ES2315448T3 - Composicion polimerica retardante de llama que comprende particulas finas. - Google Patents
Composicion polimerica retardante de llama que comprende particulas finas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2315448T3 ES2315448T3 ES03019364T ES03019364T ES2315448T3 ES 2315448 T3 ES2315448 T3 ES 2315448T3 ES 03019364 T ES03019364 T ES 03019364T ES 03019364 T ES03019364 T ES 03019364T ES 2315448 T3 ES2315448 T3 ES 2315448T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- composition
- weight
- polymer
- copolymer
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
- C08F290/068—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
- C08L55/005—Homopolymers or copolymers obtained by polymerisation of macromolecular compounds terminated by a carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Composición polimérica retardante de llama, que comprende: (A) un homopolímero y/o copolímero en una cantidad comprendida entre 30 y 70% en peso de la composición polimérica total, (B) un compuesto que contiene un grupo silicona, (C) una sustancia de relleno inorgánica que no es ni un hidróxido ni un compuesto hidratado en una cantidad, como mínimo, de 10% en peso de la composición polimérica total, en la que el componente (C) presenta una distribución de tamaños de partícula tal que, como mínimo, 10% en peso de la composición polimérica total son partículas con un tamaño menor de 0,5 micrómetros.
Description
Composición polimérica retardante de llama que
comprende partículas finas.
La presente invención se refiere a una
composición polimérica retardante de llama, más particularmente a
una composición polimérica retardante de llama para hilos o cables,
que exhibe propiedades mejoradas de retardante de llama, a la vez
que mantiene otras propiedades, tales como una buena extruibilidad o
un buen equilibrio entre flexibilidad y rigidez. Además, la
presente invención se refiere a la utilización de la composición
polimérica retardante de llama para la preparación de una capa
retardante de llama en hilos o cables, así como a un hilo o cable
que comprende una composición retardante de flama de acuerdo con la
invención.
Las poliolefinas son materiales inherentemente
combustibles. Sin embargo, en muchas aplicaciones se requiere
resistencia a la llama, tal como en cables e hilos en las industrias
electrónica y eléctrica. A efectos de obtener polímeros de
poliolefinas con una resistencia a la llama mejorada, se conoce el
hecho de incorporar aditivos específicos en el polímero, tales como
sustancias químicas basadas en halógenos, sustancias químicas
basadas en fosfatos o hidróxidos/compuestos hidratados inorgánicos.
Cada uno de estos aditivos presenta sus propias deficiencias, tales
como incompatibilidad con la poliolefina, necesidad de niveles
elevados de carga que provocan propiedades mecánicas pobres y una
procesabilidad pobre, la presencia o emisión de compuestos dañinos,
tóxicos o no deseables por algún otro motivo, o unos costes
elevados.
Por ejemplo, tal como se da a conocer en los
documentos EP 0 393 959 o WO 98/12253, una composición polimérica
retardante de llama puede comprender un compuesto que contiene un
grupo silicona, una sustancia de relleno inorgánica que no es ni un
hidróxido ni un compuesto sustancialmente hidratado, y una matriz
polimérica orgánica que comprende típicamente un acrilato o
acetato. La propiedad retardante de llama de dichas composiciones
se basa en efectos sinérgicos entre estos tres componentes, que, en
caso de quemarse, provocan la formación de una capa carbonizada
física y firmemente estable, que protege el polímero de quemarse más
allá. Habitualmente, los compuestos basados en dichas composiciones
exhiben una buena propiedad retardante de llama, por ejemplo en el
método de ensayo de índice de oxígeno limitante (LOI) según ISO
4589-A-IV. Los cables con cubierta o
los cables de conducciones mayores (sin cubierta) también deben
superar ensayos de cable específicos, como por ejemplo el ensayo de
combustión de hilo individual según IEC 332-1. Sin
embargo, los hilos de conducción son comúnmente más pequeños y los
hilos menores de 4 mm^{2} basados en dichas composiciones cumplen
con dificultades el IEC 332-1. En consecuencia, la
propiedad retardante de llama de dichas composiciones aún se puede
mejorar.
El documento
EP-A-1188793 da a conocer una
composición de resina de policarbonato retardante de llama y un
artículo moldeado que comprende una mezcla de resinas (A) de 60 a
99% en peso de una resina de policarbonato y (B) de 1 a 40% en peso
de un copolímero de policarbonato que presenta átomos de fósforo en
su cadena principal y contiene (C) de 0,02 a 5 partes en peso,
relativas a 100 partes en peso de la mezcla de resina, de un agente
antigoteo. Con una composición de resina de este tipo, se pueden
obtener artículos moldeados de alta calidad con un buen aspecto.
En consecuencia, es un objetivo de la presente
invención dar a conocer una composición polimérica retardante de
llama que presenta una propiedad retardante de llama mejorada a la
vez que mantiene buenas propiedades mecánicas, particularmente un
buen equilibrio entre flexibilidad y rigidez.
La presente invención se basa en el
descubrimiento de que dicho objeto se puede alcanzar mediante una
composición polimérica de acuerdo con la reivindicación 1.
En consecuencia, la presente invención da a
conocer una composición polimérica retardante de llama que
comprende:
(A) un homopolímero y/o copolímero en una
cantidad comprendida entre 30 y 70% en peso de la composición
polimérica total,
(B) un compuesto que contiene un grupo
silicona,
(C) una sustancia de relleno inorgánica que no
es ni un hidróxido ni un compuesto hidratado en una cantidad, como
mínimo, de 10% en peso de la composición polimérica total.
en la que el componente (C) presenta una
distribución de tamaños de partícula tal que, como mínimo, 10% en
peso de la composición polimérica total son partículas con un tamaño
menor de 0,5 micrómetros.
La composición inventiva exhibe una propiedad
retardante de llama mejorada en comparación con materiales según la
técnica anterior, ya que supera el ensayo de combustión de hilo
individual, y exhibe propiedades de goteo mejoradas. Además, dicha
composición libera en su descomposición gases menos peligrosos y no
corrosivos.
El objetivo del método de ensayo IEC
332-1 consiste en determinar la resistencia a la
propagación de la llama para cables verticales individuales. El
cable (600 mm) se coloca en una posición vertical y se aplica una
llama de 1 kW producida por un quemador de propano sobre la muestra
de cable con un ángulo de 45º y a 475 mm desde el soporte superior
de dicho cable. La distancia entre los soportes inferior y superior
debe ser de 550 mm. Para cables con un diámetro exterior menor de
25 mm, la llama se aplica durante 60 segundos. A efectos de superar
el ensayo, la llama debe extinguirse después de que la llama del
quemador de propano se ha retirado, y no se debe observar
carbonización en 50 mm desde el soporte superior y por debajo de 540
mm.
En la composición según la presente invención,
la selección y la composición del polímero (A) puede variar en
función de si dicha composición inventiva se utiliza como capa para
hilos o cables y en función de con qué propósito se aplica dicha
capa. Evidentemente, el polímero (A) también puede comprender una
mezcla de diferentes polímeros.
Los polímeros adecuados para formar el
componente (A) incluyen poliolefinas, poliésteres, poliéteres y
poliuretanos. También se pueden utilizar polímeros elastoméricos,
tales como, por ejemplo, goma de etileno/propileno (EPR), gomas de
monómeros de etileno/propilendieno (EPDN), goma elastomérica
termoplástica (TPE), goma de acrilonitrilo butadieno (NBR) y
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS). También se pueden utilizar polímeros reticulizables de
silano, es decir polímeros preparados utilizando monómeros de silano
insaturados que presentan grupos hidrolizables capaces de
reticularse por hidrólisis y condensación para formar grupos silanol
en presencia de agua y, opcionalmente, un catalizador de
condensación de silanol.
En una forma de realización preferente, el
componente (A) está formado esencialmente por olefina,
preferentemente etileno, homopolímeros o copolímeros. Estos
incluyen, por ejemplo, homopolímeros o copolímeros de etileno,
propileno y buteno, y polímeros de butadieno o isopreno. Los
homopolímeros y copolímeros de etileno adecuados incluyen
polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja, media o
alta densidad, y polietileno de muy baja densidad. Los copolímeros
de etileno adecuados incluyen aquellos con
alfa-olefinas C_{3} a C_{20}, acrilatos de
alquilo C_{1} a C_{6}, metacrilatos de alquilo C_{1} a
C_{6}, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos y acetatos de vinilo.
Son ejemplos preferentes de las alfa-olefinas de
alquilo el propileno, 1-buteno,
4-metil-1-penteno,
1-hexeno y 1-octeno.
En otra forma de realización preferente de la
composición inventiva, el componente (A) comprende un copolímero de
olefina, preferentemente un copolímero de olefina polar.
Los grupos polares se definen como grupos
funcionales que comprenden, como mínimo, un elemento distinto de
carbono e hidrógeno.
De forma adicionalmente preferente, el
copolímero polar es un copolímero de olefina/acrilato,
preferentemente de etileno/acrilato, y/o un copolímero de
olefina/acetato, preferentemente de etileno/acetato.
Además, resulta preferente que el copolímero
polar comprenda un copolímero de una olefina, preferentemente
etileno, con uno o más comonómeros seleccionados entre acrilatos de
alquilo C_{1} a C_{6}, metacrilatos de alquilo C_{1} a
C_{6}, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos y acetato de vinilo.
El copolímero también puede contener estructuras ionoméricas (como,
por ejemplo, de los tipos DuPont's Surlyn).
De forma adicionalmente preferente, el polímero
polar comprende un copolímero de etileno con alquilo C_{1} a
C_{4}, tal como metilo, etilo, propilo o butilo, acrilatos o
acetato de vinilo.
Resulta particularmente preferente que el
polímero polar comprenda un copolímero de una olefina,
preferentemente etileno, con un copolímero acrílico, tal como
copolímero de etileno y ácido acrílico, y copolímero de etileno y
ácido metacrílico.
Además de etileno y de los comonómeros
definidos, los copolímeros también pueden contener otros monómeros.
Por ejemplo, se pueden utilizar terpolímeros entre acrilatos y ácido
acrílico o ácido metacrílico, o acrilatos con vinilsilanos, o
acrilatos con siloxano, o ácido acrílico con siloxano.
El copolímero polar se puede preparar por
copolimerización del polímero, por ejemplo olefina, monómeros con
comonómeros polares, pero también puede ser un polímero injertado,
por ejemplo una poliolefina en la que uno o más de los comonómeros
se injerta en el esqueleto polimérico, como por ejemplo polietileno
injertado con ácido acrílico.
Resulta adicionalmente preferente que el
polímero polar constituya una cantidad de 30 partes en peso (pp) o
mayor, más preferentemente de 50 pp o mayor, y de forma aún más
preferente de 70 pp o mayor, por 100 pp de componente (A).
El componente de polímero (A) está presente en
la composición en una cantidad comprendida entre 30 y 70% en peso,
preferentemente entre 40 y 60% en peso de la composición total.
La composición retardante de llama inventiva
comprende además un compuesto que contiene un grupo silicona
(B).
En una forma de realización preferente de la
composición inventiva, el componente (B) es un fluido o goma de
silicona, o un copolímero de olefina, preferentemente etileno, que
comprende, como mínimo, un comonómero que contiene un grupo
silicona, o una mezcla de cualquiera de estos compuestos.
Preferentemente, dicho comonómero es un vinilpolisiloxano, como por
ejemplo, un polibishidrocarbilsiloxano insaturado de vinilo.
Los fluidos y gomas de silicona adecuados para
su utilización en la presente invención son conocidos e incluyen,
por ejemplo, polímeros de organopolisiloxano que comprenden unidades
siloxi químicamente combinadas seleccionadas entre el grupo que
consiste en unidades R_{3}SiO_{0. 5}, R_{2}SiO,
R^{1}SiO_{1. 5}, R^{1}R_{2}SiO_{0. 5}, RR^{1}SiO,
R^{1}_{2}SiO, RSiO_{1. 5} y SiO_{2}, y mezclas de las
mismas, en las que cada R representa independientemente un radical
hidrocarburo monovalente saturado o insaturado y cada R^{1}
representa un radical tal como R o un radical seleccionado entre el
grupo que consiste en radicales hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, arilo,
vinilo o alilo.
Preferentemente, el organopolisiloxano tiene un
peso molecular promedio en número M_{n} de aproximadamente 10 a
10.000.000. Las mediciones de distribución de pesos moleculares
(MWD) se llevaron a cabo utilizando GPC. Se utilizó CHCl_{3} como
disolvente. Se utilizaron una columna
Shodex-Mikrostyragel (10^{5}, 10^{4}, 10^{3},
100 \ring{A}), un detector RI y calibración por poliestireno NMWD.
Los ensayos de GPC se llevaron a cabo a temperatura ambiente.
El fluido o goma de silicona puede contener
sustancias de relleno de humo de sílice del tipo comúnmente
utilizado para rigidizar gomas de silicona, por ejemplo, hasta un
50% en peso.
Los copolímeros de olefina, preferentemente
etileno, y como mínimo un comonómero que contiene un grupo silicona,
son preferentemente un polibishidrocarbilsiloxano insaturado de
vinilo de acuerdo con la fórmula (I):
en la que n = 1 a 1.000
y
R y R' son independientemente vinilo, alquilo
ramificado o no ramificado, con 1 a 10 átomos de carbono; arilo con
6 a 10 átomos de carbono; alquilarilo con 7 a 10 átomos de carbono;
o arilalquilo con 7 a 10 átomos de carbono.
Dichos compuestos, por ejemplo, se dan a conocer
en el documento WO 98/12253.
Preferentemente, el componente (B) es
polidimetilsiloxano, preferentemente con un M_{n} de
aproximadamente 1.000 a 1.000.000, más preferentemente entre 200.000
y 400.000, y/o un copolímero de etileno y vinilpolidimetilsiloxano.
Estos componentes (B) son preferentes debido a su disponibilidad
comercial.
El término "copolímero", tal como se
utiliza en el presente documento, pretende incluir copolímeros
producidos por copolimerización o por injerto de monómeros en un
esqueleto polimérico.
Resulta preferente que el compuesto (B) que
contiene un grupo silicona esté presente en la composición en una
cantidad de 0,5 a 40%, más preferentemente de 0,5 a 10%, y aún más
preferentemente de 1 a 5% en peso de la composición total.
El componente de sustancia de relleno inorgánica
(C) presenta una distribución de tamaños de partícula tal que, como
mínimo, el 10% en peso, más preferentemente, como mínimo, el 15% en
peso de la composición polimérica total son partículas con un tamaño
menor de 0,5 micrómetros.
De forma más preferente, el componente (C)
presenta una distribución de tamaños de partícula tal que, como
máximo, el 55% en peso, más preferentemente, como máximo, el 45% en
peso, aún más preferentemente, como máximo, el 30% en peso de la
composición polimérica total, son partículas con un tamaño menor de
0,7 micrómetros, más preferentemente de 0,65 micrómetros o menor,
aún más preferentemente de 0,60 micrómetros o menor, y de la forma
más preferente menor de 0,5 micrómetros.
Además, resulta preferente que el componente (C)
presente una distribución de tamaños de partícula tal que, como
mínimo, el 50% en peso de las partículas presenta un tamaño menor de
0,7 micrómetros, más preferentemente de 0,65 micrómetros o menor,
aún más preferentemente de 0,60 micrómetros o menor, y de la forma
más preferente menor de 0,5 micrómetros.
Además, resulta preferente que, como mínimo, el
60% en peso de las partículas del componente (C) tengan un tamaño de
partícula de 1 micrómetro o menor, más preferente que, como mínimo,
el 70% en peso de las partículas tengan un tamaño de 1,5 micrómetros
o menor, y aún más preferente que, como mínimo, el 80% en peso de
las partículas tengan un tamaño de 2 micrómetros o menor.
En caso de utilizarse partículas de relleno
inorgánicas con una relación de aspecto, es decir la relación entre
la dimensión más ancha y la dimensión más corta de dichas
partículas, desviándose de 1, el tamaño de partícula se define como
el promedio numérico de las dimensiones más ancha y más corta de
dicha partícula.
Preferentemente, la sustancia de relleno
inorgánica (C) comprende, como mínimo, un tipo de sustancia de
relleno en la que la relación de aspecto de las partículas de
relleno inorgánicas, es decir, la relación entre las dimensiones más
ancha y más corta de las partículas, es menor de 5.
Por ejemplo, las partículas de CaCO_{3} tienen
habitualmente una relación de aspecto cercana a 1, por ejemplo de 1
a 2.
Entra dentro del alcance de la presente
invención la utilización de únicamente un tipo o una mezcla de dos o
más tipos de sustancias de relleno inorgánicas, presentando todas
las partículas de relleno la misma relación de aspecto.
Correspondientemente, la sustancia de relleno
inorgánica (C) puede consistir completamente en sustancias de
relleno con una relación de aspecto de las partículas menor de
5.
En una forma de realización preferente, la
sustancia de relleno inorgánica (C) comprende una mezcla, como
mínimo, entre dos tipos de sustancias de relleno, presentando uno de
dichos tipos partículas con una relación de aspecto menor de 5, y
presentando otro de dichos tipos una relación de aspecto de 5 o
mayor.
Por ejemplo, las fibras tienen típicamente una
relación de aspecto de las partículas de 10 y mayor, y el tipo
plaquetas de sustancias de relleno como mica, talco, hidróxido de
aluminio y grafito, presenta típicamente una relación de aspecto de
partículas de 5 a 100.
Resulta preferente que la sustancia de relleno
inorgánica (C) esté presente en la composición en una cantidad mayor
de 10% en peso, más preferentemente de 30% en peso o mayor, aún más
preferentemente de 32% en peso o mayor, aún más preferentemente de
34% en peso o mayor, y de la forma más preferente de 35% en peso o
mayor.
Resulta adicionalmente preferente que la
sustancia de relleno inorgánica (C) esté presente en la composición
en una cantidad de hasta 70% en peso, más preferentemente de hasta
60% en peso y de la forma más preferente de hasta 55% en peso.
El componente (C), es decir, el material de
relleno o inorgánico adecuado para su utilización en la composición
inventiva, comprende todos los materiales de relleno conocidos en la
técnica.
El componente (C) también puede comprender una
mezcla de cualquiera de dichos materiales de relleno. Son ejemplos
de dichos materiales de relleno óxidos, hidróxidos y carbonatos de
aluminio, magnesio, calcio y/o bario.
Preferentemente, el componente (C) comprende un
compuesto inorgánico de un metal de los grupos 1 a 13, más
preferentemente de los grupos 1 a 3, aún más preferentemente de los
grupos 1 y 2, y de la forma más preferente del grupo 2 de la tabla
periódica de los elementos.
La numeración de los grupos químicos, tal como
se utiliza en el presente documento, esta de acuerdo con el sistema
IUPAC, según el cual los grupos del sistema periódico de elementos
se enumeran del 1 al 18.
El componente de relleno inorgánico (C)
comprende un compuesto que no es ni un hidróxido ni un compuesto
hidratado, preferentemente comprende un compuesto seleccionado entre
carbonatos, óxidos y sulfatos, y de la forma más preferente
comprende un carbonato.
Son ejemplos preferentes de dichos compuestos el
carbonato de calcio, óxido de magnesio y huntita,
Mg_{3}Ca(CO_{3})_{4},
siendo un ejemplo particularmente preferente el carbonato de calcio.
siendo un ejemplo particularmente preferente el carbonato de calcio.
Aunque la sustancia de relleno inorgánica (C) no
es un hidróxido, puede contener pequeñas cantidades de hidróxido,
típicamente menos del 5% en peso de la sustancia de relleno,
preferentemente menos del 3% en peso. Por ejemplo, pueden estar
presentes pequeñas cantidades de hidróxido de magnesio en óxido de
magnesio. Además, aunque la sustancia de relleno (C) no es un
compuesto hidratado, puede contener pequeñas cantidades de agua,
habitualmente menos del 3% en peso de la sustancia de relleno,
preferentemente menos del 1% en peso. Sin embargo, lo que resulta
más preferente es que el componente (C) esté completamente libre de
hidróxido y/o agua.
Preferentemente, el componente (C) de la
composición polimérica retardante de llama inventiva comprende 50%
en peso o más de carbonato de calcio, y más preferentemente está
constituido de forma sustancialmente completa por carbonato de
calcio.
La sustancia de relleno inorgánica puede
comprender una sustancia de relleno tratada superficialmente con un
organosilano, un polímero, un ácido carboxílico o sal del mismo, a
efectos de ayudar al procesamiento y proporcionar una mejor
dispersión de la sustancia de relleno en el polímero orgánico.
Habitualmente, dichos recubrimientos no constituyen más del 3% en
peso de la sustancia de relleno.
Preferentemente, las composiciones según la
presente invención contienen menos del 3% en peso de recubrimientos
de sal organometálica o de polímero.
Además de los componentes (A), (B) y (C)
mencionados anteriormente, la composición según la presente
invención puede contener otros ingredientes, tales como, por
ejemplo, antioxidantes y/o estabilizantes de UV, en pequeñas
cantidades.
Además, también otras sustancias de relleno
minerales, tales como fibras de vidrio, pueden formar parte de la
composición.
Las composiciones según la presente invención
pueden ser reticulizables. Es bien conocido el hecho de reticular
composiciones poliméricas termoplásticas utilizando irradiación o
agentes de reticulación, tales como peróxidos orgánicos, y, de este
modo, las composiciones según la presente invención pueden contener
un agente de reticulación en una cantidad convencional. Los
polímeros de silano reticulizables pueden contener un catalizador de
condensación de silanol.
La composición polimérica retardante de llama
según la presente invención se puede preparar por
a) preparación de un lote madre que comprende el
compuesto que contiene un grupo silicona, aditivos y polímero,
seguido de composición con sustancia de relleno inorgánica y
polímero de matriz, o
b) composición en una etapa de todos los
componentes.
Para la mezcla, se puede utilizar un aparato
convencional de composición o mezclado, por ejemplo un mezclador
Banbury, un molino de goma de 2 rodillos, un coamasador de Buss o
una extrusionadora de husillo doble. Preferentemente, la composición
se preparará mezclándolos juntos a una temperatura suficientemente
alta para ablandar y plastificar el polímero, típicamente una
temperatura comprendida entre 120 y 200ºC.
La composición retardante de llama según la
presente invención se puede utilizar en muchas y diversas
aplicaciones y productos. Por ejemplo, la composición se puede
moldear, extruir o convertir de cualquier otro modo en artículos
moldeados, láminas, tejidos y fibras.
Tal como se ha mencionado anteriormente, una
utilización preferente de la composición retardante de llama según
la presente invención se aplica a la fabricación de conductos,
enchufes, hilos o cables, o para moldeo por inyección, siendo un uso
particularmente preferente la fabricación de hilos o cables. La
composición se puede extruir alrededor de un hilo o cable a efectos
de formar una capa aislante o de cubierta, o se puede utilizar como
compuestos de almohadilla.
A continuación, la presente invención se
describe con mayor detalle a partir de los ejemplos y de la
siguiente figura:
la figura 1 muestra la distribución de tamaños
de partícula de los materiales de relleno inorgánicos de CaCO_{3}
utilizados en los ejemplos.
Se prepararon composiciones poliméricas
retardantes de llama según la presente invención y con propósitos
comparativos componiendo los componentes en un molino de rodillos a
una temperatura de 180ºC.
Para la producción de las composiciones
comparativas y las composiciones de acuerdo con la presente
invención, se utilizaron los siguientes materiales:
- EMAA =
- Copolímero de etileno-ácido metacrílico que contiene 9% en peso de ácido metacrílico, con una velocidad de flujo de masa fundida a 190ºC, 2,16 kg (MFR_{2}) de 3,0 g/10 min y una densidad de 0,934 g/cm^{3};
- EAA =
- copolímero de etileno-ácido acrílico que contiene 9% en peso de ácido acrílico, con una MFR_{2} de 8 g/10 min, y una densidad de 0,936 g/cm^{3};
- EBA =
- Copolímero de etileno-acrilato de butilo que contiene 8% en peso de acrilato de butilo, y con una MFR_{2} de 0,4 g/10 min.
- Silicona (m.b.) =
- Lote madre, que consiste en 40% de elastómero de polidimetilsilicona y 60% de polietileno de baja densidad,
- CaCO_{3} (0,4) =
- Carbonato de calcio precipitado con un tamaño promedio de partícula (valor d_{50}) de 0,4 micrones,
- CaCO_{3} (0,65) =
- Carbonato de calcio triturado con un tamaño promedio de partícula (valor d_{50}) de 0,65 micrones,
- CaCO_{3} (1,4) =
- Carbonato de calcio triturado con un tamaño promedio de partícula (valor d_{50}) de 1,4 micrones,
- Estabilizante =
- Irganox 1010 (antioxidante fenólico).
Las composiciones se compusieron tal como se ha
indicado anteriormente, proporcionándose las cantidades en % en peso
de los componentes, tal como se indica en la tabla 1.
Se extruyeron 0,7 \pm 0,1 mm de aislamiento de
las diferentes composiciones indicadas en la tabla 1 sobre 1,5
mm^{2} de conductor de cobre en una línea de extrusión de
laboratorio (160-170-180ºC, rpm,
boquilla de inyección a presión).
a) La velocidad de flujo de masa fundida
MFR_{2} de la composición se midió de acuerdo con ISO 1133 a 190ºC
y un peso de 2,16 kg.
b) El ensayo de combustión de hilo individual se
llevó a cabo totalmente de acuerdo con IEC 332-1. A
efectos de superar el ensayo, la llama debe extinguirse después de
que la llama del quemador de propano de 1 kW se ha retirado, y no se
debe observar carbonización en 50 mm desde el soporte superior y por
debajo de 540 mm. Un hilo que superara este criterio se marcó
"superado" en la tabla 1. En caso contrario, se marcó "no
superado".
c) la tendencia al goteo de los materiales se
determinó del modo siguiente:
Se obtiene por compresión una placa de 60 x 60 x
3 mm^{3} del material y se coloca en una estructura de acero con
un tamaño de malla de 12. Dicha placa se quema desde abajo con un
ángulo de 45º a través de la estructura de acero mediante un
quemador Bunsen de 1 kW (950 \pm 50ºC), hasta que el fuego se
distingue por sí mismo (placa completamente quemada). Las gotas
quemadas caen sobre agua. Los residuos presentes en el agua se
filtran, se secan y se pesan. Las tendencias al goteo se expresan
como el residuo recogido en el agua dividido por el peso original de
la placa multiplicado por 100. Es decir, se trata del porcentaje del
peso de muestra original que se ha perdido debido al goteo. El
ensayo se basa en el método francés NF P 92-505.
d) La distribución de tamaños de partícula y el
tamaño promedio de partícula (valor d_{50}) se determinaron con un
Sedigraph 5100. Este método de sedimentación determina el tamaño de
partícula midiendo las velocidades de desplazamiento inducidas por
gravedad de partículas de diferentes tamaños en un líquido con
propiedades conocidas. La velocidad a la que dichas partículas caen
a través del líquido se describe mediante la ley de Stokes. Las
partículas más grandes caen más rápidamente, mientras que las
partículas más pequeñas caen más lentamente, hasta que todas ellas
han sedimentado y el líquido es nítido. Dado que partículas
diferentes raramente presentan una forma uniforme, cada tamaño de
partícula se registra como un "diámetro esférico equivalente",
es decir, el diámetro de una esfera del mismo material con la misma
velocidad gravitacional.
La velocidad de sedimentación se mide utilizando
un haz finamente colimado de rayos X de baja energía que atraviesa
la celda de muestra hasta un detector. Dado que las partículas
presentes en la celda absorben rayos X, únicamente un porcentaje del
haz original de rayos X alcanza dicho detector. Este es el dato a
partir del cual se determina la distribución de tamaños de partícula
en una celda que contiene líquido de sedimentación.
La fuente de rayos X y el mecanismo del detector
permanecen estacionarios, mientras que la celda se desplaza
verticalmente entre ambos. Debido a la característica de división
del haz, queda garantizado el posicionamiento automático de la
celda, eliminándose de este modo la incertidumbre asociada con otros
sistemas debido al movimiento del mecanismo que se produce en los
mismos. La celda contiene una ventana transparente a través de la
cual los rayos X procedentes de la fuente alcanzan el detector. La
distribución de masas de partícula en diversos puntos de la celda
afecta al número de pulsos de rayos X que alcance el detector. Este
conteo de los pulsos de rayos X se utiliza para deducir la
distribución de diámetros de partícula y la masa porcentual para
determinados diámetros de partícula. El tamaño de partícula promedio
se define como el tamaño de partícula cuando el 50% en peso del
material es más fino y el 50% en peso del material es más
grueso.
Una comparación entre las propiedades de las
composiciones según la invención (ejemplos 3 a 6, 8 y 9) y las
composiciones comparativas (ejemplos comparativos 1, 2, 7 y 10 a
14), tal como se indica en la tabla 1, muestra que los cables
preparados a partir de las composiciones inventivas superan el
ensayo de combustión de hilo individual y, de este modo, presentan
una propiedad retardante de llama mejorada.
Además, los resultados mostrados en la tabla 2
muestran que las composiciones inventivas presentan una tendencia al
goteo mejorada. Todos los compuestos ensayados contenían 12,5% en
peso de silicona (m. b.), 0,2% en peso de estabilizante, la cantidad
y calidad de CaCO_{3} indicadas en la tabla 2, y siendo el resto
EBA.
Claims (9)
1. Composición polimérica retardante de llama,
que comprende:
(A) un homopolímero y/o copolímero en una
cantidad comprendida entre 30 y 70% en peso de la composición
polimérica total,
(B) un compuesto que contiene un grupo
silicona,
(C) una sustancia de relleno inorgánica que no
es ni un hidróxido ni un compuesto hidratado en una cantidad, como
mínimo, de 10% en peso de la composición polimérica total,
en la que el componente (C) presenta una
distribución de tamaños de partícula tal que, como mínimo, 10% en
peso de la composición polimérica total son partículas con un tamaño
menor de 0,5 micrómetros.
2. Composición, según la reivindicación 1, en la
que la cantidad total de sustancia de relleno inorgánica (C) está
comprendida entre 30 y 55% en peso de la composición polimérica
total.
3. Composición, según la reivindicación 1 ó 2,
en la que la sustancia de relleno inorgánica (C) comprende un
carbonato, un óxido y/o un sulfato de un elemento de los grupos 1 a
13 del sistema periódico de elementos.
4. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el componente (C) comprende
un compuesto inorgánico que presenta partículas con una relación de
aspecto menor de 5.
5. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el polímero (A) comprende un
copolímero de olefina polar.
6. Composición, según la reivindicación 5, en la
que el polímero (A) comprende un copolímero de una olefina con un
comonómero acrílico.
7. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el compuesto que contiene un
grupo silicona (B) es un fluido y/o goma de silicona, y/o un
copolímero de olefina que comprende un comonómero que contiene un
grupo silicona.
8. Utilización de una composición, según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en un conducto,
enchufe, hilo o cable, o en un procedimiento de moldeo por
inyección, preferentemente en un hilo o cable.
9. Hilo o cable que presenta una capa que
comprende una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1
a 7.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03019364A EP1512719B1 (en) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Flame retardant polymer composition comprising fine particles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2315448T3 true ES2315448T3 (es) | 2009-04-01 |
Family
ID=34130081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES03019364T Expired - Lifetime ES2315448T3 (es) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Composicion polimerica retardante de llama que comprende particulas finas. |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070112111A1 (es) |
EP (1) | EP1512719B1 (es) |
JP (1) | JP2007503493A (es) |
CN (1) | CN1842572A (es) |
AT (1) | ATE410475T1 (es) |
AU (1) | AU2004268042B2 (es) |
CA (1) | CA2536589A1 (es) |
DE (1) | DE60323974D1 (es) |
EA (1) | EA008923B1 (es) |
ES (1) | ES2315448T3 (es) |
PL (1) | PL379224A1 (es) |
WO (1) | WO2005021642A1 (es) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006321934A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Sunallomer Ltd | 難燃性熱可塑性樹脂組成物、その成形品および電線 |
EP1863041B1 (en) * | 2006-05-31 | 2009-09-16 | Borealis Technology Oy | Flame retardant polymer composition comprising polyolefin with high molecular weight distribution |
EP2150385B8 (en) | 2007-06-03 | 2012-03-21 | Imerys Pigments, Inc. | Spunlaid fibers comprising coated calcium carbonate, processes for their production, and nonwoven products |
EP2130864B1 (en) * | 2008-06-05 | 2012-03-28 | Borealis AG | Flame retardant polyolefin composition comprising a high amount of inorganic filler |
JP2010111760A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Hitachi Cable Ltd | ノンハロゲン樹脂組成物、ノンハロゲン絶縁電線、及びノンハロゲンケーブル |
AU2010217302A1 (en) * | 2009-02-25 | 2011-08-11 | Nexans | A fire performance material, and cable including the material |
CN102916279B (zh) * | 2011-08-04 | 2016-01-27 | 巴斯威尔股份有限公司 | 电力传输总线填充材料及其应用 |
KR101630109B1 (ko) * | 2012-04-27 | 2016-06-13 | 보레알리스 아게 | 난연성 고분자 조성물 |
JP5951473B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2016-07-13 | 株式会社フジクラ | 難燃性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル |
JP6576959B2 (ja) | 2014-03-04 | 2019-09-18 | ダウ シリコーンズ コーポレーション | 熱可塑性ポリマーマスターバッチ |
EP3401929A1 (en) | 2017-05-09 | 2018-11-14 | Borealis AG | Cable insulation |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0319924B1 (en) * | 1987-12-08 | 1995-11-22 | Idemitsu Petrochemical Company Limited | Process for producing thermoplastic resin composition |
JPH02255843A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-10-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 難燃性樹脂組成物およびこれを用いた難燃性ケーブル |
US5091453A (en) * | 1989-04-21 | 1992-02-25 | Bp Chemicals Limited | Flame retardant polymer composition |
JPH0512928A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Hitachi Cable Ltd | 難燃性電気絶縁物 |
KR100253955B1 (ko) * | 1992-06-09 | 2000-04-15 | 후루타 다케시 | 폴리올레핀계 수지조성물 및 그의 제조방법, 및 그 조성물로부터 제조된 성형체 |
JP3372298B2 (ja) * | 1993-06-10 | 2003-01-27 | 鐘淵化学工業株式会社 | 改質ポリオレフィン系樹脂組成物およびそれを含有してなるポリオレフィン系樹脂組成物 |
EP0774488A1 (fr) * | 1995-11-11 | 1997-05-21 | Alcatel | Composition à haute résistance à la propagation du feu |
NO964734L (no) * | 1995-11-11 | 1997-05-12 | Alsthom Cge Alcatel | Brannhemmende blanding |
SE507330C2 (sv) * | 1996-09-17 | 1998-05-11 | Borealis As | Flamskyddskomposition och kabel innefattande flammskyddskompostionen |
JP3735444B2 (ja) * | 1997-04-09 | 2006-01-18 | 日本ユニカー株式会社 | 難燃性樹脂組成物 |
JPH10334737A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Hitachi Cable Ltd | 含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル |
US6077892A (en) * | 1998-09-04 | 2000-06-20 | Dow Corning Corporation | Curable polyolefin compositions containing organosilicon compounds as adhesion additives |
JP4778601B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2011-09-21 | 出光興産株式会社 | 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物および成形品 |
AU783561B2 (en) * | 2001-03-28 | 2005-11-10 | Oji Paper Co. Ltd. | Coated paper sheet |
EP1316581A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-04 | Borealis Technology Oy | Flame retardant polymer composition |
EP1396865A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-10 | Borealis Technology Oy | Flame retardant polymer composition |
-
2003
- 2003-08-27 EP EP03019364A patent/EP1512719B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-08-27 DE DE60323974T patent/DE60323974D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-08-27 AT AT03019364T patent/ATE410475T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-08-27 ES ES03019364T patent/ES2315448T3/es not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-08-25 JP JP2006524324A patent/JP2007503493A/ja active Pending
- 2004-08-25 PL PL379224A patent/PL379224A1/pl not_active Application Discontinuation
- 2004-08-25 WO PCT/EP2004/009491 patent/WO2005021642A1/en active Application Filing
- 2004-08-25 US US10/569,334 patent/US20070112111A1/en not_active Abandoned
- 2004-08-25 AU AU2004268042A patent/AU2004268042B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-25 EA EA200600463A patent/EA008923B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-08-25 CN CNA2004800244316A patent/CN1842572A/zh active Pending
- 2004-08-25 CA CA002536589A patent/CA2536589A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1512719B1 (en) | 2008-10-08 |
DE60323974D1 (de) | 2008-11-20 |
WO2005021642A1 (en) | 2005-03-10 |
JP2007503493A (ja) | 2007-02-22 |
EP1512719A1 (en) | 2005-03-09 |
AU2004268042B2 (en) | 2009-06-04 |
PL379224A1 (pl) | 2006-08-07 |
AU2004268042A1 (en) | 2005-03-10 |
CN1842572A (zh) | 2006-10-04 |
EA200600463A1 (ru) | 2006-08-25 |
EA008923B1 (ru) | 2007-08-31 |
CA2536589A1 (en) | 2005-03-10 |
US20070112111A1 (en) | 2007-05-17 |
ATE410475T1 (de) | 2008-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2325082T3 (es) | Cable de alimentacion o de comunicacion con una capa de polimero retardante de llama. | |
US5218027A (en) | Low toxicity fire retardant thermoplastic material | |
CN1982362B (zh) | 非卤素阻燃树脂组合物 | |
ES2315448T3 (es) | Composicion polimerica retardante de llama que comprende particulas finas. | |
ES2328950T3 (es) | Composicion polimerica retardante de la llama, que comprende una poliolefina con distribucion de peso molecular amplia. | |
BRPI0913423B1 (pt) | Composição polimérica retardante de chama, uso da mesma, artigo e fio ou cabo | |
ES2377779T3 (es) | Composición polimérica retardadora de llama que comprende un copolímero de etileno con unidades de anhídrido maleico como agente de acoplamiento | |
ES2359438T3 (es) | Cable que presenta una cantidad reducida de componentes volátiles. | |
ES2364028T3 (es) | Procedimiento de producción de cables auto-extinguibles con producción de bajo nivel de humos y composiciones retardantes de llama usadas en el mismo. | |
ES2362626T3 (es) | Composición polimérica ignífuga que comprende hidróxido de aluminio recubierto como carga. | |
ES2950898T3 (es) | Composición polimérica que comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables y catalizador | |
CN114585677A (zh) | 阻燃聚合物组合物 | |
EP1396865A1 (en) | Flame retardant polymer composition | |
ES2947533T3 (es) | Composición polimérica que comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables, catalizador y un aditivo de interacción surfactante | |
JP2011256294A (ja) | 難燃剤、それを用いた難燃性樹脂組成物および難燃性電線 | |
CA2069075A1 (en) | Low toxicity fire retardant thermoplastic material |