DE2405012A1 - Abziehbarer verbundstoff aus polymeren materialien - Google Patents

Abziehbarer verbundstoff aus polymeren materialien

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DE2405012A1 DE19742405012 DE2405012A DE2405012A1 DE 2405012 A1 DE2405012 A1 DE 2405012A1 DE 19742405012 DE19742405012 DE 19742405012 DE 2405012 A DE2405012 A DE 2405012A DE 2405012 A1 DE2405012 A1 DE 2405012A1
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elastomeric mixture
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Thaddeus Dominick Misiura
Joseph Edward Vostovich
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Description

Abzieiibarer Verbundstoff aus polymeren Materialien
Eine übliche Konstruktion für elektrische Drähte oder Kabel, die für Anwendungen bei mittleren bis hohen Spannungen vorgesehen sind, z.B. etwa 15 bis 35 kV, ebenso wie andere Gruppen elektrischer Anwendungen, umfaßt Kombinationen einer oder mehrerer isolierender Schichten und halbleitender Schichten. In einer typischen Kabelstruktur kann z.B. der metallische Leiter mit einer organischen polymeren Isolation, wie vernetztem Polyäthylen,' und einem darüberliegenden Körper aus halb leitendem Material, der eine organische polymere Zusammensetzung umfaßt, die durch die Aufnahme eine elektrische Leitfähigkeit verleihender Mittel oder Füllstoffe, wie Ruß, elektrisch leitend gemacht worden ist, versehen sein. Obwohl diese Kabelkonstruktion in bestimmten Elementen variieren können und häufig eine Zwischenkomponente zwischen dem metallischen Leiter und dem ersten Körper der dielektrischen Isolation einschließen, wie eine Schicht eines trennenden Bandes
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oder eine innere Schicht halbleitenden Materials oder in schützenden Deckschichten eingeschlossen sind, weisen alle .diese Kabelkonstruktionenen üblicherweise mindestens einen Körper einer primären Isolation auf, die den Leiter umgibt und einen darüberliegenden' Körper eines halbleitenden Materials in physischem Kontakt mit der Isolation. Diese Anordnung der Isolationsschicht mit einer darüberliegenden Schicht aus halbleitendem Material weist jedoch einige Nachteile auf.
So ist es z.B. notwendig, die Anwesenheit oder das mögliche Auftreten jeglicher freier Räume in der Grenzfläche oder von der Grenzfläche zwischen den einander berührenden Oberflächen des Isolationskörpers und des Körpers aus halbleitendem Material herrührend, zu eliminieren, um das Auftreten von Ionisation oder Koronabildung aufgrund von inneren Hohlräumen oder Taschen innerhalb der Kabelkonstruktion und dem daraus folgenden Zusammenbrechen der Isolation zu vermeiden. Die US-Patentschrift 3 677 849 behandelt dieses Problem der Zwischennohlräüme an der Grenzfläche des Isolations- und halbleitenden Materials durch Anwenden einer Wärmebehandlung auf das zusammengebaute Produkt, um ein dichtes Aufschrumpfen des halbleitenden Materials auf die Isolation zu bewirken. In der US-Patentschrift 3 259 688 wird eine andere Lösung dieses Problems vorgeschlagen, die eine bestimmte Konstruktion und eine Bestrahlungsbehandlung umfaßt.
Weiter können die Isolationsschicht und die darüberliegende halbleitende Schicht für das elektrische Kabel gleichzeitig auf den Draht oder den metallischen Leiter durch kontinuierliches gleichzeitiges Extrudieren mit einem Extruder aufgebracht werden oder diese Schichten können nacheinander unter Anwendung aufeinanderfolgender Extruder aufgebracht werden und beide Schichten können danach gleichzeitig in einer einzigen Stufe gehärtet werden, um die Zahl der erforderlichen Herstellungsstufen und Apparaturen möglichst klein zu halten. Das gleichzeitige Härten beider Schichten zusammen oder sogar das Härten nur einer Schicht allein, während sie sich in Berührung mit der anderen Schicht befindet, kann zu einer deutlichen Bildung vernetzender Brückenbindungen über die
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Grenzfläche zwischen den sich berührenden Oberflächen jeder Phase führen. Das Auftreten solcher, vernetzender Bindungen, welche die Grenzfläche zwischen den Oberflächen der genannten Phasen überbrücken, macht die nachfolgende Trennung, wie die Entfernung eines Teiles.des Körpers des halbleitenden Materials von etwa der Isolation durch Abziehen für die Zwecke der Herstellung von Spleißungen oder Abschlußverbindungen sehr schwierig. Eine solche Trennung erfordert die Anwendung einer großen Kraft, und beim Abziehen neigt das halbleitende Material dazu, daß ein beträchtlicher Rest seiner Masse fest haftend an der anderen Oberfläche oder der Isolation verbleibt. Wie bekannt, ist es erforderlich, beim Spleißen und Behandeln von Kabelenden das halbleitende Material sauber abzuziehen oder vom Endteil des Kabels vollständig zu entfernen, ohne irgendeine Beschädigung oder einen Materialverlust an die darunterliegende Oberfläche der Isolation, wodurch die Abtrennung eine beträchtliche Menge an zusätzlicher Arbeitszeit und Kosten verursachen kann, wenn das halbleitende Material durch Abziehen schwierig zu entfernen ist und/oder ein Rest davon fest haftend an der Oberfläche der Isolation gehalten ist. Die Schwierigkeiten dieses Aspektes solcher Kabelkonstruktionen sind Gegenstand der ÜS-Patentschrift 3 684 821.
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Kombination spezifischer organischer polymerer Materialien und eine Verbündstoffkonstruktion aus solchen Materialien, bei der* zwei Phasen oder Körper aneinander haftend miteinander an ihren gegeneinanderliegenden Oberflächen verbunden sind, um eine im wesentlichen kontinuierliche und sichere Verbindung ihrer sich berührenden Oberflächen zu schaffen, die sich über ihre gemeinsame Grenzfläche erstreckt und durch die wirksam das Auftreten von hohlen Zwischenräumen vermieden ist, während gleichzeitig eine Grenzflächenbindung zwischen den Phasen gebildet ist, die mittels einer relativ geringen Zugkraft getrennt werden kann, wobei die Bestandteile mit reinen Oberflächen, frei von'irgendwelchen Resten des anderen Bestandteils, erhalten werden.
Die Erfindung schließt die Kombination eines ersten Körpers eines Äthylenpolymers mit einem zweiten Körper ein, der aus
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einer elastomeren Mischung eines geringen Anteils eines Äthylenpropylen-Kautschuks, vermischt mit einem Hauptanteil eines chlorhaltigen Elastomers j das Polychloropren- (Neopren) oder chlorsurf onierten Polyäthylen-Kautschuk (Hypalon) umfaßt, zusammengesetzt ist. Die Zusammensetzungen und die Eigenschaften dieser Kombination sind in einzigartiger Weise brauchbar und vorteilhaft für die Anwendung bei der Konstruktion elektrischer Drähte und Kabel in der Punktion einer Verbundisolation aus Äthylenpolymer mit einem leicht und sauber abziehbaren halbleitenden Material über der Isolation, wenn das polymere Material, das die genannten elastomeren Mischungen umfaßt, durch geeignetes Füllen mit einem eine elektrische Leitfähigkeit verleihenden Mittel oder Füllstoff, wie Ruß, der darin dispergiert ist, oder einigen anderen elektrisch leitenden teilchenförmigen Materialien, wie Siliciumcarbid, Eisen, Aluminium usw., in den für die gewünschte Leitfähigkeit geeigneten Mengen ausreichend elektrisch leitend gemacht worden ist.
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, polymere Materialien zu schaffen, die bei Berührung mit ihren Grenzflächen so aneinander haften können, daß die Anwesenheit oder jedes Auftreten von Zwischenhohlräumen dazwischen ausgeschaltet wird und die danach durch Anwendung einer geringen Zugkraft voneinander getrennt werden können, wobei die Grenzflächen der Körper sauber und frei von jeglichem anhaftendem Restmaterial bleiben.
Es ist auch eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, elektrische Leiter oder Drähte mit Deckschichten zu schaffen, die eine Kombination von Körpern oder organischen polymeren Materialien einschließen, die eine erste Isolationsschicht mit einer Oberfläche umfassen, die haftend mit einer Oberfläche einer zweiten Schicht verbunden ist, die jede geeignete Dicke bis hinunter zu weniger als etwa 1 mm haben kann und wobei die zweite Schicht des polymeren Materials leicht und sauber von der ersten Isolationsschicht unter Anwendung einer geringen Zugkraft von vorzugsweise etwa 0,9 bis etwa 7,25 kp (2 bis 16 US-Pfund) pro etwa 12,5 mm (entsprechend 1/2 Zoll) Streifenbreite des Materials abgezogen
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werden kann und dabei die getrennte Oberfläche jeder Schicht intakt läßt und sauber und frei von jeglichen Resten.
Es ist eine weitere und spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen D.raht oder ein elektrisches Kabel zu schaffen, das eine aus mehreren Schichten bestehende Abdeckung über einem metallischen Leiter aufweist,.wobei die Abdeckung eine Kombination gehärteter polymerer Materialien umfaßt, die aus einer Isolation und einer darüberliegenden halbleitenden Schutzschicht bestehen, die frei ist von Zwischenhohlräumen an der Grenzfläche der genannten Materialien und bei der das Material der halbleitenden Schutzschicht einen polymeren Träger oder eine solche ■ Matrix für ein aus Pestkörperteilchen bestehendes leitendes Füllstoff material umfaßt, das darin dispergiert ist und wobei diese halbleitende Schutzschicht von der darunterliegenden Isolation mit geringem Kraftaufwand so abgezogen werden kann, daß sie sauber von der Oberfläche der Isolation getrennt wird und diese ohne anhaftendes Material intakt zurückläßt.
Nachfolgend wird die Zeichnung kurz erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines isolierten Leiters mit einer halbleitenden Abschirmung darauf und
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Isolation und die darüberliegende halbleitende Schicht auf einem Teil des metallischen Leiters.
Nachfolgend wird die Erfindung hinsichtlich ihres Hauptanwendungsfeldes beschrieben, der Konstruktion elektrischer Drähte und Kabel, doch kann die Anwendung auch auf anderen Gebieten erfolgen.
Die Erfindung besteht im einzelnen aus einer neuen Kombination gegebener polymerer Materialien oder kombinierter daraus zusammengesetzter Körper, die einzigartige Grenzflächeneigenschaften aufweisen, wenn ihre sich berührenden Oberflächen durch Härten des polymeren Materials mindestens eines der kombinierten Körper haf-
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tend miteinander verbunden werden. Die polymeren Materialien der Erfindung umfassen für die eine Phase einen Körper oder eine Einheit eines Äthylenpolymers und für die andere Phase des ■Verbundstoffes einen Körper oder eine Einheit einer elastomeren Mischung, die aus etwa 20 bis 45 Gewichtsteilen eines Äthylenpropylen-Co-» polymer- oder -Terpolymer-Kautschuks, vermischt mit etwa 55 bis 80 Gewichtsteilen eines chlorhaltigen Elastomers von entweder Polychloropren- oder chlorsulfoniertem-Polyäthylen-Kautschuk, besteht. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung soll die verwendete Bezeichnung "Copolymere von Äthylen und Propylen" auch Terpolymere der genannten Monomeren umfassen.
Das Äthylenpolymer der einen Phase der kombinierten polymeren Körper schließt Polyäthylen, ein allgemein und viel verwendetes elektrisches Isolationsmaterial für Drähte und Kabel, ein, das durch Vernetzen zu einem hitzehärtbaren Zustand, der den Anforderungen der vorliegenden Erfindung entspricht, gehärtet ist. Es sind auch ähnliche Copolymere von Äthylen mit anderen' polymerisierbaren Materialien eingeschlossen sowie Mischungen solcher Polymerer und Copolymerer, die mindestens vorwiegend aus Äthylen zusammengesetzt sind und die bekanntermaßen wirkgame, durch Vernetzen härtbare elektrische Isolationen ergeben. So können z.B. Copolymere von Äthylen und Vinylacetat und ähnliche Copolymere, bei denen der Äthylengehalt einen Hauptanteil von mehr als 50 Gew.-% und vorzugsweise mindestens etwa 75 Gew.-? ausmacht, verwendet werden. Die letztere Gruppe der Copolymeren des Äthylens und der Mischungen für elektrisch isolierende Materialien für Drähte und Kabel sind in den oben genannten US-Patentschriften 3 259 688 und 3 684 821 und anderen Veröffentlichungen beschrieben.
Die speziellen elastomeren Mischungen, welche die zweite P;-,ase umfassen, die, wenn sie mit der Äthylenpolymer-Phase verbunden sind, zusammen die bestimmten Grenzflächeneigenschaften und Funktionen der vorliegenden Erfindung aufweisen, bestehen vorzugsweise aus etwa 25 bis 45 Gewichtsteilen Äthylenpropylen-Copolymer- oder -Terpolymer-Kautschuk, die im wesentlichen homogen vermischt oder vermengt sind mit etwa 55 bis 75 Gewichtsteilen Polychloropren
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oder, alternativ etwa 25 bis 1JO Gewichtsteilen des Äthylenpropylen-Copolymer- oder -Terpolymer-Kautschuks, im wesentlichen homogen vermischt oder vermengt mit etwa 60 bis 75 Gewichtsteilen chlorsulfoniertem Polyäthylen. Die Terpolymeren des Äthylenpropylens schließen käuflich erhältlichen Kautschuk ein, der durch Copolymerisation von Äthylen und Propylen mit geringen Mengen von Dienen hergestellt ist, wie ÄthyÜdiennorbornen, Dicyclopentadien oder ljJj-Hexadien. Die Terpolymeren von Äthylenpropylen mit Dienen ergeben, wie bekannt, einen größeren Spielraum hinsichtlich der verfügbaren Vernetzungssysteme, verglichen mit den nur aus Äthylen und Propylen bestehenden Copolymeren. So erfordern die Copolymeren spezifisch einen freie Radikale-Härtungsmechanismus, wie er durch eine Peroxydverbindung ermöglicht wird, während die Terpolymeren mit den zusätzlichen ungesättigten Resten auch mit einem üblichen Schwefel-Beschleuniger-Härtungssystem gehärtet werden können und außerdem auch mit einem peroxydischen freie Radikale erzeugenden System.
Für die Verwendung in elektrischen Anwendungen, wie als halbleitendem Bestandteil in Kabeln für mittlere bis hohe Spannungen, können die elastomeren Mischungen leicht durch Füllen mit einem geeigneten, eine elektrische Leitfähigkeit verleihenden Mittel, wie etwa 15 bis 75 Gewichtsteilen Ruß oder Metallteilchen, bezogen auf die polymeren Bestandteile, bis zu "irgendeinem geeigneten Grad leitfähig gemacht werden. Wenn die elastomere Mischung in geeigneter Weise unter Anwendung einer geeigneten Menge eines leitenden Materials, das darin dispergiert wurde, elektrisch leitend gemacht worden ist, dann kann die Mischung die erforderlichen elektrischen Funktionen eines halbleitenden Materials in einem elektrischen Kabel erfüllen und wenn die Mischung mit einer Isolation aus einem Äthylenpolymer kombiniert und nach der vorliegenden Erfindung gehärtet worden ist, dann ergeben sich die .einzigartigen Grenzflächeneigenschaften, die wirksam das Auftreten von Zwischen-, hohlräumen zwischen den Grenzflächen der Isolation und des halbleitenden Materials vermeiden und darüber hinaus das leichte und saubere Trennen des halbleitenden Materials von der Isolation ermöglichen.
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Die organischen polymeren Materialien jeder Phase der Kombination der vorliegenden Erfindung, d.h. sowohl die Äthylenpolymeren als auch die elastomeren Mischungen werden üblicherweise durch Vernetzen mit einem freie Radikale bildenden Peroxyd nach bekannten Verfahren, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 2 888 424, '3 079 370 und danach folgenden Druckschriften beschrieben sind, bis zu einem im wesentlichen hitzehärtbaren Zustand gehärtet. Es können jedoch auch andere bekannte Härtungssysteme oder -mittel verwendet werden, z.B. solche, wie sie von den Polymerherstellern oder -lieferern vorgeschrieben sind, wie die Verwendung auf Schwefel beruhender Systeme mit Terpolymeren von Äthylen und Propylen. Bei dem bevorzugten, durch Peroxyd induzierten Vernetzen umfaßt das Härtungssystem die Verwendung eines tertiären Peroxyds, wie Dicumy!peroxyd, und es ist lediglich erforderlich, daß mindestens einer der polymeren Körper oder Phasen, entweder das Äthylenpolymer oder die elastomere Mischung, einer Härtung unterworfen wird, während die Oberfläche in engem physischem Kontakt mit der Oberfläche des anderen polymeren Körpers oder der Phase liegt, wobei das Härten der einen Phase die überbrückung der Oberflächen durch vernetzende Bindungen bewirken kann, um haftend die sich berührenden Oberflächen an der Grenzfläche zu verbinden. Als praktische Handhabung würden die zweckmäßigsten Herstellungssysteme, wie das schrittweise Auftragen der beiden Schichten aus Äthylenpolymer und darüberliegender elastomerer Mischung auf den Drahtkern, gefolgt vom gleichzeitigen Härten beider Phasen, bevorzugt das gleichzeitige Härten jeder polymeren Phase oder Materials der Kombination bedingen, um die optimalen Wirkungen zu erhalten.
.In der Zeichnung ist in Fig. 1 perspektivisch ein typisches Kabel „ mit einer Kapazität für mittlere bis hohe Spannung gezeigt, auf das die Erfindung besonders vorteilhaft anwendbar ist. Ein kurzer Teil eines solchen Kabels ist in Fig. 2 im Längsschnitt zusammen mit der Isolations- und der halbleitenden Schicht gezeigt. Das Gesamtkabel 10 umfaßt in erster Linie einen metallischen Leiter 12, einen relativ dicken ersten Isolationskörper 14, der den Leiter umgibt, und über der isolation einen zweiten Körper oder eine Schicht aus halbleitendem Material 16. Gemäß bekannten Ausführungs-
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formen können in der Kabelstruktur noch andere Bestandteile vorhanden sein, wie ein Trennpapier oder -band oder eine halbleitende Schicht, die zwischen dem metallischen Leiter 12 und der ersten Isolation Ik angeordnet ist, wie dies z.B. in den US-Patentschriften 3 259 688 und 3 684 821 gezeigt ist, und die vorliegende Erfindung mit ihren Vorteilen ist anwendbar, wann immer die Isolation an die halbleitende Schicht angrenzt, wie dies üblich ist in Kabeln für mittlere bis hohe Spannung. Nach dem Härten mindestens eines Bestandteiles der übereinanderliegenden Kombination, entweder des Körpers aus der Äthylenpolymer-Isolation 14 oder des Körpers aus dem Füllstoffe enthaltenden halbleitenden Material 16 und vorzugsweise beider zusammen, werden die Isolation und das die Isolation bedeckende halbleitende Material haftend miteinander verbunden und bilden eine Grenzfläche 18 mit einzigartigen Eigenschaften, die Zwischenhohlräume vermeiden und die bei Anwendung einer geringen Zugkraft von- nur wenigen kp die Trennung der Oberflächen an der Grenzfläche in sauberer Weise gestatten, so daß jede Oberfläche frei von Resten der anderen Oberfläche bleibt.
Die nachfolgenden spezifischen Beispiele beschreiben geeignete und bevorzugte polymere Materialien für die Anwendung zur Herstellung erfindungsgemäßer Hochspannungskabel, die einen Körper aus Polyäthylen-Isolation, kombiniert mit einem darüberliegenden Körper aus halbleitendem Material mit einem polymeren Träger oder einer polymeren Matrix, das eine elastomere Mischung, gefüllt mit einem teilchenförmigen leitenden Material, umfaßt.
Die Äthylenpolymer-Zusammensetzung für die Isolation oder die eine Phase oder polymeren Körper der Kombination der vorliegenden Erfindung bestand aus dem folgenden üblichen isolierenden Ansatz:
Beispiel A
Gewichtsteile
Polyäthylen, .geringe Dichte - R-4
der Sinclair Koppers Company. 62,70 100,00
kalzinierter Ton - Whitetex-Ton · 31,04 50,00
.4 09835/068 9
Gewichts-Gew.-% teile
Titandioxyd-Pigment - Titanox RA-NC 3,10 5,00 "
Antioxydant Polytrimethyldihydrochinolin -
Monsanto Flectol-H . 1,09 1,75 .
Vinylsilan 0,93 1,50
Härtungsmittel Di-^-cumylperoxyd -
Hercules Di Cup T ' 1,77 2,85
Diese Bestandteile wurden in einem geeigneten Mischer, einer Walzenmühle, solange miteinander vermengt, bis sie im wesentlichen homogen dispergiert waren. Gemäß den üblichen Verfahren wurden alle Bestandteile mit Ausnahme des Peroxyds zuerst bei erhöhten Temperaturen von etwa 120 C (entsprechend 250 P) oder innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 90 bis etwa 150 0G (entsprechend 200 bis 300 °P) miteinander vermischt, um das Polymer zum Fließen zu bringen und das Vermischen zu fördern. Danach wurde die Mischung auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des jeweiligen Peroxyd-Härtungsmittels abgekühlt, im vorliegenden Falle unterhalb von etwa 105 °C (entsprechend 220 0F) und danach das Peroxyd-Härtungsmittel hinzugegeben-und in der Mischung dispergiert. Das Gemisch konnte dann zu einem gegebenen Körper geformt und durch Anwendung von Hitze gehärtet werden.
Die folgenden Beispiele von elastomeren Mischungen umfassen Äthylenpropylen-Kautschuk, vermischt mit chlorhaltigen Elastomeren, die aus Polychloropren bestehen, welches als Körper oder Schicht in Kombination mit einem Körper oder einer Schicht eines Äthylenpolymers die einzigartigen Grenzflächeneigenschaften der vorliegenden Erfindung hervorbringt. In diesen Beispielen sind die elastomeren Mischungen mit einem elektrisch leitenden Ruß gefüllt, um diese Mischung als halbleitendes Material in einem elektrischen Kabel in Kombination mit einer Polyäthylen-Isolation der obigen Zusammensetzung wirken zu lassen.
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Beispiele I bis V
In den folgenden Beispielen sind die Proben zusammengesetzt aus der Polyäthylen-Zusammensetzung des Beispiels A und einer Probe jeder elastomeren Mischung, wie sie in den folgenden Beispielen I, II und V einzeln auf einer heißen Walze zu einer Folie verarbeitet worden war und es wurde ein warmer Streifen mit einer Dicke von etwa 1,5 bis etwa.1,9 mm (entsprechend 0,06 bis 0,075 Zoll) der Polyäthylen-Zusammensetzung mit einem ähnlichen warmen Streifen etwa der gleichen Dicke jeder der Zusammensetzungen der Beispiele I, II und V kombiniert. 'Alle drei so hergestellten kombinierten Streifen, die die Beispiele A-I, A-II und A-V umfaßten, wurden einzeln als Verbundplatten in einer Presse geformt, etwa 45 Minuten bei etwa 155 °C (entsprechend 310 0P) gehärtet, um ein schrittweises Extrusionsformen einer warmen Schicht auf die andere, gefolgt von gleichzeitigem Härten, zu simulieren.
Nach dem Abkühlen jedes Probestückes auf Zimmertemperatur und dem Konditionieren für 16 Stunden bei Umgebungsbedingungen wurde ein etwa 10 cm (entsprechend 4 Zoll) langes und etwa 1,3 cm (1/2 Zoll) breites Teilstück jedes gehärteten Verbundprobekörpers in einem Scott-Tester auf Abziehbarkeit untersucht und die Zugkraft in kp, die zur Abtrennung der aneinanderhaftenden Schichten jedes Probestückes erforderlich war, ist in der folgenden Tabelle für die Beispiele I bis V angegeben.
Die Ansätze elastomerer Mischungen, die in den Beispielen III und IV angegeben sind, wurden jeweils in einer Dicke von etwa 0,8 mm (entsprechend 0,03 Zoll) auf eine ungehärtete Polyäthylen-Isolation der Zusammensetzung des Beispiels A durch Extrudieren aufgebracht, nachdem die Polyäthylen-Isolation mit einem Extruder um einen Kern eines Drahtleiters mit einem Durchmesser von etwa 2,6 mm (entsprechend AWG Nr. 10) in einer Dicke von etwa 3j9 mm (entsprechend 0,15 Zoll) aufgebracht worden war. Jede der Drahtproben mit dem Verbundstoff aus Polyäthylen und elastomerer Mischung wurde dann mit Dampf bei einer Temperatur von etwa 208 C (entsprechend 4O6 F) 2 Minuten lang gehärtet. Nach dem Abkühlen und Konditionieren bei Zimmertemperatur wurden die für das Abzie-
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hen oder Abtrennen der Schicht von jeder Probe des polymeren Verbundstoffes erforderliche Zugkraft und seine Trenneigenschaften (parting characteristics) bestimmt. Die Zugkraft zum Abziehen eines etwa 1,3 cm (entsprechend 1/2 Zoll) breiten Teilstückes jeder der elastomeren Mischungen der Zusammensetzung, wie sie in den Beispielen III und IY angegeben ist, von der daran anhaftenden Polyäthylen-Zusammensetzung des Beispiels A ist in der folgenden Tabelle angegeben. Es wurde festgestellt, daß sich alle .Probestücke sauber und frei von jeglichen Resten trennen lassen.
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Bestandteile
Polychloropren - duPont Neopren W-Ml Äthylenpropylen-Terpolymer - duPont Nordel l6j>5 leitender Ruß - Vulcan XC-72
Antioxydant-Octamin P3 ein Reaktionsprodukt aus Diphenylamin und Diisobutylen
Antiozonant-Akroflex AZ, sterisch gehindertes Diaryl-pphenylendiamin
kalziniertes Magnesiumoxyd - Maglite D Stearinsäure aromatisches öl - Sundex Polyäthylen-Verarbeitungshilfsmittel mit geringem Molekulargewicht AC617A mikrokristallines Wachs - Sunoco Anti-Check Zinkoxyd Schwefel Tetramethylthiurammonosulfid - Monex Diorthotolylguanidin - DOTG Tetramethylthioharnstoff - NA-IOl
die für das 'Abziehen der gehärtetea Zusammensetzung von der gehärteten Polyäthylen-Zusammensetzung des Beispiels A erforderliche Kraft in kp (US-Pfund)
I Beispiele
II , III IV
Gewichtsteile		 70,00 60,00 V I
100,00 "75,00 30,00 40,00 50,00 l—·
OJ
- 25,00 45,00 45,00 50,00 I
45,00 45,00 2,00 .2,00 45,00
2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
2,00 2,00 4,00 4,00 2,00
4,00 4,00 Ο,5θ' 0,50 4,00
0,50 '0,50 10,00 10,00 0,50
-10,00 10,00 2,00* 2,00 10,00 nicht ab
zuziehen fsj
2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
2,00 2,00 5,00 5,00 2,00 J--
O
cn
O
5,00 5,00 1,00 1,00 5,00
1,00 1,00 0,50 0,50 1,00
0,50 0,50 1,00 1,00 0,50
1,00 1,00 0,40 0,40 1,00
0,40 0,40 1,14
(2,5)		 1,3
(2,85)		 0,40
0,18
(0,4)		 0,45
(1,0)
Bei den folgenden Beispielen werden elastomere Mischungen verwendet, die Äthylenpropylen-Kautschuk, vermischt mit einem chlorhaltigen Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen, umfassen, das als Körper oder Schicht in Kombination mit einem Körper oder einer Schicht aus Äthylenpolymer ebenfalls zu den einzigartigen Grenzflächeneigenschaften der vorliegenden Erfindung führt. Beispiel VI illustriert ein Verhältnis von 35 Gewichtsteilen des Äthylenpropylen-Terpolymers zu 65 Gewichtsteilen des chlorsulfonierten Polyäthylens und Beispiel VII gibt ein Verhältnis von 30 Teilen Äthylenpropylen-Terpolymer zu 70 Teilen chlorsulfoniertem Polyäthylen. Der chlorsulfonierte Polyäthylen-Kautschuk war der unter der Bezeichnung 40S erhältliche käufliche Hypalonkautschuk mit einem Chlorgehalt von etwa 35 Gew.-% und einem Schwefeigehalt von etwa
1 Gew.-%. Es sind jedoch auch solche Hypalonarten und andere chlorsulfonierte Kautschuke, die 20 bis 43 Gew.-% Chlor und etwa 1 bis
2 Gew.-% Schwefel enthalten, brauchbar.
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Beispiele
VI VII
Gewichts- Gewichts-■Bestandteile Gew.-_#' teile Gew.-/S, "teile
chlorsulfoniertes Polyäthylen - duPont Hypalon 4OS Ä'thylenpropylen-Terpolymer - duPont Nordel 1320 leitender Ruß - Vulcan XC-72
Kohlenwasserstofföl - Circoso.l 424O-Ö1
abgerauchtes gelbes Bleioxyd (fumed litharge) - TLD-90 (90 % abgerauchtes gelbes Bleioxyd, dispergiert in EPDM)
kristallines Kohlenwasserstoffwachs - Sunoco Anti-Check
Q Antioxydant-Agerite Resin D, polymerisiertes to l,2-Dihydro-2,2,4-trimethylchinolin ^ Trimethylolpropantrimethacrylat - SR-35O m Härtungsmittel - Hercules Di Cup T, Di-<£-cumy !peroxy d
'·
34,35 65 37,0 70
18,5 35 15,85 30
23,8 45 23,8 45
8,99 17 8,99 17
10,58 20 10,58 20
1,06 2 1,06 2
. 0,26 0,5 - 0,26 0,5
1,40 ■ 2 1,40 2
1,06 2,64 1,06 2,64
100,00 100,00
Die halbleitenden Materialien, welche die gefüllten elastomeren Mischungen der Zusammensetzungen der Beispiele ¥1 und VII umfassen, wurden je schrittweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,5' m (entsprechend 15 US-Fuß) pro Minute extrudiert über eine Polyäthylen-Isolation der Zusammensetzung des Beispiels A, die durch Extrudieren auf einen Draht mit einem Durchmesser von etwa 6,5 mm (entsprechend Nr. 2 AWG) aufgebracht worden war, der eine dünne Schicht (etwa 0,15 mm - entsprechend 0,006 Zoll) eines halbleitenden Bandes aufwies. Das Extrudieren des isolierenden und des halbleitenden Materials jedes Beispiels wurde in zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen durch einen Extrusionsapparat durchgeführt, wobei die zuerst gebildete Polyäthylen-Isolation in einer Dicke von etwa 4 mm (entsprechend 0,16 Zoll) auf den mit dem Band bedeckten Drahtkern aufgebracht wurde, gefolgt vom Extrudieren der darüberliegenden Schicht des halbleitenden Materials in einer Dicke von etwa 0,8 mm (entsprechend 0,035 Zoll). Der polymere Verbundstoff jedes Probestückes wurde dann gleichzeitig mit Dampf bei einer Temperatur von etwa 208 0C (entsprechend 406 P) und einem Druck von etwa 17»5 atü (entsprechend 250 psig) während 2 Minuten gehärtet.
Die Abzieh- oder Abstreifeigenschaften für die Abtrennung der Schicht des halbleitenden Materials·von der darunterliegenden Polyäthylen-Isolation wurde als nächstes für jede Probe festgestellt. Die Zugkraft, die zum Abziehen eines etwa 1,3 cm (entsprechend 1/2 Zoll) breiten Teilstückes der etwa 0,8 mm dicken halbleitenden Schicht von dem Isolationssubstrat erforderlich war, betrug für die Zusammensetzung des Beispiels VI etwa 3S3 kp (entsprechend Y3 3 US-Pfund) und etwa 2,9 kp (entsprechend 6,3 US-Pfund) für die Zusammensetzung des Beispiels VII. Die Abtrennung erfolgte in jedem Falle sauber und frei von irgendwelchen Resten.
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Claims (12)

Ansprüche
1.) Leicht und sauber abstreifbarer Verbundstoff aus gehärteten polymeren Materialien, der einen Körper eines Äthylenpolymers mit einer Oberfläche umfaßt, die haftend mit einer sie berührenden Oberfläche eines Körpers verbunden ist, der eine elastomere Mischung aus etwa 20 bis 45 Gewichtsteilen eines kautschukartigen Polymers aus Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 55 bis 80 Gewichtsteilen mindestens eines chlorhaltigen Elastomers, das ausgewählt ist aus Polychloropren und chlorsulfoniertem Polyäthylen, umfaßt, wobei die einander berührenden Oberflächen der polymeren Materialien dadurch miteinander haftend verbunden sind, daß mindestens eines der polymeren Materialien gehärtet worden ist, während die Oberflächen der Körper sich in physischem Kontakt miteinander befinden.
2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 25 bis 45 Gewichtsteile eines kautschukartigen Polymers von Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 55 bis 75 Gewichtsteilen Poly- ■ chloropren, umfaßt.
3. Verbundstoff nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 30 bis 40 Gewichtsteile eines kautschukartxgen Polymers von Äthylenpropylen, im wesentlichen homogen vermischt mit etwa 60 bis 70 Gewichtsteilen Polychloropren, umfaßt.
4. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn-" zeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 25 bis 40 Gewichtsteile kautschukartiger Polymerer von Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 60 bis 75 Gewichts'teilen chlorsulfoniert em Polyäthylen, umfaßt.
5. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 30 bis 35 Gewichtsteile kautschukartigen Polymers.von Äthylenpropylen,
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im wesentlichen homogen vermischt mit etwa 65 bis 70 Gewichts- -teilen chlorsulf oniertem Polyäthylen, umfaßt.
6. "Isolierter metallischer elektrischer Leiter mit einer Hülle darauf, die polymere Materialien umfaßt und einen Verbundstoff einschließt aus einem elektrisch isolierenden Körper eines gehärteten Äthylenpolymers, mit einer Oberfläche, die haftend mit einer sie berührenden Oberfläche eines leicht und sauber abziehbaren darüberliegenden halbleitenden Körpers verbunden ist, wobei der halbleitende Körper eine elastomere Mischung aus etwa 20 bis 45 Gewichtsteilen kautschukartiger Polymerer aus Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 55 bis 80 Gewichtsteilen von mindestens einem chlorhaltigen Elastomeren, umfaßt, das ausgewählt ist aus Polychloropren und ehlorsulfoniertem Polyäthylen, wobei die einander berührenden Oberflächen des isolierenden Körpers und des darüberliegenden halbleitenden Körpers dadurch miteinander haftend verbunden sind, daß mindestens eines der polymeren Materialien gehärtet wurde, während die Oberflächen der Körper in physikalischem Kontakt miteinander sind.
7. Isolierter Leiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in der elastomeren Mischung ein elektrisch leitender Füllstoff dispergiert ist.
8. Isolierter Leiter nach Anspruch 7» dadurch ge-: kennzeichnet , daß der elektrisch leitende Füllstoff in einer Menge von etwa 15 bis 75 Gew.-^ der elastomeren Mischung vorhanden ist.
9. Isolierter Leiter nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i ch. η et , daß die elastomere Mischung etwa 25 bis 45 Gew.-/ eines kautschukartigen Polymers von Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 55 bis 75 Gewichtsteilen Polychloropren, umfaßt.
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10. Isolierter Leiter nach Anspruch 69 dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 30 bis 40 Gewichtsteile eines kautschukartigen Polymers von Äthylenpropylen, im wesentlichen homogen vermischt mit etwa 60 bis 70 Gewichtsteilen Polychloropren, umfaßt.
11. Isolierter Leiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 25 bis 40 Gewichtsteile eines kautsehukartigen Polymers von Äthylenpropylen, vermischt mit etwa 60 bis 75 Gewichtsteilen chlorsulfoniertem Polyäthylen,, umfaßt.
12. Isolierter Leiter nach Anspruch 63 dadurch gekennzeichnet , daß die elastomere Mischung etwa 30 bis 35 Gewichtsteile eines kautschukartigeη Polymers von ' Äthylenpropylen, im wesentlichen homogen vermischt mit 60 bis 75 Gewichtsteilen chlorsulfoniertem Polyäthylen, umfaßt.
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