DD203915A1

DD203915A1 - Verschaeumbare polyaethylen-formmassen

Info

Publication number: DD203915A1
Application number: DD23797982A
Authority: DD
Inventors: Heinz Hofmann; Caecilie Fassian; Ruediger Jahns; Klaus Ahnert
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-11-09

Abstract

Verschaeumbare Polyaethylen-Formmassen, die zur Isolation von Draehten und Leitungen geeignet sind. Derartige Leitungen werden als Hochfrequenzkabel in der Nachrichtenuebertragung verwendet. Es wurden verschaeumbare Polyaethylen-Formmassen entwickelt, die bei hoher Alterungsbestaendigkeit einen Expansionsgrad von groeszer 60 %, einen dielektrischen Verlustfaktor von kleiner 2 mal 10&exp-4! ergaben. Die Formmassen enthalten Hochdruckpolyaethylen, Polypropylen und/oder Niederdruckpolyaethylen, sowie ein Treib- und Verarbeitungshilfsmittel und ein Alterungsschutzmittel.

Description

VEB Leuna-Werke Leuna, 12. 2. 1982

"Walter Ulbricht"

LP 81 142

Titel der Erfindung Verschäumbare Polyäthylen-Formmassen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Yerschäumbare Polyäthylen-Fonnmassen, die zu Isolationen von Drähten und Leitungen geeignet sind» Die verschäumbaren Formmassen zeichnen sich durch ein hohes Expansionsvermögen, einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor sowie eine gute Alterungsbeständigkeit aus· Derartige Formmassen finden Verwendung in der Nachrichtentechnik, insbesondere zur Herstellung von Hochfrequenznachrichtenkabeln·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Verwendung versdhäumbarer Polyolefine zur Isolation von Drähten führt zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften·

So ist- bekannt, zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften Polyäthylen mit anderen Polyolefinen unter Verwendung spezieller Treibmittel zu kombinieren« So wird in der DS-OS 2 615 317 beschrieben, daß zur Herstellung von Isoliermateri^alien mit verbesserten elektrischen Eigen-

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schäften ein Produkt aus 100 Teilen Polyäthylen verwendet wird, W3lch.es aus 10 bis 90 !Dellen Hochdruckpolyäthylen und 90 bis 10 Teile Uiederdruckpolyäthylen sowie als Treibmittel 0,5 bis 1,5 Teile eines Qxybis-Cbenzolsulfohydrazids) besteht* Weiterhin ist nach DB-OS 2 615 636 bekannt, daß bei Verwendung von 0,5 bis 1,5 Teilen eines aromatischen Sulfohydrazids, ζ·Β· MethylenbisCbenzolsulfohydrazid) und den in der DE-OS 2 615 317 beschriebenen Plastzusammensetzungen ein niedriger dielektrischer Verlustfaktor und eine Dämpfung der Leitung, erreicht wird, die einer mittels Gasinjektion hergestellten, gleichwertig ist·,

HachteJLL der bekannten Formmassen ist, daß das Aufschäumungsvermögen nicht ausreichend ist und somit die Einsatzmöglichkeiten derartiger Isoliermaterialien eingeschränkt sind» STach DE-OS 2 853 626 ist bekannt, zur Herstellung einer geschäumten Isolierung Plastmaterialien aus mindestens zwei Polyolefinen zu verwenden,, wobei eine Komponente ein Quellungsverhältnis von mehr als 55 % besitzt und mindestens 20 % der Isolationsschicht ausmacht· Die Aufschäumung erfolgt unter Zusatz von Azodicarbonamid und/oder 4«4^t-0sybis(benzolsulfonylhydrazid) als chemisches Treibmittel und/oder eines Inertgas~Treibmittel wie Stickstoff, Argon und Kohlendioxid-Gas» Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit erhält die geschäumte Isolierung noch zusätzlich einen festen Mantel aus Polyäthylen· WesentlicherUachteil. derartiger Formmassen ist die Bildung großer Zellen sowie einer ungleichmäßigen Zellstruktur, so daß neben dem dielektrischen Verlustfaktor und der Füllmassenbeständigkeit insbesondere die Dimensionsstabilität und das Alterungsverhalten der geschäumten Isolationsschicht nicht- ausreichend a±ad·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung.ist es, verschäumbare Polyäthylen-Formmassen zur Isolation von Drähten und Leitungen mit hochespandierter Isolationsschicht, niedrigem dielektrischem Verlustfaktor

-.3- Z.J / a / 3 υ

und hoher Alterungsbeständigkeit zu entwickeln· Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschäumbar Polyäthylen-Formmassen herzustellen, die nach dem Isolationsprozeß einen Expansionsgrad von > 60 % ergeben und gleichzeitig einen dielektrischen Verlustfaktor von < 2*10"^ bie hoher Alterungsbeständigkeit besitzen* Diese Aufgabe 'wird durch verschäumbare Polyethylen-Formmassen aus Polyäthylen niedriger

/r>, und hoher Dichte ,. Polypropylen, chemischen Treibmitteln und/ oder Inertgas—Treibmitteln gelöst, wobei erfindungsgemäß die Formmassen 90 bis 50 Gew*-#, vorzugsweise 80 bis 60 Gew.-%, eines Hochdruckpolyäthylens,, 5 bis 40 Gew*-$, vorzugsweise 10 bis 30 Gew*-%, eines Polypropylens und/oder bis zu 40 Gew»~% eines !"iederdruckpolyäthylens, 0,5 bis 2 Gew_#-% eines chemischen Treibmittels, 0,05 bis 1,5 Gew«-% eines Verarbeitungsjailfsmittels sowie 0,03 bis 0,3 Gew«-% eines Alterungsschutzmittel, enthalten»

Als chemisches Treibmittel können die Formmassenvon Kombination mit einem Verarbeitungshilfsmittel enthalten*. Für einen günstigen Yerschäumungsverlauf sowie zur Ausbildung sehr kleiner und gleichmäßiger Hohlräume enthalten die Form-

_) massen vorteilhafterweise als Verarbeitungshilfsmittel PoIytetrafluoräthylen mit einer Korngröße von kleiner 5^Um und/ oder frisch gefällte feindisperse Kieselsäure« Als Alterungsschutzmittel enthalten die Formmassen mit Torteil Produkte auf Basis sterisch gehinderter Alkylhydroxyphenylalkylhydrazine zum wirksamen Schutz gegen thermischen und metallkatalytischen Abbau* Das in den Formmassen enthaltene Hochdruckpolyäthylen kann nach der radikalischen Ithylenpolymerisation unter hohem Druck mit Dichten im Bereich von 0,916 bis 0,925 g/cm und einem Schmelzindex von kleiner 2,5 g/10 min. hergestellt sein, \φ/ Azodicarbonamid

Als Polypropylen enthalten die Formmassen Produkte mit einer Dichte von 0,90 bis 0,92 g/cm und einem Schmelzindex von klein er 2 g/10 min. (2,16 kp/463 K).

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Als ITiederdruckpolyäthylene enthalten die Formmassen Produkte, die in Gegenwart von Mischkatalysatoren mit Dichten von 0,939 bis 0,950 g/cm und mit einem Schmelzindex von kleinen 3,0 g/10 min hergestellt sind·

Die erfindungsgemäßen Formmassen können ζ·Β_β durch Schmelzmischen erhalten werden· Geeignete Torrichtungen sind u.a» kontinuierlich arbeitende Kneter·- Die einzelnen Komponenten können einzeln und/oder als Konzentrat an verschiedenen Stellen dem Homogenisieraggregat bzw.. der Yerarbeitungsanlage zugeführt werden· Die Herstellung des Konzentrates erfolgt in geeigneten Mischaggregaten bei Temperaturen unterhalb von 423 K, um eine Anverschäumung der Formmasse zu verhindern· Die Erzielung einer hochgeschäumten Isolierung mit guter Zentrizität der Isolierhüile und hohen Festigkeitswerten wird wesentlich dadurch begünstigt, daß bei einer entsprechenden Temperaturführung und Einstellung der Abkühlbedingungen u*a· die Herausbildung einer hohen Feinzelligkeit durch die Fonnmassen-Zusammenset sung einstellbar ist·

Ausführungsbeispie1e

Beispiel 1

Ein Polyolefingemisch aus 65 kg Hochdruckpoläthylen (Dichte 0,92 g/cm-³, Schmelzindex 2,,16: 0,35 g/10 min), 21,5 kg Polyprop len (Dichte 0,905 g/cm , Schmelzindex 5,0: 0,75 g/10 min) und 13,5 kg Miederdruckpolyäthylen. (Dichte 0,94β g/cm , Schmelzindex 5,0i 2,2 g/10 min) wurde mit einer Mischung aus 1,05 Gew_e-% .Azodicarbonamid und 0,05 Gewi-jS H=S'tearyl-J3-3,5-di-t.ert,-butyl-4-hydroxy-phenylpropylhydrazin als Alterungsschutzmittel sowie 0,25 Gew„~% Polyte.trafluoräthylen, Teilchengröße kleiner 1 JX m, auf einen 0,65 mm dicken leiter-aufgespritzt, verschäumt und anschließend die Isolationsschicht geprüft« Die Haftung der Isolationsschicht auf demieiter war gut« Der Expansionsgrad der Isolationsschicht betrug 61 %, bei einer Zellgröße von kleiner 15/Am mit einem dielektrischen Verlustfaktor von 1,6.10 . Die Dehnungswerte nach Alterung von IQ-Ta

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gen bei 363 K zeigten nur einen Abfall von kleiner 10 %. Beispiel 2

Sin Polyolef ingemisch. aua 65 kg Hochdruckpolyäthylen (Dichte 0,92 g/cm , Schmelzindex 2,16; 0,2 g/10 min), 35 &g Polypropylen (Dichte 0,905 g/cm , Schmelzindex 5,0: 1,2 g/10min) und 0,8 Gew»-%. eines Gemisches aus Polytetrafluorethylen und feindisperser Kieselsäure wurde mit 1,15 Gew*-% Azodicarbonamid und 0,1 Gew,-% I,H' -bis-ß-SjS-di-teri^butyl-^hydroxyphenylpropionylhydrazin als Alterungsschutzmittel in der Schmelze verteilt·. Die Schmelze wurde auf einen leiter von 1,4 mm Dicke aufgespritzt* Die geschäumte Isolationsschicht mit rundem Querschnitt ergab nach Prüfung einen. Expansionsgrad von 65,5 %, eine Zellgröße von kleiner 10/xm, einen dielektrischen Verlustfaktor von 1,65 · 10 und besaß eine hohe mechanische Festigkeit.

Beispiel 3

Sin Polyolefingemisch gemäß Beispiel 1 wurde mit 1,3 Gew.-$ Azodicarbonamid, 0,65 Gew»-% eines Gemisches von Polytetrafluoräthylen und feindisperser Kieselsäure und.0,07 Gew,-% eines AlterungsSchutzmittels gemäß Beispiel 1 in der Schmelze homogen verteilt·

Die Schmelze wurde auf einen 0,75 mm dicken Leiter aufgespritzt und anschließend die Isolationsschicht geprüft.. Die geschäumte Isolationsschicht ergab nach Prüfung einen Expansionsgrad von 62 % und einen dielektrischen Verlustfaktor von 1,95 . 10"· Die Isolationskülle zeigte bei einer Alterung von 10 Tagen bei 363 K keinen nennenswerten Abfall in den Dehnungswerten (<5 %) *

Claims

237979 O Erfindungsanspruch

1· Yerschäumbare Polyäthylen-Pormmassen aus Polyäthylen niedriger und hoher Dichte, Polypropylen, chemischen Treibmitteln und/oder Inertgas-Treibmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen 90 bis 50 Gew,-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew ·.-%-, eines Hochdruckpolyäthylens, 5 bis 40 Gew»-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, eines Polypropylens und/oder bis zu 40 Gew..-% eines Hiederdruckpolyäthylens, 0,5 bis 2 Ge"W,~% eines ehemischen Treibmittels, 0,05 bis 1,5 Qew+-% eines Yerarbeitungshilfsmittels sowie 0,03 bis 0,3 Gev?,-% eines Alterungsschutzmittels enthalten·

2» Yerschäumbare Polyäthylen-JOrmmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Yerarbeitungshilfsmittel Polytetrafluorethylen in einer Korngröße von kleiner 5 um und/ oder feindisperse Kieselsäure enthalten,

3· Yerschäumbare Polyäthylen-Formmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Treibmittel Azodicarbonamid enthalten·

4* Yerschäumbare Po^äthylen-Pormmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Alterungsschutzmittel ein Produkt auf Basis sterisch gehinderter Alkylhydrosyphenylalkylhydrazine enthalten.

5., Terschäumbare Po^äthylen-Porminassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Hochdruckpolyäthylen mit einer Dichte von 0,916 bis 0,925 g/cm ui
von kleiner 2,5 g/10 min enthalten.

Dichte von 0,916 bis 0,925 g/cm und mit einem Schmelzindes

6. Yerschäumbare Polyäthylen-Formmassen nach Punkt T, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Polypropylen mit einer Dichte von 0,90 bis 0,92 g/cm und mit einem Schmeisindex von kleiner 2 g/10 min (2,16 kp/463) enthalten.

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7· Verschäumbare Polyäthyien-Pormmassen nach Pun&t 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Fiederdruckpolyäthylen mit einer Dichte von 0,939 bis 0,950 g/cm³ mit einem Schmelaindex von kleiner 3,0 g/10 min enthalten*