ES2982059T3

ES2982059T3 - Componente de cable que incluye una composición retardadora de la llama libre de halógenos

Info

Publication number: ES2982059T3
Application number: ES22168824T
Authority: ES
Inventors: Xiaole Cheng; Edward John Fewkes; Emanuela Gallo; Dayue Jiang; Natalya Vyacheslavovna Zaytseva
Original assignee: Corning Research and Development Corp
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2024-10-14
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: EP3717563B1; WO2019108362A1; EP4086306A1; EP3717563A1; US11732195B2; PL4086306T3; PL3717563T3; US20200270527A1; EP4086306B1; ES2927833T3

Abstract

Se proporcionan realizaciones de una composición retardante de llama. La composición incluye de 55% a 85% en peso de una matriz combinada y de 15% a 45% en peso de un paquete retardante de llama distribuido dentro de la matriz combinada. La matriz combinada incluye un compatibilizador, un componente de poliolefina y un componente de polímero que contiene nitrógeno. En particular, el componente de polímero que contiene nitrógeno tiene una temperatura de fusión de menos de 240 °C. El paquete retardante de llama incluye una fuente de ácido, una fuente de carbono, un líquido iónico de polioxometalato y un sinergista. La composición retardante de llama se puede utilizar en cables, como cables de fibra óptica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Componente de cable que incluye una composición retardadora de la llama libre de halógenos

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica la prioridad con respecto a la solicitud de patente estadounidense n° 62/591.508, presentada el 28 de noviembre de 2017.

ANTECEDENTES

La divulgación se refiere en general a composiciones retardadoras de la llama y más particularmente a una composición retardadora de la llama que puede usarse como material de cubierta para cables. Los materiales retardadores de la llama se usan para proteger materiales combustibles, tales como plásticos o madera, frente al daño por fuego y al calor. Adicionalmente, los materiales retardadores de la llama se han usado para proteger los materiales que pierden su solidez cuando se exponen a altas temperaturas, tal como el acero.

CHEN S ET AL: “New flame-resistant catalyst has high carbon efficiency, thermal stability, flame resistance, antimigration property and dispersibility”, WPI / 2017 CLARIVATE ANALYTICS, vol. 2014, n.° 30, 11 de diciembre de 2013 (11/12/2013), documento XP002772604, da a conocer un catalizador retardador de la llama y catalizador retardador de la llama soportado formado por el mismo.

Los documentos US 2016/304691 A1, WO 2012/079243 A1, US 2012/225291 A1 y WO 2014/144523 A2 dan a conocer otra técnica anterior.

SUMARIO

La invención proporciona una composición retardadora de la llama según la reivindicación 1.

La invención proporciona además un cable según la reivindicación 10.

Características y ventajas adicionales se expondrán en la descripción detallada que sigue, y en parte resultarán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica a partir de la descripción o se reconocerán poniendo en práctica las realizaciones tal como se describen en la descripción escrita y las reivindicaciones del presente documento, así como los dibujos adjuntos.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son meramente a modo de ejemplo, y pretenden proporcionar una visión general o un marco para entender la naturaleza y el carácter de las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una comprensión adicional y se incorporan a y constituyen una parte de esta memoria descriptiva. Los dibujos ilustran una o más realizaciones, y junto con la descripción sirven para explicar los principios y el funcionamiento de las diversas realizaciones.

La FIG. 1 representa una representación esquemática de una reacción entre un catión líquido iónico y un anión polioxometalato para formar un líquido iónico de polioxometalato adecuado para su uso en una composición retardadora de la llama, según una realización a modo de ejemplo;

la FIG. 2 representa un sinergista de zeolita adecuado para su uso en una composición retardadora de la llama, según una realización a modo de ejemplo; y

la FIG. 3 representa un cable que incluye uno o más componentes que incorporan la composición retardadora de la llama, según una realización a modo de ejemplo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Haciendo referencia en general a las figuras, se proporcionan diversas realizaciones de una composición retardadora de la llama. En general, la composición retardadora de la llama incluye una matriz combinada en la que se implementa un empaquetamiento retardador de la llama. La matriz combinada incluye un polímero que contiene nitrógeno que actúa como polímero de base y que trabaja junto con el empaquetamiento retardador de la llama como fuente de carbono. En particular, la matriz combinada incluye una poliolefina y un polímero que contiene nitrógeno que tiene una temperatura de fusión que, en realizaciones, está por debajo de 240°C. Además, en realizaciones, la matriz combinada incluye un compatibilizador, que ayuda a potenciar las propiedades mecánicas de la composición retardadora de la llama. El empaquetamiento retardador de la llama incluye una fuente de ácido, una fuente de carbono, y un aditivo retardador de la llama derivado de un líquido iónico de polioxometalato (PIL) y un portador sinérgico inorgánico. En una realización particular, el líquido iónico (IL) del PIL incluye una fuente de carbono, una fuente de ácido, o tanto una fuente de ácido como una fuente de carbono. Las realizaciones de la composición retardadora de la llama descritas en el presente documento son particularmente adecuadas para su uso en cables de fibra óptica, tal como para un material de cubierta de cable, un tubo protector, material de recubrimiento de fibra, material de matriz de cinta, etc., y se discuten cables de fibra óptica con fines de ilustración. Sin embargo, la composición retardadora de la llama puede utilizarse en una variedad de otros contextos y aplicaciones.

La composición retardadora de la llama está diseñada para formar una capa carbonizada que impida un quemado adicional. En realizaciones, el PIL puede tener el efecto de catalizar el proceso de carbonizado, haciendo de ese modo que el proceso de carbonización sea más rápido y que el residuo carbonizado formado sea más denso. Adicionalmente, en realizaciones, la composición retardadora de la llama produce muy poco humo cuando se quema. En realizaciones adicionales, la composición retardadora de la llama no contiene ningún halógeno, o al menos niveles muy bajos de halógenos, para impedir la emisión de humo tóxico y/o corrosivo que, en ciertas circunstancias, está asociado con la combustión de compuestos que contienen halógenos. De esta manera, la composición retardadora de la llama se considera una “composición con cero halógenos, de baja generación de humo,” o LSZH(low smoke, zero halogen).

Tal como se ha mencionado anteriormente, la composición retardadora de la llama incluye en términos generales una matriz combinada y un empaquetamiento retardador de la llama. Haciendo referencia en primer lugar a la matriz combinada, la matriz combinada incluye un componente de poliolefina y un componente polimérico que contiene nitrógeno. En realizaciones, el componente de poliolefina es un único polímero o una combinación de polímeros seleccionados de la siguiente lista no limitativa: copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etilenoacrilato, polietileno de baja densidad, polietileno de densidad media, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad lineal, polietileno de muy baja densidad, copolímero elastomérico de poliolefina, homopolímero y copolímeros de propileno, polipropileno modificado por impacto, copolímeros de etileno/alfa-olefina (tal como copolímeros de etileno-propileno y copolímeros de etileno/propileno/dieno) y copolímeros ramificados de buteno y octeno. Adicionalmente, en realizaciones, el componente de poliolefina es un copolímero o terpolímero de bloque que tiene al menos un bloque funcional, tal como anhídrido maleico.

El otro componente de la matriz combinada es un polímero que contiene nitrógeno. En realizaciones, el polímero que contiene nitrógeno tiene una temperatura de fusión de menos de 240°C. En determinadas realizaciones, el polímero que contiene nitrógeno es una poliamida o un poliuretano termoplástico. Los ejemplos no limitativos de poliuretanos termoplásticos incluyen poliuretano a base de copolímero de poliéster y poliuretano a base de copolímero de poliéter. Los ejemplos no limitativos de poliamidas adecuadas para su uso en la composición retardadora de la llama incluyen poliamida 6, poliamida 12, poliamida 6/12, poliamida 11, y combinaciones de dos o más de las mismas. Tal como se discutirá de manera más completa más adelante, los polímeros que contienen nitrógeno son formadores de residuo carbonizado y trabajan con componentes del empaquetamiento retardador de la llama para potenciar las propiedades de retardancia de la llama de la composición global.

Adicionalmente, en realizaciones, la matriz combinada incluye un compatibilizador. En realizaciones, el compatibilizador se selecciona para potenciar el rendimiento de retardo de llama de la composición retardadora de la llama, para potenciar las propiedades mecánicas de la composición retardadora de la llama, o para potenciar tanto el rendimiento de retardo de llama como las propiedades mecánicas de la composición retardadora de la llama. En realizaciones, el compatibilizador es un copolímero de bloque que tiene un bloque de olefina y uno o más de otros bloques monoméricos, o el copolímero tiene bloques alternantes de la olefina y el uno o más de otros bloques monoméricos. Por ejemplo, en una realización, el compatibilizador consiste en bloques alternantes de etileno y bloques que contienen anhídrido maleico. En otra realización, el compatibilizador es un polímero injertado que tiene una estructura principal de poliolefina con un monómero injertado en la misma. Por ejemplo, en una realización, el polímero injertado tiene anhídrido maleico injertado en una estructura principal de polipropileno. En una realización de este tipo, el anhídrido maleico está presente en una cantidad de hasta el 3% en peso.

En realizaciones, la matriz combinada es desde el 55% hasta el 85% en peso de la composición retardadora de la llama. En particular, el componente de poliolefina, en realizaciones, constituye del 30% al 80% en peso de la composición retardadora de la llama. Además, en realizaciones, el componente polimérico que contiene nitrógeno constituye del 5% al 25% en peso de la composición retardadora de la llama. Adicionalmente, en realizaciones, el compatibilizador constituye del 0% al 5% en peso de la composición retardadora de la llama.

En todavía otras realizaciones, la matriz combinada de la composición retardadora de la llama también puede incluir aditivos tales como cargas minerales (talco, carbonato de calcio, etc.), antioxidantes, aditivos UV, modificadores de procesamiento, compatibilizadores y/u otros aditivos poliméricos estándar.

Pasando ahora al otro componente principal de la composición retardadora de la llama, el empaquetamiento retardador de la llama incluye generalmente una fuente de ácido, una fuente de carbono y un PIL mezclado en un portador sinergista. Tomando el componente de PIL en primer lugar, la FIG. 1 representa un catión IL 10 y un anión polioxometalato (POM) 12 que se hacen reaccionar para formar un PIL 14. En particular, la FIG. 1 representa una reacción entre un catión 1-butil-3-metilimidazolio (1+) (del IL) y un anión fosfomolibdato ([PM012O40]3') (el POM) para formar fosfomolibdato de 1 -butil-3-metilimidazolio (el PIL).

Una variedad de IL son adecuados para su uso en la formación del PIL. Por ejemplo, sales que contienen catión imidazolio, escamas catiónicas cuaternarias, pirrol catiónico y/o catión pirazol son líquidos iónicos adecuados para su uso en el PIL. Una variedad de otros líquidos iónicos adecuados para su uso en realizaciones de la presente invención se dan a conocer en la publicación estadounidense n ° 2011/0073331 (n.° de solicitud 12/947.377, presentada el 16 de noviembre de 2010). En realizaciones, el IL incluye un catión a base de, por ejemplo, amonio, imidazolio, guanidinio, piridio, pirrolidinio, colinio, morfolinio, piridazinio y 1,2,4-triazolio, entre otros. Los IL a modo de ejemplo adecuados para formar el PIL incluyen, pero no se limitan a, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1 -butil-3-metilimidazolio, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio y metilsulfato de 1,2,4-trimetilpirazolio, entre otros.

En realizaciones, el IL incluye una fuente de ácido. En tales realizaciones, el IL puede ser un producto químico a base de fósforo, un producto químico a base de boro o un producto químico a base de azufre. En particular, el IL se forma a partir de una reacción que implica amonio, imidazolio, guanidinio, piridio, morfolinio, piridazinio, 1,2,4-triazolio, triazina, sulfonio, fosfacenio o fosfonio y un ácido o anión a base de fósforo, a base de boro o a base de azufre. Los IL a modo de ejemplo adecuados para formar el IL de PIL y que contienen una fuente de ácido incluyen, pero no se limitan a, etilsulfato de 1 -etil-3-metil-imidazolio, hexafluorofosfato de 1 -butil-3-metilimidazolio, tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio, hexafluorofosfato de 1-hexil-3-metilimidazolio, hexafluorofosfato de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio, trifluorometanosulfonato de 1 -etil-3-metilimidazolio, trifluorometanosulfonato de escandio(III), trifluorometanosulfonato de praseodimio (III). En realizaciones, el IL es uno o más de ácido polifosfórico que se ha hecho reaccionar con una base (que incluye, pero no se limita a, 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno (DBU), 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno (DBN), 1,5,7-triazabiciclo[4.4.0]dec-5-eno (TBD), 7-metil-1,5,7,triazabiciclo[4.4.0]dec-5-eno (MTBD), 1,1,3,3,-tetrametilguanidina (TMG), etc.), líquido iónico a base de ácido polivinilfosfórico y ácido polivinilsulfónico, líquido iónico de imidazolio funcionalizado con ácido sulfónico (que incluye, pero no se limita a, cloruro de 1-(1-propilsulfónico)-3-metilimidazolio y cloruro de 1-(1-butilsulfónico)-3-metilimidazolio), etc.

En otras realizaciones, el IL incluye tanto una fuente de ácido como una fuente de carbono. Tal IL puede tener el efecto de catalizar el proceso de carbonizado, haciendo de ese modo que el proceso de carbonización sea más rápido y que el residuo carbonizado formado sea más denso. En realizaciones, las moléculas adecuadas para su uso en el IL que proporcionan tanto una fuente de ácido como una fuente de carbono incluyen en términos generales las siguientes categorías: compuestos de pentaeritritol/polifosfato, productos químicos a base de ácido-azúcar, derivados de ciclodextrina que contienen grupo(s) ácido, ácido-polioles y ácido-aminoácidos, y ácidos de base orgánica.

Las moléculas a modo de ejemplo de la categoría de compuestos de pentaeritritol/polifosfato incluyen fosfato de pentaeritritol, difosfato de pentaeritritol, ácido bis(fosfato de pentaeritritol)fosfórico (b-PEPAP) y tetrafosfato de pentaeritritol, entre otros.

Las moléculas a modo de ejemplo de los productos químicos a base de ácido-azúcar pueden incluir un azúcar de un solo miembro o uno múltiple de 5 o 6 miembros. Por ejemplo, en realizaciones, los productos químicos a base de ácido-azúcar incluyen ácido fítico, fosfato de pentosa (ácido), 1,6-bisfosfato de fructosa y fosfato de glucosa-6. Además, en realizaciones, el producto químico a base de ácido-azúcar incluye un ácido-azúcar de base orgánica, tal como difosfato de adenosina (ADP), trifosfato de adenosina (ATP), monofosfato de desoxiguanosina (dGMP), monofosfato de uridina (UMP) y dinucleótido fosfato de nicotinamida adenina (NADP+), entre otros. Ventajosamente, dado que estas moléculas contienen tanto una base orgánica como ácido, pueden existir en forma de IL para usarse directamente para reaccionar (por ejemplo, intercambio iónico) con POM.

Las moléculas a modo de ejemplo de derivados de ciclodextrina incluyen, pero no se limitan a, sales sódicas de fosfato de p-ciclodextrina y sales sódicas sulfobutil éter-p-ciclodextrina.

Las moléculas a modo de ejemplo de ácido-polioles incluyen, pero no se limitan a, poliol-fosfatos, tales como 2,3-fosfato de dihidroxipropilo, 1-fosfato de sorbosa (fosfato de 2,4,5,6-tetrahidroxi-2-oxohexilo) y 7-fosfato de sedoheptulosa. Una variedad de aminoácidos pueden hacerse reaccionar con un ácido para formar un ácidoaminoácido. Tales aminoácidos incluyen glicina, alanina, serina, treonina, cisteína, valina, leucina, isoleucina, metionina, prolina, fenilalinina, tirosina, triptófano, ácido aspártico, ácido glutámico, asparagina, glutamina, histidina, lisina y arginina. Las moléculas a modo de ejemplo del tipo ácido-aminoácido incluyen, pero no se limitan a, fosfo-L-arginina y (mono)fosfato de aciladenosina. Ventajosamente, dado que estas moléculas contienen tanto una base orgánica como ácido (como los azúcar-ácidos y los azúcar-ácidos de base orgánica), pueden existir en forma de IL para usarse directamente para reaccionar (por ejemplo, intercambio iónico) con POM.

En la categoría de los ácidos de base orgánica, los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, N-(ácido fosfonometiliminodiacético), fosfato de 3-hidroxi-2-metilpiridin-4-carboxaldehído y sal sódica de fosfato de creatinina. Ventajosamente, dado que estos son ácidos de base orgánica, pueden existir en forma de IL para usarse directamente para reaccionar (por ejemplo, intercambio iónico) con POM.

Estas moléculas pueden hacerse reaccionar con una de las bases listadas anteriormente, que incluyen DBU, DBN, TBD, MTBD y TMG. Generalmente, las realizaciones del IL que tienen tanto una fuente de ácido como una fuente de carbono incluirán un producto químico a base de fósforo, un producto químico a base de boro o un producto químico a base de azufre que se ha hecho reaccionar con una base orgánica que forma onios catiónicos.

Haciendo referencia ahora al componente de POM del PIL, los POM a modo de ejemplo para su uso en el PIL tienen la estructura de tres o más oxianiones de metal de transición unidos entre sí mediante átomos de oxígeno compartidos para formar un entramado tridimensional cerrado, grande. En realizaciones, los átomos de metal se seleccionan generalmente de, pero no se limitan a, metales de transición del grupo 5 o grupo 6, tales como vanadio(V), niobio(V), tántalo(V), molibdeno(VI) y tungsteno(VI). En determinadas realizaciones, el POM se selecciona por sus propiedades de supresión del humo. En realizaciones de supresor del humo específicas, el supresor del humo contiene molibdeno o cinc.

Los aniones POM específicos adecuados para su uso como PIL incluyen [PW12O40]3-, [PMo<12>O<40>]3-, [SiW<12>O<40>]4-, [SiMo<12>O<40>]4-, [BW12O40]3-, [BMo<12>O<40>]3-, [AsW<12>O<40>]5-, [AsMo<12>O<40>]5-, [GeW<12>O<40>]4-, [GeMo<12>O<40>]4-, [PMo<9>V<3>O<40>]5-, [PMo<10>V<2>O<40>]5-, [PMo<11>VO<40>]4-, [P2W 18O62]6-, [P2Mo18O62]6-, [As2W 18O62]6-, [As2Mo18O62]6-, [W6O19]2-, [Mo<6>O<19>]2-, [V6O19]8-, [Nb<6>O<19>]8-, [PW12O40]3- y [W2O11]2-, entre otros.

Tras seleccionar el IL y el POM deseados, el IL y el POM se hacen reaccionar para formar el PIL. En realizaciones, el PIL se forma a través de una reacción ácido/base o a través de una reacción de intercambio iónico. En una realización particular, el IL y el POM se añaden ambos a agua, y el catión IL reaccionará con el anión POM en una reacción de intercambio iónico. En un realización a modo de ejemplo no limitativa, proporcionada a modo de ilustración, el IL es ácido fítico que se ha hecho reaccionar con una base orgánica de DBU. El ácido fítico y el DBU se añaden a una relación de, por ejemplo, 1:1, 1:0,7, 1:0,5, 1:0,3 (equivalente) en agua. Los grupos hidroxilo del ácido fítico forman aniones oxígeno, y los hidrógenos se unirán con un nitrógeno del DBU, formando un catión DBU. En la realización a modo de ejemplo, el IL de ácido fítico y DBU se hizo reaccionar entonces con fosfomolibdato de amonio (el POM) en agua a un equivalente de 1:1. Los cationes amonio en el fosfomolibdato de amonio experimentan un intercambio iónico (parcial o completamente) con los cationes del DBU en el IL. Como resultado de la reacción de intercambio iónico, algunos de o todos los cationes de DBU en el IL se reemplazaron por el grupo amonio del fosfomolibdato de amonio, y los cationes de DBU reemplazados se acoplaron al fosfomolibdato. En una realización alternativa, en lugar del proceso de síntesis de PIL de dos etapas descrito previamente, todos los componentes (ácido fítico, DBU y fosfomolibdato de amonio) pueden añadirse a agua al mismo tiempo de modo que el PIL se forme en una única etapa de reacción.

Tras obtener el PIL, el PIL se carga en, o se mezcla de otro modo con, un portador sinergista 16, un ejemplo de lo cual se representa en la FIG. 2. En realizaciones, el portador sinergista es un compuesto inorgánico, tal como una zeolita, una arcilla, una bentonita y/o borato de cinc, entre otros. El uso del término “sinergista” indica que el portador sinergista funciona con el PIL para potenciar la retardancia de la llama y/o la supresión del humo. El portador sinergista puede hacerlo de una variedad de maneras, que incluyen formar una capa cerámica en o sobre la capa/espuma carbonizada, liberar agua cuando se descompone para diluir los gases combustibles y/o para suprimir el humo, aislar térmicamente el compuesto polimérico, funcionar como agente antigoteo y/o, junto con el líquido iónico de polioxometalato, promover la función (por ejemplo, el efecto catalítico) sobre el proceso de carbonizado del empaquetamiento retardador de la llama. En una realización particular, el sinergista es ^zeolita 4A 18. La FIG. 2 representa la estructura de zeolita 4A 18. La zeolita 4A 18 tiene un diámetro de poro de 4 Á y una densidad aparente de 0,60-0,65 g/ml. Adicionalmente, la zeolita 4A puede absorber el 20-21%, en peso, de agua y presenta un desgaste del 0,3-0,6%, en peso.

En una realización, el PIL se mezcla con el sinergista en agua a una relación en peso de desde 3:1 hasta 1:5 de PIL con respecto a sinergista. En una realización particular, la relación en peso es de desde 1:1 hasta 1:2 de PIL con respecto a sinergista. La mezcla de sinergista y PIL se seca entonces para eliminar el agua, y el PIL/sinergista puede, por ejemplo, añadirse a un empaquetamiento retardador de la llama de la composición retardadora de la llama.

En otra realización, el PIL, que puede incluir un IL que tiene una fuente de ácido y/o una fuente de carbono, se inserta en una molécula hospedadora carbonífica para formar un complejo de inclusión. A este respecto, la inclusión de la molécula huésped de PIL en la molécula hospedadora no implica una reacción química, es decir, no se rompen ni se forman enlaces covalentes. En su lugar, la reacción es meramente una asociación física basada en atracción molecular. Las moléculas hospedadoras carboníficas a modo de ejemplo incluyen a -, p -, Y-ciclodextrinas o ciclodextrinas grandes, derivados modificados químicamente de la ciclodextrina (tal como ciclodextrina modificada con hidroxipropilo y ciclodextrina modificada con metilo), calixareno (que tiene cualquier número de unidades de repetición), derivados modificados químicamente de calixareno, zeolitas, chibaita, urea, tiourea, hidroquinona y 4-phidroxifenil-2,2,4-trimetilcromano (compuesto de Dianin). En realizaciones, los complejos de inclusión se forman disolviendo la molécula hospedadora carbonífica y la molécula huésped de PIL en un disolvente a una relación de molécula hospedadora con respecto a molécula huésped de >0:1 a 3:1.

Los complejos de inclusión con la molécula huésped de PIL y la molécula hospedadora carbonífica se cargan entonces en, o se mezclan de otro modo con, el portador sinergista tal como se describió anteriormente. Adicionalmente, en realizaciones, diferentes variedades del PIL se mezclan entre sí en el sinergista. Por ejemplo, en una realización, un PIL que incluye un IL que tiene una fuente de ácido y/o una fuente de carbono se combina con un complejo de inclusión para introducir una fuente de carbono y una fuente de ácido en el sinergista.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el empaquetamiento retardador de la llama también incluye una fuente de ácido y una fuente de carbono (es decir, por separado de y/o además de la fuente de ácido y/o fuente de carbono del IL). En realizaciones, la fuente de ácido puede ser un producto químico que contiene fósforo, boro o azufre, o una combinación de tales productos químicos. En una realización, la fuente de ácido incluye un producto químico que contiene fósforo, tal como polifosfato de amonio (APP). En realizaciones, la fuente de carbono es un poliol, tal como pentaeritritol (PER) y/o sus derivados. En otras realizaciones, la fuente de carbono puede incluir resinas de fenolformaldehído, sorbitol, almidones y ciclodextrinas, entre otros. La fuente de ácido, con calentamiento, se descompone, y forma un ácido que cataliza la fuente de carbono para que se carbonice y se solidifique a través de reacciones de reticulación, formando una capa carbonizada no combustible. En realizaciones, la relación de la fuente de ácido con respecto a la fuente de carbono puede variar, tal como 1:1,2:1, 3:1, etc. En una realización en la que la fuente de ácido es APP y la fuente de carbono es PER, una relación de ejemplo de APP:PER es de 2:1 o superior.

La fuente de ácido tiene un efecto particularmente sinergista sobre la matriz combinada descrita en el presente documento. Tomando como ejemplo una fuente de ácido de APP y un polímero que contiene nitrógeno de poliamida 6, el ácido polifosfórico generado mediante APP actúa como catalizador ácido que participa en la deshidratación de la fuente de carbono para dar un residuo carbonizado de carbono. Al mismo tiempo, tiene lugar una interacción química entre el APP y la poliamida 6 con calentamiento. El ácido polifosfórico producido mediante la eliminación de NH3 del APP ataca los enlaces alquilamida de la poliamida 6 con la formación de éster fosfórico y extremos de cadena de amida primaria. Los enlaces éster de fosfato experimentan degradación térmica a temperatura superior, conduciendo a la formación de las especies aromáticas e insaturación carbono-carbono. Por tanto, en la realización a modo de ejemplo, la fuente de ácido de APP y la poliamida 6 trabajan conjuntamente para formar una capa carbonizada más estable.

En todavía realizaciones adicionales, el empaquetamiento retardador de la llama incluye un compuesto espumífico, tal como melamina y/o sus derivados. El compuesto espumífico forma gases cuando se calienta, y los gases provocan que el carbono solidificado (es decir, la capa carbonizada creada en la reacción de carbonización de la fuente de ácido y de carbono) se expanda, formando una espuma carbonizada. La espuma carbonizada tiene un volumen mucho mayor que la capa carbonizada, lo que ayuda a aislar la composición retardadora de la llama restante del fuego y del calor. Un empaquetamiento retardador de la llama que contiene un compuesto espumífico se denomina empaquetamiento retardador de la llama intumescente.

El empaquetamiento retardador de la llama puede incluir también otros aditivos, tales como antioxidantes, estabilizadores térmicos, hidratos de metal, hidróxidos de metal (por ejemplo, trihidróxido de aluminio y/o dihidróxido de magnesio), especies formadoras de gas o combinaciones de especies (por ejemplo, melamina y sus derivados, etc.), reforzadores de la solidez del residuo carbonizado y/u otros materiales potenciadores del rendimiento. En determinadas realizaciones, la fuente de ácido, la fuente de carbono y/o el compuesto espumífico se combinan en un único compuesto.

En realizaciones, el empaquetamiento retardador de la llama (que incluye la fuente de ácido, la fuente de carbono, PIL/sinergista y cualquier otro aditivo) constituye desde el 15% hasta el 45% en peso de la composición retardadora de la llama. En realizaciones particulares, la fuente de ácido, la fuente de carbono y el agente espumífico (si está presente) constituyen del 15% al 40% en peso de la composición retardadora de la llama. Además, en realizaciones, el PIL/sinergista constituye del 0,2% al 5% en peso de la composición retardadora de la llama.

Una variedad de diferentes procesos pueden usarse para incorporar el empaquetamiento retardador de la llama a la matriz combinada. Generalmente, los procesos de incorporación utilizan temperatura elevada y cizallamiento suficiente para distribuir el empaquetamiento retardador de la llama en la resina polimérica. El equipamiento a modo de ejemplo para incorporar el empaquetamiento retardador de la llama a la matriz combinada incluye una extrusora de husillo doble de rotación conjunta, una extrusora de husillo simple con zonas de mezclado, un mezclador rotatorio de estilo Banbury, una amasadora Buss y/u otros mezcladores de alto cizallamiento.

Ejemplos

Se prepararon trece muestras y tienen la composición mostrada en la tabla 1. Como se muestra en la tabla 1, todas las muestras se basaban en polipropileno (“PP”). El polipropileno usado para preparar los ejemplos comparativos C1-C3 y los ejemplos E1-E5 era Pro-fax PH835, disponible de LyondellBasell. Los ejemplos comparativos C4 y C5 y los ejemplos E6-E8 eran propileno modificado por impacto, que es propileno que contiene aproximadamente el 20%-30% en peso de un componente de caucho. El polipropileno de impacto específico usado era N05U-00, disponible de Ineos. El componente de poliamida de cada uno de los ejemplos E1-E7 era poliamida 6 (“PA6”). La PA6 específica usada era Ultramid® B27 HM01, disponible de BASF. En los ejemplos E1-E6, se usó polipropileno injertado con anhídrido maleico (PP-g-MAH) como compatibilizador. Adicionalmente, además de las muestras C1, C4 y E3, todas las demás muestras incluían una fuente de ácido de APP y una fuente de carbono de PER. Las muestras C3 y E4-E8 también contenían un PIL/sinergista, y para todas estas muestras, el sinergista era zeolita 4A. Para las muestras C3 y E4-E7, el PIL era fosfomolibdato de 1 -butil-3-metilimidazolio, y para la muestra E8, el PIL estaban formado por un IL elaborado a partir de ácido fítico y un POM de fosfomolibdato.

Tabla 1. Composiciones de las muestras

Las muestras C1-C3 y E1-E7 se compusieron usando una extrusora de doble husillo de 18 mm Leistritz. Esta extrusora se ajustó a una velocidad de husillo de 150 rpm y tenía seis zonas que presentaban una rampa en la temperatura desde la zona uno a 160°C hasta la zona seis a 220°C. La temperatura de la boquilla se ajustó a 220°C. Las muestras C4, C5 y E8 se compusieron usando una extrusora de doble husillo de 34 mm Liestritz. Esta extrusora se ajustó a una velocidad de husillo de 100 rpm y tenía diez zonas en las que la zona uno no estaba calentada, la zona dos se ajustó a 150°C, las zonas tres y cuatro se ajustaron a 180°C, y las zonas cinco a diez se ajustaron a 160°C. La temperatura de la boquilla se ajustó a 150°C.

Las muestras compuestas se moldearon entonces por inyección para dar especímenes de muestra. Los especímenes se sometieron a prueba para determinar su índice de oxígeno limitante (LOI,limiting oxygen index)según la norma ISO 4589 y su clasificación UL-94 en un ensayo de quemado vertical. El LOI de un polímero indica la concentración mínima de oxígeno que soportará la combustión de ese polímero. Por tanto, para materiales retardadores de la llama, un mayor LOI indica una mayor retardancia de la llama. El ensayo de quemado vertical UL-94 determina cuánto tiempo un espécimen de polímero suspendido se quemará cuando el espécimen de polímero se expone a una llama desde abajo. La mejor clasificación según UL-94 es V0 y corresponde a un material que no presenta una llama ardiente durante más de 10 segundos tras prenderse desde la fuente de llama por debajo de la muestra. Adicionalmente, un polímero con una clasificación V0 no experimentará llamas que gotean desde la muestra. Los resultados de las pruebas se presentan en la tabla 2 (“NR” tal como se usa en la tabla 2 significa que la muestra no tuvo un rendimiento suficientemente bueno como para conseguir una clasificación).

Tabla 2. Rendimiento de retardancia de la llama de especímenes de prueba

Pueden hacerse varias observaciones relativas a la retardancia de la llama a partir de los resultados de prueba resumidos en la tabla 2. En primer lugar, las muestras C1 y C4, que no contenían ningún componente retardador de la llama, presentaban un bajo LOI del 18,5% y del 17,5%, respectivamente, no consiguieron una clasificación UL-94 y sus llamas goteaban. Al incluir el 30% en peso de APP/PER en una relación de 2:1 en las muestras C2 y C4, el LOI aumentó hasta el 25,7% y el 26,5%, respectivamente, pero estas muestras todavía no pudieron conseguir en ambos casos una clasificación UL-94 y sus llamas goteaban. En la muestra C3, se añadió el 1% en peso de un PIL/sinergista, el LOI aumentó hasta el 36,0%, se consiguió una clasificación V0 y la muestra no experimentó llamas que goteasen. Sin embargo, estas propiedades de retardancia de la llama relativamente buenas vienen a una alta carga de APP/PER (relación de 2:1) del 29% en peso.

En la muestra E1, se añadieron PA6 y PP-g-MAH. En particular, la PA6 reemplazó el 5% en peso del componente de PER, de modo que solo se utilizó el 25% en peso de la carga de APP/PER. E1 consiguió un buen LOI del 28,7% y una clasificación V1, lo que indica un efecto sinérgico entre la PA6 macromolecular y el PER de moléculas pequeñas, pero también experimentaba llamas que goteaban, lo que puede ser atribuible en parte a no contener ningún PII,/sinergista. La muestra E2 contenía una cantidad mayor de PP-g-MAH que E1, y E2 tenía un menor LOI del 27,1%, una clasificación V2 y experimentaba llamas que goteaban. E2 demuestra que, en algunas circunstancias, la inclusión de cantidades mayores de un compatibilizador en relación con el polímero combinado (PA6) puede disminuir las propiedades de retardancia de la llama, pero como se mostrará más adelante, el compatibilizador generalmente también tiene el efecto de potencia el límite elástico.

En la muestra E3, la PA6 reemplazó completamente al PER de modo que la carga de cargas era del 20% en peso de APP. Como puede verse en una comparación con C2, se consigue un LOI similar del 25,7% pero a una carga de cargas menor, es decir, el 20% en peso de carga de cargas en E3 en comparación con el 30% en peso de carga de cargas en C2. Como con C2, E3 no consiguió una clasificación UL-94 y experimentaba llamas que goteaban.

La muestra E4 es similar a E1 excepto porque se reemplazó el 1% en peso del APP/PER por el 1% en peso del PII,/sinergista. Al hacer esto, el LOI aumentó hasta el 32% y se consiguió una clasificación de V0 (no incluyendo ninguna llama que gotease). Por tanto, la combinación del agente de carbonizado macromolecular (PA6) con el PIL/sinergista proporcionó una rendimiento de quemado superior a una carga de cargas retardadoras de la llama reducida (por ejemplo, en comparación con C3).

Al aumentar la carga de cargas hasta el 30% en peso en E5, puede verse que el LOI aumenta hasta el 39,1% con una clasificación V0 y sin llamas que goteen. Por tanto, al mismo nivel de carga de empaquetamiento retardador de la llama que C3, E5 es capaz de proporcionar propiedades de retardancia de la llama incluso mejoradas adicionalmente al incorporar la PA6 y PP-g-MAH.

La muestra E6 es similar en composición a E4, pero su usó PP de impacto en E6 frente a PP en E4. Como se muestra en la tabla 2, las propiedades de retardancia de la llama permanecen generalmente iguales, pero como se discutirá más adelante, el alargamiento a la rotura se potenció enormemente.

En la muestra E7, se usó de nuevo PP de impacto, pero no se usó ningún compatibilizador de PP-g-MAH. El empaquetamiento retardador de la llama total, que incluye el APP/PER y el PIL/sinergista, permaneció al 25% en peso. En comparación con E4, el LOI disminuyó hasta el 30,5%, la clasificación UL-94 cayó a V1 y se observaron llamas que goteaban. Por tanto, aunque E2 demuestra que la matriz combinada puede contener demasiado compatibilizador en algunas circunstancias, E7 demuestra que demasiado poco compatibilizador también puede tener un efecto perjudicial sobre las propiedades de retardancia de la llama.

Finalmente, la muestra E8 se diseñó para aislar el efecto de un PIL de ácido fítico sobre las propiedades de retardancia de la llama de PP de impacto. En comparación con C4, la adición del 1% en peso del PIL de ácido fítico y sinergista aumentó el LOI hasta el 33,5% y se consiguió una clasificación UL-94 de V0 sin observarse llamas que goteasen. Tal como se ha mencionado anteriormente, el componente de ácido fítico del PIL contiene tanto una fuente de ácido como una fuente de carbono. En particular, el ácido fítico incluye seis ácidos fosfónicos (fuente de ácido) y un anillo sacárico de carbono de seis miembros (fuente de carbono). Se cree que la incorporación del PIL de ácido fítico a una composición retardadora de la llama que también contiene un polímero que contiene nitrógeno conducirá a un potenciamiento adicional para las propiedades de retardancia de la llama de la composición.

Adicionalmente, se elaboraron especímenes de muestra para las muestras C2, E1, E2, E4 y E6 de modo que pudieran determinarse las propiedades mecánicas de las composiciones. En particular, se determinaron el límite elástico y el alargamiento a la rotura según la norma ASTM D638. Los resultados de estas pruebas se muestran en la tabla 3, a continuación.

Tabla 3. Propiedades mecánicas de composiciones de muestra seleccionadas

Como puede verse en la tabla 3 a partir de una comparación de C2 y E1, la adición de PA6 y PP-g-MAH al PP (y la reducción concomitante en el empaquetamiento retardador de la llama) en E1 aumentó ligeramente el límite elástico aunque sin tener mucho impacto sobre las propiedades de alargamiento a la rotura. Además, tal como se demostró anteriormente, las propiedades de retardancia de la llama de E1 también se potenciaron en comparación con C2. Entre E1 y E2, el aumento en el compatibilizador en E2 dio como resultado un mayor límite elástico pero también un alargamiento a la rotura reducido y propiedades de retardancia de la llama reducidas. En comparación con C2, E4 tiene una menor carga de cargas retardadoras de la llama, lo que conduce a un límite elástico aumentado y a propiedades de alargamiento a la rotura similares. En comparación con E2, E4 mantiene el límite elástico aunque teniendo un alargamiento a la rotura y una retardancia de la llama mejorados. E4 y E6 contienen las mismas cantidades relativas de componentes en sus composiciones, pero el PP de E4 está reemplazado por el PP de impacto de E6. Esto da como resultado un aumento sustancial en el alargamiento a la rotura con una reducción modesta en el límite elástico y con solo una ligera reducción en el LOI.

En general, las tablas 2 y 3 demuestran que, a los mismos niveles de carga de empaquetamiento retardador de la llama que los ejemplos comparativos, puede conseguirse un mayor rendimiento de retardo de llama a través del uso de las composiciones retardadoras de la llama dadas a conocer en el presente documento. Alternativamente, la composición retardadora de la llama dada a conocer en el presente documento permite el mismo rendimiento de retardo de llama que los ejemplos comparativos pero a menores niveles de cargas. De esta manera, las composiciones retardadoras de la llama dadas a conocer en el presente documento tienen mejores propiedades mecánicas globales que los ejemplos comparativos.

Tal como se ha mencionado anteriormente, las composiciones retardadoras de la llama dadas a conocer en el presente documento son adecuadas para una variedad de diferentes aplicaciones, incluyendo como material de cubierta en un cable. Tales cables incluyen en general uno o más conductores (por ejemplo, hilos, fibras ópticas, etc.) que portan una señal eléctrica o de telecomunicación. El propio conductor puede recubrirse con una cubierta, o el conductor puede estar ubicado dentro de otro elemento del cable que está recubierto con una cubierta. En una aplicación a modo de ejemplo mostrada en la FIG. 3, la composición retardadora de la llama está incluida en un cable de fibra óptica 20. Diversos componentes de cable de fibra óptica incluyen o, en algunas realizaciones, están elaborados a partir de compuestos poliméricos que se basan en copolímeros de poliolefina y olefina. Sin modificación, estos copolímeros de poliolefina y olefina son combustibles. Por consiguiente, se espera que el uso de la composición retardadora de la llama para componentes de cable de fibra óptica reduzca la combustibilidad del cable 20.

El cable 20 incluye un cuerpo de cable, mostrado como cubierta de cable 22, que tiene una superficie interna 24 que define un canal, mostrado como orificio central 26. Pluralidades de elementos de comunicación, mostrados como fibras ópticas 28, están ubicados dentro del orificio 26. El cable 20 incluye una pluralidad de elementos de núcleo ubicados dentro del orificio central 26. Un primer tipo de elemento de núcleo es un elemento de núcleo de transmisión óptica, y estos elementos de núcleo incluyen haces de fibras ópticas 28 que están ubicados dentro de tubos, mostrados como tubos protectores 30. Los tubos protectores 30 están dispuestos alrededor de un soporte central, mostrado como miembro de solidez central 34. El miembro de solidez central 34 incluye una capa de recubrimiento externa 36. Un material de barrera, tal como barrera al agua 38, está ubicado alrededor de los tubos protectores envueltos 30. Una estructura de fácil acceso, mostrada como cordón de apertura 39, puede estar ubicada dentro de la cubierta de cable 22 para facilitar el acceso a tubos protectores 30.

En una realización, la composición retardadora de la llama se usa como cubierta de cable 22 de cable de fibra óptica 20. En otra realización, la composición retardadora de la llama se usa para formar los tubos protectores 30 que rodean los haces de fibras ópticas 28. En una realización adicional, la composición retardadora de la llama se incorpora a la barrera al agua 38. Al rodear el cable 20 y los componentes de cable con la composición retardadora de la llama, se reduce la capacidad de que el fuego se propague a lo largo del cable 20, y también se reduce la cantidad de humo producido por el cable 20 durante la exposición al fuego.

Se cree que la composición de empaquetamiento retardador de la llama discutida anteriormente cumplirá ciertos estándares de retardancia de la llama cuando se incorpore a un cable eléctrico o de telecomunicación, tal como el ensayo de reacción al fuego en calorímetro cónico según la norma ISO 5660; el ensayo de cable individual según la norma IEC 60332-1-2; el ensayo de cables múltiples verticales según la norma DIN 50399/IEC 60332-3-24; y en la cámara de densidad de humo según la norma IEC 61034.

A menos que se establezca expresamente lo contrario, no se pretende de modo alguno que cualquier método expuesto en el presente documento se interprete como que requiere que sus etapas se realicen en un orden específico. Por consiguiente, cuando una reivindicación de método no cite realmente un orden que deba seguirse por sus etapas o no se establezca específicamente de otro modo en las reivindicaciones o descripciones que las etapas deban limitarse a un orden específico, no se pretende de modo alguno que se infiera ningún orden particular. Además, tal como se usa en el presente documento, el artículo “un/una” pretende incluir uno o más de un componente o elemento, y no se pretende que deba interpretarse como que significa solo uno.

La presente divulgación cubre al menos los siguientes aspectos:

Una composición retardadora de la llama, que comprende: del 55% al 85% en peso de una matriz combinada, comprendiendo la matriz combinada: un componente de poliolefina; y un componente polimérico que contiene nitrógeno, teniendo el componente polimérico que contiene nitrógeno una temperatura de fusión de menos de 240°C; y del 15% al 45% en peso de un empaquetamiento retardador de la llama distribuido dentro de la matriz combinada, comprendiendo el empaquetamiento retardador de la llama: una fuente de ácido; una fuente de carbono; un líquido iónico de polioxometalato (PIL); y un sinergista.

El componente polimérico que contiene nitrógeno puede incluir una poliamida. La poliamida puede incluir al menos una de poliamida 6, poliamida 6/6, poliamida 6/12 o poliamida 11.

El componente polimérico que contiene nitrógeno puede incluir un poliuretano termoplástico.

El componente de poliolefina puede incluir al menos uno de un copolímero de etileno-acetato de vinilo, un copolímero de etileno-acrilato, un polietileno de baja densidad, un polietileno de densidad media, un polietileno de alta densidad, un polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de muy baja densidad, un copolímero elastomérico de poliolefina, un homopolímero de propileno, un copolímero de propileno, un polipropileno modificado por impacto, un copolímero de etileno/alfa-olefina, y un copolímero ramificado con buteno o un copolímeros ramificado con octeno.

La matriz combinada puede comprender además un componente compatibilizador. El compatibilizador puede comprender hasta el 3% en peso de anhídrido maleico.

La matriz combinada puede comprender: el componente de poliolefina en una cantidad de desde el 30% hasta el 80% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; el componente polimérico que contiene nitrógeno en una cantidad de desde el 5% hasta el 25% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; y un compatibilizador en una cantidad de desde el 0% hasta el 5% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; constituyendo el componente de poliolefina, el componente polimérico que contiene nitrógeno y el compatibilizador conjuntamente del 55% al 85% del peso total de la composición retardadora de la llama.

El PIL puede estar formado por un líquido iónico de etilsulfato de 1 -etil-3-metil-imidazolio, hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio, tetrafluoroborato de 1 -butil-3-metilimidazolio, hexafluorofosfato de 1-hexil-3-metilimidazolio, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1 -butil-3-metilimidazolio, trifluorometanosulfonato de 1 -etil-3-metilimidazolio, trifluorometanosulfonato de escandio(III), trifluorometanosulfonato de praseodimio (III), hexafluorofosfato de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio, metilsulfato de 1,2,4-trimetilpirazolio o combinaciones de los mismos.

El PIL puede estar formado por un líquido iónico que incluye una fuente de ácido y una fuente de carbono. El líquido iónico puede estar formado por al menos uno de un compuesto de pentaeritritol/polifosfato, un compuesto a base de ácido-azúcar, un derivado de ciclodextrina que contiene al menos un grupo ácido, un ácido-poliol, un ácido-aminoácido o un ácido de base orgánica. La composición retardadora de la llama puede tener un índice de oxígeno limitante de al menos el 30% según la norma ISO 4589.

El PIL puede incluir al menos uno de [PW12O40]3-, [PMo<12>O<4>ü]3-, [SiW<12>O<4>ü]4-, [SiMo<12>O<4>ü]4-, [BW12O40]3-, [BMo<12>O<4>ü]3-, [AsW<12>O<40>]5-, [AsMo<12>O<40>]5-, [GeW<12>O<40>]4-, [GeMo<12>O<40>]4-, [PMo<9>VaO<40>]5-, [PMo<10>V<2>O<40>]5-, [PMon VO<40>]4-, [P2W 18O62]6-, [P2Mo18O62]6-, [As2W 18O62]6-, [As2Mo18O62]6-, [W6O19]2-, [MosO<19>]2-, [V6O19]8-, [NbaO ^]8-, [PW12O40]3- o [W2O11]2-.

El sinergista puede incluir al menos uno de una zeolita, una arcilla, una bentonita o un borato de cinc.

El empaquetamiento retardador de la llama puede comprender: la fuente de carbono y la fuente de ácido conjuntamente en una cantidad de desde el 15% hasta el 40% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; el PIL y el sinergista conjuntamente en una cantidad de desde el 0,2% hasta el 5% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; y constituyendo la fuente de carbono, la fuente de ácido, el PIL y el sinergista conjuntamente desde el 15% hasta el 45% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama.

La fuente de ácido puede ser polifosfato de amonio.

La fuente de carbono puede incluir al menos uno de pentaeritritol, un derivado de pentaeritritol, una resina de fenolformaldehído, un sorbitol, un almidón, una ciclodextrina o una ciclodextrina modificada.

El empaquetamiento retardador de la llama puede comprender además un compuesto espumífico. El compuesto espumífico puede incluir melamina o un derivado de melamina.

Un cable que comprende al menos un conductor; una cubierta que rodea el al menos un conductor; comprendiendo la cubierta un empaquetamiento retardador de la llama distribuido dentro de una matriz combinada; comprendiendo la matriz combinada: un componente de poliolefina; un componente polimérico que contiene nitrógeno que tiene una temperatura de fusión por debajo de 240°C; y un compatibilizador; y comprendiendo el empaquetamiento retardador de la llama: una fuente de ácido; una fuente de carbono; un líquido iónico de polioxometalato (PIL); y un portador sinergista.

El al menos un conductor puede comprender una fibra óptica.

La cubierta puede ser un tubo protector de la fibra óptica.

El componente polimérico que contiene nitrógeno puede incluir al menos uno de poliamida 6, poliamida 12, poliamida 6/12, poliamida 11 o un poliuretano termoplástico.

El PIL puede estar formado por un líquido iónico que se forma a partir de al menos uno de un compuesto de pentaeritritol/polifosfato, un compuesto a base de ácido-azúcar, un derivado de ciclodextrina que contiene al menos un grupo ácido, un ácido-poliol, un ácido-aminoácido o un ácido de base orgánica.

La cubierta puede comprender: del 30% al 80% en peso del componente de poliolefina; del 5% al 25% en peso del componente polimérico que contiene nitrógeno; más del 0% y hasta el 5% en peso del compatibilizador; del 15% al 40% en peso de la fuente de carbono y la fuente de ácido conjuntamente; y del 0,2% al 5% en peso del PIL y el sinergista conjuntamente.

Resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden hacerse diversas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de las realizaciones dadas a conocer. Dado que modificaciones, combinaciones, subcombinaciones y variaciones de las realizaciones dadas a conocer que incorporan la sustancia de las realizaciones se les pueden ocurrir a los expertos en la técnica, las realizaciones dadas a conocer deben interpretarse como que incluyen todo lo que esté dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1 Una composición retardadora de la llama, que comprende:

del 55% al 85% en peso de una matriz combinada, comprendiendo la matriz combinada:

un compatibilizador;

un componente de poliolefina; y

un componente polimérico que contiene nitrógeno, teniendo el componente polimérico que contiene nitrógeno una temperatura de fusión de menos de 240°C; y

del 15% al 45% en peso de un empaquetamiento retardador de la llama distribuido dentro de la matriz combinada, comprendiendo el empaquetamiento retardador de la llama:

una fuente de ácido;

una fuente de carbono;

un líquido iónico de polioxometalato (PIL); y

un sinergista.
2. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el compatibilizador comprende hasta el 3% en peso de anhídrido maleico.
3. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que la matriz combinada comprende: el componente de poliolefina en una cantidad de desde el 30% hasta el 80% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama;

el componente polimérico que contiene nitrógeno en una cantidad de desde el 5% hasta el 25% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama; y

el compatibilizador en una cantidad de desde el 0% hasta el 5% en peso del peso total de la composición retardadora de la llama;

constituyendo el componente de poliolefina, el componente polimérico que contiene nitrógeno y el compatibilizador conjuntamente del 55% al 85% del peso total de la composición retardadora de la llama.
4. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el PIL está formado por un líquido iónico de etilsulfato de 1 -etil-3-metil-imidazolio, hexafluorofosfato de 1 -butil-3-metilimidazolio, tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio, hexafluorofosfato de 1-hexil-3-metilimidazolio, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1 -butil-3-metilimidazolio, trifluorometanosulfonato de 1 -etil-3-metilimidazolio, trifluorometanosulfonato de escandio(III), trifluorometanosulfonato de praseodimio (III), hexafluorofosfato de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio, bis(trifluorometanosulfonil)imida de 1,3-dialquil-1,2,3-triazolio, metilsulfato de 1,2,4-trimetilpirazolio o combinaciones de los mismos.
5. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el PIL está formado por un líquido iónico que incluye una fuente de ácido y una fuente de carbono.
6. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 5, en la que el líquido iónico está formado por al menos uno de un compuesto de pentaeritritol/polifosfato, un compuesto a base de ácido-azúcar, un derivado de ciclodextrina que contiene al menos un grupo ácido, un ácido-poliol, un ácido-aminoácido o un ácido de base orgánica.
7. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el PIL incluye al menos uno de [PW<12>O<40>]3-, [PMo<12>O<40>]3-, [SiW<12>O<40>]4-, [SiMo<12>O<40>]4-, [BW<12>O<40>]3-, [BMo<12>O<40>]3-, [AsW<12>O<40>]5-, [AsMo<12>O<40>]5-, [GeW<12>O<40>]4-, [GeMo<12>O<40>]4-, [PMogVaO<40>]5-, [PMo<10>V<2>O<40>]5-, [PMon VO<40>]4-, [P2W 18O62]6-, [P2Mo1eO62]6-, [As2W 1eO62]6-, [As2Mo1sO62]6-, [W6O19]2-, [Mo<6>O<19>]2-, [V6O19]8-, [Nb<6>O<19>]8-, [PW12O40]3- o [W2O11]2-.
8. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el sinergista incluye al menos uno de una zeolita, una arcilla, una bentonita o un borato de cinc.
9. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que la fuente de ácido es polifosfato de amonio.
10. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que la fuente de carbono incluye al menos uno de pentaeritritol, un derivado de pentaeritritol, una resina de fenolformaldehído, un sorbitol, un almidón, una ciclodextrina o una ciclodextrina modificada.
11. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 1, en la que el empaquetamiento retardador de la llama comprende además un compuesto espumífico.
12. - La composición retardadora de la llama según la reivindicación 11, en la que el compuesto espumífico incluye melamina o un derivado de melamina.
13. - Un cable (20) que comprende:

al menos una fibra óptica (28);

un tubo protector (30) que rodea la al menos una fibra óptica (28);

comprendiendo el tubo protector (30) un empaquetamiento retardador de la llama distribuido dentro de una matriz combinada;

comprendiendo la matriz combinada:

un componente de poliolefina;

un componente polimérico que contiene nitrógeno que tiene una temperatura de fusión por debajo de 240°C; y un compatibilizador; y

comprendiendo el empaquetamiento retardador de la llama:

una fuente de ácido;

una fuente de carbono;

un líquido iónico de polioxometalato (PIL); y

un portador sinergista.
14. - El cable (20) según la reivindicación 13, en el que el componente polimérico que contiene nitrógeno incluye al menos uno de poliamida 6, poliamida 12, poliamida 6/12, poliamida 11 o un poliuretano termoplástico.
15. - El cable (20) según la reivindicación 13, en el que el tubo protector (30) comprende:

del 30% al 80% en peso del componente de poliolefina;

del 5% al 25% en peso del componente polimérico que contiene nitrógeno; más del 0% y hasta el 5% en peso del compatibilizador;

del 15% al 40% en peso de la fuente de carbono y la fuente de ácido conjuntamente; y del 0,2% al 5% en peso del PIL y el sinergista conjuntamente.