PT99319A

PT99319A - Processo para a preparacao de composicoes polimericas para blindagem de cabos electricos

Info

Publication number: PT99319A
Application number: PT9931991A
Authority: PT
Inventors: Martin John Dale; Andrew Hare; Ian Laurence Fordham
Original assignee: Bicc Plc
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1992-09-30
Also published as: FI914992A; GB9023188D0; NO914163L; EP0482833A3; FI914992A0; EP0482833A2; NO914163D0; IE913713A1

Description

Descrição referente à patente de invenção de BICC Public Limited Company, britânica, industrial e comercial, com sede em Devonshire House, May-fair Place, London, W1X 4FH, Inglaterra, (inventores: Martin John Dale, Andrew Hare e Ian Laurence Fordham, residen tes na Grã-Bretanha), para "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÕES POLIMÉRICAS PARA BLINDAGEM DE CABOS ELÉCTRI-COS" .

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a novas composições poliméricas adequadas, inter alia, para utilização como um material para blindagem no fabrico de cabos eléctricos. Tais com posições exigem dureza e flexibilidade físicas, de preferência se exigirem reticulação e muitas vezes, se estão envolvidas num incêncio, necessitam de combinar um bom retardamento de chama sem a produção de fumo negro ou de gases asfixiantes e/ou corro sivos (tais como halogenetos de hidrogénio); é também desejável que resistam â exposição a óleos e outros fluidos. Uma tal combinação de propriedades não se obtém facilmente mesmo utilizando materiais muito caros.

De acordo com a presente invenção, proporciona -se uma composição polimérica, termoplástica isenta de halogene tos, retardadora de chama, fracamente geradora de fumos e gases 1

que ã temperatura de 20°C possui uma tensão de ruptura de pelo menos 5 MN/m2, um módulo cortante inferior a 25 mN/m2 para uma distensão entre 0 e 10% e uma resistência de corte de pelo menos 6 kN/m, e a qual exibe, após exposição durante 28 dias ao fluido hidráulico 0X28 à temperatura de 50°C uma dilatação linear não superior a 15%, composição que incorpora, em partes em peso: a) 100 partes de polímero do qual mais do que 25% mas menos do que 75% (em peso) é um componente poliéter-poliamida segmen tado elastomérico e em que se estabelece o equilíbrio entre um terpolímero de etileno com um éster acrílico e um tercei ro monómero contendo pelo menos um grupo ácido carboxílico livre, b) 110 a 200 partes de uma carga de enchimento constituída por tri-hidrato de alumina com uma área superficial BET de pelo menos 4 m2/g mas inferior a 12 m2/g, c) um sistema estabilizador eficaz e facultativamente outros ingredientes convencionais em quantidades menores.

Os componentes poliéter-poliamidas segmentados elastoméricos adequados existem comercialmente disponíveis sob a marca registada PEBAX. Estes baseiam-se em blocos de poliami-da derivados de ácido 12-aminodecanoico (ou sua lactama) e em segmento de poliéter derivados de 1,4-butanodiol. Existem dispo níveis com várias qualidades de maciez e recomendam-se os compo nentes com um módulo de elasticidade à flexão inferior a 200 (de preferência inferior a 100) NPa em conformidade com a norma ASTM 0790 e um ponto de fusão inferior a 170°C, sendo o último limite,para permitir a mistura directa da carga de enchimento sem o risco de libertação prematura de água.

Os terpolímeros adequados existem comercialmen te disponíveis sob a marca registada VAMAC; a qualidade vendida como VAMAC G, que é isenta de aditivos e é a qualidade normalmente utilizada na indústria de cabos é a mais preferida. É de notar que as propriedades desejáveis das composições desta invenção podem ser em parte devidas à formação de reticulações ió 2

nicas (formação de sal) entre grupos ácido livres do terpolíme-ro e grupos de azoto básicos no componente poliéter-poliamida segmentado, mas a realização desta invenção não depende da cor-recção desta teoria e os requerentes nãodesejam ficar limitados por ela.

As qualidades adequadas da carga de enchimento de tri-hidrato de alumina existem fácilmente disponíveis? de fra ca qualidade electrolítica é a mais preferida uma vez que ofere ce propriedades eléctricas significativamente melhores e também uma melhor retenção de propriedades mecânicas, especialmente quando exposta à água. Se se desejar, o tri-hidrato de alumina com qualidade reforçante com uma área superficial BET superior a 10 m2/g pode ser misturado com um tri-hidrato de alumina com qualidade semi-reforçante com uma área superficial BET inferior a 5 m2/g; isto. é, nalguns casos facilitar a obtenção da resistência de corte necessária.

Podem utilizar-se sistemas antioxidantes convencionais e devem ser escolhidos de modo habitual de acordo com a cor da composição, uma vez que os sistemas mais eficazes tendem a melhorarem-se.

Os ingredientes facultativos em quantidades me nores, além de colorantes, incluem agentes de libertação tais como estearato de zinco e/ou determinados polímeros de silicone.

Esta invenção inclui cabos eléctricos blindados com as composições definidas.

Exemplos

Prepararam-se as composições apresentadas no Quadro adiante utilizando quantidades específicas de PEBAX 3533 e terpolímero VAMAC G como já definido, um primeiro tri-hidrato de alumina de fraca qualidade electrolítica fornecido por BACO Chemicals Lda. sob a designação SF11E possuindo uma área super- 3

ficial BET de 11 m2/g e/ou um segundo tri-hidrato de alumina de fraca qualidade electrolítica fornecido por BACO Chemicals Lda. sob a designação SF 4E e possuindo uma área superficial BET de 4 m2/g, com a adição em todos os casos de 5 partes de um pigmen to de qualidade negro de fumo e de um sistema antioxidante sinér gico convencional e auxiliares de processamento, silicone e es-tearato de zinco. Os exemplos numerados são exemplos da invenção. Os exemplos com letras são de comparação.

Prepararam-se as composições apresentadas no Quadro utilizando um misturador de 1,6 litros Banbury (interno) no qual se introduziram os dois polímeros e os estabilizadores e se misturaram durante 1 minuto, ã temperatura ambiente.

Adicionaram-se, em seguida, as cargas de enchi mento e pigmento e continuou-se a mistura até a temperatura atin gir 100 C (vários minutos). Nesta altura adicionaram-se os auxiliares de processamento e continuou-se a misturar até a tempe ratura atingir os 145°C, com uma pequena interrupção para limpar o misturador a 120°C. Descarregou-se a mistura num moinho de 2 rolos, laminou-se e extrudiu-se utilizando um Extrusiograph Brabender a 140°C para formar tiras com dimensões nominais de 50 mm de largura por 1,5 mm de espessura. Depois de condicionamento durante 24 horas, ensaiaram-se amostras cortadas destas tiras para a tensão de rutura, elongação, resistência de corte, viscosidade Mooney (ML1+5), resistência a 0X28, DERV e água, e módulo cortante para uma distensão entre 0 e 10%. Os resultados estão incluidos no Quadro.

- 4 - QUADRO - Parte 1

Exemplo A B C D E PEBAX 3533 75 25 25 75 75 VAMAC G 25 75 75 25 25 SF 11E 140 0 140 100 0 SF 4E 0 120 0 0 140 TENSÃO DE RUPTURA (MN/m2) 13,4 3,8 8,1 11,0 8,1 ELONGAMENTO Ã RUPTURA (%) 146,8 649,1 284,9 257,6 194,5 RESISTÊNCIA DE CORTE (kN/m) 6,4 11,3 11,8 18,1 18,8 VISCOSIDADE 160°C 37 27 48 25 28 MOONEY 150°C 44 31 53 32 37 140°C 69 44 69 54 78 130°C 121 58 89 99 127 OX-28 28 DIAS/50°C: DILATAÇÃO VOLÚMICA % 26,8 163 112,2 32,7 30,9 DILATAÇÃO LINEAR 7 29 24 7 7 TENÇÃO RETIDA 66,9 13,3 9,1 71,6 73,2 ELONGAÇÃO RETIDA 166,4 16,1 22,7 143,3 210,8 DERV 28 DIAS/23°C DILATAÇÃO VOLÚMICA 28,6 41,7 39,5 30,9 25,4 DILATAÇÃO LINEAR 7 11 9 8 5 TENSÃO RETIDA 64 33,9 32,9 70 74 ELONGAÇÃO RETIDA 133,6 71 72,5 193,2 261,7 ÃGUA DESTILADA 28 DIAS/50°C DILATAÇÃO VOLÚMICA 3,1 5 7,4 1,4 2,9 DILAÇÃO LINEAR 0 1 1 0 0 TENSÃO RETIDA 73,6 115,5 90 82, 5 93,2 ELONGAÇÃO RETIDA 76,5 97,4 108,8 79, 3 80,1 MODULO CORTANTE (MN/m2) 10% de distensão 26,3 5,2 12,1 25, 8 28,9 5

QUADRO - Parte 2

Exemplo 1 2 F G 3 PEBAX 3533 50 50 75 25 50 VAMAC G 50 50 25 75 50 SF 11E 70 120 60 100 0 SF 4E 70 0 60 0 100 TENSÃO DE RUPTURA (MN/m2) 9,0 9,6 9,8 5,3 6,4 ELONGAMENTO À RUPTURA (%) 234,6 294,0 240,6 469,5 770,4 RESISTÊNCIA DE CORTE (kN/m) 15,6 14,7 14,4 14,3 14,7 VISCOSIDADE 160°C 34 36 25 27 22 MOONEY 150°C 44 42 33 32 26 140°C 65 58 65 41 47 130°C 99 93 103 59 71 OX-28 28 DIAS 50°C: DILATAÇÃO VOLOMICA 52,6 53,4 30,9 127,7 66 DILATAÇÃO LINEAR 11 12 8 25 15 TENSÃO RETIDA 46,3 44,8 73,7 18,2 63,9 ELONGAÇÃO RETIDA 172,7 107,8 161,8 26,6 64,9 DERV 28 DIAS/23°C: DILATAÇÃO VOLUMICA 29,4 34,3 25,9 39,7 33,1 DILATAÇÃO LINEAR 7 8 7 8 8 TENSÃO RETIDA 54,4 51,2 71,8 41 81,2 ELONGAÇÃO RETIDA 179,7 139,9 187,2 130,3 90,1 ÃGUA DESTILADA 28 DIAS/50°C: DILATAÇÃO VOLÚMICA 6,3 3,9 3,2 7 5,7 DILATAÇÃO LINEAR 0 0 0 0 0 TENSÃO RETIDA 84,5 87,3 92,9 91,8 97,6 ELONGAÇÃO RETIDA 87,7 82,8 87,1 104,3 80,5 MODULO CORTANTE (MN/m2) 10% EXTN 16,0 20,0 28,2 7,8 13,4

Exemplo 4 H J K L PEBAX 3533 50 25 25 75 25 VAMAC G 50 75 75 25 75 SF 11E 0 70 50 0 120 SF 4E 140 70 50 120 0 TENSÃO DE RUPTURA (MN/m2) 5,8 6,3 3,9 9,2 6,4 ELONGAMENTO Ã ROTURA (%) 222,2 321,1 792,7 337,4 462,8 RESISTÊNCIA DE CORTE (kN/m) 17,2 16,9 10,4 18,1 17,5 VISCOSIDADE 160°C 32 38 25 22 36 MOONEY 150°C 39 43 27,5 29 LO k» O 140°C 59 57 39 58 52 130°C 91 77 55 102 74 OX-28 28 DIAS/50°C: DILATAÇÃO VOLOMICA % 57 109,8 149,8 32,2 111,6 DILATAÇÃO LINEAR 12 21 25 8 21 TENSÃO RETIDA 56,2 15,8 22 65,8 17,9 ELONGAÇÂO RETIDA 174 36,6 19,4 105,8 31 DERV 28 DIAS/50°C: DILATAÇÃO VOLOMlCA 29,5 32,6 36 27,3 37,9 DILATAÇÃO LINEAR 7 7 8 7 8 TENSÃO RETIDA 59,1 36,9 49,1 65,3 36,3 ELONGAÇÂO RETIDA 168,4 86,4 71,9 116,7 113,4 ÁGUA DESTILADA 28 DIAS/50°C: DILATAÇÃO VOLOMICA 4,8 8,6 11,3 3,4 5,4 DILATAÇÃO LINEAR 0 1 1 1 0 TENSÃO RETIDA 119,2 86,5 127 93,3 91,8 ELONGAÇÂO RETIDA 110,6 107 88,2 57,9 86,2 MÕDULO CORTANTE (MN/m2) 10% EXTN 18,3 10,4 6,9 29,0 9,7 7

Claims

REIVINDICAÇÕES - lã - Processo para a preparagão de uma composição polimérica termoplástica isenta de halogéneos, retardadora das chamas, fracamente geradora de fumos e gases, que à temperatura de 20°C possui uma tensão de rotura de pelo menos 5 MN/m2, um - 2 modulo cortante inferior a 25 MN/m para uma distensão entre 0% e 10% e uma resistência de corte de pelo menos 6 kN/m e a qual exibe, após exposição durante 28 dias ao fluido hidráulico 0X28 à temperatura de 50°C, uma dilatação linear não superior a 15%, caracterizada por incorporar, em partes em peso: a) 100 partes de um polímero do qual mais do que 25% mas menos do que 75% (em peso) é um componente poliéter-poliamida segmentado elastomérico e em que o equilíbrio se estabelece entre um termopolímero de etileno com um éster acrílico e um terceiro componente contendo pelo menos um grupo ácido carboxílico livre; b) 110 a 200 partes de uma carga de enchimento constituida por tri-hidrato de alumina com uma área superficial BET de pelo menos 4 m /g mas inferior a 12 m /g; c) um sistema estabilisador eficaz e facultativamente outros ingredientes convencionais em menores quantidades. - 23 - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado por o componente poliéter-poliamida segmentado elas tomérico se basear em blocos de poliamida derivada do ácido 12--amino-decanoico (ou sua lactama) e segmentos de poliêter derivado de 1,4-butanodiol. 8

33 Processo de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizado pelo facto de o componente poliéter-poliamida segmentado elastomérico possuir um módulo de elasticidade à flexão inferior a 200 em conformidade com a norma ASTM D 790. - 43 - Processo de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizado pelo facto de o componente poliéter-poliamida segmentado elastomérico possuir um módulo de elasticidade à flexão inferior a 100 em conformidade com a norma ASTM D 790. - 53 - Processo de acordo com qualquer das reivindica çÔes 2-4, caracterizado polo facto de o componente poliéter-po-liamida possuir um ponto de fusão inferior a 170°C. - 63 - Processo de acordo com qualquer das reivindica ções anteriores, caracterizado pelo facto de o tri-hidrato de alumina ser de fraca qualidade electrolltica. - 73 - Processo de acordo com qualquer das reivindica 9 ções anteriores, caracterizado por se incorporar tri-hidrato de alumina de qualidade reforçante com uma área superficial BET su 2 “ perior a 10 m /g e tri-hidrato de alumina de qualidade semi-re- - 2 forçante com uma area superficial BET inferior a 5 m /g. A requerente reivindica a prioridade do pedido britânico apresentado em 24 de Outubro de 1990, sob o número 9023188.7.

Lisboa, 24 de Outubro de 1991 T | ! η,-.Ι ;-·3Κ[.4Χ

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