Composición termoplástica retardadora de la llama.

Composición termoplástica retardadora de la llama que comprende

(a) al menos un polímero de poliuretano termoplástico;

(b) al menos un retardador de la llama; y

(c) un polisiloxano modificado mediante la introducción, preferiblemente en el extremo de la estructura principal, de grupos funcionales tales como vinilo, metacrilato y/o expoxi, caracterizada porque dicho polisiloxano está presente en una cantidad del 0,25 al 0,75% en peso basándose en la composición total.

Composición termoplástica retardadora de la llama.

Esta invención se refiere a composiciones termoplásticas retardadoras de la llama que comprenden al menos un polímero de poliuretano termoplástico (TPU) , útiles para aplicaciones en las que es deseable un comportamiento retardador de la llama, tal como aplicaciones de hilo y cable, película soplada, aplicaciones de moldeo y similares.

El poliuretano termoplásticamente procesable (que se denominará TPU a continuación) es un material que ha demostrado ser satisfactorio como material de cubierta en la industria de cables debido a sus excelentes propiedades. El material es sumamente resistente a la abrasión, tiene alta estabilidad térmica y puede hacerse resistente a la llama para auto-extinguirse añadiendo determinados materiales. Las cubiertas de cable hechas de poliuretano muestran resistencia al corte, al rasgado inicial y a la propagación de rasgaduras. Además, el poliuretano es, o puede formularse para ser, resistente al ozono, los microbios, el aceite y la radiación de alta energía. Los cables equipados con una cubierta de poliuretano son extremadamente flexibles y puede soportar altos números de ciclos de flexión sobre radios estrechos.

Sin embargo, el TPU tiene una característica principalmente no deseada porque forma una masa fundida relativamente delgada a temperaturas elevadas. En caso de fuego, esto tiene el efecto que el material líquido se elimina por goteo y por tanto se expone el alma del cable. A temperaturas extremadamente altas, los materiales añadidos para mejorar la resistencia a la llama son con frecuencia inadecuados, y el material caliente o que está quemándose gotea y, en algunas circunstancias, enciende otro material, provocando de ese modo una rápida expansión del fuego.

El documento DE 3444500 da a conocer un cable difícilmente inflamable en el que al menos la capa externa de la cubierta de cable consiste en poliuretano total o parcialmente reticulado por irradiación. El poliuretano reticulado forma una envuelta cerrada, resistente a la llama, que no gotea bajo la acción de las llamas y por tanto no permite posteriormente que las capas subyacentes en la estructura de cable se fundan en la llama. Sin embargo, la desventaja es que la reticulación por irradiación es una etapa de procedimiento separada y los sistemas de reticulación por irradiación se someten a requisitos particularmente altos, lo que aumenta los costes de producción. Una desventaja adicional es que el poliuretano reticulado no puede reciclarse y es caro de eliminar.

El documento US 2002/0072554 describe una mezcla de polímero resistente a la llama, particularmente para la cubierta de cables y conductores, que comprende poliuretano, cargas y aditivos y de 1 a 10, preferiblemente de 3 a 7 partes de polisiloxano, que contiene grupos metacrilato y/o epoxi funcionales, por 100 partes en peso del poliuretano resistente a la llama. Esta mezcla de polímero puede procesarse termoplásticamente y no gotea en caso de fuego. Sin embargo, añadir polisiloxano en las cantidades descritas en el documento US 2002/0072554 tiene un efecto negativo sobre las propiedades ignífugas de la mezcla de polímero.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una mezcla de polímero resistente a la llama, que pueda procesarse termoplásticamente, no gotee en caso de fuego y tenga una propiedad de retardo de la llama excelente.

Otro objeto de la presente invención es preparar una composición de TPU que pueda usarse como aislante de cable o como camisa en una estructura de hilo y cable y que pase la prueba de fuego de la norma UL VW-1 (UL 1581) .

Éstos y otros objetos se logran proporcionando una composición termoplástica que comprende al menos un polímero de poliuretano termoplástico (TPU) y al menos un agente ignífugo junto con polisiloxano modificado en una cantidad del 0, 25 al 0, 75% en peso, y lo más preferiblemente del 0, 3 al 0, 75% o incluso del 0, 5 al 0, 75% en peso.

El polisiloxano usado en la presente invención se modifica mediante la introducción, preferiblemente en el extremo de la estructura principal, de grupos funcionales tales como vinilo, metacrilato y/o epoxi. Preferiblemente se modifica el polisiloxano, preferiblemente polidimetilsiloxano (PDMS) , con grupos vinilo que están presentes preferiblemente en una razón de 1 grupo vinilo por de 250 a 10000 grupos siloxano. Normalmente el peso molecular de la estructura principal de polisiloxano se encuentra entre 200000 y 600000, con una preferencia por el extremo superior del intervalo de peso molecular con el fin de obtener beneficios adicionales tales como menos o ninguna migración, menos deslizamiento de husillo, desmoldeo mejorado, menor coeficiente de fricción, menores problemas de impresión y pintura y una gama más amplia de capacidades de comportamiento. El polisiloxano modificado tiene preferiblemente una viscosidad superior a 30000 cPs; preferiblemente es incluso sólido.

Los ejemplos de polisiloxanos modificados, adecuados, disponibles comercialmente para su uso en la presente invención incluyen de Dow Coming: Sylgard 184, Silastic T-2 y DC 3-4939; de Gelest Inc.: DMS-V31S15, DMS-V46, DMS-V35, DMS-V35R, DMS-V33, DMS-V52, DMS-V31, DMS-V25R, DMS-V41 y DMS-V42; de Wacker: Genioplast Pellets S, Genioplast S-L5, 4 y PA 445503 VP; de ABCR GmbH: AB129589, AB109359, AB109362, AB109360, AB128873, AB109361, AB109358, AB146372, AB127688, AB252404, AB127688, AB116650 y AB109409; de Andisil: Nanocone VN, Nanocone XP, polímero Andisil VDM 500, Andisil VS 6, VS 1000, VS 2000, VS 4000, VS 5000, VS 10000, VS 20000, VS 65000, VS 80000, VS 100000, VS 165000, Andiform C100, Andiform C106, Andiform C300, Andiform C1000 y Andiform C1300; de Silicones Inc.: XP-540A y XP-540B.

Se requiere una cantidad mínima de este polisiloxano modificado para evitar el goteo pero usar una cantidad superior al 1% en peso hace que se deteriore la propiedad de retardo de la llama.

En caso de fuego, la composición termoplástica según la invención forma una capa de corteza, que impide que gotee el material fundido, que está quemándose. Esta corteza tiene propiedades de aislamiento térmico, que impiden el calentamiento acelerado del material bajo la acción de las llamas.

La composición termoplástica contiene además retardadores de la llama convencionales conocidos en la técnica tales como melamina, fosfato de melamina, polifosfato de melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, otros derivados de melamina, fosfatos orgánicos tales como fosfatos de triarilo, alcoholes polihidroxilados tales como pentaeritritol y dipentaeritritol, fosfonatos orgánicos, sales de ácidos fosfínicos ( (di) fosfinatos) y mezclas de los mismos. Algunas mezclas proporcionaran un efecto sinérgico tal como se describe en la técnica anterior. También pueden usarse cargas minerales como agentes ignífugos; entonces se necesita generalmente una cantidad superior de agente ignífugo. Los ejemplos de tales agentes ignífugos minerales incluyen hidróxidos tales como hidróxido de magnesio, hidróxido de calcio, hidróxido de aluminio e hidróxido de zinc.

La cantidad total de retardador de la llama usada en la composición termoplástica es generalmente de desde el 2 hasta el 70% en peso, preferiblemente desde el 10 hasta 60% en peso. Según una realización de la invención se usa una mezcla de retardadores de la llama, conteniendo dicha mezcla fosfinatos (por ejemplo fosfinato de aluminio, fosfinato de calcio, fosfinato de zinc) , agentes sinérgicos que contienen nitrógeno (por ejemplo cianurato de melamina, benzoguanamina, isocianurato de tris (hidroxietilo) , alantoína, glicolurilo, cianurato de urea, diciandiamida, guanidina) y compuestos de fósforo-nitrógeno (por ejemplo polifosfato de melamina, fosfato de dimelamina, pirofosfato de dimelamina, fosfato de melamina, pirofosfato de melamina, polifosfato de melam, polifosfato de melón, polifosfato de melem) , tal como se describe en el documento EP 1568731 incorporado en el presente documento como referencia. Una mezcla particularmente preferida contiene del 15 al 80% en peso de una sal (di) fosfínica y del 10 al 75% en peso, preferiblemente del 10 al 40% en peso de un agente sinérgico que contiene nitrógeno y del 10 al 75% en peso, preferiblemente del 10 al 40% en peso de un retardador a la llama de fósforo/nitrógeno.

En una realización preferida la composición termoplástica también comprende cargas minerales no ignífugas tales como determinados óxidos, carbonatos, silicatos, boratos, estannatos, óxido-hidróxidos mixtos, carbonatos óxidohidróxidos, hidróxido-silicatos o hidróxido-boratos o una mezcla de estas sustancias. A modo de ejemplo, puede hacerse uso de óxido de magnesio, óxido de calcio, óxido de aluminio,... [Seguir leyendo]

1. Composición termoplástica retardadora de la llama que comprende

(a) al menos un polímero de poliuretano termoplástico;

(b) al menos un retardador de la llama; y

(c) un polisiloxano modificado mediante la introducción, preferiblemente en el extremo de la estructura principal, de grupos funcionales tales como vinilo, metacrilato y/o expoxi, caracterizada porque dicho polisiloxano está presente en una cantidad del 0, 25 al 0, 75% en peso basándose en la composición total.

2. Composición termoplástica retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el polisiloxano se modifica mediante la introducción de grupos vinilo.

3. Composición termoplástica retardadora de la llama según la reivindicación 1 ó 2, en la que el polisiloxano es un polidimetilsiloxano modificado mediante la introducción de grupos funcionales.

4. Composición termoplástica retardadora de la llama según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el retardador de la llama está presente en una cantidad del 2 al 70%, preferiblemente del 10 al 60% en peso basándose en la composición total.

5. Composición termoplástica retardadora de la llama según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que también está presente al menos una carga mineral no ignífuga.

6. Composición termoplástica retardadora de la llama según la reivindicación 5, en la que dicha carga mineral está presente en una cantidad del 1 al 20%, preferiblemente del 1 al 10% en peso basándose en la composición total.

7. Composición termoplástica retardadora de la llama según la reivindicación 5 ó 6, en la que dicha carga mineral es (hidróxido-) silicato o carbonato de calcio.

8. Composición termoplástica retardadora de la llama según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho polímero de poliuretano termoplástico se prepara haciendo reaccionar un poliisocianato con un poliéster terminado en hidroxilo o un poliéter terminado en hidroxilo o un policarbonato terminado en hidroxilo o una mezcla de los mismos en presencia de uno o más extensores de cadena.

9. Uso de la composición termoplástica retardadora de la llama según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores como aislante térmico para conductores eléctricos o como camisa para conductores eléctricos en aplicaciones de estructura de hilo y cable.

10. Estructura de hilo y cable que comprende

(a) al menos un conductor metálico, estando dicho conductor aislado con un material polimérico no conductor;

(b) opcionalmente una camisa de retardador de la llama que cubre dicho conductor metálico aislado, caracterizada porque dicho material polimérico no conductor es una composición termoplástica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Estructura de hilo y cable que comprende

(a) al menos un conductor metálico, estando dicho conductor aislado con un material polimérico no conductor;

(b) una camisa de retardador de la llama que cubre dicho conductor metálico aislado, caracterizada porque dicha camisa es una composición termoplástica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

12. Estructura de hilo y cable según la reivindicación 11, en la que dicho material polimérico no conductor es una composición termoplástica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.