un matériau de revêtement résistant au feu. Le composite organique/inorganique comprend typiquement 10 à 90 % en poids du composant organique, et 90 à 10 % en poids des particules non organiques. De préférence, le composite organique/inorganique comprend 30 à 70 % en poids du composant organique, et 70 à 30 % en poids des particules inorganiques, et comprend davantage de préférence 40 à 60 % en poids du composant organique, et 60 à 40 % en poids des particules inorganiques. Dans la mesure où l'on peut amener à réagir directement le composant organique et les particules inorganiques en les mélangeant pour former des liaisons covalentes ou ioniques, le composant organique du composite organique/inorganique ne fond pas et ne s'enflamme pas, ce qui empêche l'inflammation et la diffusion de la flamme. Après la combustion, on convertit le composant organique du composite organique/inorganique en une couche carbonacée, et les particules inorganiques dissipent la chaleur grâce au rayonnement thermique. En outre, dans la mesure où le composite organique/inorganique ne comprend pas le composé d'halogénure, aucun gaz toxique comprenant des halogènes n'est libéré lors de la combustion du composite organique/inorganique. Le matériau de revêtement résistant au feu de la présente invention se présente sous la forme d'une suspension. Le composant organique dans le matériau de revêtement peut être un polymère, un monomère, un oligomère, un prépolymère, ou un copolymère, tel que le composant organique dans un revêtement solidifié peut être un oligomère, un polymère, ou un copolymère. Aux fins de la présente invention, le terme polymère fait référence aux composés ayant une masse moléculaire moyenne dans la plage de 1 500 à plus de 100 000 Daltons, tandis que le terme oligomère fait référence à des composés ayant un certain nombre de masses moléculaires moyennes dans la plage de 200 à 1 499 Daltons. Dans le composite organique/inorganique, le composant organique et les particules inorganiques sont liés d'un point de vue chimique via les réactions des groupes fonctionnels réactifs correspondants. Les groupes fonctionnels réactifs du composant organique et des particules inorganiques incluent, sans s'y limiter, les groupes -OH, -COOH, -NCO, -NH3, -NH2, -NH, et époxy. Par exemple, on peut employer un composant organique ayant des groupes -COOH ou -NCO (par exemple, l'acide organique ou le polyuréthanne réactif) pour réagir avec les particules inorganiques ayant des groupes -OH (par exemple, l'hydroxyde métallique). En outre, on peut utiliser un composant organique ayant des groupes époxy pour réagir avec les particules inorganiques ayant des groupes -NH2. Selon une autre possibilité, un composant organique ayant des groupes -OH (par exemple, l'alcool polyvinylique) peut réagir avec des particules inorganiques ayant des groupes -COOH ou -NCO, et un composant organique ayant des groupes -NH2 peut réagir avec des particules inorganiques ayant des groupes époxy. Le composant organique approprié pour une utilisation dans la présente invention peut inclure tout monomère, oligomère, monopolymère, copolymère, ou prépolymère contenant les groupes fonctionnels réactifs susmentionnés. Les groupes fonctionnels réactifs peuvent résider dans le squelette ou une chaîne latérale du polymère. Les composants organiques préférés incluent l'acide polyorganique, le polyuréthane, l'époxy, la polyoléfine, et la polyamine. L'acide polyorganique inclut des monopolymères ou copolymères qui contiennent des acides carboxyliques ou sulfoniques tels que le poly(éthylène-co-acide acrylique) et le poly(acide acrylique-co-acide maléique). Des exemples illustratifs d'époxy incluent l'adipate de bis(3,4-époxy-6- méthylcyclohexylméthyle), le dioxyde de vinylcyclohexène, le diglycidyl tétrahydrophtalate, le diglycidyl hexahydrophtalate, une résine d'éther bis(2,3- époxycyclopentyle), des éthers glycidyliques de résine d'époxy de polyphénol. La polyamine appropriée pour une utilisation inclut la polyamine et le polyimide. Des exemples illustratifs de polyamine incluent le Nylon 6 ( (NH (CH2) 5CO) n) , le Nylon 66 ( (NH (CH2) 6-NH-CO (CH2) 4CO) n) , et le Nylon 12 ((NH(CH2)11CO)n). Le polyimide inclut une diamine telle que la 4,4-oxydianiline, le 1,4-bis(4-aminophénoxy) benzène, ou le 2,2-bis[4-(4-aminophénoxy)phényl]propane ; et inclut également un polyimide synthétisé par la diamine et le dianhydride tel que l'anhydride oxydiphtalique, le dianhydride pyromellitique, ou le dianhydride tétracarboxylique de benzophénone. La polyoléfine appropriée pour une utilisation inclut des copolymères d'un monomère d'oléfine et d'un monomère ayant les groupes fonctionnels réactifs susmentionnés. Il faut noter que le composant organique inclut également un monomère, un oligomère, un copolymère et un prépolymère des polymères illustratifs susmentionnés. En outre, on peut utiliser ces composants organiques seuls ou en associer au moins deux. Les particules inorganiques appropriées pour une utilisation dans la présente invention sont celles ayant des groupes fonctionnels correspondants, à l'origine ou après une modification de la surface, qui peuvent réagir avec les groupes fonctionnels du composant organique. Les particules inorganiques préférées incluent l'hydroxyde, le nitrure, l'oxyde, le carbure, le sel métallique, et le matériau lamellaire inorganique. L'hydroxyde inclut l'hydroxyde métallique tel que Al(OH)3 ou Mg(OH)2. Le nitrure inclut, par exemple, BN et Si3N4. Le carbure inclut, par exemple, SiC. Le sel métallique inclut, par exemple, CaCO3. Le matériau lamellaire inorganique inclut, par exemple, l'argile, le talc, l'hydroxyde double lamellaire (HDL), dans lequel l'argile peut être de l'argile smectique, de la vermiculite, de la halloysite, de la séricite, de la saponite, de la montmorillonite, de la beidellite, de la nontronite, du mica, ou de l'hectorite. On peut également utiliser les particules inorganiques en en mélangeant au moins deux. Par exemple, on peut utiliser une argile ayant des groupes fonctionnels réactifs en combinaison avec de l'hydroxyde métallique. Les particules inorganiques appropriées incluent les particules microdimensionnées et les nanoparticules. On préfère notamment les nanoparticules ayant des diamètres compris entre 1 et 100 nm, car plus la granulométrie est petite plus la surface par poids unitaire est grande.

On peut mélanger directement le composant organique et les particules inorganiques pour une réaction afin de former des liaisons covalentes ou ioniques, ou on peut réaliser la réaction dans plusieurs solvants (par exemple, l'eau, l'éthanol, la méthyl éthyl cétone). La température de réaction va généralement de la température ambiante à environ 150 0C, et le temps de réaction peut varier de 10 minutes à quelques jours, en fonction des matières premières utilisées. Le matériau de revêtement résistant au feu de la présente invention a une large plage d'applications. Par exemple, il est approprié comme matériau résistant au feu pour revêtir des structures d'intérieur ou de l'acier profilé. En outre, on peut l'utiliser comme matériau de revêtement pour des câbles enroulés, des connexions enroulées, ou des matériaux moussants. On peut également. utiliser le matériau de revêtement résistant au feu sur des objets inflammables dans des véhicules tels que des avions, bateaux, voitures et trains. En conséquence, les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique peuvent intégrer plusieurs additifs en fonction de l'application spécifique. Par exemple, un ignifuge tel que des phosphates de mélamine, du phosphore rouge, et un ignifuge à base de phosphore peuvent être présents pour améliorer la propriété ignifuge. Le silane (tel que TEOS ou TEVS) ou le siloxane peuvent être présents pour renforcer l'intégrité structurelle et faciliter le durcissement. Le sable de verre et la fibre de verre peuvent être présents pour améliorer la résistance thermique et renforcer l'intégrité structurelle. La quantité de ces additifs est comprise typiquement entre 0,1 et 20 parties en poids, sur la base de 100 parties en poids du composite organique/inorganique. Dans un mode de réalisation de l'invention, on revêt: le composite organique/inorganique sur le câblage de conducteurs par immersion ou extrusion, ce qui permet d'obtenir le fil ou le câble résistant au feu tel qu'un fil d'alimentation, un fil de données, ou un fil de communication. Dans la mesure où le composant organique et les particules inorganiques sont liés d'un point de vue chimique (par rapport aux produits de cintrage physique classiques), le composite résistant au feu de l'invention ne fond pas, ne s'enflamme pas ou ne produit pas de gouttes enflammées lors d'une exposition aux flammes ou à des sources d'inflammation. La propriété ignifuge du fil ou du câble résistant au feu est une propriété ignifuge suffisante pour réussir l'essai à la flamme de fil vertical UL 1581 VW-l.

Dans certains modes de réalisation de l'invention, le fil ou le câble résistant au feu peut comprendre le composite organique/inorganique comme couche d'isolation recouvrant le câblage de conducteurs, et une gaine externe telle que du PVC ou du Nylon recouvrant le composite organique/inorganique. Dans certains modes de réalisation de l'invention, le fil ou le câble résistant au feu peut comprendre une couche d'isolation telle que le PE ou PP recouvrant le câblage de conducteurs, et le composite organique/inorganique comme gaine externe recouvrant la couche d'isolation. De façon spécifique, on peut former la couche d'isolation et la couche de gaine externe en lots, et les former simultanément par coextrusion. Exemple 1 On charge 300 g de polyéthylène-co-acide acrylique (15 % en poids d'acide acrylique) dans un réacteur, on le préchauffe pour qu'il fonde à 110-120 C, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 324,0 g d'eau désionisée et 324,0 g d'ammoniaque aqueuse dans le réacteur, ce qui donne une émulsion blanche après une agitation pendant 10 minutes. On ajoute ensuite 300 g de poudre d'hydroxyde d'aluminium dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 10 minutes. Comme le montre la figure 1, on revêt respectivement des suspensions 200 d'une épaisseur de 0,25 mm, d'une épaisseur de 0,53 mm, et d'une épaisseur de 1,02 mm à l'intérieur du conteneur 400 sur des fils en cuivre 100 (qualité : 14AWG/3G; pour former une couche de gaine externe 300, puis on la place dans un four, on la sèche à 60 C pendant 60 minutes, 80 C pendant 60 minutes, 100 C pendant 60 minutes, 120 C pendant 30 minutes, 140 C pendant 30 minutes, et enfin, on la moule à 160 C pendant 240 minutes.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 1. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externes des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le groupe fonctionnel -000H de polyéthylène-co- acide acrylique au groupe fonctionnel -OH de poudre d'hydroxyde d'aluminium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée.20 Tableau 1 Epaisseur N Post-combustion après chaque application Indicateur Coton Note de flamme de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,25 1eT 2e 3e 4e 5e oui/non Oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non Non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 Indicateur Coton Note secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,53 leC 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec 0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non X Après chaque application de flamme de 15 Indicateur Coton Note secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 1,02 le` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non _ X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun Non Non X Exemple 2 On charge 300 g de polyéthylène-co-acide acrylique (15 % en poids d'acide acrylique) dans un réacteur, on le préchauffe pour qu'il fonde à 110-120 C, guis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute ensuite 300 g de poudre d'hydroxyde d'aluminium dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 10 minutes. On alimente la suspension blanche dans une extrudeuse, et on fabrique des fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) avec une couche de gaine externe d'une épaisseur de 0,2 mm, d'une épaisseur de 0,5 mm, et d'une épaisseur de 1 mm par coextrusion à 130 C, puis on les place dans un four, on les sèche à 6C C pendant 60 minutes, 80 C pendant 60 minutes, 100 C pendant 60 minutes, 120 c pendant 30 minutes, 140 C pendant 30 minutes, et enfin, on les moule à 160 C pendant 240 minutes.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 2. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le polyéthylène-co-acide acrylique à la poudre d'hydroxyde d'aluminium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée. Tableau 2 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,2 ter 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 0,5 ter 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,0 1er 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple 3 On charge 300 g d'acide polymaléique-co-acide acrylique dans un réacteur, on le préchauffe pour qu'il fonde à 110-120 C, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 300 g de poudre d'hydroxyde de magnésium dans le réacteur, ce qui donne une suspension après une agitation pendant 10 minutes. Après refroidissement, la suspension blanche se transforme en solide jaune. On alimente le solide jaune dans une extrudeuse, et on fabrique des fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) avec une couche de gaine externe d'une épaisseur de 0,2 mm, d'une épaisseur de 0,5 mm, et d'une épaisseur de 1 mm par coextrusion à 130 C, puis on les place dans un four, on les sèche à 60 C pendant 60 minutes, 80 C pendant 60 minutes, 100 C pendant 60 minutes, 120 C pendant 30 minutes, 140 c pendant 30 minutes, et enfin, on les moule à 160 C pendant 240 minutes. Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 3. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le poly acide maléique-coacide acrylique à la poudre d'hydroxyde de magnésium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée. Tableau 3 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,2 ler 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? _ enflammé ? 0,5 let 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,0 lei 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple 4 On charge 500 g de polyuréthanne réactif (avec 8 % de -NCO) dans un réacteur, puis on l'agite 300 tr/min. On ajoute 500 g de poudre d'hydroxyde d'aluminium dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêt respectivement des suspensions d'une épaisseur de 1,04 mm, d'une épaisseur de 2,15 mm, et d'une épaisseur de 2,97 mm à l'intérieur du conteneur sur des fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion, puis on les place à température ambiante pendant 24 heures.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 4. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le groupe fonctionnel -NCO de polyuréthanne réactif au groupe fonctionnel -OH de poudre d'hydroxyde d'aluminium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée.

Tableau 4 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 1,04 ler 2e 3e 4e 5e oui/non _ Réussite Echec +0,05 mm oui/non 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,15 1e` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X _ 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,97 le` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite _Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non _ X non 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple 5 On charge 500 g de polyuréthanne réactif (avec 8 % de -NCO) dissout dans 300 g de DMAC dans un réacteur puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 500 g de poudre d'hydroxyde d'aluminium dans le réacteur ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêtrespectivement des suspensions d'une épaisseur de 0,21 mm, d'une épaisseur de 0,49 mm et d'une épaisseur de 0,98 mm à l'intérieur du conteur sur les fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion. Après un séchage pendant 24 heures, on place les fils en cuivre avec une suspension dans le four à 105 C pendant 24 heures.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 5. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le groupe fonctionnel -NCO de polyuréthanne réactif au groupe fonctionnel -OH de poudre d'hydroxyde d'aluminium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée.

Tableau 5 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,21 let 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non _ X non 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 0,49 Ier 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non _ X non Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 0,98 lei 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple 6 On charge 500 g de polyuréthanne réactif (avec 8 % de -NCO) dans un réacteur, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 450 g de poudre d'hydroxyde de magnésium et 50 g de nanoargile modifiée avec un groupe fonctionnel -OH dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêt respectivement des suspensions d'une épaisseur de 1,10 mm, d'une épaisseur de 2,26 mm et d'une épaisseur de 2,95 mm à l'intérieur du conteneur sur des fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion, puis on les place à la température ambiante pendant 24 heures.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 6. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le groupe fonctionnel -NCO de polyuréthanne réactif au groupe fonctionnel -OH de poudre d'hydroxyde de magnésium, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée.

Tableau 6 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 1,10 le` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,26 ter 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,95 1e` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple 7 On charge 500 g de polyuréthanne réactif (avec 7,6 % de - NCO) dans un réacteur, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 450 g d'oxyde de titane modifié et 50 g d'argile-argile modifiée avec un groupe fonctionnel -OH dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêt respectivement des suspensions d'une épaisseur de 0,7 mm, d'une épaisseur de 1,46 mm et d'une épaisseur de 2,00 mm à l'intérieur du conteneur sur les fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion, puis on les place à la température ambiante à 80 C pendant 24 heures.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 7. Dans l'ensemble des essais, les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques ne s'enflamment pas, et les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon) ne s'enflamment pas ou ne brûlent pas. En outre, les débris de combustion tombés de l'échantillon n'enflamment pas le coton placé sur le sol autour de l'échantillon, réussissant l'essai à la flamme du fil vertical UL 1581 VW-1. En conséquence, étant donné que le composite organique/inorganique comprend le produit réactif obtenu en liant d'un point de vue chimique le groupe fonctionnel -NCO de polyuréthanne réactif au groupe fonctionnel -OH d'oxyde de titane modifié et argile, le fil ou le câble résistant au feu avec le composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou gaine externe montre une propriété ignifuge améliorée.

Tableau 7 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,70 Ier 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,46 le` 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non _ X non 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun _ non X non Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,00 ter 2e 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 2 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X 3 Aucun Aucun Aucun Aucun Aucun non non X Exemple comparatif 1 On charge 500 g de polyuréthanne réactif (avec 7,6 % de NCO) dans un réacteur, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 500 g d'oxyde de silicium chauffé à 80 C pendant 6 heures dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêt respectivement des suspensions d'une épaisseur de 0,72 mm, d'une épaisseur de 1,31 mm, et d'une épaisseur de 2,01 mm à l'intérieur du conteneur sur les fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion, puis on les place à température ambiante pendant 24 heures, puis dans un four à 80 C pendant 24 heures, et enfin, on les moule à 25 C pendant 72 heures. Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme de fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 8. Dans l'ensemble des essais, on enflamme les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques, et on enflamme puis on brûle les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon). On considère que l'essai est un échec. Ensuite, les débris de combustion tombés de l'échantillon enflamment le coton placé sur le sol autour de l'échantillon. En conséquence, étant donné que l'on retire le groupe fonctionnel -OH d'oxyde de silicium après un chauffage à 80 C pendant 6 heures, il n'y a pas assez de groupes fonctionnels - OH pour réagir avec le groupe fonctionnel -NCO de polyuréthanne réactif. Par conséquent, dans l'exemple comparatif 1, la gaine externe du fil résistant au feu ne comprend pas le composite organique/inorganique, comme décrit dans l'invention, et expose une propriété ignifuge inférieure.

Tableau 8 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,72 ler 2e I 3e I 4e I 5e oui/non oui/non Réussite Echec 0,05 mm 1 Aucun 120 (brûlés intégralement) oui non X 2 82 (brûlés intégralement) oui oui X 3 66 (brûlés intégralement) oui non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,31 lef 2e I 3e I 4e I 5e oui/non oui/non Réussite Echec 0,05 mm 1 Aucun 94 (brûlés intégralement) oui non X 2 88 (brûlés intégralement) oui oui X 3 76 (brûlés intégralement) oui oui x Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 2,01 ler 2e I 3e 4e 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun 88 (brûlés intégralement) oui oui X 2 Aucun 113 intégralement) oui non X (brûlés 3 97 (brûlés intégralement) oui oui X Exemple comparatif 2 On charge 500 g de polyuréthanne (sans -NCO) dans un réacteur, puis on l'agite à 300 tr/min. On ajoute 500 g de poudre d'hydroxyde d'aluminium dans le réacteur, ce qui donne une suspension blanche après une agitation pendant 5 minutes. On revêt respectivement des suspensions d'une épaisseur de 0,52 mm, d'une épaisseur de 1,17 mm, et d'une épaisseur de 1,88 mm à l'intérieur du conteneur sur les fils en cuivre (qualité : 14AWG/3G) par immersion, puis on les place dans un four, on les sèche à 60 C pendant 120 minutes, 80 C pendant 120 minutes, 100 C pendant 120 minutes, et enfin, on les moule à 120 C pendant 360 minutes.

Après un durcissement complet, on soumet le fil résistant au feu obtenu à un essai à la flamme de fil vertical UL 1581 VW-1, dont les résultats sont montrés dans le tableau 9. Dans l'ensemble des essais, on enflamme les couches de gaine externe des composites organiques/inorganiques, et on enflamme puis on brûle les indicateurs (attachés sur le dessus de l'échantillon). On considère que l'essai est un échec. Ensuite, les débris de combustion tombés de l'échantillon enflamment le coton placé sur le sol autour de l'échantillon.

En conséquence, étant donné que le polyuréthanne ne comprend aucun groupe fonctionnel -NCO, il n'y a aucun groupe fonctionnel pour réagir avec le groupe fonctionnel -OH de poudre d'hydroxyde d'aluminium. Par conséquent, dans l'exemple comparatif 2, la gaine externe du fil résistant au feu ne comprend pas le composite organique/inorganique, comme décrit dans l'invention, et expose une propriété ignifuge inférieure.

Tableau 9 Epaisseur N Post-combustion après chaque application de flamme Indicateur Coton Note de 15 secondes brûlé ? enflammé ? Durée de combustion record en secondes 0,52 Zef 2e I 3e I 4e I 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun 79 (brûlés intégralement) oui oui X 2 84 (brûlés intégralement) oui oui X 3 80 (brûlés intégralement) oui non X Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,17 1er 2e I 3e 1 4e I 5e oui/non oui/non Réussite Echec +0,05 mm 1 Aucun 114 (brûlés intégralement) oui oui X 2 96 (brûlés intégralement) oui oui X 3 82 (brûlés intégralement) oui oui x Après chaque application de flamme de 15 secondes Indicateur Coton Note Durée de combustion record en secondes brûlé ? enflammé ? 1,88 ler 2e I 3e I 4e I 5e oui/non oui/non Réussite Echec 0,05 mm 1 Aucun 83 (brûlés intégralement) oui non X 2 88 (brûlés intégralement) oui oui X 3 97 (brûlés intégralement) oui oui X Bien que l'on ait décrit l'invention à titre d'exemple et en termes de mode de réalisation préféré, il faut comprendre que la présente invention ne se limite pas à ceux-ci. Au contraire, elle vise à couvrir plusieurs modifications et agencements similaires (qui vont apparaître évidents pour les spécialistes de la technique). En conséquence, la portée des revendications jointes doit être interprétée dans son sens le plus large de manière à englober l'ensemble de ces modifications et agencements similaires.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Fil ou câble résistant au feu, comprenant : - un câblage de conducteurs et - un composite organique/inorganique comme couche d'isolation ou couche de gaine externe, comprenant : - un composant organique ayant un premier groupe fonctionnel réactif, le composant organique comprenant un polymère, un copolymère, ou un oligomère ; - des particules inorganiques ayant un deuxième groupe fonctionnel réactif ; - dans lequel les particules inorganiques sont liées d'un point de vue chimique au composant organique via une réaction entre les premier et deuxième groupes fonctionnels réactifs.

2. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel le composite organique/inorganique comprend "'0 à 90 % en poids du composant organique, et 90 à 10 % en poids des particules inorganiques.

3. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel le composite organique/inorganique comprend 30 à 70 % en poids du composant organique, et 70 à 30 % en poids des particules inorganiques.

4. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième groupes fonctionnels réactifs comprennent un groupe --OH, -COOH, -NCO, -NH3, -NH2, -NH, ou époxy.

5. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel le composant organique comprend un polyacide, un polyuréthane, un époxy, une polyoléfine, ou une polyamine.

6. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel les particules inorganiques comprennent un hydroxyde, un nitrure, un oxyde, un carbure, un sel métallique, ou un matériau lamellaire inorganique.

7. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel l'hydroxyde comprend un hydroxyde métallique.

8. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 7, dans lequel l'hydroxyde métallique comprend Al(OH)3 ou Mg(OH)2.

9. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel le nitrure comprend BN ou Si3N4.

10. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel l'oxyde comprend SiO2, TiO2, ou ZnO.

11. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel le carbure comprend SiC.

12. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel le sel métallique comprend CaCO3.

13. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 6, dans lequel le matériau lamellaire inorganique comprend l'argile, le talc, ou un hydroxyde double lamellaire (HDL).

14. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel on revêt le composite organique/inorganique sur le câblage de conducteurs par immersion ou extrusion.

15. Fil ou câble résistant au feu selon la revendication 1, dans lequel le fil ou le câble résistant au feu a une propriété ignifuge suffisante pour réussir l'essai à la flamme de fil vertical UL 1581 VW-1.