CZ290852B6 - Saze, způsob jejich výroby, polymerní kompozice a její pouľití - Google Patents

Abstract

Upraven saze mohou b²t vyrobeny jejich upraven m nejm n jedn m polyethylenglykolem maj c m molekulovou hmotnost od asi 1000 do asi 1 000 000. Upraven saze mohou b²t pou ity p°i v²rob polymern ch slou enin, jako jsou polovodiv a izola n slou eniny, nap° klad pro pou it v elektrick²ch kabelech.\

Description

Tento vynález se týká upravených sazí, vhodných pro použití jako polovodivé sloučeniny například v elektrických kabelech. Konkrétněji se předmětný vynález týká sazí upravených polyethylenglykolem, rovněž známým jako homopolymer ethylenoxidu, a polovodivých sloučenin, zahrnujících například polyolefin a upravené saze. Tyto upravené saze jsou volně tekoucí, vykazují nízkou prašnost, jsou odolné vůči otěru, jsou snadno dispergovatelné v polymemích systémech a jejich přítomnost má za následek lepší reologické, mechanické a elektrické vlastnosti. Předmětný vynález se týká rovněž způsobu výroby těchto upravených sazí a produktů z nich vyrobených.

U předmětného vynálezu lze použít jakékoli z mnoha druhů sazí. Výraz sázeje zde použit obecně a zahrnuje různé formy jemně rozptýleného uhlíku jako jsou lampové saze, kanálové saze, retortové saze, acetylénové saze apod. Je výhodné, jsou-li saze v nakypřené formě. Saze v nakypřené formě lze sice snadno dispergovat v kapalných a polymemích systémech, avšak manipulace s nimi při dopravě a přesném vážení je mimořádně obtížná. To je způsobeno zvláště jejich nízkou sypnou hmotnostní a obecně vysokou prašností, což může vést kzhutňování a následnému nepravidelnému zásobování kontinuálních výrobních operací. Tyto jevy jsou nežádoucí, protože například při výrobě součástí drátů a kabelů mají právě kontinuální výrobní operace zajistiti, aby tyto součásti byly homogenní a čisté.

Dosavadní stav techniky

Těžkosti a nesnáze při výrobě, dopravě a použití sazí jsou neustálým problémem. Při balení, dopravě a vybalování vzniká ze sazí prach.

Ke zlepšení manipulace s nakypřenými sazemi se obecně používá aglomerace různými mechanickými procesy za vzniku pelet, buď v suchém stavu, nebo za pomoci kapalného peletizačního prostředku. Obecně jsou částice sazí drženy u sebe slabými silami.

Nejběžnější způsob je peletizace nakypřených sazí za použití kapalných peletizačních činidel jako je olej nebo voda. Ale bylo zjištěno, že aglomerace nebo zahušťování má škodlivý vliv na disperzní vlastnosti napřených sazí. To znamená, že jestliže jsou nakypřené saze aglomerovány v peletách, jsou méně dispergovatelné v polymemích systémech. Existuje tedy souvislost mezi manipulovatelností a snadnou dispergovatelností.

Aby se vytvořily látky dobře dispergované s těmito sazemi, jsou tyto látky často peletizovány s materiály jako lignosulfonan sodný, voda, sacharóza atd., jako je uvedeno níže. Ale peletizační činidlo často dává špatné výsledky nebo saze nejsou kompatibilní s látkou, do níž mají být přemíchány. Například některé saze nevytvářejí pelety přiměřené pevnosti, jsou-li peletizovány s vodou. To je způsobeno velmi slabým van de Waalsovými silami v uhlíkové struktuře. Potom se stává, že ačkoliv jsou saze ve formě pelet, jsou drobivé, a výsledkem je velká prašnost. Výsledkem je nekonzistentní tok a následkem toho nehomogenní disperze ve směsi.

Způsoby peletizace sazí za účelem výroby pelet jsou známé. Například patent US 2 065 371, majitel Glaxner, popisuje mokrý peletizační proces, u něhož nakypřené saze a kapalina, jako je například voda, jsou smíchány a míchány tak dlouho, dokud saze nevytvoří kuličky. Tyto kuličky se potom suší, aby se snížil obsah vody pod 1 %, čímž se vytvoří pelety.

Je známé, že kromě vody jsou jako pojivá v procesu mokré peletizace použitelné různé přísady, aby se dále zlepšila manipulovatelnost nakypřených sazí. Například následující prameny popisují

- 1 CZ 290852 B6 použití různých pojivových přísad jako peletizačních činidel pro výrobu sazí: patent US 2 427 238, majitel Svvart, popisuje použití mnoha hygroskopických organických kapalin nebo roztoků, včetně ethylenglykolu, při výrobě materiálů napodobujících gumu. Patent US 2 850 403, majitel Day, popisuje použití glyceridů jako je cukr, melasa, rozpustné škroby, sacharidy 5 a deriváty ligninu jako peletizační pojivové přísady v rozmezí 0,1% až 0,4% hmotnostmi suchých sazí. Mokré pelety jsou potom sušeny po danou dobu zdržení při teplotě od 150 °C do 425 °C, aby došlo ke karbonizaci glyceridového pojivá. Patent US 2 908 586, majitel Breandle a kol., popisuje použití pry skyřičné emulze namísto glycidů, ve výhodném množství od 0,5 % do 2,0 % hmotnosti suchých sazí. Patent US 2 639 225, majitel Venuto, popisuje použití 10 sufonanových a sulfátových anionaktivních povrchově aktivních činidel jako peletizačních prostředků v množství 0,1 % až 0,5 % hmotnosti suchých sazí. Patent US 3 565 658, majitel Frazier a kol., popisuje použití neionogenního povrchově aktivního činidla na bázi ethoxylátu mastného aminu jako peletizačního prostředku, přičemž ethoxylát mastného aminu má stupeň ethoxylace v rozmezí od 2 do 50 mol ethylenoxidu na skupinu mastného aminu. Neionogenní 15 povrchově aktivní činidlo je s výhodou přítomno v množství spadajících do rozmezí 0,05 % až 5,0%. Podobně patent US 3 645 765, majitel rovněž Frazier a kol., popisuje použití neionogenního povrchově aktivního činidla na bázi ethoxylátu mastné kyseliny nebo pryskyřičné kyseliny v rozmezí 0,1 % až 10,0 % hmotnosti sazí. Neionogenní povrchově aktivní činidlo má stupeň ethoxylace v rozmezí od 5 do 15 mol ethylenu na acidovou skupinu. Zveřejněná patentová 20 přihláška SSSR č. 937 492 popisuje použití 0,1 % až 5,0 % vodného roztoku reakčního produktu močoviny a ethoxylovaného alkylolamidu, přičemž stupeň ethoxylace je od 1,0 do 7,0 mol ethylenoxidu na alkylolamid. Dalším patentem je patent US 3 844 809, majitel Murray, kde se popisuje použití neionogenního povrchově aktivního činidla obsahujícího nepravidelně se opakující polyethylenoxidové a polydimethylsilikonové skupiny. Uvádí se zde, že množství 25 0,4 % až 2,5% vodného roztoku obsahující 0,001% až 0,1% neionogenního povrchově aktivního činidla se dosáhne snížení úrovně tvorby prachu z pelet. Jako přídavné pojivo je zde obsažena rovněž melasa v podstatě větší koncentraci, do 2,0 %, a jako oxidační činidlo je přítomna kyselina dusičná v množství do 15%. Výše uvedené patenty uvádějí zlepšenou manipulovatelnost pelet, ale nejsou uvedeny měny v účinku při aplikaci peletizovaných sazí 30 jakožto konečného výrobku.

Mezi vlastnosti ovlivňující manipulovatelnost sazí, které mohou být zlepšeny pomocí pojivových přísad a pomocí množství, v němž jsou tyto přísady použity při peletizaci, patří například adheze, dispergovatelnost, rychlost disperze, stabilita viskozity a antistatické vlastnosti. Například 35 japonská zveřejněná patentová přihláška č. 01-201,369 popisuje použití amfotemího povrchově aktivního činidla typu karboxylové kyseliny v koncentraci od 0,001 % do 0,1 % v peletizační vodě na výrobu pelet sazí s nízkou adhezí a vynikající dispergovatelností. Patent US 3 014 810, 3 014 810, mamitel Dybalski a kol., popisuje přínos mokré peletizace skupiny pigmentů, včetně sazí, při koncentraci 0,05 % až 5 % hmotnosti směsi sloučeniny s kvartemím amoniem 40 a bis(2-hydroxyethyl)alkylaminu. Uváděný přínos zahrnuje zlepšení disperzní rychlosti, stability viskozity a antistatických vlastností.

Jak je uvedeno výše, byl jako peletizační činidlo použit i olej, s nebo bez příměsi vody. Například patenty US 2 635 057, majitel Jordán, 3 011 902, majitel Jordán a 4 102,967, majitel Vanderveen 45 a kol., popisují použití oleje, jako je minerální olej, ke zlepšení vlastností ovlivňujících manipulovatelnost pelet sazí. Navíc je známé použití polymerů v emulzi, organickém rozpouštědle, roztoku nebo ve formě taveniny jako prostředku k modifikaci vlastností pelet sazí, jak je například popsáno v patentech US č. 2 511 901, majitel Bunn (latexové emulze), 2 457 962, majitel Whaley (volné emulze nebo disperze kaučuku), 4 440 807, majitel Gunnel 50 (roztavený kaučuk nebo roztok nebo emulze kaučuku), 4 569 834, majitel West a kol. (emulze oxidovaného polyethylenu) a 5 168 012, majitel Watson a kol. (kaučukový latex) a v japonské zveřejněné patentové přihlášce č. 77-130 481.

Jiná alternativní peletizační činidla pro výrobu pelet sazí zahrnují lignosulfonany sodné, silany, 55 sacharózu a neionogenní dispergátory, jako jsou např. alkylsukcinimidy a alkylované sukcinové

-2CZ 290852 B6 estery. Ale těmito alternativami nevzniknou vyhovující pelety sazí a/nebo polymemí sloučeniny. Například saze vytvořené za použití lignosulfonanů sodných jsou obecně považovány za nevhodné pro použití u polovodivých polymerních sloučenin v důsledku zvýšené tendence k vytváření nestejného námoku vycházející z vyššího obsahu síry. Jinými nedostatky alternativních peletizačních prostředků jsou adheze sazí k výrobnímu zařízení, obtížná aplikace peletizačních prostředků do sazí a (obzvláště při výrobě drátů a kabelů) vytváření nestejného námoku v polymerních sloučeninách.

Obecně známé je rovněž použití polyethylenglykolu při výrobě kaučuku a termoplastických pryskyřičných materiálů. Například patent US 4 230 501, majitel Howard a kol., popisuje použití polyethylenglykolu v koncentrátu pigmentu, který se snadno disperguje v plastech. Polyethylenglykol nebo uhlovodíková pryskyřice se vnese jako přísada k řízení viskozity do přírodního, ropného nebo syntetického vosku, který se potom míchá s 51 % až 85 % hmotnosti pigmentu, aby se vytvořil pigmentový koncentrát. Patent US 4 397 652, majitel Neumann, popisuje výrobu práškových sloučenin obsahujících organické barvivo a optické zjasňovadlo, při níž vzniká nezanedbatelné množství prachu, Polyethylenglykol zde představuje jak adhezivní složku, při molekulové hmotnosti vyšší než 3000, tak činidlo vázající prach, při molekulové hmotnosti mezi 200 až 1000. Britský patentový spis č. GB 975 847 popisuje použití volného roztoku polyethylenglykolu nebo alifatického derivátu jako prostředku vytvářejícího aglomeráty organických kaučukových chemikálií. Vytlačováním se ze sloučeniny vytvářejí pelety, které se následně suší při nízké teplotě.

Polyethylenglykol je znám rovněž jako přísada pro přímé vytváření zesítěných a termoplastických pryskyřičných sloučenin. Například patent US 4 013 622, majitel DeJuneas a kol. popisuje vnášení 100 až 600 ppm polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od 600 do 20 000 do většího množství polyethylenu o nízké hustotě. Polyethylenglykol se do termoplastické pryskyřice vnáší proto, aby se snížil rozklad polyethylenu během vyfukování fólie. Jako další příklad uvádí patent 3 361 702, majitel Wartman a kol., použití polyethylenglykolu nebo rozvětvených ethoxylovaných molekul jako plastifikátorů pro kopolymery ethylenu a kyseliny akrylové.

Rovněž je známé, že polyethylenglykol je užitečný při výrobě polymerních sloučenin. Například patent USA č. 4 812 505, majitel Topcik 4 440 671, majitel Turbett, a 4 305 849, majitel Kawasaki a kol., popisují použití polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od 1000 do 20 000 ke snížení tvorby nestejného námosu v polymerních sloučeninách pro elektrické izolační materiály. Patent US 4 812 505, majitel Topcik, popisuje vnášení od 0,1 do 20 % hmotnosti polyethylenglykolu do polymemí sloučeniny. Patent US 4 440 671, majitel Turbett, popisuje vnášení od asi 0,2 do asi 1 dílu polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od 1000 do 20 000, na hmotnostní díl difenylaminu. Patent US 4 305, 849, majitel Kawasaki a kol., popisuje vnášení od 0,3 % do 10 % hmotnosti polyethylenglykolu přímo do izolační polymemí sloučeniny pomocí hnětení polyethylenglykolu s polymerem.

V této souvislosti se nestejným námokem rozumí jev, který se vyskytuje, když se polymemí izolační materiál jak například polyolefin podrobí působení elektrického pole po dlouhou dobu v prostředí obsahujícím vodu. Tento jev je třeba odlišit od elektrických nárůstů (karbonizace izolačního materiálu vlivem elektrických výbojů) a chemických nárůstů (krystaly vytvořené z reakčních plynů na povrchu vodiče).

Na snížení nestejného námoku je zaměřen rovněž patent US 4 612 139, majitel Kawasaki a kol., který má za cíl zmírnění problémů s nestejným námokem u polovodíkových polymerních sloučenin obsahujících saze. V patentu se uvádí, že eliminace nestejného námoku se dosáhne přímým vnesením polyethylenglykolu do polovodivé polymemí sloučeniny. Polyethylenglykol mající molekulovou hmotnost od 1000 do 2000 se vnáší do polymeru v množství od 0,1 % do 20 % hmotnosti polymeru. Podobné sloučeniny jsou popsány v německém patentu č. DE 27 23 488. Tento německý patent uvádí, že polyethylenglykol a jiné mobilní přísady jsou

-3 CZ 290852 B6 přínosem pro snížení mezivrstevní adheze mezi izolačními vrstvami a vnější vodivou vrstvou (například izolačním stíněním) v konstrukci elektrického kabelu.

Japonské zveřejněné patentové přihlášky č. 61-181,859 a 61-181 860 popisují elektrovodivé sloučeniny. Tyto sloučeniny obsahují krystalický polyalkylenoxid a saze nebo grafit. V 61 181 859 se rovněž uvádí, že polymer je modifikovaný tak, aby obsahovat vedlejší řetězce tvořené karboxylem nebo kyselinou karboxylovou.

Podstata vynálezu

Potřeb}· existence zlepšených peletizačních prostředků pro použití při výrobě pelet sazí stále trvá, a to prostředků takových, jejichž použitím se zlepší jak vlastnosti ovlivňující manipulovatelnost pelet, tak účinek polymemích sloučenin, do nichž jsou pelety vneseny. Objevili jsme, že úpravou sazí, výhodně v nakypřené formě, polyethylenglykolovou sloučeninou jakožto peletizačním prostředkem, vzniknou upravené pelety sazí vykazující lepší manipulovatelnost a lepší působení při aplikaci.

Nadále rovněž trvá potřeba existence zlepšených sloučenin na výrobu takových výrobků, jako jsou elektrické dráty a kabely. Obzvláště naléhavá je potřeba materiálů se zlepšeným účinkem. Objevili jsme, že výše uvedené upravené saze mohou být použity k výrobě polymemích sloučenin, jako například polovodíkových a izolačních polyolefinových sloučenin, majících takto zlepšený účinek.

Takto zlepšené upravené saze a polymemí sloučeniny obsahující upravené saze s vynikajícími a novými vlastnostmi, a způsoby jejich výroby jsou popsány zde.

Konkrétně se předmětný vynález týká především polymemích sloučenin, jako je například polovodíková sloučenina obsahující polyolefmový homopolymer, kopolymer nebo terpolymer a saze upravené působením nejméně jednoho polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od asi 1000 do asi 1 000 000.

Předmětný vynález se týká rovněž peletizovaných sazí, přičemž pelety sazí obsahují saze upravené působením alespoň jednoho polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od asi 1000 do asi 1 000 000.

Předmětný vynález dále vytváří způsob přípravy těchto pelet sazí, zahrnující působení nejméně jednoho polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od asi 1000 do asi 1 000 000 na saze, aby vznikly saze upravené.

Polymemí sloučeniny s vnesenými upravenými sazemi podle předmětného vynálezu mohou být použity například jako polovodivé vrstvy spojené s primárními izolačními vrstvami nebo elektrickými vodiči, jako například v elektrických kabelech. Polymemí sloučeniny mohou být například použity jako izolační stínící materiály ve formě polovodivých vrstev, které lze z izolačních materiálů snadno sejmout nebo odstranit. Tyto saze mohou být také použity u pásových výplňových sloučenin, jak vodivých, tak nevodivých, nebo v opláštěních vodivých či nevodivých kabelů. Navíc mohou být tyto upravené saze vneseny do sloučenin v malých množstvích, například jako barvivo v izolačních sloučeninách, aniž by tím tyto sloučeniny získaly polovodivé vlastnosti.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje běžný silový kabel.

-4CZ 290852 B6

Podrobný popis výhodných provedení

U předmětného vynálezu může být použito jakýchkoliv z mnoha různých druhů sazí, včetně jemně rozptýleného uhlíku, jako jsou lampové saze, retortové saze, a podobně. Je výhodné, jsou-li saze v nakypřené formě.

U způsobu podle předmětného vynálezu se na saze, výhodně v nakypřené formě, působí polyethylenglykolem majícím molekulovou hmotnost od asi 1000 do asi 1 000 000. Polyethylenglykol je zde obecně uváděn jako „polyethylenglykolová sloučenina“ nebo jednoduše jako „polyethylenglykol“. Je však zřejmé, že tyto termíny zahrnují rovněž ty polyethylenglykolové sloučeniny, které jsou rovněž nazývány jako homopolymery ethylenoxidu, a rovněž zahrnují i takové sloučeniny, které jsou výsledkem kondenzační polymerace ethylenglykolu a adiční polymerace ethylenoxidu. Termín polyethylenglykolové sloučeniny tak zahrnuje ty polymery, které mají opakující se skupinu (CH₂CH2O)_n. Polyethylenglykolová sloučenina může být přidána na saze jako peletizační prostředek během tvorby pelet sazí.

Je výhodné, použije-li se u předmětného vynálezu polyethylenglykol o molekulové hmotnosti od asi 1000 do asi 1 000 000. Výhodnější je, má-li polyethylenglykol molekulovou hmotnost od asi 20 000 (přednostně větší než 20 000) do asi 1 000 000 a ještě výhodněji od asi 35 000 do asi 100 000.

U předmětného vynálezu je výhodné, je-li polyethylenglykolová sloučenina přítomna v množství od asi 0,1 % do asi 50 % hmotnosti sazí. To znamená, že v případě použití polyethylenglykolové sloučeniny jako peletizačního činidla na pelety sazí je výhodné, je-li polyethylenglykolová sloučenina přítomna v upravených sazích v množství od asi 0,1 % do asi 50 % hmotnosti. Ještě výhodněji může být polyethylenglykolová sloučenina přítomna v množství od asi 0,1 % do asi 20 % a ještě výhodněji v množství od asi 1 % do asi 10 % hmotnosti sazí.

Při přípravě upravených sazí může být výhodné vytvořit roztok obsahující polyethylenglykolovou sloučeninu. V případě použití roztoku polyethylenglykolové sloučeniny může být rozpouštědlem jakékoliv z široké škály rozpouštědel schopných polyethylenglykolovou sloučeninu rozpustit. Například lze polyethylenglykolovou sloučeninu snadno rozpustit ve vodě a/nebo mnohých organických rozpouštědlech zahrnujících methanol, ethanol, isopropanol, tetrachlormethan, trichlorethylen, benzen, toluen, xylen, aceton, jejich směsi apod.; přičemž tímto výčet použitelných rozpouštědel není vyčerpán. Výběr použitého rozpouštědla není obecně nijak kritický, mnohem důležitější je, aby polyethylenglykolová sloučenina byla v rozpouštědle homogenně dispergována nebo rozpuštěna. Je však výhodné, je-li polyethylenglykolová sloučenina použita ve vodném roztoku, zvláště jedná-li se o polyethylenglykolovou sloučeninu o vy šší molekulové hmotnosti. Na základě uvedených skutečností je odborník v oboru snadno schopen vybrat vhodné rozpouštědlo pro tu kterou konkrétní aplikaci.

Alternativně lze polyethylenglykolovou sloučeninu zahřát na teplotu vyšší než je její teplota tavení, čímž se dosáhne takové viskozity, která umožní její nastříkání na povrch sazí. Poznamenáváme, že mnoho polyethylenglykolových sloučenin je rozpustných ve vodě při pokojové teplotě, a proto je postačí zahřát jen mírně nebo vůbec. Viskozita roztavené sloučeniny, jakkoliv není kritická, je s výhodou nižší než 1 Pa.s (10 Poise). Teplota sazí a polyethylenglykolové sloučeniny by se měla udržovat na hodnotě vyšší než je teplota tavení této sloučeniny po dobu dostatečnou k vytvoření homogenní směsi.

V provedeních podle předmětného vynálezu se polyethylenglykolová sloučenina používá jako peletizační prostředek k vytváření pelet ze sazí. Peletizační proces obecně zahrnuje uvedení sazí do styku s roztokem obsahujícím polyethylenglykolovou sloučeninu a případně selektivní zahřívání a sušení pelet sazí.

-5CZ 290852 B6

Saze mohou být uvedeny do styku s polyethylenglykolovou sloučeninou jejich zavedením do peletizéru spolu s polyethylenglykolovou sloučeninou. Například mohou saze, s výhodou v nakypřené formě, být zavedeny do peletizéru s roztokem polyethylenglykové sloučeniny. Různé druhy peletizérů jsou známé a patří mezi ně například hrotové peletizéry. Když se polyethylenglykolová sloučenina přivádí do peletizéru ve formě roztoku, například v jakémkoliv výše popsaném rozpouštědle, leží koncentrace polyethylenglykolové sloučeniny v rozpouštědle s výhodou v rozmezí od asi 0,5% do asi 35% hmotnosti. Avšak koncentrace polyethylenglykolové sloučeniny v rozpouštědle a relativní množství rozpouštědla vzhledem k sazím by mělo být nastaveno tak, aby se zajistilo, že na částicích sazí je přítomno přiměřené množství polyethylenglykolové sloučeniny, jak je popsáno výše.

Poté co byly saze u vedeny do styku s polyethylenglykolovou sloučeninou, mohou být výsledné mokré pelety sazí případně zahřívány při regulované teplotě a po regulovanou dobu a/nebo za sníženého tlaku za účelem vysušení pelet.

Upravené saze podle předmětného vynálezu mohou být použity k vytváření rozmanitých sloučenin. Například mohou být upravené saze použity při výrobě pigmentových materiálů nebo mohou být kombinovány s polymery a jinými fakultativními komponenty za vzniku polovodíkových a izolačních sloučenin, jako například pro použití v elektrických kabelech a elektrických stíněních. Polovodivé sloučeniny mohou být vyrobeny kombinací polymeru s takovým množstvím sazí, které je dostatečné k tomu, aby se sloučeniny staly polovodivé. Podobně mohou být vyráběny izolační materiály vnášením malých množství sazí, například jako barvivo, do polymemí sloučeniny. Takové izolační materiály mohou být vyrobeny kombinací polymeru a takového množství sazí, které je mnohem menší než množství postačující k tomu, aby se materiál stal polovodivým.

Konkrétně mohou být polymerní sloučeniny v provedení podle vynálezu vyrobeny kombinací polymeru jako například polyolefinu s takovým množstvím sazí, které je dostatečné k tomu, aby se materiál stal polovodivým.

Při přípravě polymerních sloučenin podle předmětného vynálezu může být polymer vybrán z rozmanitých známých kopolymerů a terpolymerů, přičemž výběr je založen na požadovaném budoucím použití polymerní sloučeniny. Polymery používané v polymerních sloučeninách podle předmětného vynálezu mohou například zahrnovat homopolymery, kopolymery a roubované polymery ethylenu, kde komonomery jsou vybrány z butenu, hexenu, propenu, oktenu, vinylacetátu, kyseliny akrylové, kyseliny metakrylové, esterů kyseliny akrylové, esterů kyseliny metakiylové, maleinanhydridu, poloesterů maleinanhydridu, oxidu uhelnatého apod; elastomery vybrané z přírodního kaučuku, polybutadienu, polyisoprenu, nepravidelného styrenbutadienového kaučuku, polychloroprenu, nitrilových kaučuků, ethylenpropylen kopolymerů a terpolymerů apod; homopolymery a kopolymery styrenu, včetně styrenbutadienu, lineárních a radiálních styren-butadien-styren polymerů, akrylonitril-butadien-styrenu, styrenakrylonitrilu apod; lineární a rozvětvené polyetherové nebo polyesterové polyoly; krystalické a amorfní polyestery a polyamidy; alkylové pryskyřice, pryskyřičné kyseliny nebo pryskyřičné estery; uhlovodíkové pryskyřice vyráběné termickou Friedal-Caftsovou polymerací monomerů cyklického dienu, jako je např. dicyklopentadien, inden, kumen apod.; ethylen/silan kopolymery; ethylen/aolefin/dien terpolymery jako je ethylen/propylen/l,4-hexadien, ethylen/l-buten/l,4-hexadien apod; a uhlovodíkové oleje jako je parafinový olej, naftalenový olej, hydrogenovaný naftalenový olej apod; směsi těchto složek apod, přičemž vynález není omezen na použití pouze uvedených polymerních sloučenin. Navíc může polymer použitý ve sloučeninách podle předmětného vynálezu zahrnovat kopolymery a terpolymery obsahující výše specifikované polymery jako hlavní složky kopolymerů nebo terpolymerů.

Polymer použitý v sloučeninách podle předmětného vynálezu zahrnuje výhodně ethylenvinylacetát, ethylenbuten jako je ethylen/1-buten, ethylenokten, ethylenethylakrylát, kyselinu ethylenakrylovou, jejich ekvivalenty, směsi apod.

-6CZ 290852 B6

Přesný obsah monomeru v polymerech použitý u předmětného vynálezu závisí na takových faktorech, jako je ekonomická rozvaha a požadované použití výsledné sloučeniny. V případě použití polyolefinu při výrobě polymemí sloučeniny budou polymery použité ve sloučeninách podle předmětného vynálezu obecně obsahovat ethylen v rozmezí od asi 25 molárních procent do asi 98 molárních procent, vztaženo na celkové množství molů monomeru. Polyolefinové polymery obsahují s výhodou od asi 30 molárních procent do asi 95 molárních procent ethylenu, ještě výhodněji od 35 molárních procent do asi 90 molárních procent. Ostatní monomery, v případě polyolefinových kopolymerů, budou tvořit zbytek polymeru.

Obsah ethylenu v polymerech však může být různý v závislosti na přítomnosti komonomeru či komonomerů v polymeru. Například v případě ethylen/vinylacetát kopolymerů je výhodné, obsahuje-li polymer od asi 15 molárních procent do asi 80 molárních procent vinylacetátu. S výhodou má ethylen/vinylacetát kopolymer kaučukovitý charakter a má tedy obsah vinylacetátu více než asi 28 molárních procent. Je ještě výhodnější, obsahuje-li ethylen/vinylacetát kopolymer od asi 40 molárních procent do asi 60 molárních procent vinylacetátu.

Polymer, kopolymer nebo terpolymer použité v polymemích látkách podle předmětného vynálezu mohou být buď zesíťované, nebo nezesíťované. Má-li být polymer zesíťovaný, může se přidat do látky jakékoliv z mnoha známých zesíťovacích činidel.

Například typická látka z polymemí sloučeniny pro použití v polovodivých drátech a kabelech podle předmětného vynálezu výhodně obsahuje:

- 55 % hmotnosti sazí upravených 0,5 až 10 díly polyethylenglykolu na 100 dílů sazí;

- 2 % hmotnosti stabilizátoru nebo antioxidantu;

- 5 % hmotnosti organického peroxidu, jako je například dikumylperoxid;

- 10 % hmotnosti vinylsilanu; a zbytek tvoří polymer nebo směs polymerů.

Látka může rovněž zahrnovat adiční polymer jako například elastomer akrylonitrilu a butadienu, obsahující například 25 - 55 % hmotnosti akrylonitrilu.

Ve sloučeninách podle předmětného vynálezu jsou upravené saze přítomny obecně v množství od asi 0,1 do asi 65 % hmotnosti, s výhodou od asi 10 do asi 50 % hmotnosti, vztaženo na celkovou hmotnost sloučeniny. Takové sloučeniny obecně vykazují polovodivé vlastnosti. Obsah upravených sazí lze samozřejmě regulovat podle požadovaného použití výsledné sloučeniny a požadované měrné vodivosti sloučeniny. Například saze mohou být vneseny do polymemí sloučeniny v menších množstvích, aby vznikl barevný izolační materiál nebo aby se zlepšila odolnost sloučenin vůči ultrafialovému záření.

Sloučeniny podle předmětného vynálezu mohou rovněž zahrnovat vhodné přísady ke známým účelům a ve známých účinných množstvích. Například mohou sloučeniny podle předmětného vynálezu obsahovat rovněž takové přísady jako zesíťovací činidla, vulkanizační činidla, stabilizátory, pigmenty, barviva, barvy, kovové deaktivátory, olejová nastavovadla, lubrikanty, anorganická plnidla apod.

Například mohou polymemí sloučeniny podle předmětného vynálezu obsahovat nejméně jedno zesíťovací činidlo, s výhodou v množství od asi 0,5 do asi 5 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost konkrétního použitého polymeru. Jako donor volných radikálů a jako zesíťovací činidlo se s výhodou používá organických peroxid. Vhodnými zesíťovacími činidly na bázi organického peroxidu mohou být a,a'-bis(terc.butylperoxy)-diisopropylbenzen, dikumylperoxid, di(terc.butyl)peroxid a 2,5-dimethyl-2,5-di(terc.butylperoxy)hexan, přičemž vynález není omezen na tento výčet. Mohou být použita různá jiná známá pomocná činidla a zesíťovací

-7CZ 290852 B6 činidla. Například zesíťovací činidla na bázi organického peroxidu jsou popsány v patentu US 3 296 189, jehož celý předmět zde uvádíme jako odkaz.

Jako příklady antioxidantů a prostředků ovlivňujících zpracování, které mohou být vneseny do polymemích sloučenin podle předmětného vynálezu, lze uvést například polymemí 1,2-dihydro2,2,4-trimethylchinolin, oktadecyl 3,5-diterc.butyl-4-hydroxyhydrocinnamát. 4,4'—thio—bis—(3— methyl-6-terc.butylfenol), thiodiethylen-bis-(3,5-diterc.butyM-hydroxy) hydrocinnamát, 4,4'-thio-bis-(3-methyl-6-terc.butylfenol), thio-diethylen-bis-(3,5-di-terc.butyl-4-hydroxy)hydrocinnamát, distearyl-thio-diproprionát, jejich směsi apod. Tyto antioxidanty mohou být ve sloučeninách podle předmětného vynálezu přítomné v množství s výhodou od asi 0,4 do asi 2,0 % hmotnosti, ještě výhodněji od asi 0,4 do asi 0,75 % hmotnosti. Z jiných běžných vhodných antioxidantů lze ve sloučeninách podle předmětného vynálezu použít prostorově blokované fenoly, fosforitany a vybrané aminy.

Navíc mohou být přidány k polymemím látkám podle předmětného vynálezu prostředky ovlivňující zpracování pro jejich známé účely. Takže ačkoliv k dosažení homogenních směsí a snížené viskozity nejsou nutné žádné prostředky ovlivňující zpracování, mohou být tyto do sloučenin podle předmětného vynálezu přidány, aby se tyto vlastnosti ještě zlepšily. Prostředky ovlivňující zpracování mohou například zahrnovat stearany kovů jako je stearan zinečnatý a stearan hlinitý, soli stearanu, kyselinu stearovou, polysiloxany, stearamid, ethylen-bisoleyamid, ethylenbisstearamid, jejich směsi apod, přičemž výběr prostředků ovlivňujících zpracování není tímto výčtem nijak omezen. Jsou-li prostředky ovlivňující zpracování vneseny do sloučenin podle předmětného vynálezu, jsou obecně používány v množstvích od asi 0,1 do asi 5,0 procent hmotnosti, vztaženo na celkovou hmotnost polymemí sloučeniny.

Polymemí sloučeniny podle předmětného vynálezu mohou být vyrobeny za použití běžných zařízení a způsobů na výrobu požadovaného konečného polymemího výrobku. Sloučeniny mohou být připraveny přetržitým nebo kontinuálním mícháním, jak je to běžně známé. Například k míchání složek látky mohou být použita zařízení jako jsou hnětači stroje typu Banbury, hnětače typu Buss a dvouchodé šnekové vytlačovací lisy. Složky polymemí sloučeniny podle předmětného vynálezu mohou být například míchány a tvarovány do pelet pro budoucí použití při výrobě takových materiálů jako jsou izolované elektrické vodiče.

Polymemí sloučeniny podle předmětného vy nálezu mohou být vneseny do jakéhokoliv produktu, u něhož je vhodné, by měl vlastnosti polymemí sloučeniny. Například jsou polymemí sloučeniny obzvláště užitečné při výrobě izolovaných elektrických vodičů, jako jsou elektrické dráty a silové kabely. V závislosti na vodivosti polymemí sloučeniny může být tato použita například jako polovodivý materiál nebo jako izolační materiál v těchto drátech a kabelech. Ještě výhodněji může být z polymemí sloučeniny vytvarováno polovodivé stínění, a to přímo přes vnitřní elektrický vodič jako stínění vodiče nebo přes izolační materiál jako pevné nebo snímací stínění izolantu nebo jako materiál vnějšího pláště. Saze ve vybraných polymemích sloučeninách mohou být použity rovněž při spojování pramenů do vodičů i nevodivých útvarů.

Pro lepší ilustraci jsou na obr. 1 znázorněny typické součásti elektrického kabelu. Obr. 1 znázorňuje běžný silový kabel obsahující vodivé jádro (jako například vodivých drátů), obklopené několika ochrannými vrstvami. Navíc může vodivé jádro obsahovat výplňový materiál s vodivými dráty, kterým může být například sloučenina zamezující přístupu vody. Ochranné vrstvy zahrnují opláštění, izolační vrstvu a polovodivé stínění.

Pokud se k úpravě sazí použije polyethylenglykol, vykazuje polymemí sloučenina tyto upravené saze obsahující vlastnosti, které jsou vynikající a odlišné od vlastností pozorovaných v případě, že polyethylenglykol je vmíchán přímo do polymemí sloučeniny. Například polymemí látka obsahující saze upravené polyethylenglykolem ve srovnání s polymemí látkou obsahující saze a polyethylenglykol vmíchané přímo do látky, lze pozorovat rozdíly podrobně popsané níže. Zde jsou tyto rozdíly uvedeny pro polymemí sloučeniny obsahující nejméně jednu pololefínovou

-8CZ 290852 B6 pryskyřici, antioxidant, vytvrzovací činidlo, saze a polyethylenglykolovou sloučeninou buď jako přísadu, nebo jako sloučeninu k úpravě sazí.

Přímé přidání polyethylenglykolové sloučeniny do polymemí látky snižuje dobu nutnou k 50% vytvrzení a 90% vytvrzení (t_c(50) a (t_c(90)). Navíc přímé přidání polyethylenglykolové sloučeniny sníží dobu vulkanizace (t_s2) polymemí sloučeniny. Zvýšením poměrného zastoupení přísady tvořené polyethylenglykolovou sloučeninou se tyto výsledky dále zhorší. Avšak tyto změny nejsou pozorovatelné u polymemí sloučeniny obsahující saze upravené polyethylenglykolovou sloučeninou. Delší doby vytvrzování a doba vulkanizace jsou výhodné například proto, aby se zabránilo předčasnému vytvrzení a navulkanizování produktu a tím zanesení výrobního zařízení nebo snížení výtěžnost.

Použitím polyethylenglykolové sloučeniny jako sloučeniny na úpravu sazí může být rovněž neočekávaně ovlivněn mírný vnitřní odpor polymemí sloučeniny. Konkrétně existuje závislost na výši přídavku polyethylenglykolové sloučeniny jako prostředku kpeletizaci sazí. Zvýšením množství polyethylenglykolové sloučeniny v upravených sazích se u některých polymemích systémů výrazně zvýší měrný vnitřní odpař polymemí sloučeniny v širokém rozmezí teplot, zatímco u jiných polymemích systémů dochází ke snížení měrného vnitřního odporu. Účinek na měrný vnitřní odpor tedy závis na použité pryskyřici. Zvýšení množství polyethylenglykolové sloučeniny jako prostředek k pravě sazí dále zlepšuje tyto výsledky.

Použití upravených sazí má vliv rovněž na viskozitu při vytlačování během zpracování polymemích sloučenin. Například použití upravených sazí u polymemích sloučenin o vysoké viskozitě významně viskozitu sloučenin snižuje při zachování produkce. Navíc protože se během zpracování zvýší frekvence střihů, zvýšené množství polyethylenglykolové sloučeniny v upravených sazích dále snižuje viskozitu, zatímco produkce je zachována. Tedy výsledky jsou lepší než výsledky získané přímým přídavkem polyethylenglykolové sloučeniny do látky, neboť snížená viskozita umožní zvýšený výstup nebo konstantní výstup při nižších frekvencích střihů.

Navíc bylo pozorováno, že použití polyethylenglykolové sloučeniny jsou sloučeniny k úpravě sazí se významně sníží adheze polymemí sloučeniny k zesítěnému polyethylenu. Tato snížená adheze je výhodná například proto, že zlepšuje snímatelnost polymemích sloučenin zjiných sloučenin, k nimž přiléhají. Například v případě elektrických kabelů umožní snížená adheze lepší snímatelnost polovodivého stínění z podložního izolačního materiálu.

Na základě uvedených skutečností je odborníkovi v oboru zřejmé, že k dosažení konkrétních koncových produktů za požadovaných provozních podmínek lze zvolit rozmanité složky polymemích sloučenin a konkrétním podmínkám je přizpůsobit, jak je diskutováno výše. Vynález bude nyní popsán detailněji s odkazem na konkrétní výhodná provedení, přičemž se rozumí, že tyto příklady jsou pouze ilustrativní a vynález není omezen na materiály, podmínky, výrobní parametry atd. zde popsané. Všechny díly a procenta jsou hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Polyethylenglykolem upravené pelety sazí jsou vyrobeny za použití polyethylenglykolu jako peletizačního prostředku při výrobě pelet sazí ze sazí v nakypřené formě. V tomto příkladě mají saze dibutylftalátové absorpční číslo (DPB) rovno 138 cc/(100 g) a jódový měrný povrch rovný 68 mg/g. DPB je zde mřen podle ASTM D 2414 a jódový měrný povrch se měří podle ASTM D 1510. Saze jsou smíchány svodným pojivovým roztokem polyethylenglykolu (molekulová hmotnost = 20 000) v množství takové, aby výsledné upravené saze měly 2% polyethylen

-9CZ 290852 B6 glykolu, vztaženo na hmotnost sazí. Saze jsou svodným pojivovým roztokem míchány v kontinuálním hrotovém peletizéru pracujícím s rychlostí rotoru 1100 ot/min a průtokem hmot) od 544 do 816 kg/h (od 1200 do 1800 lbs/hr). Pelety jsou pak sušeny v zahřívaném otáčejícím se bubnu za vzniku pelet sazí s obsahem vlhkosti méně než asi 0,6 %.

Takto vyrobené pelety sazí jsou testovány na pevnost podle ASTM D 1937. Pelety sazí jsou testovány rovněž na otěr s použitím modifikované verze ASTM D 4324, která je modifikována tak, aby se vytvořila hladina prachu po třepání vzorků pelet sazí po dobu pěti a dvaceti minut. Výsledky těchto měření jsou uvedeny níže v tabulce 1.

Příklady 2 a 3

Polyethylenglykolem upravené pelety sazí jsou připraveny stejně jako v příkladě 1, s tím rozdílem, že molekulová hmotnost polyethylenglykolu obsaženého ve vodném pojivovém roztoku je 35 000 (příklad 2) a 100 000 (příklad 3). Provedou se stejná měření pevnosti pelet a otěru pelet jsou v příkladě 1 a výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 1.

Srovnávací příklad 1

Pelety sazí se připraví podle příkladu 1 s tím rozdílem, že pojivový roztok je tvořen pouze vodou tj. neobsahuje polyethylenglykol. Provedou se stejná měření pevnosti pelet a otěru pelet jako v příkladě 1 a výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 1.

Tabulka 1

Příkl. č.	Molekulová hmot. PEG	Pevnost pelet (Ibs) (N)	Procenta prachu po 5 minutách	Procenta prachu po 20 minutách
1	20 000	30,6 136,1	0,2	0,2
2	35 000	24,0 106,8	0,4	1,2
3	100 000	29,7 132,1	0,4	0,8
Srov 1	-	15,6 69,4	5,2	7,6

Příklad 4

Za použití polyethylenglykolem upravených pelet sazí vyrobených ve výše uvedeném příkladu 1 se vyrobí polovodivá sloučenina. Pelety sazí se spojí s ethylenvinylacetátovou pryskyřicí za použití dvouchodového šnekového vytlačovacího lidu typu ZSK. Ethylenvinylacetátová pryskyřice má tavný index rovný 3 a obsahuje 40% hmotnosti vinylacetátu. U výsledné sloučeniny se vyhodnocení tavná viskozita (při frekvenci střihů rovné 50 s¹ a mikroskopická disperze sazí. Mikroskopická disperze sazí se vyhodnotí prozkoumáním povrchových nedostatků vytlačeného pásu polovodivé sloučeniny pomocí optického mikroskopu a refluxního světelného zdroje. Oblast nedostatků připisovaná nedispergovaným sazím se vztáhne k celkové ploše zkoumaného pásu. Při tomto měření se eliminují částice prachu a gelu polymeru. Výsledky těchto měření jsou uvedeny níže v tabulce 2.

Příklady 5 až 6 a srovnávací příklad 2

Stejně jako v příkladě 4 se připraví polovodivé materiály, přičemž se vnášejí pelety sazí z příkladů 2 a 3 a srovnávacího příkladu 1 a vzniknou polovodivé sloučeniny pro příklady 5 a 6 a srovnávací příklad 2. Provedou se stejná měření tavné viskozity a mikroskopické disperze jsou v příkladě 4. Výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 2.

-10CZ 290852 B6

Tabulka 2

Příklad č.	Pelety sazí	Viskozita Pa.s	Nedispergované saze %
4	Příklad 1	4613	0,0175
5	Příklad 2	4679	0,0083
6	Příklad 3	6275	0,0186
Srovn 2	Srovnávací 1	6078	0,047

Příklad 7

U polovodivé sloučeniny z příkladu 4 se vyhodnotí snímatelnost na zesítěné polyethylenové izolační sloučenině. Do polovodivé sloučeniny z příkladu 4 se zavede 1 % hmotnosti dikumylperoxidu, za použití hnětacího stroje typu Bradenber. Teplota během zpracování je udržována pod 150 °C, aby se minimalizoval rozklad peroxidu. Materiál se potom převede do vyhřívaného hydraulického lisu, udržuje při teplotě 130 °C, a vyrobí se destičky o tloušťce 1.2 mm. Podobným způsobem se připraví také destičky z polyethylenu mající tloušťku 2 mm a obsahující 1 % dikumylperoxidu. Tyto oboje destičky se potom společně laminují pod tlakem 690 kPa (100 psi) a jsou vystaveny vytvrzovacímu cyklu při 180 ^CC po dobu patnáct minut. Spojené lamináty se ponechají vychladnout pod tlakem na teplotu pod 100 °C. Byla zaznamenána delaminační síla při odtrhování pod úhlem 180 stupňů a separační rychlosti rovné lOcm/min (3,94 inches/minute). Testy se provádějí dvacetosmkrát, a průměrná odtrhovací sílaje uvedena níže v tabulce 3.

Příklady 8 a 9 a srovnávací příklad 3

Podobně jako u příkladu 7 se u příkladů 8 a 9 a srovnávacího příkladu 3 na izolační sloučenině na bázi zesíťovaného polyethylenu vyhodnotí snímatelnost polovodivých sloučenin vyrobených v příkladech 5 a 6 a srovnávacím příkladě 2. Průměrná odtrhávací síla pro každý z materiálů je uvedena níže v tabulce 3.

Tabulka 3

Příklad č.	Vodivá sloučenina	Odtrhávací síla
lb/0,5 in šířky	N/(12,7 mm) šířky
Příklad 7	Příklad 4	4,46 ± 0,20	19,84 ± 0,89
Příklad 8	Příklad 5	4,46 ±0,14	19,84 ±0,62
Příklad 9	Příklad 6	4,39 ±0,18	19,53 ±0,80
Srovnávací 3	Srovnávací 2	6,55 ± 0,46	29,14 ±2,05

Příklad 10

Vytvoří se polyethylenglykolem upravené pelety sazí, přičemž polyethylenglykol je použit jako peletizační prostředek při výrobě pelet sazí ze sazí v nakypřené formě. V tomto případě mají saze dibutylftalátoré absorpční číslo 143cc/(100g) a jodový měrný povrch 129mg/g. Saze jsou smíchány svodným pojivovým roztokem polyethylenglykolu (molekulová hmotnost = 1000) v takovém množství, aby vzniklé upravené saze měly 2 % polyethylenglykolu, vztaženo na hmotnost sazí. Saze jsou s vodným pojivovým roztokem míchány v kontinuálním hrotovém peletizéru pracujícím s rychlostí rotoru IlOOot/min a průtokem hmoty 386 kg/h (850 lbs/hr).

-11 CZ 290852 B6

Pelety jsou sbírány a sušeny v horkovzdušné peci a jsou udržovány při teplotě 125 °C, dokud se nesníží obsah vody na hodnotu nižší než 0,5 %.

Takto vyrobené pelety sazí jsou testovány na pevnost a odolnost vůči otěru, jak je popsáno výše. Výsledky těchto měření jsou uvedeny níže v tabulce 4.

Příklady 11-14

Stejně jako v příkladě 10 se připraví polyethylenglykolem upravené pelety sazí, pouze stím rozdílem, že molekulová hmotnost polyethylenglykolu obsaženého ve vodném pojivovém roztoku je 8000 (příklad 11), 20 000 (příklad 12), 35 000 (příklad 13) a 100 000 (příklad 14). V případě příkladu 14 obsahuje pojivový roztok polyethylenglykol v množství takovém, aby výsledné upravené saze obsahovaly 1 % polyethylenglykolu, vztaženo na hmotnost sazí. Provedou se stejná měření pevnosti a otěru pelet jako v příkladě 10 a výsledky měření jsou uvedeny v tabulce 4.

Tabulka 4

Příkl. č.	Molekulová hmot. PEG	Pevnost pelet (Ibs) (N)	Procenta prachu po 5 minutách	Procenta prachu po 20 minutách
10	1000	63,3 281,6	0,7	1,0
11	8000	55,3 246,0	0,7	1,4
12	20 000	82,0 364,8	0,6	2,3
13	35 000	67,1 298,5	0,1	0,2
14	100 000	50,5 224,6	0,6	0,9
Srov 4	-	44,1 196,2	2,9	9,6

Příklad 15

S použitím polyethylenglykolem upravených pelet sazí vyrobených ve výše uvedeném příkladu 10 se vyrobí polovodivé sloučeniny. Pelety sazí se jednotlivě spojí se třemi různými polymery za použití hnětacího stroje typu Bradender. Sloučeniny obsahují 40 % hmotnosti sazí a 60 % hmotnosti polymeru. Těmi třemi polymery jsou (1) ethylen vinylacetát kopolymer obsahující 40% vinylacetátu a mající tavný index rovný 3; (2) ethylen vinylacetát kopolymer obsahující 18% vinylacetátu a mající tavný index rovný 2,5; a (3) ethylen ethylakrylát kopolymer obsahující 18 % ethylakrylátu a mající tavný index rovný 3,4. U výsledných sloučenin je vyhodnocena tavná viskozita (při frekvenci střihů 50 s’¹ a 130 °C), jak je popsáno výše. Výsledky těchto měření jsou uvedeny níže v tabulce 5.

Příklady 16-19 a srovnávací příklad 5

Podle příkladu 15 se připraví polovodivé materiály vnesením pelet sazí z příkladu 11-14 a komparativního příkladu 4 za vzniku polovodivých sloučenin pro příklady 16-19 a srovnávací příklad 5.

Byla provedena stejná měření tavné viskozity jako v příkladě 15. Výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 5.

- 12CZ 290852 B6

Tabulka 5

Příklad č.	Pelety sazí	Tavní viskozita
Polymer 1	Polymer 2	Polymer 3
15	Příklad 10	8007	2930	2711
16	Příklad 11	6952	5291	4700
17	Příklad 12	7171	5990	5203
18	Příklad 13	6996	5794	5203
19	Příklad 14	8004	6537	5706
Srov 5	Srov 4	8155	7368	7018

Všechny příklady 15-19 ukazují, že přídavek polyethylenglykolu k úpravě sazí má za následek zlepšení disperze sazí.

Příklady 20-36 a srovnávací příklad 6

Sloučeniny sazí vhodné pro pigmentovou ochranu před ultrafialovým zářením se připraví následně.

Saze s DPB rovným 145 cc/(100 g) a jódovým měrným povrchem rovným 70 mg/g jsou peletizovány s různými vodnými roztoky o různých koncentracích polyethylenglykolu v hrotovém peletizéru provozovaném s rychlostí rotoru rovnou 1050 ot/min. V případě srovnávacího příkladu 6 jsou saze peletizovány se 100% vodným roztokem bez jakéhokoliv polyethylenglykolu. Pelety jsou shromážděny a sušeny v peci s cirkulací ohřátého vzduchu udržené na teplotě 125 °C, dokud se obsah vlhkosti nesníží na méně než 0,5 %. U pelet je potom vyhodnocována pevnost podle ASTM D 1937 a otěr podle modifikované verze ASTM D 4324, jako v příkladě 1. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

Několik pelet sazí je potom smíseno s polyethylenem o malé viskozitě, majícím tavný index rovný 26, čímž vznikne 40% pigmentová předsměs. U polyethylenových sloučenin je potom vyhodnocována tavná viskozita při 130 °C a frekvenci střihů 50 s'¹. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.

Tabulka 6

Přiklad č.	Mol. hm. PEG	% obsah PEG	Pevnost pelet	Procenta prachu	Tavná viskozita (Pa)
dbs)	(N)	5 min	10 min
Srov 6	N/A	0,0	44,1	196,2	2,9	9,6	5116
20	1000	0,5	69,1	307,4	0,70	1,42
21	1000	1,0	70,7	314,5	0,26	1,04
22	1000	2,0	55,3	246,0	0,74	1,38	2908
23	1000	4,0	72,1	320,7	0,44	0,50
24	8000	0,5	69,1	307,4	0,70	1,42
25	8000	1,0	70,7	314,5	0.26	1,04
26	8000	2,0	47,3	210,4	1,04	2,54	3673
27	20 000	0,5	72,0	320,3	0,26	0,58
28	20 000	1,0	78,9	251,0	0,26	0,34
29	20 000	2,0	82,0	364,8	0,62	2,26	3341
30	20 000	4,0	133,5	593,8	0,20	1,20
31	35 000	0,5	66,0	293,6	0,34	0,72	5004
32	35 000	1,0	63,6	282,9	0,36	1,78	3784
33	35 000	2,0	67,1	298,5	0,08	0,18	3341
34	35 000	4,0	75,2	334,5	0,12	0,14
35	100 000	0,5	66,3	294,9	0,34	0,54
36	100 000	1,0	55,0	244,7	0,36	0,60	3027

- 13CZ 290852 B6

Ve všech příkladech 20-36 přispívá vnesení polyethylenglykolu ke zlepšené pevnosti pelet a vyšší odolnost vůči otěru. Zdá se, že výsledky jsou nezávislé na molekulové hmotnosti polyethylenglykolu. Viskozita předsměsi sazí se vnesením polyethylenglykolu jako pojivového materiálu rovněž sníží. Polyethy lenglykol se rovněž lépe vnáší do vytlačované fólie či profilu, kde je konečná koncentrace sazí v rozmezí 0,5 % až 4.0 %, v závislosti na konečném použití.

Navíc se připraví vzorky sloučenin s 2,5 % sazí nadávkovaných do polyethylenu s o nízké hustotě (LDPE) majícího tavný index 0,7 za účelem simulace aplikace fólie. Vizuální inspekce vzorků signalizuje kvalitativní zlepšení disperze sazí.

Příklady 37-38 a srovnávací příklad 7

Připraví se sloučeniny sazí vhodné pro použití jako předsměsi.

Saze sDPB 135 cc/(100g) a jódovým měrným povrchem rovným 180 mg/g jsou peletizovány s různými vodnými roztoky o různých koncentracích polyethylenglykolu v hrotovém peletizéru provozovaném s rychlostí rotoru 1100 ot/min. Vodné roztoky z příkladů 37 a 38 zahrnují polyethylenglykol (mv=35 000) v množství dostačujícím poskytnout množství v peletách sazí rovné 2 % u příkladu 37 a 16 % u příkladu 38. Srovnávací příklad 7 používá 100% vodný roztok. Pelety jsou shromážděny a sušeny v horkovzdušné cirkulační peci a udržovány na teplotě 125 °C, dokud se obsah vlhkosti nesníží na méně než 0,3 %.

Suché pelety sazí se potom spojí s polyethylem o nízké hustotě, majícím tavný index rovný 26, čímž vznikne předsměs obsahující 40 % hmotnosti sazí. Pelety sazí a polyethylen o nízké hustotě jsou smíchány v hnětacím stroji typu Brabender s počáteční teplotou 115°C a rychlostí 50 ot/min. U polyethylenových sloučenin se potom změří tavná viskozita při 130 °C a frekvenci střihů 50 s'¹. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 7.

Tabulka 7

Příklad č.	Pevnost pelet	Procenta prachu	Tavná viskozita PA
(lbs)	(N)	5 min	10 min
Srov 7	44	196	3,6	15,0	4330
37	101	449	0,3	1,5	3913
38	158	703	0,1	0,4	4320

Příklady 39—40 a srovnávací příklad 8

Podle příkladů 37-38 a srovnávacího příkladu 7 se připraví sloučeniny, stím rozdílem, že saze jako surovina pro zpracování mají DBP 136 cc/(100g) a jódový měrný povrch 120 mg/g. Připraví se stejné sloučeniny předsměsi a jsou testovány s výsledky uvedenými v tabulce 8.

Tabulka 8

Příklad č.	Pevnost pelet	Procenta prachu	Tavná viskozita PA
(lbs)	(N)	5 min	10 min
Srov 8	61,9	275	0,8	5,2	4591
39	133	592	0,1	0,3	3804
40	157	698	0,05	0,12	2689

- 14CZ 290852 B6

Příklady 41—45

Připraví se polyethylenglykol upravené saze, jak je uvedeno výše v příkladě 1. Upravené saze se připraví s použitím různých množství polyethylenglykolu jako sloučeniny na úpravu sazí. Konkrétně se připraví paterý saze za použití následujících typů a množství polyethylenglykolu jako sloučeniny na úpravu sazí.

Saze č.	Molekulová hmotnost polyethylenglykolu	hmotnostní i
1	20 000	2,0
2	20 000	4,0
3	35 000	2,0
4	35 000	3,0
5	100 000	2,0

Rovněž zde poznamenáváme, že polyethyleglykol o molekulové hmotnosti 100 000 je znám také jako polyethylenoxidová sloučenina.

Polovodivá stiženi pro použití při výrobě elektrických kabelů se připravují smísením přibližně 57 dílů hmotnosti ethylen/ 1-buten kopolymeru (obsah butenu 15 %), kolem 41 dílů hmotnosti jedněch z upravených sazí a kolem 1,5 dílů hmotnosti jiných přísad. Ethylen/l-buten kopolymer má tavný index roven 27, jiných přísad. Ethylen/l-buten kopolymer má tavná index roven 27, hustotu 0,9 g/cm³ a distribuci molekulové hmotnosti (MWD) 2,15. Přísady zahrnují asi 0,5 % jakéhokoliv antioxidantu (jako například l,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin, oktadecyl

3,5-diterc.butyl-4-hydroxyhydrocinnamát nebo jejich směs) a 1,0 % a,a'-bis(terc.butylperoxy)diisopropylbenzen jako vytvrzovací činidlo na bázi organického peroxidu. Konkrétní poměry složek jsou následující:

Složka	41	42	43	44	45
Ethylen/l-buten	57,55	56,73	57,55	57,14	57,55
Saze č. 1	40,95	—	-	-	-
Saze č. 2	—	41,77	—	—	—
Saze č. 3	—	—	40,95	—	—
Saze č. 4	—	—	—	41,36	—
Saze č. 5	—	—	—	—	40,95
Antioxidant	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50
Peroxid, vytvrz. činidlo	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Celkem	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

Složky jsou míchány v hnětacím stroji typu Banbury.

Látky jsou testovány co do různých fyzikálních a elektrických vlastností. Vytvrzovací data jsou určena měřením kroutícího momentu (N.cm) (lb.in.) u destiček z látky pomocí Oscilačního Diskového Rheometru (ODR) pracujícího do 190 °C (400 °F) a 3° are. Hodnoty nízkého (M0 a vysokého (Mh) kroutícího momentu naměřené pomocí ODR, doba vulkanizace (t_s2) a doba nutná k 50% (t_c(50)) a 90% (k(90)) vytvrzení jsou uvedeny níže v tabulce 10. U látky je také pomocí přístroje Haake Rheocord vyhodnocen měrný vnitřní odpor při různých teplotách, pevnost v tahu, protažení a parametry vytlačování. Výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 9.

-15CZ 290852 B6

Srovnávací příklady 9-13

Podobně jako ve výše uvedených příkladech 41-45 se připraví polovodivá stínění pro použití při výrobě elektrických kabelů, stím rozdílem, že pelety sazí jsou vyrobeny ze sazí peletizovaných deionizovanou vodu.

Polovodivá stínění pro použití při výrobě elektrických kabelů se připravují smísením přibližně 57 dílů hmotnosti ethylen/l-buten kopolymerů (stejný kopolymer jako byl použit v příkladech 41-45), asi 41 dílů hmotnosti neupravených sazí a asi 1,5 dílů hmotnosti jiných aditiv. Látka dále obsahuje polyethylenglykol (PEG) přidaný přímo do látky. V těchto srovnávacích příkladech se do látky přidávají různá množství polyethylenglykolu o rozdílných molekulových hmotnostech. Konkrétní poměry složek jsou následující:

Složka	Srov. 9	Srov 10	Srov 11	Srov 12	Srov 13
Saze	40,13	40,13	40.13	40,13	40,13
Ethylen/l-buten	57,55	56,73	57,55	56,73	57,55
PEG s m.hm. 20 000	0,82	—	-	-	-
PEG s m.hm. 20 000	—	1,64	—	-	-
PEG s m.hm. 35 000	—	—	0,82	-	-
PEG s m.hm. 35 000	—	—	—	1,64	-
PEG s m.hm. 100 000	—	—	-	-	0,82
Antioxidant	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50
Peroxid, vytvrz. činidlo	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Celkem	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

Všechny zde uvedené hmotnostní díly jsou vztaženy k celkové hmotnosti látky. Složky jsou míchány vhnětacím stroji typu Banbury nebo jiném vhodném zařízení jako ve výše uvedených příkladech 41 -45.

Poznamenáváme, že přísady ve srovnávacích příkladech 9-13 jsou stejné jako v příkladech 41—45 a jsou přítomny ve stejných množstvích. Navíc množství polymeru, sazí a polyethylenglykolu je stejné v příkladech 41-43 a 45 a příslušných srovnávacích příkladech 9-11 a 13. Mělo by být poznamenáno, že v příkladech 44 je použité množství polyethylenglykolu 3 % hmotnosti sazí a je použit jako sloučenina na úpravu sazí. Srovnávací příklad 12 obsahuje polyethylenglykol v množství 4 % hmotnosti sazí a přidává se přímo do látky. Navíc, jak uvedeno výše, polyethylenglykol v příkladech 41-45 je použit k úpravě sazí, přičemž u srovnávacích příkladů 9-13 se přidává přímo do látky.

Provedou se stejné testy a měření jako v příkladech 41—45 a výsledky jsou uvedeny v tabulce 9.

-16CZ 290852 B6

Tabulka 9

	41	42	43	44	45 1 Srov 9	Srov 10	Srov 11	Srov 12	Srov 13
měřeni ODRpři 190 °C
M|. N.cm	24,9	22,6	22.6	22,6	22,6 1 26.0	31.6	23.7	29.4	24.9
Mh. N.cm	759,3	681,3	751.3	796.5	734,4 i 789,8	792.0	780,7	735.5	788,6
ts2, s	55,3	54	57	54	52 i 59.7	53.6	56,6	52.3	50,3
U (50). s	108,3	108	114	108	105 i lil	101.3	106	100,3	99
tc (90). s	160,3	167	173.7	162.3	149 i 157,7	146.3	149,3	146.6	143,7
Měrný vnitřní odpor, ohm. cm
pokojová teplota	5	7	6	5	5 í 5	4	4	4	4
50 °Č	7	9	7	7	6 : 6	6	6	5	6
90 °C	30	41	30	30	26 28	22	21	18	24
110 °c	35	48	35	35	31 : 31	24	27	19	27
130 °C	37	50	38	38	33 35	26	32	21	30
Parametry vytlačování
výtlačný tlak při 20 ot/min	9005	6516	7639	1505	10377 , 8281	7970	8743	10783	10363
měrný výtlačný tlak při 20 ot/min. kPa/(g.min)	6895	402,0	449.5	692,2	477,1 j 537,8	502,6	536,4	670,9	635,7
výtlačný tlak při 30 ot/min kPa	10349	7867	9274	12942	9356 > 9853	9667	10687	13121	11618
měrný výtlačný tlak při 30 ot/min. kPa/(g.min)	413,7	331,0	368,2	560,5	376,5 431,6 i	398,5	433,7	537,1	465,4
výtlačný tlak při 40 ot/min kPa	10894	9411	10694	15058	10811 ; 11583	11204	12183	15189	12204
měrný výtlačný tlak při 40 ot/min. kPa/(g.min)	326,1	280,6	315,8	491,6	326,1 [366,8	336,5	372,3	466,1	383,4
Pevnost v tahu a tažnost Počáteční podmínky
průměrná pevnost v tahu, kPa	23622	22656	22925	22973	22953 23194	22629	22905	22332	23608
průměrné protaženi, %	240	257	229	219	208 245	224	234	242	242
průměrný 100 % modul	2515	2340	2488	2511	2500 2454	2433	2455	2382	2467
průměrný 200 % modul	3241	3040	3194	3241	3156 3116	3130	3162	3056	3214
Po zráni při 121 °C
průměrná pevnost v tahu, kPa	22374	22091	21905	20352	22443 21319	21560	21367	20409	21891
průměrné protažení, %	234	267	191	203	253 249	238	242	233	234
tahová retence, %	95	98	96	89	98 92	95	94	91	93
retence protažení, %	97	104	83	93	121 101	106	103	96	97

Příklady 46-50

Smícháním přibližně 48 hmotnostních dílů ethylen.'vinylacetát kopolymeru (obsah vinylacetátu 50 %), asi 11,08 hmotnostních dílů ethylen/okten kopolymeru, asi 37 hmotnostních dílů jedněch 10 z upravených sazí připravených pro výše uvedené příklady 41-45 a asi 3,5 hmotnostních dílů jiných přísad se připraví polovodivé stínění pro použití při přípravě elektrických kabelů. Ethylen/vinylacetát kopolymer má tavný index mezi 7 a 11. Ethylen/okten kopolymer má tavný index roven 31a hustotu rovnou 0,87 g/cm^J. Přísady zahrnující asi 0,9 % kyseliny stearové jako prostředku ovlivňujícího zpracování, 0,7% l,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolinu jako anti15 oxidantu, 1,0% a,a'-bis(terc,butylperoxy)-diisopropylbenzenu jako vytvrzovacího činidla na bázi organického peroxidu a 0,9 % hydrotalcitu. Konkrétní poměry složek jsou následující:

-17CZ 290852 B6

Složka	46	47	48	49	50
Ethylen/vinylacetát	48,22	47,40	48,22	47,81	48,22
Saze č. 1	37,20	—	-	-	-
Saze č. 2	—	38,02	—	-	-
Saze č. 3	—	—	37,20	-	-
Saze č. 4	—	—	—	37,61	-
Saze č. 5	—	—	—	—	37,20
Ethylen/okten polymer	11,08	11,08	11,08	11,08	11,08
Antioxidant	0,70	0,70	0,70	0,70	0,70
Kyselina stearová	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Hydrotalcit	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Peroxid, vytvrz. činidlo	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Celkem	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

Složky jsou míchány v hnětacím stroji typu Banbury.

Provedou se stejné testy a měření jako v příkladech 41-45 a výsledky jsou uvedeny v tabulce 10. Navíc jsou látky testovány na adhezi k zesíťovanému polyethylenu a výsledky jsou rovněž uvedeny v tabulce 10.

Srovnávací příklad 14-18

Připraví se polovodivé stínění pro použití při výrobě elektrických kabelů podobné jako ve výše uvedených příkladech 46-50, stím rozdílem, že použité saze jsou upravené. To znamená, že pelety sazí jsou vyrobeny ze sazí peletizovaných deionizovanou vodou.

Polovodivá stínění pro použití při výrobě elektrických kabelů se připravují smícháním přibližně 48 hmotnostních dílů ethylen/vinylacetát kopolymeru (obsah vinylacetátu 50 %) a asi 50 hmotnostních dílů ethylen/okten kopolymeru, obou stejných jako v příkladech 46-50, asi 37 hmotnostních dílů neupravených sazí a asi 3,5 hmotnostních dílů jiných aditiv. Látka dále obsahuje polyethylenglykol (PEG) přidaný přímo do látky. V těchto srovnávacích příkladech se do látky přidávají různá množství polyethylenglykolu o rozdílných molekulových hmotnostech. Konkrétní poměry složek jsou následující:

Složka	Srov 14	Srov 15	Srov 16	Srov 17	Srov 18
Saze	36,38	36,38	36,38	36,38	36,38
Ethylen/vinylacetát	48,22	47,56	48,22	47,56	48,22
PEG s m. hm. 20 000	0,82	-	-	-	-
PEG s m. hm. 20 000	-	1,64	-	-	-
PEG s m. hm. 35 000	—	—	0,82	-	-
PEG s m. hm. 35 000	—	—	-	1,64	-
PEG s m. hm. 100 000	—	—	-	-	0,82
Ethylen/okten polymer	11,08	10,92	11,08	10,92	11,08
Antioxidant	0,70	0,70	0,70	0,70	0,70
Kyselina stearová	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Hydrotalcit	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Peroxid, vytvrz. činidlo	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Celkem	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

Všechny zde uvedené hmotnostní díly jsou vztaženy k celkové hmotnosti látky. Složky jsou 25 míchány v hnětacím stroji typu Banbury jako ve výše uvedených příkladech 46-50.

Poznamenáváme, že přísady ve srovnávacích příkladech 14-18 jsou stejné jako v příkladech

46-50 a jsou přítomny ve stejných množstvích. Navíc množství polymeru, sazí a polyethylen

- 18CZ 290852 B6 slykolu je stejné v příkladech 46-48 a 50 a příslušných srovnávacích příkladech 14-16 a 18. Mezi příkladem 49 a srovnávacím příkladem 17 je ten rozdíl, že množství polyethylenglykolu použité v příkladu 49 je 3% hmotnosti sazí (a je použit k úpravě sazí), ale ve srovnávacím příkladě 17 je polyethylenglykol v množství 4% hmotnostmi sazí použit jako přímá přísada do látky. Navíc, jak uvedeno výše, polyethylenglykol v příkladech 46-50 je použit k úpravě sazí, přičemž u srovnávacích příkladů 14-18 se přidává přímo do látky.

Provedou se stejné testy a měření jako v příkladech 46-50 a výsledky jsou uvedeny v tabulce 10.

Tabulka 10

	46	47	48	49	50	Srov 14	Srov 15	Srov 11	Srov 12	Srov13
měření ODRpři 190 °C
Mi, N.cm	71,2	71,2	67,8	53,1	75,7	71,2	71,2	75,7	72,3	71,2
Mh, N.cm	561,5	451,9	557,0	453,1	598,8	526.5	500,5	512,2	509,6	526,5
L2, s	49	48,7	52	55,7	49	43,3	43,6	52,6	46,3	47,7
t= (50). s	97,7	88	96	102	91	83,6	82,3	93,6	84	87
tc (90). s	140,7	136	148	154,1	141	125	123,3	141	123,3	129,3
Adheze k zesítěnému polyethylenu N/(12.7 mm)
pokojová teplota	17,3	18,9	15,4	13,7	19,8	24,7	23,1	22,5	18,3	37,2
Měrný vnitřní odpor, ohm. cm
pokojová teplota	305	399	400	476	240	611	803	719	525	653
50 °C	359	464	466	563	307	454	566	618	459	944
90 °C	271	348	346	447	217	492	600	650	452	583
uo°c	240	307	310	412	193	399	481	529	367	508
130 °C	201	261	267	363	165	376	454	513	347	435
Parametry vytlačování
výtlačný tlak při 20 ot/min kPa	11845	11135	10453	11397	10446	12149	11962	11487	11507	10756
měrný výtlačný tlak při 20 ot/min, kPa (g.min)	798,4	748,8	796,3	923,9	772,2	1006,0	846,0	819,1	819,8	830,8
výtlačný tlak při 30 ot/min kPa	14741	13996	13066	14486	12790	15148	14134	13996	14107	N/A
měrný výtlačný tlak při 30 ot/min, kPa/(g.min)	621,2	590,9	639,8	697,1	613,6	757,0	692,9	679,8	644,0	N/A
výtlačný tlak při 40 ot/min kPa	16575	15493	15189	16417	15403	17072	16761	15713	16079	15706
měmý výtlačný tlak při 40 ot/min, kPa/(g.min)	556,4	516,4	572,3	578,5	516,4	609,5	572,3	595,0	548,8	543,3
Pevnost v tahu a protažení Počáteční podmínky
průměrná pevnost v tahu, kPa	14714	14334	14569	15596	15024	14472	14617	14941	14245	14755
průměrná protaženi, %	245	240	239	236	243	263	277	269	251	268
průměrný 100% modul	1177	1117	1152	1269	1190	1069	1035	1078	1082	1050
průměrný 200% modul	1964	1909	1953	2116	1998	1867	1856	1908	1872	1883
Po zrání při 121 °C
průměrná pevnost v tahu, kPa	14286	14238	14913	14858	14679	14245	13707	14196	13410	14369
průměrné protažení, %	248	264	263	247	249	284	274	275	300	278
tahová retence, %	97	99	102	95	98	98	94	95	94	97
retence protažení, %	101	110	110	105	103	108	99	102	119	104

Srovnávací příklady 19-20

Pro srovnání výsledků získaných ve výše uvedených příkladech a srovnávacích příkladech spolymemími látkami neobsahujícími polyethylenglykolovou sloučeninu ani jako peletizační činidlo na úpravu sazí, ani jako přímou přísadu, se připraví další polymemí sloučeniny.

Polovodivá látka se připraví stejně jako ve srovnávacích příkladech 9-13, stím rozdílem, že obsahuje přibližně 58 hmotnostních dílů ethylen/l-buten kopolymeru (stejný kopolymer jaký byl použit v příkladech 41-45), asi 40,5 hmotnostních dílů neupravených sazí a asi 1,5 hmotnostních dílů jiných přísad. Látkaje uvedena jako srovnávací příklad 19.

-19CZ 290852 B6

Přísady ve srovnávacích příkladech 19 jsou stejné jako v příkladech 41-45 a srovnávacích příkladech 9-13 a jsou přítomny v přibližně stejných množstvích, s výjimkou polyethylenglykolové sloučeniny.

Stejně jako ve srovnávacích příkladech 14-18 se připraví další polovodivá látka, s tím rozdílem, že látka obsahuje přibližně 48,9 hmotnostních dílů ethylen/vinylacetátu kopolymerů (obsah vinylacetátu 50 %) a 11,24 hmotnostních dílů ethylen/okten kopolymerů použitého v příkladech 46-50, asi 36,4 hmotnostních dílů neupravených sazí a asi 3,5 hmotnostních dílů jiných přísad. Tato látka je uvedena jako srovnávací příklad 20.

Přísady ve srovnávacím příkladě 20 jsou stejné jako přísady v příkladech 46-50 a srovnávacích příkladech 14-18 a jsou přítomny v přibližně stejných množstvích, s výjimkou polyethylenglykolové sloučeniny.

Složky každé látky se míchají v hnětacím stroji typu Banbury nebo jiném vhodném zařízení jako ve výše uvedených příkladech 41—45. Látky jsou potom testovány a měřeny stejně jako v příkladech 41-45 a výsledky jsou uvedeny v tabulce 11.

Pro snazší srovnání jsou výsledky srovnávacích příkladů 9 a 14 a příkladů 41 a 46 shrnuty v tabulce 11. Tabulka 11 tedy ukazuje výsledky takových dvou různých polymemích látek, které neobsahují polyethylenglykol (srovnávací příklady 19 a 20), látek obsahujících polyethylenglykol jako přímou přísadu do látek v množství 2 % hmotnosti sazí (srovnávací příklady 9 a 14), a látek obsahujících polyethylenglykol jako činidlo na úpravu sazí v množství 2 % hmotnosti sazí (příklady 41 a 46).

-20CZ 290852 B6

| Srov 19	Srov 9 i	41	Srov 20	Srov 14	46
Měření ODR při 190 °C
Mi. N.cm	22,6	26,0 i	24,9	76,8	71,2	71,2
Mh. N.cm	821,4	789,8 |	759,2	532,2	526,5	558,2
ts2, s	61	59,7 1	55,3	51	43,3	49
tc(50), s	122	ni 1	108,3	98,7	83,6	97,7
tc(90), s	181	157,7 i	160,3	150,7	125	140,7
Adheze k zesítěnému polyethylenu. N/(12,7 mm)
pokojová teplota	NA	NA	NA	20,06	24,73	17,30
měrný vnitřní odpor, ohm. cm
pokojová teplota	5	5	5	811	611	305
50 °C	7	6	7	961	454	359
90 °C	28	28	30	721	492	271
110°C	34	31	35	653	399	240
130 °C	37	35	37	556	376	201
Měření viskozity a střihu
výtlačný tlak při 20 ot/min kPa	10 846	8281	9005	13 293	12 149	11 845
měrný výtlačný tlak při 20 ot/min, kPa/g.min)	729,5	537,8	550,9	1078	1006	798,4
výtlačný tlak při 30 ot/min kPa	13 831	9853	10 349	15 789	15 148	14 741
měrný výtlačný tlak při 30 ot/min, kPa/(g.min)	598,5	431,6	413,7	821,2	757,0	621,2
výtlačný tlak při 40 ot/min kPa	16 113	11 583	10 894	18 775	17 072	16 575
měrný výtlačný tlak při 40 ot/min, kPa/(g. min)	526,1	366,8	326,1	684,7	609,5	556,4
Pevnost v tahu a protažení Počáteční podmínky
průměrná pevnost v tahu, kPa	22 918	23 194	23 622	14 741	14 472	14714
průměrné protažení, %	231	245	240	254	263	245
průměrný 100% modul	2511	2454	2515	1254	1069	1177
průměrný 200% modul	3194	3166	3241	1997	1867	1969
Po zrání při 121 °C
průměrná pevnost v tahu, kPa	21 181	21 319	22 374	13 983	14 245	14 286
průměrné protažení, %	212	249	234	228	284	248
tahová retence, %	92	92	95	95	98	97
retence protažení, %	92	101	97	90	108	101

Předchozí provedení jsou zamýšlena pro ilustraci a předmětný vynález nijak neomezují. Je zřejmé, že lze provést různé modifikace, aniž by se odchýlilo od ducha a rozsahu vynálezu, jak je definován v připojených nárocích.

Claims (33)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Saze, vy z n a č u j í c í se tím, že jsou upravené nejméně jedním polyethylenglykolem majícím molekulovou hmotnost od 1000 do 1 000 000.
2. 2. Saze podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyethylenglykol je přítomen

   10 v množství od 0,1 % do 50 % hmotnosti sazí.
3. 3. Saze podle nároku 1 vyznačující se tím, že polyethylenglykol je přítomen v množství od 0,1 % do 20 % hmotnosti sazí.

   15
4. 4. Saze podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyethylenglykol je přítomen v množství od asi 1 % do 10 % hmotnosti sazí.
5. 5. Saze podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyethylenglykol má molekulovou hmotnost od 20 000 do 100 000.
6. 6. Saze podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyethylenglykol má molekulovou hmotnost od 35 000 do 100 000.
7. 7. Saze podle nároku lvyznačující se tím, že jsou v peletizované formě.
8. 8. Způsob výroby sazí podle nároků 1 až 7, vyzn ač u j í c í se tím, že se saze upravují přídavkem nejméně jednoho polyethylenglykolu majícího molekulovou hmotnost od 1000 do 1 000 000.

   30
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se polyethylenglykol použije v množství od 0,1 % do 50 % hmotnosti sazí.
10. 10. Polymemí kompozice obsahuj ící nejméně jeden polymer, vyznačující se tím, že obsahuje saze podle nároku 1.
11. 11. Polymemí kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že obsahuje polymer vybraný ze skupiny sestávající z homopolymerů, kopolymerů a roubovaných polymerů ethylenu, elastomerů přírodního kaučuku, polybutadienu, polyizoprenu, nepravidelného styren butadienového kaučuku, polychloroprenu, nitrilových kaučuků, ethylen propylenových kopolymerů

    40 a terpolymerů, homopolymerů a kopolymerů styrenu, lineárních a rozvětvených polyetherových nebo polyesterových polyolů, krystalických a amorfních polyesterů a polyamidů, alkydových pryskyřic, pryskyřičných kyselin, pryskyřičných esterů, uhlovodíkových pryskyřic vyrobených termickou nebo friedal Craftsovou polymeraci monomerů na bázi cyklického dienu, ethylen/silan kopolymerů, ethylen/a-olefi/dien terpolymerů, a uhlovodíkových olejů, a jejich směsí..
12. 12. Polymemí kompozice podle nároku 10, vy z n a č u j í c í se tím, že polymerem je polyolefínový polymer, polyolefinový kopolymer nebo polyolefinový terpolymer.
13. 13. Polymemí kompozice podle nároku 10, vy z n a č uj í c í se tím, že obsahuje saze 50 upravení polyethylenglykolem o molekulové hmotnosti od 20 000 do 100 000.
14. 14. Polymemí kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že obsahuje saze upravené polyethylenglykolem o molekulové hmotnosti od 35 000 do 100 000.

    -22CZ 290852 B6
15. 15. Polární kompozice podle nároku 10, v y z n a č uj í c í se tím, že je polyethylenglykol přítomen v množství od 0,1 % do 50 % hmotnosti sazí.
16. 16. Polymerní kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že jsou saze přítomny v množství od 0,1 % do 65 % hmotnosti kompozice.
17. 17. Polymerní kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejméně jednu přísadu vybranou ze skupiny sestávající ze zesíťovacích činidel, vulkanizačních činidel, stabilizátorů, antioxidantů, prostředků uvolňujících zpracování, pigmentů, barviv, barev, kovových deaktivátorů, olejových nastavovadel, lubrikantů a anorganických plniv.
18. 18. Polymerní kompozice podle nároku 12, vyznačující se tím, že polymerem je kopolymer ethylenu s alespoň jedním monomerem vybraným ze skupiny sestávající zvinylacetátu, (J-Cg alkylových akrylátů, Ci-C₈ alkylových metakrylátů a alfa olefinů.
19. 19. Polymerní kompozice podle nároku 18, vyznačující se tím, že ethylenovým kopolymerem je ethylen/vinylacetát kopolymer obsahující vinylacetát v množství od 5 do 80 molárních procent.
20. 20. Polymerní kompozice podle nároku 18, vyznačující se tím, že ethylenovým kopolymerem je ethylen kopolymerovaný s jedním polymerem ze skupiny zahrnující methylakrylát, ethylakrylát a butylakrylát.
21. 21. Polymerní kompozice podle nároku 2, vyznačující se tím, že ethylenový kopolymer obsahuje uvedený alkylakrylát v množství od 5 do 80 molárních procent.
22. 22. Polymerní kompozice podle nároku 18, vyznačující se tím, že ethylenovým kopolymerem je ethylen kopolymerový salfa olefinem vybraným ze skupiny sestávající z propenu, butenu, hexenu a oktenu, přičemž ethylenový kopolymer obsahuje ethylen v množství od 25 do 98 molárních procent.
23. 23. Polymerní kompozice podle nároku 18, vyznačující se tím, že kompozice obsahuje od 30 do 80 hmotnostních dílů ethylenového kopolymeru a od 12 do 50 hmotnostních dílů upravených sazí, vztaženo na celkovou hmotnost kompozice.
24. 24. Polymerní kompozice podle nároku 23, v y z n a č uj í c í se tím, že sazemi jsou saze upravené polyethylenglykolem v množství od 1 % do 10 % hmotnosti sazí.
25. 25. Polymerní kompozice podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejméně jednu přísadu vybranou ze skupiny sestávající ze zesíťovacích činidel, vulkanizačních činidel, stabilizátorů, antioxidantů, prostředků ovlivňujících zpracování, pigmentů, barviv, barev, kovových deaktivátorů, olejových nastavovadel, lubrikantů a anorganických plniv.
26. 26. Polymerní kompozice podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále obsahuje ethylen/okten kopolymer v množství od 2 % do 30 % hmotnosti kompozice.
27. 27. Polymerní kompozice podle nároku 18, vyznačující se tím, že kompozice obsahuje od 40 do 90 hmotnostních dílů kopolymeru ethylenu a alfa olefinu a od 10 do 50 hmotnostních dílů upravených sazí, vztaženo na celkovou hmotnost kompozice.
28. 28. Polymerní kompozice podle nároku 27, vyzn aču j í cí se tím, že kopolymer ethylenu a alfa definuje kopolymer ethylenu a butenu.
29. 29. Polární kompozice podle nároku 27, vy znač u j í c í se tím, že kopolymerem ethylenu a alfa olefrnu je kopolymer ethylenu a propylenu.

    -23CZ 290852 B6
30. 30. Polymemí kompozice podle nároku 27, v y z n a č u j í c í se tím, že sazemi jsou saze upravené polyethylenglykolem v množství od 1 % do 10 % hmotnosti sazí.

    5
31. 31. Polymemí kompozice podle nároku 27, v y z n a č u j í c í se tím, že dále obsahuje nejméně jednu přísadu vybranou ze skupiny sestávající ze zesíťovacích činidel, vulkanizačních činidel, stabilizátorů, antioxidantů, prostředků ovlivňujících zpracování, pigmentů, barviv, barev, kovových deaktivátorů, olejových nastavovadel, lubrikantů a anorganických plniv.

    10
32. 32. Použití polymemí kompozice podle nároku 10 pro výrobu elektricky vodivého prostředku obsahujícího izolační materiál, elektrický vodič a polymemí kompozici.
33. 33. Použití polymemí kompozice podle nároku 10 ve stínění pro silový kabel.