ELECTRICAL OR OPTICAL CABLE INSULATED WITH SYNTHETIC MATERIAL AND COMPRISING A FLAME RESISTANT INNER MANTLE

Abstract: 1. Multi-strand synthetic resin-insulated and synthetic resin-coated electrical or optical cable comprising an extruded inner sheath which is made of a halogen-free polymer containing additives, arranged between the twisted strands and the outer sheath, characterised in that the polymeric material of the inner sheath consists of an ethylene-vinyl acetate copolymer and contains as additives : a) a filler having a large number of esterifiable hydroxyl groups in an amount of 10 to 50% by weight, b) a catalyst which splits off acid on combustion also in an amount of 10 to 50% by weight, and c) a nitrogenous propellant for expanding the inner sheath under the influence of heat in an amount of 1 to 20% by weight.

Description: Kunststoffisoliertes elektrisches Kabel mit flamm- widrigem Innenmantel 1. Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der kunststoffisolier- ten elektrischen oder optischen Kabel und behandelt die konstruktive und werkstofftechnische Ausgestaltung derartiger Kabel im hinblick auf Hitzebeständigkeit und Flammwidrigkeit. 2. Technischer Xintergrund An kunststoffisolierte elektrische Kabel wird in zunehmendem Mass die Forderung gestellt, auch unter Kitze- einwirkung, insbesondere bei Bränden, SunktionsSahng zu bleiben, gegebenenfalls nur über einen bestimmten Zeitraum. Der konstruktive Aufbau der Kabel und/oder die Auswahl der Werkstoffe sind dieser Forderung anzupassen. Diese Anpassung sieht bei bekannten Kabelstruktionen einen separaten oder einen integrierten Flammschutz vor, indem zusätzliche Konstruktionselemente im Kabelaufbau verwendet, die Isolier- und/oder Mantelwerkstoffel mit geeigneten Additiven angereichert und/oder spezielle Werkstoffe eingesetzt werden. So ist es bekannt, zwischen der Kabelseele eines mehradrigen elektrischen Kabels und dem Kabelmantel eine flammwidrige Zwischenschicht anzuordnen, die aus mit chloriertem Naphthalin getränkten Textilbändern, glatten oder gekreppten Papierbändern oder Faserstoffen besteht (DE-OS 16 90 149). Eine andere bekannte Kabelkonstruktion sieht vor, für die Kabelisolierung ein vernetztes und damit temperaturbeständigeres, gegebenenfalls mit einem inerten Nineralfüllstoff angereichertes ¯Poly- äthylen oder Xthylencopolymerisat, für den Aussenmantel ein ebenfalls mit einem inerten Nineralftiilstoff angereichertes Äthylenvinylacetat oder eine Mischung aus Äthylenvinylac etat und einem Äthylenpropylencopolymerisat sowie für den Innenmantel ein mit einem inerten Mineralfüllstoff sowie weiteren Additiven angereichertes Romo- oder Copolymerisat auf Olefinbasis und/oder eine Wärmesperrschicht aus einem aufgesponnenen Metallband oder aus einem wärmbeständigen Kunststoffband einzusetzen (DE-OS 28 01 542). Weiterhin ist eine im Brandfall raucharme Eabelkonstruk- tion bekannt, bei der die Adern von einem Kunststoffmantel umgeben sind, der-Elus einer Mischung aus chlorsulfoniertem Polyäthylen und chloriertem Polyäthylen besteht. Dieser Mischung sind als Additive unter anderem Ftiilstoffe, ein Vulkanisationsmittel sowie Magnesiumoxid zugegeben, das im Brandfall eine Rauchbildung unterdrückt bzw. teilweise verhindert. Diese bekannte Mantelmlschung nimmt im Brandfall eine schwammartige Struktur an und bildet somit im Brandfall einen WÅarmeschutz für die Kabelseele (US-PS 3 971 882). Im übrigen ist für Schaumstotfisolierungen von elektrischen Kabeln eine Kunststoffmischung bekannt, die neben einem Treibmittel in Form von Azodicarbonamid und einem Vernetzungsmittel ein Flammschutzmittel enthält (DEO 27 24 454). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehradriges kunststoffisoliertes und kunststoffuinmanteltes elektrisches oder optisches Kabel zu schaffen, bei dem der Wärme schutz der von den verseilten Kabeladern gebildeten Kabelseele im Brandfall ausschliesslich durch einen extrudierten Innenmantel gewährleistet ist. b) Lösung der Aufgabe Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Kabel aus, bei dem zwischen den verseilten Adern und dem Aussenmantel ein Innenmantel aus einem halogenfreien, mit Additiven angereicherten Polymer angeordnet ist. Gemäss der Erfindung ist vorgesehen, dass das Polymermaterial des Innenmantels als Additive einen Füllstoff mit einer grossen Zahl veresterbarer Bydroxylgruppen, einen im Brandfall säureabspaltenden Katalysator und ein stickstoffhaltiges Treibmittel zum Aufschäumen des Innenmantels unter Hitzeeinwirkung enthält. c) Vorteile Bei einem derart ausgebildeten Kabelschäumt der extrudierte Innenmantel im Brandfall zu einer wärmedämmenden und feuerhemmenden Schicht auf und unterdrückt dadurch die Weiterleitung des Brandes und schützt die Kabelseele vor der Brandeinwirkung. Die vorgesehene Ausgestaltung des Innenmantels erübrigt einen besonderen Feuerschutz der Kabelseele durch bisher uebliche Bespinnungen aus Glasgeweben, Asbestbändern, Metallbändern oder temperatur beständigen Kunststoffbändern. Das Aufschäumen des Innenmantels im Brandfall ist möglich, weil der äussere Kunst- stoffmantel durch die Hitzeeinwirkung so weit erweicht, dass er keine bandagenartige Wirkung auf den Innenmantel mehr ausiibt. d) Weitere Ausgestaltungen Der Innenmantelmischung kann als weiteres Additiv ein Vernetzungsmittel, insbesondere auf der Basis eines Peroxides, beigegeben sein. Dadurch wird im Brandfall nach dem Aufschäumen eine Vernetzung des Innenmantels und damit eine grössere Formstabilität erreicht. Als Füllstoff mit einer grossen Zahl veresterbarer Hydroxyl- gruppen wird vorzugsweise Stärke und/oder ein mehrwertiger Alkohol wie beispielsweise pentaerythrit und/oder ein Zucker wie beispielsweise Mannit eingesetzt, und zwar in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%. Als Katalysator kommen insbesondere Ammoniumphosphat, Melaminphosphat oder Ammoniumborat in Betracht, wobei die Menge des Katalysators etwa 10 bis 50 Gew.-fó beträgt. Als Treibmittel können Azodicarbonamid oder Benzolsulfhydrazid oder Melamin, Guanidine oder Harnstoff in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% verwendet werden. Wie einleitend erwähnt, soll für den Kunststoffinnenmantel ein halogenfreier Kunststoff verwendet werden, weil andererseits im Brandfall korrosive Gase entstehen. Es ist sinnvoll, sowohl für die Aderisolierung als auch für den Aussenmantel ebenfalls halogenfreie Kunststoffe einzusetzen. Für die Aderisolierung kommen dabei insbesondere Polyäthylen und Äthylenvinylacetat im thermoplastischen oder vernetzten Zustand in Betracht. Für den Aussenmantel sind insbesondere thermoplastische Kunst stoffmischungen auf der Basis von Äthylenvinylacetat, Äthylenäthylacrylatcopolymer, Äthylenpropylencopolymer und Äthylenpropylenterpolymer geeignet. Zur Stabilisierung des Innenmantels im Brandfall kann dieser als weiteren Füllstoff einen feinteiligen anor- ganischen Füllstoff mit einer spezifischen Oberfläche von wenigstens 5 m2/g wie Kaolin, Kieselsäure, Aluminiumoxydhydrat oder Talke enthaltene c) Ausführungsbeispiel Ein Ausführungsbeispiel des neuen ku@s tstoffisolierten elektrischen Kabels ist in der Figur dargestellt. Die Figur zeigt ein mehradriges Starkstromkabel 1, dessen kunststoffisolierte Adern 2 eine Isolierung 3 aus vernetztem Polyäthylen tragen. Uber den sieben miteinander verseilten Adern 2 befindet sich der extrudierte Innenmantel 4 auS der Basis eines Athylenvinylacetats. Darüber befindet sich der Aussenmantel 5 aus einem Äthylenpropylen- copolymerisat. Das Kunststoffmaterial des InneNmantels 4 weist folgende Zusammensetzung auf: 18 Gew.-% Äthylenvinylacetat-Copolymerisat 15 Gew.-5' Pentaerythrit 15 Gew.-5' Stärke 30 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat (phosphorhaltiger Katalysator) 5 Gew.-5' Azodicarbonamid 10 Gew.-5' Spritzbarmacher 7 Gew.-5' anorganischer Füllstoff Die Mischung des Innenmantels 4 ist so eingestellt, dass sie bei der Herstellung nicht aufschäumt > d. h. der Innenmantel liegt zunächst im nichtaufgeschäumten Zustand vor. Im Brandfall schäumt der Innenmantel infolge des eingesetzten Treibmittels auf, während der Füllstoff eine Kohlenstoffquelle darstellt, die durch Einwirkung des Katalysators zu einer Kohlenstoffbildung führt. Sowohl der Auf schäumvorgang als auch der Vorgang der Kohlenstoffbildung führen zu einer äusserst wirksamen wärme dämmenden und feuerhemmenden Schicht. Die chemischen Grundlagen derartiger Feuerschutzsysteme sind für Lackanstriche an; sich bekannt (Journal Fire & Flammabilty, Vol. 2, April 1971, S. 97 - 140). 7 Ansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Mehradriges kunststoffisoliertes und kunststoffummanteltes elektrisches oder optisches Kabel mit einem zwischen den verseilten Adern und dem Aussenmantel angeordneten Innenmantel aus einem halogenfreien, mit Additiven angereicherten Polymer, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial des Innenmantels als Additive a) einen Füllstoff mit einer grossen Zahl veresterbarer Hydroxylgruppen, b) einen im Brandfall säureabspaltenden Katalysator und c) ein stickstoffhaltiges Treibmittel zum Aufschäumen des Innenmantels unter Hitzeeinwirkung enthält. 2. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass a) der Füllstoff in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-48 b) der Katalysator in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-5' und c) das Treibmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% zugesetzt ist. 3. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Füllstoff Stärke und/oder mehrartige Alkohole, wie beispielsweise Pentaerythrit und/oder Zucker, wie beispielsweise Mannit eingesetzt ist. 4. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass als Katalysator Ammoniumphosphat, Melaminphosphat oder Ammoniumborat eingesetzt ist. 5. Elektrisches oder optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass als stickstoffhaltiges Treibmittel Azodicarbonamid oder Benzolsulfhydrazid oder Melamin, Guanidine oder Harnstoff verwendet ist. 6. SleRtrisches oder optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h - n e t , dass dem Polymermaterial des Innenmantels als weiteres Additiv ein Vernetzungsmittel (Peroxid) beigegeben ist. 7. Elektrisches oder optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Polymermaterial des Innenmantels als weiterer Efüllstofi ein feinteiliger anorganischer Full- stoff mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 5 m2/g wie Kaolin, Kieselsäure, Aluminiumoxydhydrat oder Talke beigegeben ist.

Inventors: ALT, DIETER, FISCHER, BERND, HUTSCHGAU, KLAUS-DIETER, SCHILLMOLLER, ARNOLD, DR., Schillmöller, Arnold, Dr.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: H01B7
IPC codes: C09D5, C09K21, C08L101, C08L23, H01B7, C08L31, H01B3, G02B6