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BRPI0806488B1 - cabo condutor de energia elétrica e uso de uma composição de acamamento para a produção do mesmo - Google Patents

cabo condutor de energia elétrica e uso de uma composição de acamamento para a produção do mesmo Download PDF

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Publication number
BRPI0806488B1
BRPI0806488B1 BRPI0806488A BRPI0806488A BRPI0806488B1 BR PI0806488 B1 BRPI0806488 B1 BR PI0806488B1 BR PI0806488 A BRPI0806488 A BR PI0806488A BR PI0806488 A BRPI0806488 A BR PI0806488A BR PI0806488 B1 BRPI0806488 B1 BR PI0806488B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
composition
inorganic
conductor cable
fact
compound
Prior art date
Application number
BRPI0806488A
Other languages
English (en)
Inventor
Sultan Bernt-Ake
Elliott Robinson James
Lieber Susanna
Loyens Wendy
Original Assignee
Borealis Tech Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Borealis Tech Oy filed Critical Borealis Tech Oy
Publication of BRPI0806488A2 publication Critical patent/BRPI0806488A2/pt
Publication of BRPI0806488B1 publication Critical patent/BRPI0806488B1/pt

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • 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

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract

cabo e uso de uma composição de acamamento para a produção do mesmo a presente invenção se refere a um cabo compreendendo um ou mais condutores isolados, que são embutidos em uma composição de acamamento tendo um retardamento de chama aperfeiçoado. a composição de acamamento compreende uma resina (a) e uma carga inorgânica (b), que é um hidróxido ou um composto hidratado.

Description

(54) Título: CABO CONDUTOR DE ENERGIA ELÉTRICA E USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ACAMAMENTO PARA A
PRODUÇÃO DO MESMO (51) Int.CI.: H01B 3/44; H01B 7/28; H01B 7/295.
(30) Prioridade Unionista: 01/02/2007 EP EP070022256.
(73) Titular(es): BOREALIS TECHNOLOGY OY.
(72) Inventor(es): BERNT-AKE SULTAN; JAMES ELLIOTT ROBINSON; WENDY LOYENS; SUSANNA LIEBER.
(86) Pedido PCT: PCT EP2008000683 de 29/01/2008 (87) Publicação PCT: WO 2008/092642 de 07/08/2008 (85) Data do Início da Fase Nacional: 29/06/2009 (57) Resumo: CABO E USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ACAMAMENTO PARA A PRODUÇÃO DO MESMO A presente invenção se refere a um cabo compreendendo um ou mais condutores isolados, que são embutidos em uma composição de acamamento tendo um retardamento de chama aperfeiçoado. A composição de acamamento compreende uma resina (A) e uma carga inorgânica (B), que é um hidróxido ou um composto hidratado.
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CABO CONDUTOR DE ENERGIA ELÉTRICA E USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ACAMAMENTO PARA A PRODUÇÃO DO MESMO [0001] A presente invenção se refere a um cabo compreendendo um ou mais condutores isolados, que são embutidos em uma composição de acamamento tendo um retardamento a chama aperfeiçoado.
[0002] Um cabo de energia elétrica típico compreende, de uma maneira geral, um ou mais condutores em um núcleo de cabo, que é circundado opcionalmente por várias camadas de materiais poliméricos. Em particular, a construção de cabos de energia elétrica para baixa voltagem, isto é, voltagem abaixo de 6 kW, ou cabos de controle, computador e telecomunicação, compreende, usualmente, um condutor elétrico que é seguido por uma camada de isolamento de material polimérico. Opcionalmente, um ou mais desses condutores isolados são circundados por uma camada de revestimento externo comum, a camisa.
[0003] Em geral, para cabos e fios usados em construções como prédios, indústrias, veículos, navios, túneis, etc., a resistência a chama é necessária. No entanto, os polímeros, especialmente as poliolefinas, que são usados nos cabos e fios, são materiais inerentemente combustíveis. Desse modo, para obter polímeros com resistência a chama aperfeiçoada, aditivos retardadores de chama são incorporados no polímero, tais como substâncias químicas halogenadas.
[0004] No entanto, há sempre um risco de que os
materiais poliméricos, ainda que formulados para
retardamento de chama otimizado, vão queimar, se
preaquecidos a uma alta temperatura por uma fonte externa,
tal como um fogo externo, com o risco de que uma vez que
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PVC e/ou outros materiais contendo halogênios são usados, fumos tóxicos e corrosivos, tais como precipitações de cloreto de hidrogênio gasoso e/ou ácido clorídrico, são produzidos. [0005] No passado,
Al (OH) 3 ou Mg (OH) 2, houve muitas tentativas para proporcionar polímeros e aditivos retardadores de chama, que são isentos de halogênios. Em geral, essas composições retardadoras de chama, que são usadas como camadas retardadoras de chama, incluem proporções relativamente grandes, tipicamente, 50 a 60% em peso, de uma carga inorgânica, como, por exemplo, compostos hidratados e hidróxidos, que, durante queima, decompõem endotermicamente e liberam gases internos a temperaturas em uma faixa de 200 a 600°C. Essas cargas inorgânicas incluem, por exemplo,
No entanto, esses materiais retardadores de chama sofrem do alto custo das cargas inorgânicas e da deterioração da processabilidade e das propriedades mecânicas da composição polimérica, devido à alta proporção da carga.
[0006] Portanto, o objeto da presente invenção foi o de evitar as desvantagens mencionadas acima dos materiais da técnica anterior e, desse modo, proporcionar um cabo tendo baixos custos de produção e que apresentam um equilíbrio aperfeiçoado de retardamento de chama, processabilidade, bem como de propriedades mecânicas.
[0007] A presente invenção é baseada na descoberta de que o objeto mencionado acima pode ser obtido, caso o cabo compreenda uma composição de acamamento tendo resistência a chama aperfeiçoada.
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3/22 [0008] Portanto, a presente invenção proporciona um cabo compreendendo um ou mais condutores isolados, que são embutidos em uma composição de acamamento, que compreende:
a) uma resina (A); e
b) uma carga inorgânica (B), em que a carga inorgânica (B) é um hidróxido ou um composto hidratado.
[0009] Como demonstrado abaixo, a composição de acamamento, bem como o cabo inventivo, apresentam um retardamento de chama aperfeiçoado, boas taxas de crescimento de fogo e liberação de calor no teste do Cenário 1 FIPC20, além de boas processabilidade e propriedades mecânicas.
[0010] Na presente invenção, os condutores são circundados por uma camada isolada termoplástica ou reticulada. Qualquer material adequado conhecido na técnica pode ser usado para a produção desse isolante, por exemplo, polipropileno, polietileno termoplástico ou reticulado por uso de silanos, peróxidos ou irradiação. O isolante pode conter também retardadores de chama, de preferência, sistemas desprovidos de halogênios, como, por exemplo, combinações de borracha de silicio, hidróxidos ou minerais, como é descrito, por exemplo, na patente européia
EP 393959. Mais comumente, a camada isolante é silano
reticulado, como descrito, por exemplo, nos relatórios
descritivos das patentes U.S. 4.413.066, 4.297.310,
4.351.876, 4 .397.981, 4.446. 283 e 4.456.704.
[0011] Os condutores usados na presente invenção são, de
preferência, condutores de cobre ou alumínio.
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4/22 condutores isolados são [0012] Um ou mais desses embutidos em uma composição de acamamento. Além da sua resistência a chama, a composição de acamamento da presente invenção ajuda a tornar o cabo redondo. Em comparação com as camadas de acamamento compactas comuns, a composição de acamamento da presente invenção está agindo como uma barreira de chama eficaz, especialmente quando usada em combinação com os revestimentos à base de poliolefina, goma de silicio e cargas minerais diferentes de hidratos.
[0013] Além do mais, a composição de acamamento não gruda nem na camada isolante dos condutores nem na camada de revestimento externo do cabo, e tem uma baixa resistência a ruptura e um bom desempenho de extrusão.
[0014] Prefere-se (Padrão Britânico 6724) que a composição de acamamento tenha uma resistência a tração não inferior a
N/mm2 e um alongamento na ruptura não inferior a 50%. Deve ser possível remover o acamamento sem danificar o(s) núcleo(s) de isolamento. Na presente invenção, a composição de acamamento do cabo compreende uma resina (A).
[0015] O termo resina é intencionado para denotar todos os componentes poliméricos orgânicos da composição. Os componentes poliméricos orgânicos, para a formação da resina (A), incluem poliolefinas, poliésteres, poliéteres e poliuretanos.
[0016] Polímeros elastoméricos também podem ser usados, como, por exemplo, borracha de etileno / propileno (EPR), borracha de monômeros de etileno - propileno - dieno (EPDN), elastômero termoplástico (TPE) e borracha de acrilonitrila (NBR).
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5/22 [0017] Polímeros reticuláveis por silano também podem ser usados, isto é, os polímeros preparados usando monômeros de silano insaturados, tendo grupos hidrolisáveis capazes de serem reticulados por hidrólise e condensação, para formar grupos silanol na presença de água e, opcionalmente, um catalisador de condensação de silanol. [0018] Além do mais, componentes de baixo peso molecular como ceras, óleos parafínicos, estearatos, etc. podem ser adicionados à composição mencionada acima, para aperfeiçoar a processabilidade. No entanto, é particularmente preferido renunciar a esses materiais, pois têm um impacto negativo nas propriedades de retardamento de chama.
[0019] Em uma concretização preferida, a resina (A) é formada por homo- ou copolímeros de olefinas. Esses são, por exemplo, homo- ou copolímeros de etileno, propileno, alfa-olefinas e polímeros de butadieno ou isopreno. Os homo- e copolímeros adequados de etileno incluem polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa, média ou alta densidade linear e polietileno de densidade muito baixa.
[0020] Em uma outra concretização preferida da invenção, a resina (A) compreende polímeros polares, tendo grupos polares selecionados de ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilatos, metacrilatos, acrilonitrila, acetatos ou acetatos de vinila, e semelhantes.
[0021] Prefere-se também que o polímero polar constitua
uma proporção de 30 partes em peso (pbw) ou mais,
particularmente de 50 pbw ou mais, e, especialmente, de
70 pbw ou mais, por 100 pbw da resina (A) de base
polimérica.
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6/22 [0022] A composição de poliolefina pode ser produzida por qualquer processo de polimerização convencional.
[0023] De preferência, a resina (A) é produzida por polimerização radicalar, tal como polimerização radicalar a alta pressão. A polimerização a alta pressão pode ser feita em um reator tubular ou em um reator de autoclave. De preferência, é um reator tubular. Em geral, a pressão pode ficar dentro de uma faixa de 1.200 a 3.500 bar, e a temperatura pode ficar dentro de uma faixa de 150 a 350°C. No entanto, a poliolefina pode ser também preparada por outros tipos de polimerização, tal como polimerização por coordenação, por exemplo, em um processo a baixa pressão, com catalisadores Ziegler-Natta, de cromo, de sitio único / duplo, de metaloceno (por exemplo, metais de transição), e de não metaloceno (por exemplo, metais de transição avançados). Os compostos de metais de transição e de transição avançados são encontrados nos grupos 3 a 10 da Tabela Periódica (IUPAC 1989). Esses catalisadores podem ser usados no modo suportado ou não, isto é, com e sem veiculo.
[0024] Os copolímeros polares são produzidos, de preferência, por copolimerização de monômeros de olefina, de preferência, etileno, propileno ou buteno, com os monômeros polares compreendendo de 1 a 20 átomos de carbono. No entanto, podem ser também produzidos por enxerto de uma poliolefina com os grupos polares. O enxerto é descrito, por exemplo, nas patentes U.S. 3.646.155 e
4.117.195.
[0025] Na presente invenção, prefere-se ainda que a resina (A) seja formada essencialmente por uma mistura de
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7/22 pelo menos dois diferentes polímeros, como descrito acima. Nesse contexto, o termo essencialmente significa que 90% ou mais da resina (A) é formada por essa mistura. A mistura pode ser produzida por qualquer processo conhecido na técnica.
[0026] Composição de acamamento é de pelo menos 5,0% em peso, particularmente, pelo menos 10% em peso, especialmente, pelo menos 15% em peso. O limite superior de resina (A) é, de preferência, 60% em peso, particularmente, 30% em peso, e, especialmente, 20% em peso, com base na composição de acamamento total.
[0027] A carga inorgânica (B) da composição de acamamento é um hidróxido ou um composto hidratado. De preferência, a carga inorgânica (B) é um hidróxido ou um composto hidratado de metal do grupo II ou III do Sistema Periódico dos Elementos. Particularmente, a carga inorgânica (B) é um hidróxido. No entanto, prefere, especialmente, que a carga inorgânica (B) da composição de acamamento seja triidróxido de alumínio (ATH), hidróxido de magnésio ou boehmita. O hidróxido de alumínio é especialmente preferido.
[0028] A carga inorgânica (B) da composição de acamamento é preferivelmente usada em uma proporção de 10 a 90% em peso, particularmente, de 10 a 75% em peso, mais particularmente, de 15 a 60% em peso, e, especialmente, de 20 a 55% em peso, com base na composição de acamamento total.
[0029] A composição de acamamento do cabo inventivo pode compreender ainda um composto inorgânico (C), que não é nem um hidróxido nem um composto hidratado. O composto
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8/22 inorgânico (C) é, de preferência, um carbonato inorgânico, particularmente, um carbonato de metal do grupo II do Sistema Periódico dos Elementos, alumínio, zinco e/ou uma mistura deles, e, especialmente, carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio.
[0030] A proporção usada preferida do composto inorgânico (C) é de 10 a 55% em peso, particularmente, de 15 a 50% em peso, e, especialmente, de 20 a 45% em peso, com base na composição de acamamento total.
[0031] Prefere-se que a razão de carga inorgânica (B) para o composto inorgânico (C) seja de 0,2 a 5, particularmente, de 0,4 a 2,0.
[0032] Além do mais, prefere-se que se o composto inorgânico (C) estiver presente, a proporção total de carga inorgânica (B) e de composto inorgânico (C) seja de 40 a 90% em peso, particularmente, de 50 a 85% em peso, especialmente, de 60 a 80% em peso, com base na composição de acamamento total.
[0033] Um valor medido, que indica a resistência a chama de uma composição, é o índice de oxigênio limitado (LOI). [0034] O método do teste de LOI é conduzido de acordo com a norma ISO 4589-A-IV. Para determinar o valor de LOI do composto testado, um corpo de prova do composto é queimado em uma atmosfera de uma mistura de nitrogênio e oxigênio. Um teor de oxigênio na mistura de N2/O2 é gradualmente diminuído até que o corpo de prova pare de queimar. O percentual de O2 nessa mistura de N2/O2 constitui o valor de LOI do composto. Um alto valor de LOI significa que um alto percentual de oxigênio é necessário para
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9/22 sustentar a combustão, isto é, o composto tem uma boa resistência a chama.
[0035] 0 índice de oxigênio limitado (LOI) da composição de acamamento da presente invenção é, de preferência, pelo menos 25, particularmente, pelo menos 30, e, especialmente, pelo menos 35.
[0036] Prefere-se também que o cabo da presente invenção compreenda uma camada de revestimento retardador de chama.
A camada de revestimento retardador de chama é usada como uma camada de encamisamento, que circunda os condutores isolados embutidos na composição de acamamento descrita acima.
[0037] A camada de revestimento retardador de chama pode ser feita de qualquer composição retardadora de chama adequada conhecida na técnica. Essas composições poliméricas retardadoras de chama são descritas, por exemplo, nas patentes EP 02 029 663, 06 011 267 ou 06 011 269, que são incorporadas por referência.
[0038] Na presente invenção, prefere-se que a camada de revestimento retardador de chama compreenda uma composição polimérica, que compreende:
e) uma resina de base polimérica (D);
f) um composto contendo grupo de silicone (E); e
g) um componente inorgânico (F) .
[0039] Os polímeros adequados para a formação de resina de base polimérica (D) incluem poliolefinas, poliésteres, poliéteres e poliuretanos, como descrito acima.
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10/22 [0040] Além do mais, prefere-se que a camada de revestimento compreenda um composto contendo grupo de silicone (E) . O composto (E) é, de preferência, um fluido ou uma goma de silício, ou um copolímero de etileno e pelo menos um outro comonômero incluindo um poli bis(hidrocarbilsiloxano) vinil insaturado, ou uma mistura desses compostos, como descrito, por exemplo, na patente EP
109 663.
[0041] O composto (E) é usado preferivelmente em uma proporção de 0 a 7 0% em peso, particularmente, de 1 a 10% em peso, e, especialmente, de 1 a 5% em peso, com base na composição polimérica total da camada de revestimento.
[0042] O composto adequado para o componente inorgânico (F) compreende todos os materiais de carga conhecidos na técnica, que não são nem um hidróxido nem um composto substancialmente hidratado. O componente (F) pode também compreender uma mistura de quaisquer dessas cargas.
[0043] Em uma concretização preferida da presente invenção, o componente (F) é um carbonato inorgânico, particularmente, um carbonato de metal do grupo II do Sistema Periódico dos Elementos, alumínio e/ou zinco, e, especialmente, é carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio. Também é preferida uma mistura de quaisquer materiais preferidos mencionados. Além do mais, também os compostos polinários, tal como, por exemplo, huntita (Mg3) Ca (CO3) 4) .
[0044] Na presente invenção, prefere-se que a camada de revestimento retardadora de chama compreenda 20% em peso ou mais do componente (F).
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11/22 [0045] Prefere-se também que a composição polimérica da camada de revestimento compreenda outro aditivo conhecido na técnica. Esses aditivos são usados em uma proporção de até 10% em peso, com base na composição polimérica total da camada de revestimento.
[0046] Na presente invenção, o retardamento de chama do cabo é determinado de acordo com a classe de cabos para fogo européia, também chamada projeto europeu FIPEC. O cabo é testado em cenários da vida real. Há dois cenários distintos, um cenário vertical e um horizontal. Uma descrição desses cenários de teste pode ser encontrada em Fire performance of electric Cables - New test methods and measurement techniques, relatório final da Comissão Européia (SMT4-CT96-2059), ISBN 0953231259.
[0047] Os cabos são classificados em diferentes classes, apresentadas a seguir.
[0048] Classe A: A classe A se refere aos critérios para a classe Al para revestimentos.
[0049] Classe Β: A classe B caracteriza todos os produtos que apresentam um espalhamento de chama descontínuo nem no cenário de referência horizontal e nem no cenário de referência vertical, para quaisquer fontes de ignição
- 100 - 300 kW. Podem também apresentar uma taxa de liberação de calor limitada (HRR). Isso se aplica também à exposição de teste de 30 kW no cenário FIPEC20 2.
[0050] Classe C: A classe C caracteriza todos os produtos que apresentam um espalhamento de chama descontínuo, quando expostos a uma fonte de ignição de 40 a
100 kW no cenário de referência horizontal, e um
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12/22 espalhamento de chama descontínuo, uma taxa de crescimento de fogo (FIGRA) limitada, e HRR limitada, quando expostos ao procedimento de teste de 20 kW, cenário FIPEC20 1.
[0051] Classe D: A classe D caracteriza todos os produtos que apresentam um melhor desempenho de fogo do que o polietileno tratado não retardador de chama, e um desempenho aproximadamente como madeira, quando testados nos cenários de referência. Quando testados no cenário FIPEC20 1, os produtos apresentam um espalhamento de chama contínuo, uma FIGRA moderada e uma HRR moderada.
[0052] Classe Ε: A classe E caracteriza todos os produtos que apresentam um espalhamento de chama descontínuo, quando um único cabo é exposto verticalmente a uma fonte de ignição de 1 kW. O pequeno teste de chama já proposto pela indústria é usado (EN 60332-1-2).
[0053] Na presente invenção, prefere-se que o cabo satisfaça os requisitos pelo menos da classe D.
[0054] O cabo da presente invenção tem, de preferência, um índice de taxa de crescimento de fogo (FIGRA) igual ou inferior a 2.000 w/s, particularmente, inferior a 1.500 w/s, especialmente, inferior a 1.000 w/s, medido de acordo com o cenário FIPEC20 1.
[0055] A taxa de liberação de calor (HRR) é, de preferência, igual ou inferior a 620 kW, particularmente, inferior a
550 kW, e, especialmente, inferior a 500 kW, medida de acordo com o cenário FIPEC20 1.
[0056] Prefere-se também que a liberação de calor total (THRi.200s) seja igual ou inferior a 86 MJ, particularmente,
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13/22 inferior a 80 MJ, e, especialmente, inferior a 75 MJ, medida de acordo com o cenário FIPEC20 1.
[0057] Os cabos da presente invenção podem ser produzidos por qualquer processo conhecido na técnica. Mais comumente, os condutores isolados são produzidos separadamente, pois precisam ser torcidos (em geral, os cabos consistem de muitos - mais comumente 3 - condutores isolados, em que as camadas isolantes têm diferentes cores). Os condutores isolados são torcidos conjuntamente em uma etapa de produção separada. As partes torcidas são então revestidas por uma camada de acamamento extrudada, que é comumente revestida diretamente com o resvestimento extrudado. Pode também acontecer que isso é feito em duas etapas, provavelmente devido ao fato de que o produtor carece de equipamento moderno. Para evitar que o acamamento grude nas suas camadas circundantes, talco é frequentemente pulverizado nos condutores isolados e nas camadas de acamamento, pouco antes da etapa de acamamento e de extrusão de revestimento.
[0058] O cabo da presente invenção é, de preferência, um cabo de baixa voltagem, usado como, por exemplo, um cabo de controle ou de telecomunicação.
Método e exemplos
1. Determinação do LOI (índice de oxigênio limitado) [0059] O LOI foi determinado por uso de uma Unidade de Inflamabilidade Ceast pela norma norte-americana ASTM D 2863-9 e pela norma ISO 4589-2. Os resultados do LOI são baseados em aproximadamente 3 corpos de prova de teste de dimensão 150 x 6 mm. Esses são estampados de uma placa de 3 mm de espessura em uma prensa Collins (baixa pressão Petição 870180026584, de 02/04/2018, pág. 20/36
14/22 bar - a 10°C, durante um minuto, seguida por alta pressão - 300 bar, durante cinco minutos na mesma temperatura). A taxa de resfriamento foi de 10°C/minuto sob alta pressão.
[0060] A LOI é uma medida da concentração mínima de oxigênio de uma mistura de O2/N2, necessária para manter a combustão por um mínimo de 3 minutos, ou não propagar mais do que 5 cm da parte de topo do corpo de prova de teste. A LOI é uma medida da facilidade de extinção.
2. Cenário FIPEC20 1 [0061] Os cabos foram testados de acordo com as especificações de teste prEN 50399-2-1 (Cenário FIPEC20 1) . A montagem do cabo foi determinada pelo diâmetro total do cabo e exposta ao queimador de 2 0 kW por 2 0 minutos, como especificado.
3. Composição de mistura [0062] As composições de acamamento de acordo com a invenção e para fim comparativo foram produzidas por mistura dos componentes entre si em uma amassadeira Banbury (375 dm3) . Os materiais foram processados até um banho liquido homogêneo ser obtido, e depois misturados por mais 2 minutos. Os materiais ainda quentes foram transferidos do misturador Banbury para um laminador de dois rolos, para produzir uma chapa, da qual foram preparadas placas para teste.
4. Produção de cabos [0063] Uma camada isolante de 0,7 ± 0,1 mm foi extrudada em um condutor de cobre de 1,5 mm2 em uma linha de fio
Francis Shaw 60 mm/24D. Três núcleos foram torcidos
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15/22 conjuntamente por uso de um aparelho de torcedura Northampton. As camadas de acamamento (Extrusora: Maillefer 45 mm/30D e revestimento (Extrusora: Mapre 60 mm/24D) foram aplicadas por um processo de extrusão em tandem. Para evitar a adesão entre a camada de acamamento e as suas circundantes, talco foi pulverizado nos núcleos e na camada de acamamento, pouco antes da aplicação das camadas de acamamento e revestimento.
5. Polímero [0064] As resinas (A) usadas como exemplos da invenção são explicadas em mais detalhes na Tabela 1 e de suas notas ao pé da página.
[0065] Uma carga inorgânica (B) de triidróxido de alumínio (ATH) foi usada.
[0066] Um composto inorgânico (C) de carbonato de cálcio foi usado.
[0067] Como os compostos comerciais das camadas isolante e revestidora, intencionados para aplicações em fios e cabos, todos os produtos da Borealis Technology Oy foram usados.
[0068] O FR4820 é um isolante de retardamento de chama baseado na tecnologia Borealis Casico, consistindo de uma combinação de poliolefina, carbonato de cálcio e elastômero de silício, e tem uma taxa de escoamento em fusão a um peso de 2,16 kg e a 190°C (MFR2,i6,i90°c) de 0,9 g / 10 min e uma densidade de 1.150 kg/m3.
[0069] O FR4804 é um revestimento de retardamento de chama baseado na tecnologia da Casico, MFR2,i6,i90°c = 0,4 g / min, densidade = 1.150 kg/m3. As composições de
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16/22 acamamento usadas (inventivas e comparativas) e os valores de LOI dessas composições são apresentados na Tabela 1. Tabela I: Composição de acamamento e resultados de LOI
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FM1249 (comparativa) 18,7 81,3
LK1835/19 (comparativa) τ—1 co co
BC3 (inventiva) CO x—1 co LO τ—1
BC2 (inventiva) CO x—1 co LO τ—1
BC1 (inventiva) O CO O O co O Γ CO τ—1 LO LO
Composição de acamamento, % em peso EVA-11 (resina A) rti C H W CD íq CN Cs] 1 § w rti C H m 0) ffl w rti C H W CD Sq rti C H m 0) LD Pd PQ 3 w w PLj Eh kO w 1 w PLj Eh r— CD -P α ü H Mq H -P W i—1 Auxiliar de processamento8 Fração orgânica isenta de halogênios9 τ—1 o íi Η O -p cn X S S co o o rti O
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O 26
o 26
32,1 ΟΊ 64
32,1 ΟΊ 62
co Cs] 37
τ—1 o à £ £ o -i ü CO ..-1 o s O rti O CN ι—1 ffi H < LOI
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19/22 acetato de vinila [0070] 1 copolímero de etileno contendo 28% em peso de acetato de vinila, MFR.2,i6,i90°c = 7 g / 10 min [0071] 2 copolímero de etileno - acetato de vinila contendo 26% em peso de acetato de vinila, MFR.2,i6,i90°c = 2 g / 10 min [0072] 3 copolímero de etileno - acrilato de butila contendo 35% em peso de acrilato de butila, MFR.2,i6,i90°c = 40 g / 10 min [0073] 4 copolímero de etileno - acrilato de metila (EMA) contendo 20% em peso de acrilato de metila, MFR.2,i6,i90°c = 20 g / 10 min [0074] 5 borracha de nitrila - butadieno, viscosidade
Mooney ML (1+4), 100°C = 40, teor de nitrila de 35% em peso [0075] 6 polímero de éster - éter termoplástico com uma dureza shore D de 36, MFR.2,i6,2oo°c = 12 g / 10 min [0076] 7 mistura de óleos parafínico e de poliisobutileno
[0077] 8 ceras de ácidos graxos
[0078] 9 fração orgânica isenta de halogênios: LK1835/19
e FM1249 AG são acamamentos comerciais produzidos pela Meios
[0079] 10 CaCC>3, tipo 1 = tamanho de partícula médio de
3, 0 pm
(0 - 23 pm) , teor de CaCC>3 contendo 99,5% em peso
(MgCOa - 0,3% em peso, Fe2Ü3 - 0,05%, insolúveis em
HC1 - 0,3 % em peso)
[0080] 11 CaCC>3, tipo 2 = tamanho de partícula médio de
2,3 pm
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20/22 (0 - 10 pm) , teor de CaCC>3 de 88% em peso (MgCÜ3 - 1% em peso, Fe2Ü3 - 0,5%, insolúveis em HC1 - 10% em peso) [0081] 12 ATH = tamanho de partícula médio de 12,5 pm (0 - 40 pm) , teor de Al(OH)3 de 99,6% em peso [0082] Todos os exemplos inventivos apresentaram um LOI de pelo menos 37, que é bem acima do LOI dos exemplos comparativos.
[0083] O retardamento de chama dos cabos é apresentando na Tabela 2. Os cabos testados compreenderam a composição inventiva ou a de acamamento comparativa de acordo com a Tabela 1. Além do mais, todas as composições de acamamento compreenderam carbonato de inorgânico(C).
cálcio como composto
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Cs]
Cs]
Cs]
LO
O
Cü
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-P β
Cü e oi i—I O co
I
Pd
Pd ffi
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Ό i—I (ti P Cü tn
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Cs] (ti i—I Cü b (ti
O CO Ê w Pí Pí O ü H (kW) 708 709 447 455 494
ω
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o
CN •o LD Γ CO O
Pd s CO co CO co
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Pd ω O <£> Cs] x—1
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N Cs] Cs] t—1 t—1 t—1
o P Cü Cü cabos ΟΊ ΟΊ ΟΊ ΟΊ ΟΊ
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Cü
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• • Cü Cü Cü
X X X X X
w w w w w
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22/22 [0084] Os cabos à base dos acamamentos inventivos apresentam uma propagação de chama muito mais baixa, como indicado pelos FIGRA e PICO HRRsm30 mais baixos. O valor de FIGRA é THR1.200S dividido pelo tempo, até o pico de liberação térmica ser atingido. Quanto mais baixo o valor de FIBRA mais baixo é o pico de liberação de calor e leva mais tampo para ser atingido. Os exemplos inventivos têm valores de THR1.200S melhores do que os exemplos comparativos. A diferença é clara, mas não substancial. Todos os exemplos têm um teor similar de cargas e devem ter, consequentemente, uma THR1.200S similar. A despeito disso, os exemplos inventivos apresentam uma THR1.200S mais baixa. Os valores de Pico HRRsm30 apresentam um pico de liberação de calor claramente mais baixo do que os exemplos comparativos. Isso significa que o fogo é menos violento.
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Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Cabo condutor de energia elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais condutores isolados, que são embutidos em uma composição de acamamento, que compreende:
    a) uma resina (A);
    b) uma carga inorgânica (B) que é um hidróxido ou um composto hidratado; e
    c) um composto inorgânico (C) que não é um hidróxido ou um composto hidratado, em que o cabo compreende ainda uma camada de revestimento retardador de chama compreendendo uma composição polimérica, que compreende
    d) uma resina de base polimérica (D);
    e) um composto contendo grupo de silicone (E); e
    f) um componente inorgânico (F) que não é um hidróxido ou um composto hidratado.
  2. 2. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção da carga inorgânica (B) é de 10 a 90% em peso, com base na composição de acamamento total.
  3. 3. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a carga inorgânica (B) é um hidróxido de metal do grupo II ou
    III do Sistema Periódico dos Elementos.
    Petição 870180062550, de 19/07/2018, pág. 6/11
    2/4
  4. 4. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a proporção da resina de base polimérica (A) é de 5 a 60% em peso, com base na composição de acamamento total.
  5. 5. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a razão da carga inorgânica (B) para o composto inorgânico (C) é de 0,2 a 5.
  6. 6. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a proporção total de carga inorgânica (B) e composto inorgânico (C) é de 40 a 90% em peso, com base na composição de acamamento total.
  7. 7. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a resina (A) é formada por uma borracha, cera, óleo, estearato, olefinas, poliolefinas, elastômeros termoplásticos e/ou suas combinações.
  8. 8. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o índice de oxigênio limitado (LOI) da composição de acamamento é pelo menos 25.
  9. 9. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado
    Petição 870180062550, de 19/07/2018, pág. 7/11
    3/4 pelo fato de que tem uma taxa de crescimento de fogo (FIGRA) igual ou inferior a 2.000 W/s, medida de acordo com o cenário FIPEC20 1.
  10. 10. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que tem a taxa de liberação de calor no pico (Pi coHRRsm30) igual ou inferior a 620 kW, medida de acordo com o cenário FIPEC20 1.
  11. 11. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de que tem uma liberação térmica total (THRi.200s) igual ou inferior a 86, medida de acordo com o cenário FIPEC20 1.
  12. 12. Cabo condutor de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de ser um cabo de baixo voltagem.
  13. 13. Uso de uma composição de acamamento para a produção de um cabo condutor de energia elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a composição de acamamento compreende:
    a) uma resina (A);
    b) uma carga inorgânica (B) , que é um hidróxido ou um composto hidratado; e
    Petição 870180062550, de 19/07/2018, pág. 8/11
    4/4
    c) um composto inorgânico (C) que não é um hidróxido ou um composto hidratado, em que o cabo compreende ainda uma camada de revestimento retardador de chama compreendendo uma composição polimérica, que compreende (d) uma resina de base polimérica (D);
    (e) um composto contendo grupo de silicone (E); e (f) um componente inorgânico (F) que não é um hidróxido ou um composto hidratado.
    Petição 870180062550, de 19/07/2018, pág. 9/11
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