Composición retardante de la llama con propiedades mecánicas mejoradas.

Composición de polímero retardante de la llama que comprende

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades de comonómero polares,

(B) un compuesto que contiene un grupo de silicona,

(C) un material de carga inorgánico, y

(D) un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno con una o más unidades de comonómero de alfaolefina diferente,

en la que el material de carga inorgánico (C) está presente en una cantidad de 20 a 45% en peso de la composición total y

el homopolímero o copolímero de etileno (D) está presente en una cantidad de 15% en peso o más de la composición total, y tiene una densidad de 940 a 960 Kg/m3, determinada según la norma ISO 1183, y

en la que la composición de polímero tiene una entalpía de fusión de, como mínimo, 78 J/g.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08022280.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: Loyens,Wendy, SULTAN,BERNT-ÅKE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/08 (Copolímeros de etileno (C08L 23/16 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias ignífugas > C09K21/14 (Sustancias macromoleculares)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Aisladores o cuerpos aislantes caracterizados por... > H01B3/44 (resinas vinílicas; resinas acrílicas (siliconas H01B 3/46))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Conductores o cables aislados caracterizados por... > H01B7/295 (utilizando material resistente al fuego)

PDF original: ES-2537084_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composición retardante de la llama con propiedades mecánicas mejoradas

La presente invención se refiere a una composición polimérica retardante de la llama con propiedades mecánicas mejoradas, a un artículo, en particular un alambre o cable, que comprende dicha composición polimérica retardante de la llama y a la utilización de un homopolímero o copolímero de etlleno para mejorar las propiedades mecánicas de la composición retardante de la llama.

Para mejorar la resistencia a la llama de los polímeros, varios enfoques son conocidos en la técnica. En primer lugar, es conocido incluir compuestos que contienen haluros en el polímero. Sin embargo, estos materiales tienen la desventaja de que durante la combustión, se liberan gases peligrosos y corrosivos tales como haluros de hidrógeno. Esto es además una desventaja de las composiciones de polímero retardante de la llama basadas en PVC.

En un enfoque adicional, las composiciones retardantes de la llama incluyen cantidades relativamente grandes, típicamente del 50 al 60% en peso, de cargas inorgánicas tales como, por ejemplo, compuestos hidratados e hidróxidos, que durante la combustión se descomponen endotérmicamente y liberan gases inertes a temperaturas en el intervalo de 200 a 600°C. Estas cargas inorgánicas, por ejemplo, incluyen AI(OH)3 y Mg(OH)2. Sin embargo, estos materiales retardantes de la llama adolecen de los costos elevados de las cargas inorgánicas y del deterioro de las propiedades de capacidad de procesamiento y mecánicas de la composición de polímero debido a la cantidad elevada de carga.

Un tercer enfoque, tal como se da a conocer en el documento EP0393959, utiliza un fluido o goma de silicona en una composición junto con un polímero orgánico que comprende un acrilato o copolímero de etileno acetato, y una carga inorgánica.

Las últimas composiciones se han mejorado en aras de la capacidad de procesamiento y de la lisura de la superficie en el documento EP1862496, mediante la inclusión de un componente de polipropileno en la composición.

El documento WO 2008/112393 A1 da a conocer una composición adecuada para alambre o cable o aislamiento del cable o para la capa de recubrimiento que comprende un retardante de la llama inorgánico, por ejemplo, trihidróxido de aluminio (ATH), etileno-acetato de etilo (EEA) o etileno-acrilato de butilo (EBA), un polietileno homogéneo, un polímero de silicio y opcionalmente un supresor de humo. La capa de aislamiento o de recubrimiento que comprende dicha composición presenta una buena resistencia al estrés y/o a la fisuración térmica.

El documento US 2007/0010615 A1 da a conocer una composición retardante de la llama adecuado como recubrimiento o como una construcción de alambre y cable que comprende un primer polímero de etileno, un segundo polímero de etileno que tiene una densidad menor de 950 Kg/m3 y que está modificado con un anhídrido de diácido alifático ¡nsaturado, un retardante de la llama y un polisiloxano de peso molecular ultra elevado.

El documento US 5.889.087 da a conocer un cable que comprende una capa con una composición que comprende

(A) de, aproximadamente, el 40 a, aproximadamente, el 93% en peso de, como mínimo, una resina seleccionada del grupo que comprende un copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-acrilato de etilo, y un copolímero de etlleno-alfa olefina que tiene una densidad igual o menor que 915 Kg/m3, (B) de, aproximadamente, el 5 a, aproximadamente, el 50% en peso de un copolímero lineal de etileno-alfa-olefina producido mediante la utilización de un catalizador de metaloceno de sitio único y que tiene un índice de fluidez de, aproximadamente, 0,5 a, aproximadamente, 50 g/10 min, una densidad de 860 a 910 Kg/m3 y una relación Mw/Mn igual a, aproximadamente, 3,0 o menor que esto, (C) de, aproximadamente, el 2 a, aproximadamente, el 40% en peso de una resina etilénica modificada con un compuesto o compuestos que contienen un grupo funcional y, por cada 100 partes en peso de los componentes (A), (B) y (C), en combinación, (D) de 50 a 250, aproximadamente, partes en peso de un retardante de la llama inorgánico y, aproximadamente, de 0,05 a, aproximadamente, 10 partes en peso de aceite de silicona.

El documento US 6.020.411 da a conocer una composición que comprende una mezcla de, aproximadamente, el 40 a, aproximadamente, el 80% en peso de un copolímero de etileno y una alfa-olefina que tiene un índice de fusión en el intervalo de, aproximadamente, 0,1 a 10 g/10 min y una densidad en el intervalo de 870 a 930 Kg/m3 y, aproximadamente, del 20 al 60% en peso de un copolímero de etlleno y acrilato de etilo que tiene un índice de fusión de, aproximadamente, 0,1 a, aproximadamente, 50 g/10 min, y un contenido de acrilato de etilo en el intervalo de, aproximadamente, el 10 a, aproximadamente, el 40% en peso, y por cada 100 partes en peso de dicha mezcla de, aproximadamente, 30 a, aproximadamente, 150 partes en peso de una mezcla de talco y carbonato cálcico en el que la relación en peso de talco al carbonato cálcico está en el intervalo de, aproximadamente, 0,3:1 a, aproximadamente, 1,2:1 y, aproximadamente, de 1 a, aproximadamente, 20 partes en peso de un organopolisiloxano que tiene una viscosidad cinemática en el intervalo de, aproximadamente, 0,06 a, aproximadamente, 2 m/s a 23°C.

El documento US 6.414.509 da a conocer una composición de resina ignífuga que comprende un componente de resina termoplástica de un copolímero de bloques (hidrogenado) compuesta principalmente por un compuesto aromático de vinilo y un compuesto de dieno conjugado, un suavizante de la serie no aromática para la goma, un copolímero de etileno-alfa-olefina, un copolímero de etileno, ya sea con acetato de vinilo, ácido (met)acrílico o (met) acrilato, una resina de polipropileno y una resina de polietileno modificada y un peróxido orgánico, un ayudante de reticulación de la serie de los (met)acrilatos y/o de la serie de los alilos y un hidrato de metal en el que una cantidad específica del hidrato de metal es de uno pretratado con un agente de acoplamiento de silano.

Aunque estas composiciones tienen buenas propiedades retardantes de la llama, las propiedades mecánicas de la composición todavía se pueden mejorar para el cumplimiento de los requisitos mecánicos más estrictos, especialmente para cables eléctricos.

De este modo, es un objetivo de la presente invención el evitar las desventajas de los materiales de la técnica anterior y proporcionar una composición polimérica retardante de la llama que muestre una combinación de buen retardo de la llama, en particular un buen rendimiento en la prueba de quemado de un cable individual según la norma IEC 332-1 y buenas propiedades mecánicas, en particular propiedades de tracción, resistencia al desgarro y resistencia a la presión a elevada temperatura.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que las propiedades mecánicas de una composición de polímero que comprende un copolímero de etileno que comprende unidades de comonómero polar, un compuesto que contiene un grupo de silicona y un material de carga inorgánico pueden mejorarse mediante la adición de un homopolímero o copolímero de etileno, de manera que la entalpia de fusión de la composición de polímero tenga una magnitud de, como mínimo, 78 J/g.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer una composición polimérica retardante de la llama que comprende

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades comonoméricas polares,

(B) un compuesto que contiene un grupo de silicona,

(C) un material de carga inorgánico, que está presente en una cantidad del 20 al 45% en peso de la composición total, y

(D) un homopolímero de etileno o un copolímero... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de polímero retardante de la llama que comprende

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades de comonómero polares,

(B) un compuesto que contiene un grupo de silicona,

(C) un material de carga inorgánico, y

(D) un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno con una o más unidades de comonómero de alfa- olefina diferente,

en la que el material de carga inorgánico (C) está presente en una cantidad de 20 a 45% en peso de la composición total y

el homopolímero o copolímero de etileno (D) está presente en una cantidad de 15% en peso o más de la composición total, y tiene una densidad de 940 a 960 Kg/m3, determinada según la norma ISO 1183, y

en la que la composición de polímero tiene una entalpia de fusión de, como mínimo, 78 J/g.

2. Composición de polímero retardante de la llama, según la reivindicación 1, en el que homopolímero o copolímero de etileno (D) tiene un MFR (2,16 Kg, 190°C) de 0,1 a 15,0 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133.

3. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que homopolímero o copolímero de etileno (D) es multimodal.

4. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de copolímero de etileno (A) es menor del 50% en peso de la composición total.

5. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las unidades de comonómero polar del copolímero de etileno (A) se seleccionan de un grupo que comprende acrilatos de alquilo C1-C6, metacrilatos de alquilo C1-C6, ácido acrílico, ácido metacrílico y acetato de vinilo, incluyendo los

¡onómeros de los mismos.

6. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente (B) está presente en una cantidad del 1 al 20% en peso de la composición total.

7. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente (B) es un fluido de silicona y/o goma de silicona, y/o un copolímero de etileno y, como mínimo, un comonómero que comprende un grupo de silicona.

8. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el material de carga Inorgánico (C) comprende un carbonato, óxido y/o sulfato de un elemento de los grupos 1 a 13 del Sistema Periódico de los Elementos.

9. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende además negro de carbón en una cantidad del 1 al 5% en peso de la composición total.

10. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de polímero tiene una resistencia al desgarro de, como mínimo, 10 N/mm determinada según la norma BS 6469.

11. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de polímero tiene una resistencia a la tracción de, como mínimo, 9 MPa, determinada según la norma ISO 527-2.

12. Composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de polímero tiene una indentaclón de calor menor del 14,0% en el ensayo de presión según la norma IEC 60811-3-1.

13. Artículo que comprende la composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

14. Alambre o cable que comprende una capa producida a partir de la composición de polímero retardante de la llama, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

15. Utilización de un homopolímero o copolímero de etileno en la producción de una capa retardante de la llama de un alambre o cable para mejorar las propiedades mecánicas del alambre o cable, en la que la capa retardante de la llama comprende

(A) un copolímero de etileno que comprende unidades de comonómero polares,

(B) un compuesto que contiene un grupo de silicona,

(C) un material de carga inorgánico, y

(D) un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno con una o más unidades de comonómero de alfa-

olefina adicionales,

en la que el material de carga inorgánico (C) está presente en una cantidad del 20 al 45% en peso de la composición total y

el homopolímero o copolímero de etileno (D) está presente en una cantidad del 15% en peso o más de la composición total, y tiene una densidad de 940 a 960 Kg/m3, determinada según la norma ISO 1183, y la composición de polímero tiene una entalpia de fusión de, como mínimo, 78 J/g.