Brevet FR2515410A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne une matière pour la fabrication d'isolation et/ou de gaines de câbles électriques Convenant particulièrement pour la formation d'isolations et/ou de gaines de câbles électriques communément désignés, par les techniciens de la branche, sous le nom de câbles à émis- sion de fumée réduite au cours de la combustion. La présente invention concerne en outre les câbles 6 lectricues dontl'isolation et/ou la gaine sont constituées de la matière à laquelle se rapporte l'invention. On connaît des matières pour la fabrication d'isola- tions et/ou de gaines de câbles électriques dits à émission de fumée réduite au cours de la combustion et on connaît des câbles du type qui vient d'être cité. Les matières connues pour la fabrication d'isolations et/ou de gaines pour câbles électriques dits à émission de fumée réduite au cours de la combustion sont normalement constituées de mélanges de polymères contenant en tant qu'ingrédient du mélange de l'hydroxyde d'aluminium. La présence de l'hydroxyde d'aluminium est prévue en vue de réduire la quantité de fumée qui se forme En effet, en présence d'un incendie, l'hydroxyde d'aluminium se décompose en alumine et eau suivant une réaction endothermique qui, en absorbant de la chaleur, s'oppose à l'incendie En outre, le dégagement d'eau dans la décomposition de l'hydroxyde d'alu- minium pendant un incendie permet de réduire la quantité de noir de fumée qui se forme dans la combustion, et ceci conduit à une plus grande transparence des fumées qui se forment. L'obtention de fumées transparentes dans le cas d'un incendie accidentel dans lequel une isolation et/ou une gaine d'un câble peuvent se trouver est particulièrement importante lorsque le câble se trouve dans une ambiance confinée de façon à permettre à celui qui se trouve dans cette ambiance d'intervenir facilement pour la localisation de l'incendie et le travail d'extinction. Les matières puai isolations et gaines pour cables électriques connues et les câbles électriques connus munis de telles isolations et/ou gaines ne donnent pas une réponse satisfaisante en ce qui concerne le problème de la trans- parence des fumées lorsque, pour une cause quelconque, le câble vient à se trouver dans un incendie. Le but de l'invention est d'améliorer les matières pour isolations et/ou gaines des câbles et par conséquent les câbles électriques munisd'isolations et de gaines en ce qui concerne la transparence des fumées lorsque ceux-ci se trouvent dans un incendie. L'invention concerne une matière pour isolations et gaines de cables électriques caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange à base d'un polymère choisi parmi le caoutchouc éthylène-propylène, l'éthylènepropylène-diène, le polyéthylène, les copolymères éthylène-acétate de vinyle, éthylène-acrylate d'éthyle, éthylène-acrylate de méthyle, polychlorure de vinyle, polyéthylène chlorosulfoné et poly- chloroprène, dans lequel de l'anhydride chromique est présent en tant qu'ingrédient du mélange. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée donnée à titre d'exemple, et par conséquent non limitative, se référant à la figure du dessin annexé qui représente un câble selon l'invention. Selon le concept le plus général de la présente invention, celle-ci concerne une matière pour isolations et/ou gaines de câbles électriques constituée d'un mélange à base de polymères normalement utilisés dans la fabrication d'iscia- tions et/ou de gaines de câbles qui contient comme consti- tuant du mélange de l'anhydride chromique. Un câble électrique muni d'une isolation et/ou d'une gaine constitués d'un mélange ayant les caractéristiques indiquées ci-dessus entre également dans le concept le plus général de l'invention. La figure représente un câble électrique conforme à l'invention. Comme le montre la figure, le câble électrique présente un conducteur I constitué par exemple d'un fil de matière conductrice ou d'un faisceau de fils de matière conductrice réunis entre eux, revêtu d'une isolation 2, laquelle est à son tour recouverted'une gaine 3. L'isolation 2 est en général constituéed'un mélange à base d'un polymère du type normalement utilisé pour la forma- tion d;une isolation de câble électrique dans lequel est présent toutefois, en tant que constituant du mélange, de l'anhydride chronique. En particulier,l'isolation 2 est constitué d'un mé- lange à base de polymères choisis parmi le caoutchouc éthylène-propylène, l'éthylène-propylène-diène, le poly- éthylène; des copolymères éthylène-acétate de vinyle, éthy- lène-acrylate d'éthyle, éthylène-acrylate de méthyle, dans lequel est présent, en tant que constituant du mélangede l'anhydride chromique dans une quantité comprise entre 0,1 et parties en poids pour 100 parties en poids de polymère de base et de préférence dans une quantité comprise entre 1 et 4 parties en poids pour 100 parties en poids de poly- mère de base. Un mélange particulièrement approprié à la fabrica- tion d'isolations de câbles est celui indiqué ci-après, dans lequel les quantités indiquées sont exprimées en par- ties en poids pour 100 parties en poids de polymère de base caoutchouc éthylène-propylène 100 parties en poids carbonate de calcium 80 " " " peroxyde de dicumyle 2,8 " " " oxyde de zinc 4 " " " acide stéarique 1 " " " coagents de réticulation 2 " " " antioxydant 1 " " " hydroxyde d'aluminium 70 " " anhydride chromique 3 " " La gaine 3 du câble est en général constitued'un mélange à base d'un polymère du type normalement utilisé pour la formation d'une gaine d'un câble électrique, dans lequel de l'anhydride chromique est toutefois présent en tant que constituant du mélange. En particulier, la gaine 3 est constituée d'un mé- lange à base de polymères choisis parmi le polychlorure de vinyle, le polyéthylène chlorosulfoné, le polychloroprène qui contient en tant que constituant de l'anhydride chro- mique dans une quantité comprise entre 0,1 et 20 parties en poids pour 100 parties en poids de base polymère et de pré- férence dans une quantité comprise entre 1 et 4 parties en poids pour 100 parties en poids de polymère de base. Un mélange particulièrement approprié à la formation de gaines de câbles électriques est celui indiqué ci-après dans lequel les quantités indiquées sont exprimées en parties en poids pour 100 parties en poids de polymère de base polyéthylène chlorosulfoné 100 trimellitate de trioctyle 15 talc 30 dibutyl-dithio-carbamate de nickel 2 accélérateur 3 anhydride chromique 3 Avec le mélange indiqué ci-dessus, c'est-à-dire avec le mélange pour-la formation de l'isolation d'un câble conforme à l'invention et le mélange pour la formation de la gaine d'un câble conforme à l'invention, on a effectué des essais expérimentaux selon la norme 258-1976 de la National Fire Protection Association (N F P A). Pour ces essais, on a préparé des éprouvettes consti- tuées de plaquettes carrées de mélanges ayant les compositions indiquées ci-dessus, d'une épaisseur de 3 mm et de 76,2 mm de côté. Les éprouvettes ont été introduites dans un appareil de mesure décrit dans la norme ci-dessus qui comprend une chambre parallélépipédique hermétiquement fermée dans laquelle se trouve un support pour l'éprouvette auquel correspondent six petits brûleurs dont la flamme est obtenue par la combustion d'un mélange de propane et d'air. La chambre hermétiquement fermée contient en outre, en face de l'éprouvette, un dispositif capable de fournir de l'énergie radiante essentiellement constitué d'un petit tube de matière céramique dans lequel est logée une résistance alimentée par du courant électrique. La chambre parallélépipédique est munie sur la paroi du fond et sur la paroi opposée à celle-ci de plaques de ma- tière transparente à la lumière de façon à permettre le passage d'un rayon lumineux dans la chambre A cet effet, on a prévu au-dessous de la paroi du fond de la chambre pa- rallélépipédique une source lumineuse d'une intensité lumi- neuse prédéterminée 1 tandis qu'un photomètre présent au- dessus de la paroi supérieure de la chambre parallélépipé- dique mesure l'intensité de la lumière qui le frappe après avoir traversé la chambre, exprimée par la densité optique spécifique du contenu de cette chambre. Les essais avec l'appareil sommairement décrit ci- l O dessus ont été effectués selon les modalités suivantes: Les éprouvettes ont été séchées au préalable pen- dant 24 heures à une température de 60 'C puis conditionnées en les plaçant dans une ambiance à une température de 230 C dans laquelle l'humidité relative était de 50 %. Après le traitement ci-dessus, l'essai a commencé avec chacune des éprouvettes introduites dans la chambre parallélépipédique avec les brûleurs allumés et avec le dispositif qui fournit l'énergie radiante en fonctionne- ment, et on a relevé par l'intermédiaire du photomètre placé sur cette chambre parallélépipédique la densité optique spécifique des fumées quatre minutes après le début de l'essai et la densité optique spécifique maximale des fumées. Avec le même appareil, on a effectué des essais identiques sur des matières isolantes pour câbles connues et sur des matières pour gaines de câbles connues, pour relever la densité optique spécifique des fumées quatre minutes après le début de l'essai et la densité optique spécifique maximale des fumées. Comme isolations pour câbles connueson a utilisé deux mélanges ayant les compositions de base précédemment indiquées et constituant respectivement des exemples d'une isolaticn et d'une gaine conformes à l'invention dans lesquels l'anhydride chromique était absent. En particulier, on a effectué des essais sur des échantillons constitués des mélanges suivants: A) Mélange pourisolations de câbles connu qui diffère de celui indiqué comme cas particulier d'une isolation pour câbles conformes à l'invention par l'absence d'anhydride chromique. B) Mélange connu pour gaines de câbles qui diffère de celui indiqué comme cas particulier d'une gaine pour câbles selon l'invention par le fait que l'anhydride chromique est absent. En Qutre, tantpour les mélanges conformes à l'inven- tion que pour les mélanges de type connu, on a déterminé,sur la base de la norme ASTM D 2863,1 'indice d'oxygène défini plus loin. Les résultats moyens des essais figurent dans le tableau ci-après. D 4 Dm 1 0. mélange de l'invention pour isolationsde câbles électriques 6 60 26 mélange de l'invention pour gaine de câbles électriques 23,5 357 25 mélange connu pour isolations de câbles électriques 150 300 28 mélange connu pour gaines de câbles électriques 400 > 500 27 - o: D 4 est la densité optique spécifique des fumées 4 minutes après le début de l'essai. Dm est la densité optique maximale des fumées. I.0, communément désigné sous le nom d'indice d'oxy- gène, représente la quantité m nlh Wed'oxygène dans un mélange d'oxygène et d'azote nécessaire pour permettre encore la combustion d'une éprouvette telle que définie par la norme ASTM D 2863. L'examen des résultats fournis par les essais expéri- mentaux figurant dans le tableau ci-dessus montre que la présente invention a atteint les buts fixés. En effet, les résultats expérimentaux indiquent clairement que la densité optique spécifique maximale des fumées pouvant être obtenue avec une matière isolante pour câbles et pour gaines de câbles conforme à l'invention au cours d'une combustion est notablement inférieure à celle des matières isolantes connues et des matières pour gaines connues pour des câbles dits à émission réduite de fumée lors d'un incendie. Ceci signifie évidemment aussi qu'un câble isolé et/ou muni d'une gaine conformément à l'invention résout de manière satisfaisante le problème consistant à éviter la formation de fumées opaques lorsque ce câble se trouve dans une ambiance o se produit un incendie. Les résultats obtenus avec la solution conforme à la présente invention sont réellement surprenants en ce sens qu'il n'est pas possible de donner une explication certaine des raisons pour lesquelles en présence d'anhydride chromique, il est possible de réduire de la manière exceptionnelle dé- montrée par les essais expérimentaux la formation de noir de fumée qui est la cause des fumées opaques. Il est probable que la présence de l'anhydride chro- mique dans le mélange constituant l'isolation et/ou la gaine d'un câble agit directement ou indirectement comme catalyseur s'opposant à la formation-É composés aromatiques lors de la pyrolyse de cette gaine et/ou de cette isolation, dont la décom- position donne naissance au noir de fumée. REVENDICATIONS 1. Matière pour isolations et gaines de câbles électriques, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange à base d'un polymère choisi parmi le caoutchouc éthylène- propylène, l'éthylène-propylène-diène, le polyéthylene, les cepolymères éthylène-acétate de vinyle, éthylène-acrylate d'éthyle, éthylène-acrylate de méthyle, polychlorure de vinyle, polyéthylène-chlorosulfoné et polychloroprène, dans lequel de l'anhydride chromique est présent en tant qu'ingrédient du mélange. 2 Matière pour isolations et gaines de câbles électri- ques selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anhydride chromique est présent dans le mélange dans une quantité comprise entre O, 1 et 20 parties en poids pour parties en poids du polymère servant de base au mélange. 3 Matière pour isolations et gaines de câbles élec- triques selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'anhydride chromique est présent dans le mélange dans une quantité comprise de préférence entre 1 et 4 parties en poids pour 100 parties en poids du polymère de base du mé- lange. 4. Matière isolante pour câbles électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mélange dont elle est constituée présente la composition suivante: caoutchouc éthylène-propylène 100 parties en poids carbonate de calcium 80 " " peroxyde de dicumyle 2,8 " " oxyde de zinc 4 " " " acide stéarique 1 " " " coagents de réticulation 2 " antioxydant " " " hydroxyde d'aluminium 70 " " " anhydride chromique 3 " " " 5. Matière pour gaines de câbles électriques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mélange dont elle est constituée présente la composition suivante: polyéthylène-chlorosulf Qné 100 parties en poids trimellitate de trioctyle 15 " " " talc 30 " " " dibutyl-dithio-carbamate de nickel 2 " " " accélérateur 3 " " " anhydride chromique 3 " " " 6. Cable électrique comprenant un conducteur et un isolant, caractérisé en ce que cet isolant est constitué d'un mélange à base d'un polymère choisi parmi le caoutchouc éthylène-propylène,l'éthylène-propylène-diène, le polyéthy- lène, des copolymères éthylène-acétate de vinyle, éthylène- acrylate d'éthyle et éthylène-acrylate de méthyle,dans lequel de l'anhyd ide chromique est présent en tant qu'ingrédient du mélange. 7. Câble électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une gaine constituée d'un mélange à base d'un polymère choisi parmi le polychlorure de vinyle, le polyéthylène-chlorosulfoné et le polychloro- prène, dans lequel de l'anhydride chromique est présent en tant qu'ingrédient du mélange, 8. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'anhydride chromique contenu dans le mélange constituant l'isolation et/ou la gaine du câble est présent dans une quantité comprise entre 0,1 et 20 parties en poids pour 100 parties en poids de polymère de base du mélange. 9. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la quantité d'anhydride chromique présente dans le mélange constituant l'isolation et/ou la gaine du câble est de préférence comprise entre 1 et 4 parties en poids pour 100 parties en poids du polymère de base du mélange.