DE2305444B1

DE2305444B1 - Unvulkanisierte mischung auf der basis aethylen - propylen - (epm) und/ oder aethylen - propylen - terpolymerkautschuk (epdm)

Info

Publication number: DE2305444B1
Application number: DE19732305444
Authority: DE
Inventors: Günther 3001 Mellendorf; Schmidtchen Hans-Martin 4500 Osnabrück Müller
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1973-02-03
Filing date: 1973-02-03
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE2305444A1; DE2305444C2

Description

Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten insbesondere bei der Umhüllung von langgestrecktem Gut, beispielsweise von Kabeln und Leitungen überwunden. Gemäß der Erfindung sind diesen unvulkanisierten Mischungen hoher Rohfestigkeit, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basismaterials, 50 bis 200 Gewichtsteile einer Gleitmittelkombination aus hochschmelzenden Wachsen und Paraffinen sowie geringe Mengen, d. h. weniger als 10 Gewichtsteile, eines Wachses aus einer Kombination von polaren Verbindungen und grenzflächenaktiven Substanzen mit aktiven Füllstoffen und Emulsionsweichmacher zugesetzt. Der besondere Vorteil einer solchen Mischung ist, daß sie sich mit hoher Geschwindigkeit verarbeiten läßt, die technologischen Eigenschaften der bekannten vulkanisierten Mischungen aufweist und dennoch unvulkanisiert bleibt, so daß Fertigungskosten erheblich eingespart werden können. Das durch die hohen Vulkanisationstemperaturen häufig beobachtete Verkleben der PVC-Isolierhüllen mit dem Leiter, z. B. bei der Verwendung als Umhüllung für elektrische Leitungen, tritt nicht auf. Die gemäß der Erfindung hergestellte Mischung zeigt im übrigen z. B. eine gute Abschälbarkeit und hohe Standfestigkeit in unvulkanisiertem Zustand. Diese Eigenschaften machen die Mischung auch hervorragend geeignet für Kabel und Leitungen mit sogenannten Ausfüll- oder Innenmänteln, die die verseilten Kabelandern umfassen, ohne für eine elektrische Isolierung sorgen zu müssen.
Aber auch für beliebige andere Zwecke, beispielsweise auch für die Ummantelung von Rohren zur Fortleitung kalter oder erwärmter, flüssiger oder gasförmiger Medien, ist die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Mischung geeignet. Desgleichen kann sie auf dem Gebiet der Rohrbündelkabel oder Leitung, sei es als Umhüllung, beispielsweise auch in Stegleitungsform, oder als Ausfüllmaterial, Verwendung finden.
Bekannt ist es zwar auch (britische Patentschrift 1 021 964), Wachs/Polymergemische herzustellen, wo es auf eine homogene Verteilung der verwendeten Mischungsbestandteile ankommt. Im Gegensatz zur Erfindung wird hierbei jedoch nicht den Polymeren geringe Mengen Wachs zugeführt, sondern der Wachs als Ausgangsmaterial aufweisenden Mischung werden Polymere beigemengt, damit der z. B. in der Verpackungsindustrie verwendete Wachsauftrag die dort vorgegebenen Bedingungen erfüllt.
Als besonders vorteilhaft für die Verarbeitungseigenschaften hat es sich in Durchführung der Erfindung erwiesen, der Mischung geringe Mengen, d. h. weniger als 10 Teile, Polyäthylen auf 100 Gewichtsteile Basismaterial beizugeben, das zweckmäßig einen SchmelzindexL 10 g/10 Minuten aufweist. Hierdurch wird die Standfestigkeit der Mischung erheblich verbessert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens enthält die Gleitmittelkombination 10 bis 15 Gewichtsteile eines hochschmelzenden Wachses, 30 bis 50 Gewichtsteile Paraffine, 2 bis 6 Gewichtsteile Wachs aus einer Kombination von polaren Bindungen und grenzflächenaktiven Substanzen mit hochaktiver Kieselsäure und 40 bis 70 Teilen Emulsionsweichmacher. Das Polyäthylen weist vorteilhaft einen Schmelzindex von 17 bis 22 g/10 Minuten auf.
Der Emulsionsweichmacher, vorteilhaft vom Typ Wasser-in-Öl, besteht vorteilhaft aus höheren Alkoholen, Estern und aliphatischen Fettsäuren.
Für besondere Verwendungszwecke, z. B. für Stegleitungsmantelmischungen, haben sich in Durchführung der Erfindung Füllstoffe in der Größenordnung von 800 bis 1300 Gewichtsteilen in feinverteilter Form, z. B. Kreide, als vorteilhaft erwiesen. In diesem Falle wie in allen anderen Fällen, in denen die Ausfüllmischung oder der Innenmantel Kontakt mit weichgemachten PVC-Hüllen hat, ist zur Verbesserung der Verträglichkeit ein Zusatz von 40 bis 70 Teilen Weichmacher auf Basis von Phthalsäureestern vorteilhaft.

Die Erfindung sei an Hand zweier Mischungsbeispiele sowie der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anwendungsbeispiele näher erläutert.

Bestandteile Mischung I Mischung II

(Gewichtsteile) (Gewichtsteile)

EPM bzw. EPDM mit hoher Rohfestigkeit . . 100 100

Kalziumkarbonat . .... ...... 900 bis 1200 900 bis 1200

Phthalsäureester-Weichmacher ................. 40 bis 70

Polyäthylen (Schmelzindex > 10 g/10 Minuten) ............... 2 bis 4 1 bis 3

Emulsionsweichmacher vom Typ Wasser-in-Öl, bestehend aus

aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Estern und aliphatischen

Fettsäuren . . . . .. .. . ............... 40 bis 70 50 bis 90

Kombination von polaren Verbindungen und grenzflächenaktiven

Substanzen mit hochaktiven Füllstoffen . . 2 bis 6 1 bis 5

Wachs, Schmelzpunkt über 80° C ..... . 10 bis 15

Paraffin oder Paraffin-Öl-Gatch . 30bis50 30 bis 50

Wie bereits ausgeführt, kann es oft besonders vorteilhaft sein, eine Umhüllung nach der Erfindung dann zu wählen, wenn es sich um strangförmiges Gut handelt, das aus zwei oder mehreren parallel nebeneinander geführten Drähten oder auch Röhrchen besteht, die voneinander dugch einzelne Stege getrennt sind, die von der Umhüllung selbst gebildet werden.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in der F i g. 1 dargestellt. Die mit 1 und 2 bezeichneten elektrischen Leiter einer Stegleitung sind in bekannter Weise mit der Isolierung 3 und 4 versehen und anschließend mit einer Umhüllung 5 umspritzt, die gleichzeitig den Steg 6 bildet und die aus einer Mischung 1 nach der obigen Tabelle besteht. Eine so aufgebaute Stegleitung hat den Vorteil, daß sie zwar die Eigenschaften vulkanisierbarer Mischungen hat, jedoch nicht vulkanisiert oder vernetzt zu werden braucht. Dennoch hat eine so aufgebaute Leitung die geforderte mecha- nische Fähigkeit bei guter Abschälbarkeit der Umhüllung.
Statt der wie in der F i g. 1 dargestellten zwei elektrischen Leiter können selbstverständlich auch mehrere nebeneinanderliegende Leiter in der gleichen Weise miteinander verbunden werden. An Stelle der elektrischen Leiter können aber auch, wie es z. B. in der Rohrbündelkabeltechnik allgemein üblich ist, mehrere nebeneinanderliegende Röhrchen verwendet werden. Diese beispielsweise zur pneumatischen Steuerung verwendeten Röhrchen können aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, es können ebenso aber auch Metallröhrchen, z. B. aus Kupfer, Stahl oder Aluminium, verwendet werden.
An Stelle der im Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 beschriebenen Stegleitung für elektrische oder pneumatische Zwecke können aber auch, wie aus der Fig.2 ersichtlich, die Ausfüllmäntel in elektrischen Kabeln nach der Erfindung ausgebildet sein. Die mit der Aderisolierung 7 umgebenen elektrischen Leiter 8 des Kabels sind von dem Innenmantel 9 umpreßt, der beispielsweise aus einer Mischung auf der Basis von Athylen-Propylen-Kautschuk (EPM) hergestellt ist und gleichzeitig zur Ausfüllung der Zwickel zwischen den Leitern 8 dient. Darüber befindet sich gegebenen- falls seine BewehrunglO, z.B. in Form von Flachdrähten, die von dem Außenmantel 11 überdeckt wird. Die Verwendung des Äthylen-Propylen-Kautschuks für den Innenmantel 9 hat hier den besonderen Vorteil, daß nach dem Abmanteln des Kabels ein Einreißen des Innenmantels genügt, um bei der Montage durch leichtes Abziehen ohne Schwierigkeiten an die einzelnen Phasenleiter heranzukommen.

Claims

Patentansprüche: 1. Unvulkanisierte Mischung, bestehend aus a) 100 Gewichtsteilen Athylen-Propylen-Copolymerisaten (EPM) und/oder Athylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM) hoher Rohfestigkeit, b) 50 bis 200 Gewichtsteilen einer Gleitmittelkombination aus hochschmelzenden Wachsen und Paraffinen sowie c) weniger als 10 Gewichtsteilen eines Wachses aus einer Kombination von polaren Verbindungen und grenzflächenaktiven Substanzen mit aktiven Füllstoffen und Emulsionsweichmachern.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung weniger als 10 Teile auf 100 Teile Basismaterial Polyäthylen enthält.
3. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen einen Schmelzindex > 10 (g/10 Minuten) aufweist.
4. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittelkombination aus 10 bis 15 Teilen eines hochschmelzenden Wachses, 30 bis 50 Teilen Paraffin, 40 bis 70Teilen Weichmacher, 2 bis 6 Teile Wachs aus einer Kombination von polaren Verbindungen und grenzflächenaktiven Substanzen mit hochaktiver Kieselsäure und 40 bis 70 Teilen Emulsionsweichmacher besteht.
5. Mischung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt von Weichmacher auf der Basis von Phthalsäureestern.
6. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulsionsweichmacher aus höheren Alkoholen, Estern und aliphatischen Fettsäuren besteht.
7. Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 800 bis 1300 Teilen Füllstoffen in feinverteilter Form.
8. Verwendung einer unvulkanisierten Mischung auf der Basis Athylen-Propylen-Copolymer (EPM) und/oder Athylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM) hoher Rohfestigkeit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 für die Umhüllung elektrischer Leitungen, Rohre oder den Steg bildenden Mantel von sogenannten Stegleitungen.

Die Erfindung betrifft eine unvulkanisierte Mischung auf der Basis Sithylen-Propylen- (EPM) und/oder Athylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM) hoher Rohfestigkeit.

Bekannt sind bereits vulkanisierbare Mischungen und Verschnitte auf der Basis Athylen-Propylen-Copolymer (EPM) und ithylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM) z. B. für witterungsbeständige verklebbare Profile und Reifenseitenwände, die sich unter anderem durch eine gute Ozonbeständigkeit, höhere Vulkanisationsgeschwindigkeit, Beständigkeit gegen Biegerisse unter UV-Bestrahlung sowie vermindertes Rißwachstum auszeichnen. Änderungen der Eigenschaften dieser Mischungen lassen sich in bekannter Weise noch dadurch erreichen, daß der Äthylengehalt des Basispolymers über einen gewissen Gewichtsprozentsatz (65°/o) hinaus erhöht wird und im Gegensatz zu der statistischen Verteilung der Monomere, die zu völlig amorphen kautschukartigen Polymeren bei den normalen EPDM-Typen führen, im Makromolekül zunehmend mehrere Äthylenmoleküle unmittelbar nacheinander eingebaut werden (j2ithylensequenzen). Mit der Zunahme dieser Sequenzen; der Kristallinität und der damit zusammenhängenden physikalischen Vernetzung steigt unter anderem insbesondere auch die Rohfestigkeit der Mischung stark an. Der hohen Rohfestigkeit entsprechend können solche Polymere bereits Eigenschaften zeigen, die sonst nur durch Vulkanisation erreichbar sind.

Werden diese Polymerverbindungen jedoch in üblicher Weise mit Füllstoffen verlängert und durch Weichmacher verdünnt, dann sind solche Mischungen z.B. nicht geeignet für die Umhüllungen von strangförmigem Gut, wo eine rationelle Fertigung hohe Spritzgeschwindigkeiten verlangt und von dem hergestellten Produkt Eigenschaften gefordert werden, die sich mit den bekannten Mischungen nur bedingt oder überhaupt nicht erreichen lassen. Denn je nach dem Verwendungszweck werden an diese etwa als Umhüllungen verwendete Werkstoffe die unterschiedlichsten Anforderungen gestellt. So wird beispielsweise von den Umhüllungen elektrischer Stegleitungen, wie sie vor allem für Installationszwecke verwendet werden, eine leichte Abschälbarkeit dieser Umhüllung von den isolierten Adern gefordert. Auf der anderen Seite ist es nicht erforderlich, daß solche Umhüllungen eine hohe elektrische Festigkeit aufweisen, sie müssen vielmehr mechanisch ausreichend stabil sein, um die zwei oder mehreren Leiter einer solchen Stegleitung im definierten Abstand zu halten.

Schwierigkeiten können sich aber auch z. B. bei elektrischen Starkstromkabeln ergeben, die über den verseilten Adern, jedoch unterhalb des Schirmes, mit einem Innenmantel versehen sind, der etwa bei der Herstellung einer Abzweig- oder Verbindungsmuffe an der Trennstelle entfernt werden muß. Auch hier kommt es nämlich darauf an, diese sogenannten Innenmäntel so auszubilden, -daß- sie über eine ausreichende Verarbeitbarkeit und mechanische Festigkeit bei gleichzeitiger leichter Abschälbarkeit verfügen.