ES2259216T3 - Hilo electrico con aislante delgado a base de polibutilentereftalato. - Google Patents
Hilo electrico con aislante delgado a base de polibutilentereftalato.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN HILO ELECTRICO CONSTITUIDO POR UN HILO METALICO CONDUCTOR ALREDEDOR DEL CUAL SE EXTRUSIONA UNA ALEACION DE POLIMEROS COMPATIBLES QUE COMPRENDEN, ESTANDO LOS PORCENTAJES EXPRESADOS EN PESOS CON RELACION A LOS PESOS DE DICHOS POLIMEROS: DEL 5 A 40% DE, AL MENOS, UNA POLIOLEFINA POLAR, DEL 50 AL 80% DE POLIBUTILENOTEREFTALATO, HASTA EL 15%, PREFERENTEMENTE HASTA EL 10% EN PESO DE UN AGENTE IGNIFUGO NO POLIMERO, Y OCASIONALMENTE CARGAS NO CONDUCTORAS, FORMANDO DICHA ALEACION EXTRUSIONADA UN AGENTE PROTECTOR QUE TIENE UN ESPESOR INFERIOR A 0,25 MM POR UN HILO METALICO DE 0,35 MM 2 DE SECCION. ESTA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN AL PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE ESTE HILO ELECTRICO.
Description
Hilo eléctrico con aislante delgado a base de
polibutilentereftalato.
La presente invención se refiere a hilos
eléctricos, especialmente para el automóvil, cuyo aislante protector
es de escaso grosor y está realizado en una aleación extrusionada
de polímeros compatibles. La invención se refiere asimismo al
procedimiento de fabricación en el que se emplea la aleación de
polímeros compatibles mediante extrusión sin etapa adicional de
reticulación o tratamiento térmico alrededor del hilo eléctricamente
conductor.
Existe una importante demanda en la industria
automovilística para hilo cada vez menos voluminosos y cada vez más
ligeros, que presenten sin embargo excelentes propiedades,
especialmente excelentes propiedades de aislante eléctrico y de
resistencia a la abrasión.
Dichos hilos eléctricos deben presentar además
un escaso coeficiente de retractación, excelentes propiedades de
resistencia mecánica y química, así como una buena estabilidad
frente el envejecimiento, y ser al mismo tiempo económicos.
La Sociedad Solicitante, tras numerosas
investigaciones, ha tenido el gran mérito de poner a punto hilos
eléctricos que presentan el conjunto de dichas características.
Estos hilos eléctricos están formados por un hilo metálico
conductor a cuyo alrededor se extrusiona una aleación de polímeros
compatibles que incluyen, expresándose los porcentajes en peso con
relación al peso de dichos polímeros:
- del 5 al 40% de por lo menos una poliolefina
polar,
- del 50 al 80% de polibutilentereftalato,
- hasta un 15%, preferiblemente hasta un 10%, de
por lo menos un agente ignifugante no polímero, y
- eventualmente cargas no conductoras,
teniendo dicha aleación
extrusionada que forma un aislante protector un grosor inferior a
0,25 mm, preferiblemente inferior a 0,2 mm, y más preferiblemente
inferior a 0,16 mm, para un hilo metálico de 0,35 mm^{2} de
sección.
En la presente invención, se entiende por
"aleación de polímeros compatibles" una mezcla de por lo menos
dos polímeros que son no miscibles pero que son compatibles, o una
mezcla de por lo menos dos polímeros no miscibles y no compatibles,
pero hechos compatibles mediante la incorporación de un agente de
compatibilización. El empleo de dicha aleación de polímeros
compatibles mediante extrusión permite obtener una estructura
compuesta.
Según la invención, la poliolefina polar que
entra en la composición de la aleación es muy poco cristalina.
Preferiblemente se trata de un elastómero y es elegida entre los
copolímeros de etileno/acrilato de alquil en
C_{1}-C_{4}, o sus mezclas. Más preferiblemente
se utiliza un copolímero de etileno/acrilato de metilo.
En la presente invención, se entiende por
"agente ignifugante no polímero", un agente ignifugante
directamente incorporado en la mezcla de materias primas que
constituyen la aleación polímera. Por lo tanto, no se trata de
ignifugar un polímero de la aleación antes de su incorporación con
los demás constituyentes de la aleación. De este modo, todos los
constituyentes de la aleación son compuestos estándar que se
encuentran en el mercado y que no requieren transformación previa
alguna. Dicho agente ignifugante puede ser un compuesto bromado como
el óxido de difenil decabromo, con trióxido de antimonio.
La aleación que constituye el aislante protector
puede incorporar distintos aditivos, por ejemplo agentes
antioxidantes y cargas eléctricamente no conductoras.
Por supuesto, la elección de los aditivos será
función de las características deseadas para el hilo eléctrico de
la invención.
El grosor del aislante puede ser superior a los
valores indicados anteriormente, si la sección del hilo conductor
es superior a 0,35 mm^{2}. En particular, para un hilo de 2,5
mm^{2} de sección, el grosor de la funda puede ser de 0,6 mm. Sin
embargo, cualquiera que sea la sección del hilo conductor, el grosor
de la funda de aleaciones de polímeros compatibles descrita
anteriormente sigue siendo inferior al grosor de las fundas
clásicas.
El hilo eléctrico de la invención se caracteriza
por el hecho de que presenta buenas propiedades de resistencia
mecánica, especialmente una buena resistencia a la abrasión, un buen
alargamiento antes de la rotura, una resistencia al enrollamiento
en frío satisfactoria, una buena resistencia a la presión en
caliente, y/o una buena resistencia al fuego. Además, presenta una
buena resistencia química especialmente, una buena resistencia al
aceite y una buena resistencia a la hidrólisis. Presenta asimismo
características de envejecimiento totalmente satisfactorias.
Habida cuenta de dichas propiedades, los hilos
eléctricos de la invención pueden emplearse sin dificultad a baja
temperatura.
Los hilos eléctricos para el automóvil de la
invención:
- -
- pasan el test de resistencia al fuego, según la norma ISO 6722;
- -
- presentan una resistencia a la abrasión, medida según la norma ISO 6722, para hilos de diámetro global 1,35 mm, con un alma metálica de sección 0,35 mm^{2}, de 150 a 700, preferiblemente de 250 a 400 ciclos, y más preferiblemente aún de 350 ciclos;
- -
- presentan un alargamiento antes de la rotura superior al 200%, preferiblemente superior al 300% y más preferiblemente aún del 400%;
- -
- pasan el test de enrollamiento en frío, según la norma ISO 6722;
- -
- presentan una resistencia a la presión en caliente a 150ºC, medida según la norma 6722, de 0,001 a 0,15 mm, preferiblemente de 0,04 a 0,10 mm y más preferiblemente aún de 0,03 a 0,08 mm;
- -
- pasan el test de envejecimiento durante 3.000 horas a 150ºC, según la norma ISO 6722.
Además, pueden presentar las siguientes
características adicionales:
- -
- pasan el test de resistencia al agua caliente, según la norma FORD 597GG-14401-AA;
- -
- presentan una resistencia al aceite, medida según la norma FORD 597GG-14401-AA, inferior al 4% de inflamiento.
La resistencia a la abrasión para hilos de
sección superior a 0,35 mm^{2} será, por supuesto, superior a los
valores indicados anteriormente para hilos de mayor sección.
La presente invención se refiere asimismo al
procedimiento de obtención de dichos hilos eléctricos, que incluye
las siguientes etapas, en el transcurso de las cuales:
- -
- se mezclan el ignifugante, los posibles aditivos y la poliolefina polar, en las proporciones indicadas anteriormente,
- -
- se extrusiona la mezcla obtenida con la cantidad indicada anteriormente de polibutilentereftalato, para obtener granulados,
- -
- a continuación, se extrusionan los granulados alrededor de un hilo eléctricamente conductor, especialmente un hilo de cobre, sin recurrir a una etapa adicional de reticulación
o de tratamiento térmico para
obtener el grosor deseado del aislante
protector.
Por lo tanto, el procedimiento de la invención
es muy económico dado que, por una parte, permite el uso de
polibutilentereftalato estándar, sin que sea necesaria etapa previa
alguna de ignifugación del polibutilentereftalato y, por otra, que
permite obtener hilos eléctricos que presentan buenas propiedades
directamente mediante extrusión, sin que sea necesario añadir un
tratamiento térmico o una reticulación.
Todas las características de dichos hilos
eléctricos se obtienen después de una simple extrusión de la
aleación de polímeros compatibles descrita anteriormente alrededor
de un hilo metálico conductor, sin que sea necesario tratamiento
adicional alguno, como un tratamiento térmico o reticulación, a
pesar del escaso grosor del aislante protector.
A continuación, se describe la invención con
mayor detalle, con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- las figuras 1 y 2 representan fotografías
realizadas con microscopio electrónico de la estructura compuesta
de una aleación de polímeros compatibles empleada como aislante de
hilos eléctricos para el automóvil, según la invención, tras la
extracción de la olefina polar, a 2.500 aumentos.
Se mezcla un 15% en peso de ignifugante, que es
una asociación de óxido de difenil decabromo y trióxido de
antimonio, con un 15% en peso de estabilizantes (que incluyen
antioxidantes fenólicos, un coantioxidante azufrado y un captador
de humedad) con un 30% en peso de copolímero etileno/acrilato de
metilo (EMA). A continuación, se extrusiona esta mezcla a 260ºC con
un 70% en peso de polibutilentereftalato (PBT). Se obtienen
granulados. Se extrusionan estos granulados a 260ºC alrededor de
hilos de cobre de 0,75 mm de diámetro. Se obtienen entonces hilos
de 0,35 mm^{2} de sección y de 1,35 mm de diámetro (D1) o de 1,20
mm de diámetro (D2).
Las características físicas y químicas de dicho
hilo eléctrico son las siguientes.
| Tipo de prueba | Norma | Resultados | |
| D1 | D2 | ||
| Abrasión | ISO 6722 | 350 ciclos | 180 ciclos |
| Enrollamiento en frío | ISO 6722 | satisfactorio | satisfactorio |
| Presión en caliente a 150ºC | ISO 6722 | satisfactorio | satisfactorio |
| Resistencia a la hidrólisis | FORD S97GG-14401-AA | satisfactorio | satisfactorio |
| Resistencia al aceite | FORD S97GG-14401-AA | satisfactorio | satisfactorio |
| Envejecimiento 3000 horas a 150ºC | ISO 6722 | satisfactorio | satisfactorio |
Se extrae a continuación el copolímero de
etileno/acrilato de metilo y se observa el material con microscopio
electrónico. Las fotografías así obtenidas se muestran en las
figuras 1 y 2.
Claims (5)
1. Hilo eléctrico constituido por un hilo
metálico conductor a cuyo alrededor se extrusiona una aleación de
polímeros compatibles que incluyen, con los porcentajes expresados
en peso con relación al peso de dichos polímeros:
- del 5 al 40% de por lo menos una poliolefina,
elegida en el grupo que incluye los copolímeros etileno / acrilato
de alquil en C_{1} etileno / acrilato en C_{u} y sus
mezclas,
- del 50 al 80% de polibutilentereftalato,
- hasta el 15%, preferiblemente hasta el 10%, de
un agente ignifugante no polímero, y
- eventualmente, cargas no conductoras, formado
dicha aleación extrusionada un aislante protector con un grosor
inferior a 0,25 mm, preferiblemente inferior a 0,2 mm y más
preferiblemente aún inferior a 0,16 mm, para un hilo metálico de
0,35 mm^{2} de sección.
2. Hilo eléctrico, según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la aleación que constituye
el aislante protector incluye por lo menos un agente
estabilizante.
3. Hilo eléctrico, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de
que:
- pasa el test de resistencia al fuego, según la
norma ISO 6722;
- presenta una resistencia a la abrasión, medida
según la norma ISO 6722, para hilos de diámetro global 1,35 mm, con
un alma metálica de sección 0,35 mm^{2}, de 150 a 700,
preferiblemente de 250 a 400 ciclos, y más preferiblemente aún de
350 ciclos;
- presenta un alargamiento antes de la rotura
superior al 200%, preferiblemente superior al 300% y más
preferiblemente aún del 400%;
- pasa el test de enrollamiento en frío, según
la norma ISO 6722;
- presenta una resistencia a la presión en
caliente a 150ºC, medida según la norma ISO 6722, de 0,001 a 0,15
mm, preferiblemente de 0,04 a 0,10 mm y más preferiblemente aún de
0,03 a 0,08 mm;
- pasa el test de envejecimiento durante 3.000
horas a 150ºC, según la norma ISO 6722.
4. Hilo eléctrico, según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que
- pasa el test de resistencia al agua caliente,
según la norma FORD
597GG-14401-AA;
- presenta una resistencia al aceite, medida
según la norma FORD 597GG-14401-AA,
inferior al 4% de inflamiento.
5. Procedimiento de preparación de hilos
eléctricos, caracterizado por el hecho de que incluye las
etapas en el transcurso de las cuales:
- se mezcla por lo menos una poliolefina elegida
en el grupo que incluye los copolímeros etileno / acrilato de
alquil en C_{1}, etileno / acrilato de alquil en C_{u}, y sus
mezclas, por lo menos un agente ignifugante y, eventualmente, un
aditivo, en las proporciones indicadas en la reivindicación 1,
- se extrusiona la mezcla obtenida anteriormente
con polibutilentereftalato en las proporciones indicadas en la
reivindicación 1, para obtener granulados,
- se extrusionan los granulados obtenidos
alrededor de un hilo eléctricamente conductor, sin recurrir a una
etapa adicional de reticulación o a un tratamiento térmico para
obtener el grosor del aislante protector definido en la
reivindicación 1.
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