CABLE AUTOEXTINGUIBLE Y COMPOSICIÓN IGNÍFUGA UTILIZADA EN EL MISMO.

Cable autoextinguible que comprende al menos un conductor y al menos un revestimiento ignífugo,

en el que el por lo menos un revestimiento ignífugo comprende: a) al menos un material de polímero seleccionado entre: homopolímeros de olefinas, copolímeros de olefinas, copolímeros de al menos una olefina con al menos un éster etilénicamente no saturado, poliésteres, poliéteres, copolímeros de poliéster/poliéster, y sus mezclas; b) al menos un relleno inorgánico hidratado ignífugo; c) por lo menos un silano sustituido con por lo menos un grupo hidrocarburo C10-C40 y con al menos un grupo hidrolizable

La presente invención se refiere a un cable autoextinguible y a la composición ignífuga utilizada en el mismo. En particular, la invención se refiere a un cable autoextinguible con propiedades de aislamiento mejoradas y a la composición ignífuga utilizada en el mismo.

Los cables autoextinguibles se producen generalmente mediante la extrusión sobre el núcleo del cable de una capa ignífuga que consiste en una composición de polímero a la que se le han dado características retardantes de llama mediante la adición de un aditivo adecuado. Pueden utilizarse para este propósito, por ejemplo, composiciones con base de poliolefina que comprenden, por ejemplo, polietileno o copolímeros de etileno/acetato de vinilo, que contienen un halogenuro orgánico combinado con trióxido de antimonio como aditivo ignífugo. Sin embargo, los aditivos retardantes de llama halogenados tienen muchos inconvenientes, ya que se descomponen parcialmente durante el procesamiento del polímero, produciendo gases halogenados que son tóxicos para los trabajadores y corroen las partes metálicas de los equipos de procesamiento de polímeros. Además, cuando se colocan directamente en una llama, su combustión genera grandes cantidades de vapores que contienen gases tóxicos. Inconvenientes similares se encuentran cuando se utiliza cloruro de polivinilo (PVC) con trióxido de antimonio añadido como polímero de base.

Así, en los últimos años, se ha hecho uso de composiciones libres de halógenos en la producción de cables autoextinguibles, en los que una base de polímero, generalmente de tipo de poliolefina, se mezcla con rellenos inorgánicos retardantes de llama, generalmente hidróxidos, óxidos hidratados o sales hidratadas de metales, en particular de aluminio o magnesio, tal como hidróxido de magnesio o trihidrato de alúmina, o mezclas de los mismos (véase, por ejemplo, las patentes US 4.145.404, US 4.673.620, EP-B-328 051 y EP-B-530 940).

Se pueden utilizar rellenos inorgánicos retardantes de llama, generalmente hidróxidos tal como se ha indicado anteriormente, cuando están recubiertos con diversos productos hidrofóbicos, ya que usualmente son muy higroscópicos y esta tendencia a absorber agua, incluso en condiciones de funcionamiento del cable, puede causar la pérdida de las características de aislamiento eléctrico del material de revestimiento; por lo tanto, para reducir la higroscopicidad, se utilizan ventajosamente agentes hidrófobos para recubrir el relleno ignífugo.

Entre los agentes hidrófobos, se conocen ácidos grasos saturados o insaturados, o sus sales, en particular ácido oleico, esteárico o isoesteárico y los oleatos o estearatos correspondientes, etc. por ejemplo, con zinc, magnesio o aluminio, etc., o silanos orgánicos tales como compuestos de alquilos de cadena corta y alquilalcoxi silanos, o de titanio, aluminio y circonio orgánicos.

Por ejemplo, el documento WO 96/27885 describe una composición ignífuga para recubrir cables eléctricos, que comprende polipropileno como matriz polimérica suplementada con 120% en peso de una cera de polietileno y 100-200% en peso de hidróxido de magnesio recubierto con un producto hidrófobo, por ejemplo, un alquilsilano. Este revestimiento se dice que aumenta la compatibilidad entre el relleno y la matriz de polímero y, al mismo tiempo, imparte propiedades hidrofóbicas al revestimiento resistente al fuego, evitando así la absorción de humedad, lo que reduciría la eficiencia de las propiedades aislantes del material.

El documento EP-A-0249010 describe compuestos de moldeado termoplásticos que tienen fuerza de alto impacto y alta elongación a la rotura, con un buen rendimiento contra el fuego, que se basan en mezclas de polímeros que consisten en una mezcla de 1 a 40% en peso de propileno homo- y/o copolímero, del 0,5 al 5% en peso de caucho terpolímero de etileno-propileno-dieno y del 40 al 70% en peso de hidróxido de magnesio recubierto con silano y, opcionalmente, de polietileno, éster poliacrílico y acetato de polivinilo homo-y copolímero.

Los documentos JP-5-17692 y JP-7-161230 describen una composición ignífuga dotada de resistencia a los ácidos mejorada o que suprime la higroscopicidad, respectivamente, que comprende hidróxido de magnesio procesado con un agente de tratamiento superficial que contiene al menos un compuesto seleccionado a partir de ácidos grasos y sus sales metálicas, agentes de acoplamiento de silano y titanato, añadiéndose la composición que se agrega a un plástico o caucho y se utiliza como material de revestimiento sobre alambres y cables eléctricos libres de halógeno autoextinguibles.

El documento EP-A-0568488 describe hidróxido de magnesio en partículas adecuado para su uso como aditivo ignífugo para un polímero, en especial para alambres y cables, con un área superficial BET peculiar y un tamaño de partícula promedio. Opcionalmente, el hidróxido de magnesio en partículas puede estar recubierto con un agente seleccionado de un ácido graso, un polímero carboxilado insaturado, un organosilano, por ejemplo, 3-aminopropiltrietoxisilano o vinil-tris (2metoxietoxi) silano, un organotitanato o una sal del mismo. Los artículos formados mediante la mezcla de hidróxido de magnesio en partículas con un polímero que se dice que presenta propiedades óptimas incluyendo eficacia ignífuga, resistencia a la tracción y porcentaje de elongación, así como la dispersabilidad del hidróxido de magnesio en partículas en el material de polímero.

El documento WO 99/05688 describe un cable con baja emisión de humos autoextinguible y un revestimiento ignífugo libre de halógenos utilizado en el mismo, en donde se utiliza hidróxido de magnesio natural como relleno ignífugo. El revestimiento comprende (a) un homopolímero o copolímero de propileno cristalino; (b) un copolímero de etileno con al menos una α-olefina, y opcionalmente con un dieno, que tiene un índice de distribución de la composición (CDI) de más del 45%, (c) hidróxido de magnesio natural. Para mejorar la compatibilidad entre el hidróxido de magnesio y el material de polímero, un agente de acoplamiento, tal como compuestos saturados de silano o compuestos de silano que contienen al menos una insaturación etilénica, epóxidos que contienen una insaturación etilénica, ácidos monocarboxílicos o ácidos dicarboxílicos con al menos una insaturación etilénica, o los derivados de los mismos, anhídridos o ésteres, se pueden agregar a la composición de revestimiento. El cable así obtenido presenta una flexibilidad mejorada, resistencia a la termocompresión y propiedades retardantes de llama.

El documento WO 00/39810 describe un proceso para producir cables de baja emisión de humos autoextinguibles en donde la capa de revestimiento ignífugo se obtiene mediante la extrusión de una composición ignífuga que comprende una base de polímero, tal como polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno o propileno con α-olefinas, copolímeros de etileno con al menos un éster seleccionado entre acrilatos de alquilo, metacrilatos de alquilo y carboxilatos de vinilo, caucho natural, caucho de butilo o mezclas de los mismos, un relleno inorgánico ignífugo tal como los hidróxidos, óxidos hidratados, sales o sales de calcio hidratadas, de aluminio o magnesio y un agente deshidratante, tal como óxido de calcio y zeolitas. La capa resultante ignífuga es lisa y uniforme, y está prácticamente exenta de poros y tiene éxito en la mejora de las propiedades mecánicas del revestimiento. Un agente de acoplamiento, capaz de aumentar la interacción entre los grupos activos del relleno ignífugo y las cadenas de polímero, se puede añadir para mejorar la compatibilidad entre el relleno y la base de polímero. Este agente de acoplamiento puede ser, por ejemplo, un compuesto de silano saturado o un compuesto de silano que contiene al menos una insaturación etilénica, por ejemplo viniltris (2metoxietoxi) silano.

El documento WO 00/19452 describe un cable eléctrico de baja emisión de humos autoextinguible recubierto con una composición ignífuga, que comprende (a) un homopolímero o copolímero de etileno con una α-olefina o con un éster etilénicamente insaturado, que tiene una densidad de 0,905 a 0,970 g/cm3; (b) un copolímero de etileno con al menos una α-olefina, y opcionalmente con un dieno, que tiene una densidad de 0,860 a 0,904 g/cm3 y un índice de distribución de la composición (CDI) de más del 45%, y (c) hidróxido de magnesio natural en una cantidad como para impartir propiedades retardantes de llama, en donde por lo menos uno de los componentes poliméricos (a) y...

1. Cable autoextinguible que comprende al menos un conductor y al menos un

revestimiento ignífugo, en el que el por lo menos un revestimiento ignífugo comprende:

a) al menos un material de polímero seleccionado entre: homopolímeros de olefinas, copolímeros de olefinas, copolímeros de al menos una olefina con al menos un éster etilénicamente no saturado, poliésteres, poliéteres, copolímeros de poliéster/poliéster, y sus mezclas;

b) al menos un relleno inorgánico hidratado ignífugo;

c) por lo menos un silano sustituido con por lo menos un grupo hidrocarburo C10-C40 y con al menos un grupo hidrolizable.

2. Cable según la reivindicación 1, en el que el material de polímero se selecciona entre:

polietileno, copolímeros de etileno con al menos una α-olefina que contiene de 3 a 12 átomos de carbono y, opcionalmente, con al menos un dieno que contiene de 4 a 20 átomos de carbono, polipropileno, copolímeros termoplásticos de propileno con etileno y/o por lo menos una α-olefina que contiene de 4 a 12 átomos de carbono, copolímeros de etileno con al menos un éster seleccionados entre acrilatos de alquilo, metacrilatos de alquilo y carboxilatos de vinilo, en donde el alquilo y los grupos carboxílicos comprendidos en los mismos son lineales o ramificados, y en el que el grupo alquilo lineal o ramificado puede contener de 1 a 8, preferiblemente de 1 a 4, átomos de carbono, mientras que el grupo carboxílico lineal o ramificado puede contener de 2 a 8, preferentemente de 2 a 5, átomos de carbono, y mezclas de los mismos.

3. Cable según la reivindicación 2, en el que el grupo alquilo lineal o ramificado puede contener de 1 a 4 átomos de carbono, mientras que el grupo carboxílico lineal o ramificado puede contener de 2 a 5 átomos de carbono.

4. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material de polímero se selecciona entre copolímeros de etileno con al menos una α-olefina que contienen de 3 a 12 átomos de carbono y, opcionalmente, con al menos un dieno que contiene de 4 a 20 átomos de carbono, obtenidos mediante catálisis de un solo sitio.

5. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el relleno inorgánico hidratado ignífugo se selecciona entre: hidróxidos de metales, óxidos metálicos hidratados, sales de metales que tienen por lo menos un grupo hidroxilo, y sales hidratadas de metal.

6. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el relleno inorgánico hidratado ignífugo es calcio, aluminio, magnesio o hidróxido de zinc, óxido hidratado, sal que tiene por lo menos un grupo hidroxilo o sal hidratada.

7. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el relleno ignífugo se selecciona entre:

hidróxido de magnesio, trihidrato de alúmina, carbonato de magnesio hidratado, calcio hidratado, carbonato de magnesio, 4ZnO.B2O3.H2O, 2ZnO.3B2O3.3.5H2O, o mezclas de los mismos.

8. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el relleno ignífugo es hidróxido de magnesio.

9. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo de hidrocarburos C10-C40 contenidos en el silano es un grupo C10-C40 alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo, arilalquilo, arilalquenilo, alquenilarilo, mientras que el grupo hidrolizable es un grupo alcoxi C1-C16, opcionalmente sustituido por al menos un grupo alcoxi C1-C16.

10. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo de hidrocarburos C10-C40 contenido en el silano es un grupo C12-C24 alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo, arilalquilo, arilalquenilo, alquenilarilo.

11. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el silano tiene la siguiente fórmula:

Y4-(x + z)SiRxR z (I)

en la que: x es 1, 2 ó 3, z es cero, 1 ó 2, con la condición de que x + z no sea superior a 3; Y, iguales o diferentes entre sí, son grupos alcoxi C1-C8, opcionalmente sustituidos por

al menos un grupo alcoxi C1-C8; R, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: grupos alquilo C10-C40, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C10-C40 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C14, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C30

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C30; con la condición de que cada R tiene de 10 a 40 átomos de carbono; R', iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: hidrógeno; grupos alquilo C1-C20, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C2-C20 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C14, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C20

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C20.

12. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el silano tiene la siguiente fórmula:

Y4-(x + z)SiRxR'z (I)

en la que: x es 1, 2 ó 3, z es cero, 1 ó 2, con la condición de que x + z no sea superior a 3; Y, iguales o diferentes entre sí, son grupos alcoxi C1-C4, opcionalmente sustituidos por

al menos un grupo alcoxi C1-C4; R, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: grupos alquilo C12-C24, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C12-C24 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C10, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C30

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C30; con la condición de que cada R tenga de 10 a 40 átomos de carbono; R', iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: hidrógeno; grupos alquilo C1-C16, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C2-C16 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C10, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C20

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C20.

13. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el silano tiene la siguiente fórmula:

al menos un grupo alcoxi C1-C4; R, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: grupos alquilo C14-C20, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C14-C20 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C10, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C30

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C30; con la condición de que cada R tenga de 10 a 40 átomos de carbono; R', iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre: hidrógeno; grupos alquilo C1-C12, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos alquenilo C2-C12 opcionalmente sustituidos por al menos un grupo arilo C6-C14; grupos arilo C6-C10, opcionalmente sustituidos por al menos un grupo alquilo C1-C20

y/o por lo menos un grupo alquenilo C2-C20.

14. Cable según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que, en la fórmula (I), x es 1, z es cero; Y, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre el grupo alcoxi C1-C4, opcionalmente sustituido por al menos un grupo alcoxi C1-C4; R es un alquilo C14-C20.

15. Cable según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que, en la fórmula (I), x es 1, z es cero; Y, iguales o diferentes entre sí, se seleccionan entre un grupo metoxi, etoxi o metoxietoxi, opcionalmente sustituido por al menos un grupo metoxi, etoxi o metoxietoxi y R es un grupo hexadecilo u octadecilo.

16. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el silano está en una cantidad del 0,1% al 10% respecto al peso total del relleno inorgánico ignífugo.

17. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el silano está en una cantidad del 0,5% al 5% en peso respecto al peso total del relleno inorgánico ignífugo.

18. Composición ignífuga que comprende: a) al menos un material polimérico, b) al menos un relleno inorgánico hidratado ignífugo, y c) por lo menos un silano, definiéndose a), b) y c) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.