COMPOSICIONES POLIORGANOSILOXANOS VULCANIZABLES EN CALIENTE URILIZABLES PARTICULARMENTE PARA LA FABRICACIÓN DE HILOS O CABLES ELÉCTRICOS.

Composición poliorganosiloxano vulcanizable en caliente de elastómeros de silicona constituida por:

- 100 partes en peso de al menos una goma poliorganosiloxano (a): - de 15 a 100 partes de carga(s) de refuerzo (b), - de 0,2 a 8 partes de un peróxido orgánico (c), de preferencia un peróxido orgánico aralquilo y aún más preferentemente el peróxido de dicumilo, - de 0,2 a 10 partes de óxido de zinc (d), - de 0,1 a 15 partes de óxido de calcio (e), - de 0 a 15 partes de aditivo(s) auxiliar(es) (f), - de 0,0001 a 0,02 partes de ingrediente (g) expresado en peso de metal de platino (elemental) (o sea 10 ppm a 200 ppm), - de 10 a 100 partes de carga(s) de relleno (i), y - de 0,5 a 10 partes de especie (s) (j) pertenecientes al grupo de la wollastonita

Composiciones poliorganosiloxanos vulcanizables en caliente utilizables particularmente para la fabricación de hilos o cables eléctricos.

La presente invención se refiere a composiciones poliorganosiloxanos vulcanizables en caliente en elastómeros de silicona, es decir vulcanizables a temperaturas de la materia generalmente comprendidas entre los 100º y los 200ºC y que pueden según se necesite llegar hasta los 250ºC.

La invención se refiere también a la utilización de estas composiciones para especialmente la realización por extrusión de las camisas o aislantes primarios que entran en la fabricación de hilos o cables eléctricos protegidos contra el fuego.

Por la expresión "hilos o cables eléctricos protegidos contra el fuego", se entiende definir hilos o cables eléctricos que deben garantizar un comportamiento respecto al fuego de alta calidad en términos, al menos, de cohesión de las cenizas y de opacidad de los humos. Las características que deben presentar los hilos o cables eléctricos protegidos contra el fuego, son objeto de reglamentaciones legales en numerosos países y se han establecido normativas rigurosas.

Un cable eléctrico está constituido, según la técnica anterior conocida, por uno o varios monoconductor(es) (en general a base de Cu o de Al); cada uno de estos monoconductores está protegido por una camisa o aislante primario realizado con una o varias capa(s) concéntrica(s) a base de elastómero de silicona. Alrededor de esta camisa o de estas camisas (en el caso de un cable de varios monoconductores) está(n) previsto(s) uno o varios elemento(s) de relleno y/o uno o varios elemento(s) de refuerzo a base particularmente de fibras de vidrio y/o de fibras minerales. Luego se procede seguidamente al recubrimiento exterior que puede comprender uno o varios forro(s). En el caso de un cable eléctrico con varios monoconductores, el (o los) elemento (s) de relleno y/o el (o los) elemento(s) de refuerzo, que está(n) dispuesto(s) alrededor de los monoconductores (equipados cada uno de su aislante primario), constituye(n) una camisa común al conjunto de monoconductores. Aunque el elastómero de silicona que entra en la fabricación de los cables sea esencialmente el material constitutivo del (o de los) aislante(s) primario(s), puede estar presente también, en proporciones variables: en el (o los) elemento(s) de relleno y/o en el (o los) elemento(s) de refuerzo (que constituyen la camisa común en el caso de un cable con varios monoconductores); y/o en el (o los) forro(s) exterior(es).

El número de capa(s) concéntrica(s) a base de elastómero de silicona, que constituyen la camisa o aislante primario de cada monoconductor, y el espesor de pared de cada capa dependerá esencialmente de las exigencias impuestas para el mantenimiento del funcionamiento según las disposiciones de las normas. De forma general, es deseable obtener un funcionamiento similar mediante la utilización de una o dos capas presentando cada una, de forma apropiada, un espesor igual a al menos 0,5 mm y, de preferencia, a al menos 0,8 mm.

Una norma importante relacionada con los ensayos de comportamiento al fuego, que conviene cumplir, es la norma internacional CEI 1034, partes 1 y 2 (CEI es la abreviatura de la expresión: Comisión Electrotechnique Internationale), que se refiere a la medición de la opacidad de los humos desprendidos por cables eléctricos que se queman en condiciones definidas. En este ensayo, se mide la transmisión de luz en una pequeña sala de 27 m³ obscurecida por los humos producidos al quemar trozos de cables bajo la acción de una llama de alcohol instalada en condiciones definidas.

Las composiciones poliorganosiloxanos vulcanizables en caliente en elastómeros de silicona son ya muy ampliamente utilizadas en la fabricación de cables eléctricos y para la realización de accesorios de cables de energía, debido particularmente a sus excelentes propiedades dieléctricas, a su estabilidad térmica a las bajas y altas temperaturas, su resistencia a las condiciones atmosféricas o medio ambientales de utilización y su elasticidad.

Las mismas son en general reticuladas, en particular con la ayuda de un peróxido de reticulación. Hasta ahora, numerosos peróxidos utilizados no permiten la preparación de un cable por un procedimiento de extrusión o de coextrusión pues la temperatura para una operación de este tipo es a menudo del orden de los 100 a 120ºC, produciendo así un termoendurecimiento precoz de la formulación. Algunos peróxidos orgánicos, en particular los aralquilperóxidos tal como por ejemplo el peróxido de dicumilo (el bis (1-metil-1-feniletilo) peróxido) permite realizar esta operación de extrusión o de coextrusión sin un termoendurecimiento precoz (``se dice de "grillage"(tostado)). Sin embargo, la utilización de un tipo de peróxido de esta clase presenta la desventaja de liberar por descomposición térmica del catalizador y en particular dentro del ámbito de temperaturas que interesan bajo el punto de vista industrial, productos gaseosos y muy volátiles que dan lugar a defectos de extrusión y porosidades en el elastómero de silicona reticulado alrededor del material conductor en la vulcanización en un "baño de sal".

Las composiciones poliorganosiloxanos que comprenden aralquil-peróxidos y vulcanizables en caliente en elastómeros de siliconas propuestas hasta aquí para la industria del cable eléctrico no son totalmente satisfactorias particularmente en el plano de la preparación y de la realización de tales composiciones en un procedimiento de preparación de un cable por extrusión (o coextrusión) y vulcanización en un baño de sal.

Existe por consiguiente una necesidad importante en la industria del cable eléctrico de paliar estos problemas de porosidades en la realización de una composición de silicona vulcanizable en caliente y catalizada mediante aralquil-peróxidos, tal como por ejemplo el peróxido de dicumilo, en un procedimiento de vulcanización que utiliza un baño de sal.

Un fin de la presente invención es la puesta a punto de composiciones poliorganosiloxanos vulcanizables en caliente que, presentando un buen comportamiento a la combustión, tengan buenas propiedades mecánicas en estado no recocido como el estado recocido que no presenten degradación en la preparación de un cable eléctrico después de la extrusión (o coextrusión con un polímero termoplástico) y vulcanización en un baño de sal. Por "degradación" se entienden defectos de extrusión y/o porosidades en el elastómero de silicona reticulado alrededor del material conductor.

Ahora se han encontrado, y es lo que constituye el primer objeto de la presente invención, composiciones poliorganosiloxano catalizadas mediante aralquil-peróxidos, tal como por ejemplo el peróxido de dicumilo y vulcanizables en caliente en elastómeros de siliconas, utilizables particularmente en el ámbito de la fabricación de hilos o cables eléctricos que no presentan ya los problemas de degradación en la preparación de un cable eléctrico por extrusión (o coextrusión con un polímero termoplástico) y vulcanización en un baño de sal.

Además estas composiciones proporcionan elastómeros de siliconas con buenas propiedades mecánicas y un buen comportamiento al fuego y a la opacidad de los humos.

Más precisamente, la presente invención, tomada en su primer objeto, se refiere a una composición poliorganosiloxano vulcanizable en caliente en elastómeros de silicona constituida por:

- 100 partes en peso de al menos una goma poliorganosiloxano (a):

- de 15 a 100 partes de carga(s) de refuerzo (b),

- de 0,2 a 8 partes de un peróxido orgánico aralquilo y de preferencia el peróxido de dicumilo,

- de 0,2 a 10 partes de óxido de zinc (d),

- de 0,1 a 15 partes de óxido de calcio (e),

- de 0 a 15 partes de aditivo(s) auxiliar(es) (f),

- de 0,0001 a 0,02 partes de ingrediente (g) expresado en peso de metal de platino (elemental) (o sea de 10 ppm a 200 ppm),

- de 10 a 100 partes de carga(s) de relleno (i), y

- de 0,5 a 10 partes de especie (s) (j) pertenecientes al grupo de la wollastonita.

Así las composiciones según la presente invención comprenden al menos un polímero poliorganosiloxano (a) que contiene de preferencia de 0 al 4%, y aún más preferentemente de 0,01 al 3%, en peso, de grupo vinilado. Cuando estos polímeros poliorganosiloxanos (a) tienen viscosidades a 25ºC comprendidas entre 50.000 y 1.000.000 mPa.s, las mismas se denominan aceites, pero su viscosidad puede ser superior...

1. Composición poliorganosiloxano vulcanizable en caliente de elastómeros de silicona constituida por:

- 100 partes en peso de al menos una goma poliorganosiloxano (a):

- de 15 a 100 partes de carga(s) de refuerzo (b),

- de 0,2 a 8 partes de un peróxido orgánico (c), de preferencia un peróxido orgánico aralquilo y aún más preferentemente el peróxido de dicumilo,

- de 0,2 a 10 partes de óxido de zinc (d),

- de 0,1 a 15 partes de óxido de calcio (e),

- de 0 a 15 partes de aditivo(s) auxiliar(es) (f),

- de 0,0001 a 0,02 partes de ingrediente (g) expresado en peso de metal de platino (elemental) (o sea 10 ppm a 200 ppm),

- de 10 a 100 partes de carga(s) de relleno (i), y

- de 0,5 a 10 partes de especie (s) (j) pertenecientes al grupo de la wollastonita.

2. Composiciones según la reivindicación 1, caracterizadas porque el ingrediente (a) consiste en al menos un polímero poliorganosiloxano que contiene de 0 a 4% en peso de grupos vinilo y que tienen una viscosidad superior a 1 millón de mPa.s a 25ºC.

3. Composiciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizadas porque el ingrediente (b) consiste en sílice, alúmina o una mezcla de estas dos especies.

4. Composiciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porgue el ingrediente (i) consiste en al menos una sílice cristalina.

5. Composiciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque el ingrediente (j) consiste en al menos una especie seleccionada entre: el metasilicato de calcio (CaSiO₃) o wollastonita; el metasilicato mixto de calcio y de sodio (NaCa₂HSi₃O₉) o pectolita; y el metasilicato mixto de calcio y de manganeso [CaMn(SiO₃)₂] o bustamita.

6. Composiciones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque el ingrediente opcional (f), cuando se utiliza uno, consiste en: al menos un producto denominado "antiestructura" (f1); y/o al menos una resina polisiloxano f2); y/o al menos un agente de estabilización f3); y/o al menos un agente de copulación f4); y/o al menos un pigmento coloreado f5); y/o al menos un compuesto a base de boro f6).

7. Elastómero de silicona susceptible de ser obtenido por reticulación de una composición poliorganosiloxano vulcanizable en caliente tal como la definida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Utilización de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para la realización de la camisa o aislante primario de monoconductor(es) que entran en la constitución hilos o cables eléctricos protegidos contra el fuego, que consiste en realizar el depósito de la mencionada composición alrededor de cada monoconductor, extrusionarlo o coextrusionarlo con un polímero termoplástico y luego en hacerlo reticular con elastómero de silicona en un baño de sal a una temperatura de la materia que oscila entre los 100ºC y los 200ºC.