Recubrimiento de cable de bajo nivel de humos, resistente al fuego y resistente al agua.

Un recubrimiento de cable extruido que comprende:

(a) un polímero básico que contiene una poliolefina o un caucho sintético;

(b) al menos un 5% en peso del polímero total de un copolímero de etileno que contiene oxígeno;

(c) un retardante del fuego seleccionado del grupo consistente en borato de cinc, estannato de cinc, molibdato decinc básico, molibdato de cinc y calcio, óxido de cinc, silicatos estructurados hidratados, hidrotalcita aniónica sintética; y

(d) al menos un 60% en peso de una combinación sinérgica de hidróxido de magnesio y aluminio monohidratado.

Recubrimiento de cable de bajo nivel de humos, resistente al fuego y resistente al agua La presente invención proporciona un recubrimiento de cable nuevo y mejorado. El recubrimiento o aislamiento es eficaz para un bajo nivel de emisión de humos, resistencia al fuego y resistencia a la humedad y puede usarse en una sola capa.

Antecedentes de la invención Las composiciones de aislamiento o recubrimiento de alambre y cable son normalmente bastante inflamables. Como resultado, pueden plantear un riesgo de incendio en plantas generadoras, zonas de distribución, pozos de acceso y edificios. Puede aparecer fácilmente ignición por sobrecalentamiento o formación de arco. Por lo tanto, se usan generalmente retardantes de llama en recubrimientos de alambre y cable para evitar chispas eléctricas y prevenir posteriormente la difusión del fuego a lo largo del cable.

Los retardantes de llama, tales como aditivos halogenados (compuestos basados en flúor, cloro o bromo) o polímeros halogenados tales como polietileno clorosulfonado, neopreno, poli (cloruro de vinilo) o similares, se usan comúnmente como retardantes de llama en composiciones de aislamiento o recubrimiento de alambre y cable. Tanto los aditivos halogenados como los polímeros halogenados son capaces de proporcionar propiedades resistentes al fuego al polímero que forma el recubrimiento. Sin embargo, los halógenos tienen un inconveniente importante en que los gases desprendidos durante la combustión (concretamente, cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno) , o incluso simplemente sobrecalentamiento, son corrosivos así como tóxicos. Como resultados, el uso de aditivos halogenados o compuestos halogenados no se recomienda en localizaciones cerradas.

Una segunda alternativa para proporcionar retardo de llama para aislamiento de alambre y cable, especialmente aquellos producidos con poliolefinas, es usar un óxido inorgánico tal como un óxido de aluminio, magnesio, titanio y bismuto, en forma hidratada, como relleno de la matriz polimérica. El óxido de metal hidratado proporciona retardo de la llama mediante un mecanismo conocido como agua de hidratación. Cuando se calienta el metal hidratado, se desprende agua que efectúa una acción retardante de llama. Es un inconveniente de este sistema que el óxido de metal hidratado es polar y absorbe humedad cuando el cable se expone a un entorno húmedo, dando como resultado una reducción de las propiedades de aislamiento eléctrico de la composición de recubrimiento.

La patente de EE.UU. nº 6.803.517 de Caimi da a conocer la adición de un compuesto de acoplamiento basado en silano a la mezcla de recubrimiento para mejorar la compatibilidad del óxido de metal hidratado y el polímero de base olefínica.

El documento WO 95/10565 da a conocer un aislamiento de cable y alambre retardante de llama que comprende poliolefina, melamina como retardante de llama, poli (óxido de fenileno) y relleno silíceo.

La patente de EE.UU. nº 6.025.422 de Hall da a conocer una composición de polímero retardante de llama que comprende una combinación polimérica de policetona alifática y relleno inorgánico hidratado.

La patente de EE.UU. nº 6.143.816 de Prescher et al. da a conocer un material plástico retardante de llama que comprende una mezcla plástica que contiene de 55 a 75% en peso de bohemita.

El documento WO 99/05688 da a conocer un recubrimiento de cable de bajo nivel de humos y retardante de llama que comprende una mezcla polimérica e hidróxido de magnesio como retardante de llama.

La patente de EE.UU. nº 5.955.525 de Sánchez et al. da a conocer un aislamiento de alambre resistente al fuego y de bajo nivel de humos que comprende una carga inorgánica hidratada, un alcoxisilano, un aditivo, un fenol impedido y una sal de cinc de mercaptotoluimidazol.

La patente de EE.UU. nº 4.001.128 de Penneck da a conocer un sistema de relleno para polímeros que proporciona un material de aislamiento de alto voltaje que es resistente a las corrientes de fuga. Penneck da a conocer una combinación de alúmina trihidratada junto con un relleno de sílice tratada químicamente en combinación con diversos materiales poliméricos que tiene una resistencia a las corrientes de fuga mejorada en aplicaciones de aislamiento de alto voltaje. Se dan a conocer copolímeros de etileno-acetato de vinilo entre aquellos que pueden modificarse utilizando los rellenos dados a conocer. Dichos materiales aislantes pueden estar también reticulados.

La patente de EE.UU. nº 4.022.945 de MacKenzie, Jr., et al. da a conocer un sistema retardante del fuego para composiciones poliméricas que comprende una combinación de un hidrocarburo que contiene halógeno y un óxido de hierro. Las composiciones dadas a conocer pueden incluir copolímeros de etileno-acetato de vinilo mezclados con diversos modificadores además de los agentes retardantes de llama específicos dados a conocer como componentes del material de aislamiento.

Ninguno de los documentos discutidos anteriormente se enfrenta al problema de la resistencia a la humedad en un aislamiento de cable resistente al fuego. Como se ha discutido anteriormente, la exposición de un cable resistente al fuego a un entorno húmedo reduce significativamente las propiedades de aislamiento dieléctrico del recubrimiento de

cable, lo que puede ser un problema significativo para cables subterráneos, cables usados en barcos y cables submarinos.

El documento WO 98/40895 da a conocer un recubrimiento de cable resistente al fuego y resistente a la humedad que comprende dos capas de recubrimiento. Una capa interna construida para conferir resistencia a la humedad al recubrimiento y una capa externa construida para conferir resistencia al fuego al cable.

La patente de EE.UU. nº 5.912.436 de Sánchez et al. da a conocer un recubrimiento de cable que comprende tres capas. Una capa diseñada para conferir resistencia a la humedad, una capa diseñada para conferir una baja emisión de humos y una capa diseñada para conferir propiedades retardantes de llama.

Aunque ambos documentos WO 98/40895 y patente de EE.UU. nº 5.912.436 se enfrentan a una baja emisión de humos, resistencia al fuego y resistencia a la humedad en un recubrimiento, el recubrimiento comprende múltiples capas que aumentan significativamente el coste de construcción y la complejidad del cable.

El documento CA 2.402.653 A1 da a conocer una composición de recubrimiento que comprende un material de recubrimiento de superficie, una enzima y al menos un compuesto retardante de llama, que resiste fuertemente la colonización microbiana.

El documento US 2006/036006 A1 da a conocer una composición retardante de llama para uso en el recubrimiento de dispositivos eléctricos y electrónicos.

El documento US 2004/0217376 A1 da a conocer adicionalmente una composición de moldeo retardante de llama para el recubrimiento de dispositivos electrónicos.

El solicitante ha desarrollado un nuevo recubrimiento de cable capaz de una baja emisión de humos, resistencia al fuego y resistencia a la humedad en una sola capa. El nuevo recubrimiento de cable tiene un rendimiento eléctrico en húmedo mejorado y cumple satisfactoriamente la calificación VW-1 de rendimiento ante incendios para bajo calibre (AWG nº 14) , y las características de humos limitados definidos por la UL 1685 para el uso de escalerilla portacables.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un recubrimiento de cable nuevo y mejorado que es eficaz para una baja emisión de humos, resistencia al fuego y resistencia a la humedad en una sola capa. El nuevo recubrimiento de cable exhibe un rendimiento eléctrico en húmedo mejorado, una calificación VW-1 de rendimiento ante incendios para bajo calibre (AWG nº 14) y características de humos limitados como se definen por la UL 1685 para el uso de escalerilla portacables.

La presente invención proporciona un recubrimiento de cable extruido de baja emisión de humos, resistente al fuego y resistente a la humedad, comprendiendo dicho recubrimiento:

(a) un polímero básico que contiene una poliolefina o caucho sintético;

(b) al menos un 5% en peso del polímero total de un copolímero de etileno que contiene oxígeno;

(c) un retardante del fuego seleccionado del grupo consistente en borato de cinc, estannato de cinc, molibdato de

cinc básico, molibdato de cinc y calcio, óxido de cinc, silicatos estructurados hidratados, hidrotalcita aniónica sintética; y

(d) al menos un 60% en peso de una combinación sinérgica de hidróxido de magnesio y aluminio monohidratado.

En una realización preferida, la presente invención proporciona un recubrimiento de cable de... [Seguir leyendo]

1. Un recubrimiento de cable extruido que comprende:

(a) un polímero básico que contiene una poliolefina o un caucho sintético;

(b) al menos un 5% en peso del polímero total de un copolímero de etileno que contiene oxígeno;

(c) un retardante del fuego seleccionado del grupo consistente en borato de cinc, estannato de cinc, molibdato de cinc básico, molibdato de cinc y calcio, óxido de cinc, silicatos estructurados hidratados, hidrotalcita aniónica sintética; y

(d) al menos un 60% en peso de una combinación sinérgica de hidróxido de magnesio y aluminio monohidratado.

2. El recubrimiento de cable de la reivindicación 1, en el que el hidróxido de magnesio y el aluminio monohidratado se tratan con silano oligomérico.

3. El recubrimiento de cable según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el polímero básico es una poliolefina.

4. El recubrimiento de cable según la reivindicación 3, en el que la poliolefina se selecciona del grupo consistente en: polietilenos, copolímeros de etileno y α-olefinas y copolímeros de etileno y acetatos de vinilo o acrilatos de vinilo, y elastómeros termoplásticos

5. El recubrimiento de cable según la reivindicación 3, en el que la poliolefina se selecciona del grupo consistente en: polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de densidad media y polipropileno.

6. El recubrimiento de cable según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el polímero básico es un caucho sintético.

7. El recubrimiento de cable según la reivindicación 6, en el que el caucho sintético se selecciona del grupo consistente en: poliisopreno, polibutadieno, caucho de estireno-butadieno (SBR) y caucho de etileno-propilenomonómero diénico.

8. El recubrimiento de cable según cualquier reivindicación precedente, en el que el retardante de llama es estannato de cinc.

9. El recubrimiento de cable según cualquier reivindicación precedente, en el que el copolímero de etileno que contiene oxígeno se selecciona del grupo consistente en: copolímeros de etileno-acetato de vinilo, etileno-acrilato de metilo, etileno-acrilato de etilo y etileno-acrilato de butilo.

10. El recubrimiento de cable según cualquier reivindicación precedente, en el que la relación de hidróxido de magnesio a hidróxido de aluminio es de 9 a 1.

11. Un cable que comprende un conductor y un recubrimiento formado a partir de una composición según cualquier reivindicación precedente.

12. Un procedimiento de producción de un cable que comprende las etapas de:

(a) extruir una composición de recubrimiento alrededor de un conductor eléctrico, en el que dicho recubrimiento comprende un polímero básico, al menos un 5% en peso del polímero total de copolímero de etileno que contiene oxígeno, un retardante del fuego y al menos un 60% en peso de una combinación sinérgica de hidróxido de magnesio y aluminio monohidratado; y

(b) vulcanizar el recubrimiento.

13. El procedimiento de producción de un cable según la reivindicación 12, en el que dicha composición de recubrimiento comprende adicionalmente uno o más características como se definen en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11.

14. Uso de un recubrimiento de cable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para proporcionar un cable de bajo nivel de humos, resistente al fuego y resistente a la humedad.