DD244347A5 - Polymer composition and method of making the same - Google Patents
Polymer composition and method of making the sameInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die erfindungsgemaesse Polymerzusammensetzung eignet sich zur Kabelisolierung und zeigt eine verringerte Tendenz zur Wasserbahnenbildung unter dem Einfluss von Mittel- oder Hochspannung. Die Zusammensetzung besteht aus einer Polymerkomponente, zum Beispiel Polyethylen oder Ethylencopolymer und einer bestimmten, als Wasserbahnen-Inhibitionsmittel dienenden Organosiliciumverbindung, die mindestens einen eine Kette von drei Aminoalkyl-Einheiten aufweisenden Substituenten umfasst.The invention relates to a polymer composition and a process for producing the same. The polymer composition according to the invention is suitable for cable insulation and has a reduced tendency to water flow under the influence of medium or high voltage. The composition consists of a polymer component, for example polyethylene or ethylene copolymer, and a particular water-borne inhibiting agent-containing organosilicon compound comprising at least one substituent having a chain of three aminoalkyl units.
Description
H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3I3 H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 I 3
handelt.is.
5. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge der als Wasserbahnen-Inhibitionsmittel angewandten Verbindung im Bereich von 0,5 bis 3,0 Ma.-% in bezug auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung liegt.Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the amount of the compound used as a water-course inhibiting agent is in the range from 0.5 to 3.0% by mass relative to the total mass of the composition.
6. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerkomponente unter Polyethylen niedriger Dichte, Ethylen/Ethylacrylatcopolymer, Ethylen/Butylacrylatcopolymer, Ethylen/ Vinylacrylatcopolymer und linearem Polyethylen niedriger Dichte oder Mischungen von zwei oder mehr derselben ausgewählt ist.Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer component is chosen from low density polyethylene, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / butyl acrylate copolymer, ethylene / vinyl acrylate copolymer and linear low density polyethylene or mixtures of two or more thereof.
7. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß es sich um eine von Füllstoffen freie Zusammensetzung handelt.'7. A composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is a composition free of fillers.
8. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß sie 0,5 bis 5,0 Ma.-% eines organischen Peroxids als Vernetzungsmittel in bezug auf die Gesamtzusammensetzung enthält.Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it contains from 0.5 to 5.0% by mass of an organic peroxide as crosslinking agent relative to the total composition.
9. Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerkomponente und die als Wasserbahnen-Inhibitionsmittel angeführte Verbindung miteinander vermischt werden, wobei das Mischen unter solchen Bedingungen ausgeführt wird, daß die Polymerkomponente und die angeführte Verbindung eine im wesentlichen homogene Mischung bilden.9. A process for the preparation of the composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer component and the compound cited as water-course inhibiting agent are mixed together, wherein the mixing is carried out under such conditions that the polymer component and the cited compound is a substantially to form a homogeneous mixture.
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß das Mischen bei einer über der Schmelztemperatur der Polymerkomponente liegenden Temperatur vorgenommen wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the mixing is carried out at a temperature above the melting temperature of the polymer component temperature.
11. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerkomponente granuläre Form aufweist und mit dem Wasserbahnen-Inhibitionsmittel unter Bedingungen vermischt wird, die zu dessen Absorption durch die Polymerkomponente führen.11. The method according to claim 9, characterized in that the polymer component has a granular form and is mixed with the water-course inhibiting agent under conditions which lead to its absorption by the polymer component.
Die Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung, die vor allem für den Einsatz auf dem Gebiet der Draht- und Kabelisolierung geeignet ist. Speziell handelt es sich um eine Polymerzusammensetzung, die eine verringerte Tendenz zur Bildung von Wasserbahnen zeigt, wenn sie als elektrische Mittel- und Hochspannungsisolierungen verwendet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung.The invention relates to a polymer composition which is particularly suitable for use in the field of wire and cable insulation. Specifically, it is a polymer composition which exhibits a reduced tendency to form waterways when used as electrical medium and high voltage insulation. Furthermore, the invention relates to a process for the preparation of this composition.
Polymerzusammensetzungen, die als Isolierungen für Mittel- und Hochspannungsdrähte und -kabel verwendet werden, sind allgemein bekannt. Im allgemeinen basieren solche Zusammensetzungen auf Polyolefinen, wie beispielsweise Polyethylen niedriger Dichte (Hochdruck), Ethylencopolymeren niedriger Dichte (Hochdruck) und linearem Polyethylen niedriger Dichte. Solche Stoffe können als Isolierung in vernetzter und unvernetzter Form verwendet werden. Ein Problem, das sich bei der Anwendung dieser Polymerzusammensetzungen als Mittel- oder Hochspannungsisolierung ergibt, ist ihre Tendenz; unter bestimmten Bedingungen infolge einer als „Wasserbahnenbildung" in der Isolierung bekannten Erscheinung zu versagen. Im allgemeinen wird die Wasserbahnenbildung am häufigsten dort auftreten, wo sich Draht- und Kabelisolierungen in feuchten Umgebungen befinden und durch diese Erscheinung können Verluste von elektrischem Strom oder vollständiger Durchschlag der Isolierung auftreten.Polymer compositions used as insulations for medium and high voltage wires and cables are well known. In general, such compositions are based on polyolefins such as low density polyethylene (high pressure), low density ethylene (high pressure) and linear low density polyethylene. Such substances can be used as insulation in crosslinked and uncrosslinked form. One problem that arises with the use of these polymer compositions as medium or high voltage insulation is their tendency; In general, waterway formation will most commonly occur where wire and cable insulation is in humid environments, and this phenomenon can result in loss of electrical current or total breakdown of the insulation Isolation occur.
Nach dem bisherigen Stand der Technik gibt es eine Reihe von Vorschlägen, um die Wasserbahnenbildung zu hemmen. In DT-A-2737430 wird eine Isolierungszusammensetzung mit reduzierter Tendenz zur Wasserbahnenbildung beschrieben, die aus einem Polyolefin und einem Alkoxysilan besteht. In GB-A-2055854 wird eine Polymerzusammensetzung für elektrische Isolierungen beschrieben, die aus einer Polymerkomponente, 0 bis 10 Ma.-% Füllstoff und mindestens einer als Inhibitor der Wasserbahnenbildung und elektrischen Verästelung der Zusammensetzung dienenden organischen Siliconverbindung besteht, bei der es sich zum Beispiel um Vinyl-tris-(2-methoxyethoxy)silan handelt.There are a number of proposals in the prior art for inhibiting water-path formation. In DT-A-2737430 an insulation composition is described which has a reduced tendency to water flow, consisting of a polyolefin and an alkoxysilane. GB-A-2055854 discloses a polymer composition for electrical insulation consisting of a polymer component, 0 to 10% by weight of filler and at least one organic silicone compound which inhibits water-letting and electrical branching of the composition, for example is vinyl tris- (2-methoxyethoxy) silane.
US-A-4543381 betriffteinePolymerzusammensetzung,dieeineerhöhteWiderstandsfähigkeitgegen Wasserbahnenbildung und elektrische Verästelung aufweist und im wesentlichen aus einem homogenen Gemisch einer Polymerkomponente und einem Inhibitor der Wasserbahnenbildung und der elektrischen Verästelung besteht, der im wesentlichen (1) eine bestimmte Silanverbindung und (2) eine unsubstituierte oder Aryl-substituierte Cia-C2o-Fettsäure enthält. Die bevorzugten Silanverbindungen sind Methyl-tris(2-phenoxyethocy)silan und Vinyl-tris(2-phenoxyethoxy)-silan. Die Fettsäurekomponente ist vorzugsweise Stearinsäure, Phenylstearinsäure oder Tolylstearinsäure.US-A-4543381 relates to a polymer composition which has enhanced resistance to watercourse formation and electrical branching and consists essentially of a homogeneous mixture of a polymeric component and a waterway formation and electrical branching inhibitor comprising essentially (1) a certain silane compound and (2) an unsubstituted or aryl -substituted Cia-C2o fatty acid. The preferred silane compounds are methyl tris (2-phenoxyethoxy) silane and vinyl tris (2-phenoxyethoxy) silane. The fatty acid component is preferably stearic acid, phenylstearic acid or tolylstearic acid.
. .j ' , j
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Einsatz als elektrische Isolierung geeignete Zusammensetzung zur Verfugung zu stellen, die eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Wasserbahnenbildung besitzt.The invention has for its object to provide a suitable for use as electrical insulation composition, which has a better resistance to waterway formation.
Durch die Erfindung wird daher eine für den Einsatz als elektrische Isolierung geeignete Zusammensetzung bereitgestellt, die aus einer Polymerkomponente und einer oder mehreren als Inhibitor der Wasserbahnenbildung dienenden Verbindungen der allgemeinen FormelThe invention therefore provides a composition suitable for use as electrical insulation which comprises a polymer component and one or more compounds of the general formula which serve as inhibitors of water-letting
RR1N(CH2)pNR2(CH2)qNR3R4 RR 1 N (CH 2 ) p NR 2 (CH 2 ) q NR 3 R 4
oder teilweise kondensierten Derivaten davon besteht, worin die Gruppen R, R1, R2, R3 und R4 aus -(CH2ImSiY1Y2Y3 und Wasserstoff ausgewählt sind und ρ und q je 2 bis 4 darstellen, unter der Voraussetzung, daß mindestens eine der Gruppen R, R1, R2, R3 oder R4HCH2JmSiY1Y2Y3 ist und worin m 1 bis 18 beträgt, Y1 eine Hydrocarbyl- oder Hydrocarbyloxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und Y2, Y3 Hydrocarbyloxygruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen sind.or partially condensed derivatives thereof, wherein the groups R, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are selected from - (CH 2 ImSiY 1 Y 2 Y 3 and hydrogen and ρ and q each represent 2 to 4, among Provided that at least one of R, R 1 , R 2 , R 3 or R 4 is HCH 2 JmSiY 1 Y 2 Y 3 and m is 1 to 18, Y 1 is a hydrocarbyl or hydrocarbyloxy group of 1 to 18 carbon atoms and Y 2 , Y 3 are hydrocarbyloxy groups having 1 to 18 carbon atoms.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, die sich für die Anwendung als elektrische Isolierung eignet, das im Vermischen einer Polymerkomponente und einer oder mehrerer als Inhibitor der * Wasserbahnenbildung dienenden Verbindungen der allgemeinen Formel -The invention further relates to a process for the preparation of a composition which is suitable for use as electrical insulation, which comprises mixing a polymer component and one or more compounds of the general formula which serve as inhibitors of water-course formation,
RR1N(CH2)PNR2ICH2IqNR3R4 RR 1 N (CH 2 ) PNR 2 ICH 2 IqNR 3 R 4
oder teilweise kondensierten Derivaten davon besteht, worin R, R1, R2, R3, R4 ρ und q die oben erläuterten Bedeutungen haben, wobei das Mischen unter solchen Bedingungen ausgeführt wird, bei denen die Polymerkomponente und das Wasserbahnen-Inhibitionsmittel eine im wesentlichen homogene Mischung bilden.or partially condensed derivatives thereof, wherein R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ρ and q have the meanings described above, wherein the mixing is carried out under conditions in which the polymer component and the water-jet inhibiting agent in the form a substantial homogeneous mixture.
Als die Wasserbahnenbildung inhibierende Verbindungen für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden diejenigen bevorzugt, in denen mindestens drei der Gruppen R, R1, R2, R3 und R4 Wasserstoff sind und nicht mehr alszwei dieser Gruppen-(CH2ImSiY1Y2Y3 sind (anschließend als die Silangruppe bezeichnet). Am besten ist es, wenn vier der Gruppen R, R1, R2, R3 und R4 Wasserstoff sind und die fünfte Gruppe die Silangruppe ist. Bevorzugte Kombinationen von Silangruppen/ Wasserstoff in der angegebenen Formel sind wie folgt: (DR3 = Silangruppe; R, R1, R2, R4 = HAs the water-letting inhibiting compounds for use in the composition of the present invention those are preferred in which at least three of the groups R, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen and not more than two of these group (CH 2 ImSiY 1 Y 2 Y 3, (hereinafter called the silane group hereinafter). it when four of the groups R, R 1, R 2, R 3 and R 4 are hydrogen and the fifth group is the silane group is best. Preferred combinations of silane groups / hydrogen in the given formula are as follows: (DR 3 = silane group; R, R 1 , R 2 , R 4 = H
(2) R1, R3 = Silangruppen; R, R2, R4 = H(2) R 1 , R 3 = silane groups; R, R 2 , R 4 = H
(3) R3, R4 = Silangruppen; R, R1, R2 = H(3) R 3 , R 4 = silane groups; R, R 1 , R 2 = H
(4) R2, R3 = Silangruppen; R, R1, R4= H. , . Bevorzugt wird die Verwendung von denjenigen Wasserbahnen-Inhibitorverbindungen, worin m im Bereich von 1 bis 12, und am besten im Bereich von 2 bis 6, liegt. Vorzugsweise sind ρ und q beide gleich 2. Y1, Y2 und Y3 sind vorzugsweise Alkoxylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, am besten 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Methoxyl-, Ethoxyl- und normale oder Isopropoxylgruppen werden besonders bevorzugt. Ein Beispiel für eine besonders bevorzugte Verbindung ist(4) R 2 , R 3 = silane groups; R, R 1 , R 4 = H., Preferred is the use of those water-course inhibitor compounds wherein m is in the range of 1 to 12, and most preferably in the range of 2 to 6. Preferably, ρ and q are both equal to 2. Y 1 , Y 2 and Y 3 are preferably alkoxyl groups of 1 to 10 carbon atoms, most preferably 1 to 6 carbon atoms. Methoxyl, ethoxyl and normal or isopropoxyl groups are particularly preferred. An example of a particularly preferred compound is
H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3I3 H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 I 3
(d.h. N1-(beta-Aminoethyl)-N-(beta-aminoethyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan). Teilweise kondensierte Derivate des genannten Wasserbahnen-Inhibitors sind gleichfalls für die Inhibition von Wasserbahnenbildung in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wirksam. Die kondensierten Derivate werden durch . teilweise Hydrolyse einer oder mehrerer der Hydrocarbyloxygruppen und Eliminierung des entsprechenden Hydrocarbinols gebildet. Ein Beispiel für eine solche teilweise Hydrolyse wird durch die folgende Reaktion dargestellt:(ie N 1 - (beta-aminoethyl) -N- (beta-aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane). Partially condensed derivatives of said water-course inhibitor are also effective for inhibiting water-track formation in the composition of the present invention. The condensed derivatives are by. partial hydrolysis of one or more of the hydrocarbyloxy groups and elimination of the corresponding hydrocarbinol. An example of such partial hydrolysis is represented by the following reaction:
2Z-(CH2)3Si(OCH3)3 + H2O reagiert zur Bildung von: φ Z-(CH2)3Si(CCH3)2O(OCH3)2Si(CH2)3-Z + 2CH3OH2Z- (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 + H 2 O reacts to form: φ Z- (CH 2 ) 3 Si (CCH 3 ) 2 O (OCH 3 ) 2 Si (CH 2 ) 3 -Z + 2CH 3 OH
worin Z eine RR^fCHzipNR^CH^NR^Gruppe ist.wherein Z is a R - R ^ fCHzipNR ^ CH ^ NR ^ group.
Die kondensierten Moleküle enthalten die Siloxan-Verknüpfung SiOSi. Der Kondensationsschritt kann mehrere Male wiederholt werden, um eine längere Kette zu bilden.The condensed molecules contain the siloxane link SiOSi. The condensation step can be repeated several times to form a longer chain.
Die Menge des in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Wasserbahnen-Inhibitors liegt im Bereich von 0,01 bis 5,0 Ma.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Ma.-%, am besten 0,7 bis 2,0 Ma.-%, in bezug auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung.The amount of the water-course inhibitor used in the composition of the present invention is in the range of 0.01 to 5.0 mass%, preferably 0.5 to 3.0 mass%, most preferably 0.7 to 2.0 mass% .-%, relative to the total mass of the composition.
Bei der als Isoliermaterial in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Polymerkomponente kann es sich beispielsweise um Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder Copolymere von Ethylen mit Alkylacrylat, Alkylmethacrylat oder Vinylacetat; lineare Ethylenpolymere oder-copolymere (z.B. LLDPE); oder Mischungen der oben genannten Polymere handeln. Besonders bevorzugt als die Polymerkomponente werden LDPE, Ethylen(Ethylacrylat-Copolymer (EEA), Ethylen/Butylacrylat, Ethylen/Vinylacetatcopolymer (EVA) und lineares Polyethylen niedriger Dichte oder Mischungen von zwei oder mehreren davon. Besonders bevorzugte Mischungen sind LLDPE/LDPE, Mischungen von EEA oder Ethylen/Butylacrylatcopolymer mit LDPE, LLDPE oder LDPE/LLDPE und Mischungen von EVA mit LDPE, LLDPE oder LDPE/LLDPE. Die Ethylen/Alkylacrylat- oder Ethylen/Vinylacetatcopolymere enthalten vorzugsweise 1 bis 30 Ma.-% copolymerisierte Alkylacrylat- oder Vinylacrylat- oder Vinylacetateinheiten in bezug auf die Masse des Copolymeren. Eine besonders bevorzugte Polymerkomponente ist Ethylen/ Ethylacrylatcopolymer oder eine Mischung von LDPE mit Ethylen/Ethyiacrylatcopolymer, worin der Ethylacrylat-Gesamtgehalt in der Komponente im Bereich von 0,5 bis 5Ma.-% liegt. Die oben genannten Polymere und Mischungen können auch andere geeignete isolierende Polymerstoffe enthalten, zum Beispiel Polyethylen oder Polypropylen hoher Dichte. Der Schmelzindex der Polymerkomponente (vor irgendeiner Vernetzung) liegt am besten im Bereich von 0,1 bis 10, wie durch ASTM D1238 gemessen wird(2,16kg/190°C).The polymer component used as the insulating material in the composition of the present invention may be, for example, low density polyethylene (LDPE) or copolymers of ethylene with alkyl acrylate, alkyl methacrylate or vinyl acetate; linear ethylene polymers or copolymers (e.g., LLDPE); or mixtures of the above polymers. Particularly preferred as the polymer component are LDPE, ethylene (ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene / butyl acrylate, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) and linear low density polyethylene, or mixtures of two or more thereof.) Particularly preferred blends are LLDPE / LDPE blends of EEA or ethylene / butyl acrylate copolymer with LDPE, LLDPE or LDPE / LLDPE and blends of EVA with LDPE, LLDPE or LDPE / LLDPE The ethylene / alkyl acrylate or ethylene / vinyl acetate copolymers preferably contain from 1 to 30% by weight copolymerized alkyl acrylate or vinyl acrylate A particularly preferred polymer component is ethylene / ethyl acrylate copolymer or a blend of LDPE with ethylene / ethyl acrylate copolymer, wherein the total content of total ethylacrylate in the component is in the range of 0.5 to 5% by mass The above-mentioned polymers and mixtures may also contain other suitable insulating polymer materials, for example High density polyethylene or polypropylene. The melt index of the polymer component (prior to any crosslinking) is best in the range of 0.1 to 10 as measured by ASTM D1238 (2.16kg / 190 ° C).
Die erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen sind vorzugsweise frei von Füllstoffen.The polymer compositions according to the invention are preferably free of fillers.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können vernetzbar oder unvernetzbar sein. Unter „vernetzbar" ist zu verstehen, daß die Zusammensetzung ein chemisches Vernetzungsmittel enthalten kann. Unvernetzbare Zusammensetzungen enthalten kein chemisches Vernetzungsmittel, sie können aber beispielsweise durch die Anwendung ionisierender Strahlung gegebenenfalls nach dem Formen zu Gebrauchsgegenständen, vernetzt werden.The compositions according to the invention may be crosslinkable or uncrosslinkable. By "crosslinkable" is meant that the composition may contain a chemical crosslinking agent Uncrosslinkable compositions do not contain a chemical crosslinking agent, but may be crosslinked, for example, by the use of ionizing radiation, optionally after molding into commodities.
Erfindungsgemäße vernetzbare Zusammensetzungen bestehen möglichst aus der Polymerkomponente, dem definierten Wasserbahnen-Inhibitionsmittel und einem Peroxid-(oder Hydroperoxid)-Vernetzungsmittel.Crosslinkable compositions according to the invention consist as far as possible of the polymer component, the defined water-jet inhibiting agent and a peroxide (or hydroperoxide) crosslinking agent.
Beispiele von Peroxid-Vernetzungsmitteln, die sich für die Erfindung eignen, sind Dicumylperoxid, 2,5-Bis(tertiäres butylperoxy)-2,5-dimethylhexan, di-tertiäres butylperoxid, Benzoylperoxid, tertiäres Butylcumylperoxid, 2,5-Bis(tertiäres butylperoxy)-2,5-dimethylhexyn und Bis(tertiäresbutylperoxy)diisopropylbenzen. Die Menge des organischen Peroxids für den Einsatz in der erfindungsgemäßen vernetzbaren Zusammensetzung beträgt möglichst 0,3 bis 10,0Ma.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5,0Ma.-%, in : bezug auf die Gesamtzusammensetzung. Es dürfte klar sein, daß das Peroxid möglichst so ausgewählt wird, daß es eine verhältnismäßig lange Halbwertzeit (z.B. langer als 0,5 Stunden) bei der Verarbeitungstemperatur hat, aber eine verhältnismäßig kurze Halbwertzeit (z. B. weniger als 10 Minuten) bei der während des anschließenden Aushärtungsschrittes angewandten Temperatur.Examples of peroxide crosslinking agents useful in the invention are dicumyl peroxide, 2,5-bis (tertiary butylperoxy) -2,5-dimethylhexane, di-tertiary butyl peroxide, benzoyl peroxide, tertiary butyl cumyl peroxide, 2,5-bis (tertiary butyl peroxy ) 2,5-dimethylhexyn and bis (tertiarybutylperoxy) diisopropylbenzene. The amount of organic peroxide for use in the crosslinkable composition according to the invention is preferably 0.3 to 10.0% by mass, preferably 0.5 to 5.0% by mass, in terms of the total composition. It will be understood that the peroxide is preferably selected to have a relatively long half-life (eg, longer than 0.5 hours) at the processing temperature, but a relatively short half-life (eg, less than 10 minutes) in the temperature used during the subsequent curing step.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann mit Hilfe von im Fachgebiet allgemein für die Erzeugung homogener Dispersionen von Polymerstoffen bekannten Techniken hergestellt werden. Das Mischen wird vorzugsweise bei einer solchen Temperatur vorgenommen, bei der das Polymermaterial in Form einer Schmelze vorliegt. Wenn die Polymerkomponente in Form von Granulaten (z.B. Pellets oder Pulver) verwendet wird, kann das Mischen auf Wunsch durch Zusammenbringen der Granulate mit dem Inhibitionsmittel der Wasserbahnenbildung, wahlweise mit einem oder mehreren anderen Zusatzstoffen, z.B. Antioxydationsmittel, unter solchen Bedingungen erfolgen, die zur Absorption der Zusatzstoffe durch das Polymer führen. Vorzugsweise liegt die Temperatur der als Wasserbahnen-Inhibitionsmittel verwendeten Verbindung während des Mischens über ihrem Schmelzpunkt. Die Komponenten können zum Beispiel unter Einsatz von Mehrwalzen-Mühlen, Schneckenmühlen, kontinuierlichen Mischern, Extrudern, Mischextrudern oder Banbury-Mischern vermischt werden. Auf Wunsch können geringe Mengen anderer Zusatzstoffe, zum Beispiel Antioxydationsmittel, Weichmacher oder Verarbeitungshilfsmittel, Metalldesaktivierurigsmittel, Pigmente, Wärme- und Lichtstabilisatoren und antistatische Mittel eingearbeitet werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen finden vorwiegend Anwendung als Draht- und Kabelisolierungen, besonders für Mittel-und Hochspannungsanwendungsfälle. Die Isolierung kann auf den Draht und das Kabel unter Anwendung herkömmlicher Beschichtungstechniken, z. B. Beschichten mittels Extruder, aufgebracht werden.The composition of the present invention may be prepared by techniques well known in the art for producing homogeneous dispersions of polymeric materials. The mixing is preferably carried out at a temperature at which the polymer material is in the form of a melt. If the polymer component is used in the form of granules (e.g., pellets or powder), mixing may be desired by contacting the granules with the inhibitor of water-course formation, optionally with one or more other additives, e.g. Antioxidants, be carried out under conditions which lead to the absorption of the additives by the polymer. Preferably, the temperature of the compound used as a water-jet inhibiting agent during mixing is above its melting point. For example, the components may be mixed using multi-roll mills, screw mills, continuous mixers, extruders, compound extruders or Banbury mixers. If desired, minor amounts of other additives, for example, antioxidants, plasticizers or processing aids, metal deactivators, pigments, heat and light stabilizers and antistatic agents can be incorporated. The compositions of the present invention find particular application as wire and cable insulation, especially for medium and high voltage applications. The insulation may be applied to the wire and cable using conventional coating techniques, e.g. B. coating by extruder.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen und Vergleichstests veranschaulicht.The invention is illustrated in the following examples and comparative tests.
Beispiel 1 example 1
In der folgenden Tabelle 1 werden dieWasserbahnenbildungseigenschaften einer unmodifizierten herkömmlichen Hochdruck-Polyethylen-Isolierung niedriger Dichte (LDPE) und des gleichen LDPE, das Anteile von Wasserbahnen-Inhibitionsmittelverbindung (Ä) enthält, dargestellt. Das Polymer und die Verbindung (A) wurden bei 2000C zur Bildung eines homogenen Gemischs vermischt, und aus dem Gemisch wurden Prüfkörper geformt. Verbindung (A) besteht aus.In the following Table 1, the water-course forming properties of unmodified conventional high-density low-density polyethylene (LDPE) insulation and the same LDPE containing portions of water-course inhibiting agent compound (A) are shown. The polymer and the compound (A) were mixed at 200 ° C. to form a homogeneous mixture, and specimens were molded from the mixture. Compound (A) consists of.
H2NCH2CH2NHCH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3.H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3.
ι . . ι. ,
Die relative Geschwindigkeit der Wasserbahnenbildung (WTGR) wurde bestimmt, nachdem die Isolierung 72 Stunden lang bei 5kV/6kHz und 65°C gehalten worden war. Diese Verfahrensweise zur Bestimmung der WTGR wird von A.C. Ashoraft in dem Artikel „Watertreeing in Polymeric Dielectrics" (Wasserbahnenverästelung im Polymer-Dielektrika), Weltkongreß für Elektrizität, Moskau, 22. Juni, 1984 beschrieben.The relative rate of waterway formation (WTGR) was determined after the insulation had been held at 5kV / 6kHz and 65 ° C for 72 hours. This procedure for determining WTGR is described by A.C. Ashoraft in the article "Watertreeing in Polymeric Dielectrics", World Congress on Electricity, Moscow, June 22, 1984.
In Tabelle 2 wird die relative Geschwindigkeit der Wasserbahnenbildung (bestimmt wie in Beispiel 1) für vernetzte Isolierung, die aus zwei handelsüblichen vernetzbaren Sorten Polyethylen (Sorten HFDM 4201 und BPH 4201 von BP Chemicals) hergestellt. Die Tests 1 und 2 zeigen die WTGR für das Polyethylen ohne Zusatz von Wasserbahnen-Inhibitionsmittel. Test 3 zeigt die Anwendung eines erfindungsgemaßen Zusatzmittels und Test 4zeigt die Anwendung eines Zusatzmittels, das eine etwas ähnliche chemische Formel aufweist, die aber nicht mit der Erfindung übereinstimmt. Die Zusammensetzungen wurden in jedem Fall durch Vermischen des Ausgangspolymeren mit Zusatzmittel (wenn verwendet) und herkömmlichem Antioxydationsmittel bei 200°C zur Bildung einer homogenen Mischung, die anschließend pelletisiert wurde, hergestellt. Die Pellets zusammen mit 2 Ma.-% Dicumylperoxid wurden danach extrudiert und bei 180 bis 2000C zur Bildung geformter Prüfkörper vernetzt.In Table 2, the relative rate of watercourse formation (determined as in Example 1) for cross-linked insulation made from two commercially available cross-linkable grades of polyethylene (grades HFDM 4201 and BPH 4201 from BP Chemicals). Tests 1 and 2 show the WTGR for the polyethylene without the addition of water-course inhibiting agent. Test 3 shows the use of an additive according to the invention and test 4 shows the use of an additive which has a somewhat similar chemical formula but which does not conform to the invention. The compositions were in each case prepared by mixing the starting polymer with additive (if used) and conventional antioxidant at 200 ° C to form a homogeneous mixture, which was then pelletized. The pellets together with 2 wt .-% of dicumyl peroxide were then extruded and crosslinked at 180 to 200 0 C to form shaped specimen.
* Unter Durchschlag ist die Zeit zu verstehen, in der die Isolationsprobe bei 20kV/50Hz versagt* Breakdown means the time in which the insulation sample fails at 20kV / 50Hz
Verbindung (B) ist: N-8eta-(Aminoethyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan (d.h. Compound (B) is: N-8beta (aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane (i.e.
Claims (4)
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