DE19632153A1

DE19632153A1 - Verwendung einer Kunststoffmischung für halogenfreie elektrische Kabel auf der Basis von Polypropylen

Info

Publication number: DE19632153A1
Application number: DE1996132153
Authority: DE
Inventors: Bernd Zlotorzenski; Bernd Nottebrock
Original assignee: Draka Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Draka Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung einer ha logenfreien Kunststoffmischung für elektrische Kabel, auf der Basis von Polypropylen und/oder dessen Copolymeren, die Mag nesiumhydroxid enthält.

Halogenfreie elektrische Kabel werden eingesetzt, um die im Brandfall bei Polyvinylchlorid-Isolierungen von Kabeln auftretenden giftigen Umsetzprodukte zu vermeiden. Für solche halogenfreien elektrischen Kabel kommt beispielsweise Poly propylen zum Einsatz. Derartige halogenfreie elektrische Ka bel werden zusätzlich flammwidrig ausgerüstet. Eine solche flammwidrige Ausrüstung besteht aus einem Füllstoff, bei spielsweise Aluminium- oder Magnesiumhydroxid. Um die erfor derliche Flammwidrigkeit zu erreichen, muß dieser Füllstoff mit Mengen von etwa 50-70% zugesetzt werden.

Während Polypropylen seiner chemischen Natur nach ein Polyolefin ist, das unpolar und damit elektrisch hochwertig ist, führt die Ausrüstung mit einem Hydroxid zu schlechten elektrischen Ergebnissen, also zu schlechten Isolationswer ten. Ferner hat eine solche Mischung aus Polypropylen und Magnesiumhydroxid schlechte mechanische Eigenschaften im Sin ne geringer Abriebfestigkeit. Eine Verwendung des Isolier werkstoffs für Mäntel elektrischer Kabel ist daher problema tisch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ver wendung einer Kunststoffmischung für halogenfreie elektrische Kabel vorzuschlagen, wobei die Kunststoffmischung auf der Basis von Polypropylen und/oder dessen Copolymeren aufbaut und Magnesiumhydroxid enthält, und wobei jedoch die erforder liche Abriebfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften er reicht werden, ohne die erforderliche Flammwidrigkeit zu be einträchtigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für die Mischung auch ein Ethylen-Vinylacetat und/oder dessen Copolymer einge setzt und das Magnesiumhydroxid oberflächenmodifiziert ver wendet wird, wobei die Rezeptformulierung wie folgt lautet:
Polypropylen: 80 bis 100 phr
Magnesiumhydroxyd: 145 bis 165 phr
Ethylen-Vinylacetat: 5 bis 15 phr,
und wobei das Durchmischen aller Mischungsbestandteile mit einer Schneckenmaschine erfolgt, deren Schneckenwelle pro Um drehung eine synchrone Hin- und Herbewegung in axialer Rich tung ausführt.

Die vorgenannte Einheit phr bedeutet per hundret rubber, also zum Beispiel von EP oder EPDM-Kautschuk.

Der Anteil von Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk verbessert die flammwidrigen Eigenschaften durch einen synergistischen Effekt mit Magnesiumhydroxid. Gleichzeitig verbessert dieser Anteil die Kältewickeleigenschaften bei -40°C. Darüber hin aus ist von Bedeutung, daß das Magnesiumhydroxid oberflächen modifiziert verwendet wird. Die Oberflächenmodifizierung des Magnesiumhydroxids führt zu einer speziellen Kornbeschichtung weiterer Bestandteile der Mischung, so daß die an sich zu er wartenden negativen Einflüsse auf die mechanischen und elek trischen Eigenschaften der Mischung nicht eintreten.

In Versuchen hat sich ergeben, daß die gewünschte Ab riebfestigkeit und Flammwidrigkeit bei gleichzeitiger Beibe haltung der Kälteeigenschaften (-40°C) für das elektrische Kabel bzw. die elektrische Leitung nur dann erreicht werden kann, wenn die vorgenannten Mischungsbestandteile in den oben angegebenen Grenzen vorliegen.

Des weiteren kommt es bei der Herstellung der Kunst stoffmischung auf ein vorzügliches Durchmischen aller Misch ungsbestandteile an. Es muß eine möglichst große Homogeni sierung dieser Mischungsbestandteile erreicht werden. Die herkömmlichen Schneckenmaschinen reichen hierfür nicht aus. Es ist daher unbedingt erforderlich, eine Schneckenmaschine für das Durchmischen zu verwenden, deren Schneckenwelle in axialer Richtung Hin- und Herbewegungen ausführt. Solche Schneckenmaschinen werden als Co-Kneter bezeichnet. Ein Her steller solcher Schneckenmaschinen ist die Schweizer Firma Buss. Die erforderlichen Schneckenmaschinen sind in der Zeit schrift Plast-Verarbeiter Nr. 6/93 in einem Aufsatz von Hansjörg Thommen beschrieben.

Das oben erwähnte oberflächenmodifizierte Magnesium hydroxid ist ein Produkt der Schweizer Firma Alusuisse-Lonza Services AG, Forschung und Entwicklung, Bad. Bahnhofstraße 16, CH-8212 Neuhausen a. Rhf. und wird von dieser als Magne fin bezeichnet. Die genaue Beschreibung findet sich in dem Schweizer Patentgesuch mit der Nr. 530/95-5.

Als Polypropylen kommt ein Copolymer für die Wärmefor mung zum Einsatz, welches die Bezeichnung BB-121B gemäß der Spezifikation TF058199503 der dänischen Firma Borealis trägt.

Als Ethylen-Vinylacetat-Copolymer kommt das unter der Bezeichnung Escorene Ultra UL00012 vertriebene Produkt der Firma Deutsche Exxon Chemical GmbH zum Einsatz.

Es ist von Vorteil, wenn das Durchmischen mit einem An tioxidant erfolgt, und zwar mit 1 phr. Das Antioyidant kann Polyolifine stabilisieren, verhindert also, daß die Kunst stoffmischung hinsichtlich ihrer durch das Polypropylen be stimmten Eigenschaften verändert wird, auch im Herstellungs verfahren. Zum Einsatz kommt ein unter dem Handelsnamen Ultranox 817A vertriebenes Produkt der Firma GE Specialty Chemicals.

Um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu er reichen, also die gewünschte Abriebfestigkeit eines Mantels eines elektrischen Kabels und dessen Flexibilität auch bei tiefen Temperaturen, zum Beispiel -40°C, und um auch die er forderlichen elektrischen Eigenschaften sowie die Flammwid rigkeit im erforderlichen Umfang zu gewährleisten, wird eine Kunststoffmischung verwendet, für die folgende Rezeptformu lierung vorliegt:
Polypropylen 90 phr
Magnesiumhydroxid: 155 phr
Ethylen-Vinylacetat: 10 phr.

Die gute Durchmischung aller Bestandteile der Kunst stoffmischung ist nur dann gewährleistet, wenn auch die ther mischen Eigenschaften der Mischungsbestandteile angemessen berücksichtigt werden. So besitzt das verwendete Etylen- Vinylacetat-Copolymer einen unter 200°C liegenden Schmelz punkt, während die Schmelztemperatur des eingesetzten Poly propylens über 200°C liegt. Es hat sich daher herausge stellt, daß das Durchmischen der Mischungsbestandteile in der Schneckenmaschine am besten durchgeführt wird, wenn das Durchmischen bei 190°C bis 210°C erfolgt.

Claims

1. Verwendung einer halogenfreien Kunststoffmischung für elektrische Kabel, auf der Basis von Polypropylen und/oder dessen Copolymeren, die Magnesiumhydroxid ent hält, dadurch gekennzeichnet, daß für die Mischung auch ein Ethylen-Vinylacetat und/oder dessen Copolymer eingesetzt und des Magnesiumhydroxid oberflächenmodifi ziert verwendet wird, wobei die Rezeptformulierung wie folgt lautet:
Polypropylen: 80 bis 100 phr
Magnesiumhydroxid: 145 bis 165 phr
Ethylen-Vinylacetat: 5 bis 15 phr,
und wobei das Durchmischen aller Mischungsbestandteile mit einer Schneckenmaschine erfolgt, deren Schneckenwel le pro Umdrehung eine synchrone Hin- und Herbewegung in axialer Richtung ausführt.

2. Verfahren und Anwendung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Durchmischen mit einem Antioxi dant erfolgt, und zwar mit 1 phr.

3, Verfahren und Anwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Rezeptformu lierung vorliegt:
Polypropylen: 90 phr
Magnesiumhydroxid: 155 phr
Ethylen-Vinylacetat: 10 phr.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Durchmischen bei 190°C bis 210°C erfolgt.