DE2527935A1 - Verfahren zur herstellung von durch aufpfropfen einer silanverbindung in anwesenheit von feuchtigkeit vernetzbaren polymergemischen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von durch aufpfropfen einer silanverbindung in anwesenheit von feuchtigkeit vernetzbaren polymergemischen

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Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
2 I62
16. Juni 1975
Verfahren zur Herstellung von durch Aufpfropfen einer Silanverbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Polymergemischen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von durch Aufpfropfen einer Silanverbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren, vorzugsweise für Umhüllungen von langgestrecktem Gut, wie elektrische Kabel, in Gegenwart des Bilans oder einer Silanverbindung so wie der zum Pfropfen und ggf. für die Vernetzung notwendigen Zusatzstoffe, wie Peroxide, Aktivatoren und dgl., bei dem das Gemisch mechanisch durchgearbeitet, gepfropft und nach einer ggf. vorgenommenen Entgasung ausgeformt wird.
Bereits seit langem bekannt ist es, für die Feuchtigkeitsvernetzung organofunktioneile Alkoxy-Silane auf die Polyäthylen-Kette aufzupfropfen. Der Pfropfvorgang kann durch sog. Radikalinitiatoren., z. B. Peroxide, erfolgen, er kann aber auch durch unter bestimmten Bedingungen erfolgende mechanische Bearbeitung vorgenommen werden, wobei intermediär freie Radikale erzeugt werden (DAS 1 794 028). Es ist weiterhin bekannt, neben dem Polyäthylen auch das vernetzbare, kautschukartige Copolymere Äthylen-Vinylacetat (EVA) als Basismaterial für feuchtigkeitsvernetzbare Werkstoffe zu verwenden (DOS 2 350 876). Im Gegensatz zur Feuchtigkeitsvernetzung von thermoplastischen Werkstoffen geht es hierbei um die Vernetzung von Elastomeren, die z. B. eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen, ihre Anwendung auf Kabel und Leitungen bleibt jedoch auf Niederspannungsisolierungen und Kabelmäntel beschränkt, da die elek-
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trischen Werte bekanntlich nicht an die unpolarer Materialien, wie Polyäthylen oder seine Copolymere, heranreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten durch Aufpfropfen von Silanverbindungen in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren thermoplastischen oder elastomeren Werkstoffe in Bezug auf besondere unterschiedlichen Verwendungszwecken angepaßte Eigenschaften zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe bei solchen in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Materialien dadurch, daß als Basismaterial ein Polymer-Gemisch aus einer Komponente A, aus mindestens 50 Gew.-96 eines Polyolefine oder seiner Copolymere und höchstens 50 Gew.-9i einer Komponente B als Modifikator auf der Basis von Elastomeren und/oder sonstigen polymeren Stoffen verwendet wird. Ein solches Polymer-Gemisch, auch als Polyblend bezeichnet und als Basismaterial für feuchtigkeitsvernetzbare Materialien verwendet, hat den besonderen Vorteil, daß hierdurch die Produkt —- eigenschaften von Kabeln oder Leitungen, Rohren und dgl., die aus solchen Materialien hergestellt werden, wesentlich beeinflußt werden können. So ist es möglich, je nach den Anwendungsgebieten der Produkte durch Wahl des Modifikators und/oder des Basismaterials die Extrudierbarkeit der Mischung zu verändern, wenn es aus besonderen Gründen auf das Fließverhalten des Werkstoffes ankommt. Aber auch die Standfestigkeit, die Flexibilität eines hergestellten Produktes und seine elektrischen Eigenschaften können durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme verändert und den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden.
In Durchführung der Erfindung kann als Komponente A ein reines Polyäthylen verwendet werden, das mit einer Komponente B auf der Basis eines Äthylen-Propylen-Kautschuks (EPR), etwa im Verhältnis 5 : 1 verschnitten, eine für elektrische Kabel
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und Leitungen geeignete Mischung wegen der Erhöhung der Schmelzviskosität ergibt. Abweichend hiervon ist es aber auch möglich und oft besonders vorteilhaft, statt des reinen Polyäthylens als Komponente A Copolymere des Äthylens mit kleinen Mengen Acrylat, Buten, Hexen, Propylen und/oder Vinylacetat allein oder in Mischung zu verwenden oder eine Komponente A auf der Basis von Buten oder Propylen einzusetzen. Wesentlich ist in jedem Fall, daß die Komponente A des Basismaterials in einer Menge von mehr als 50 G.ev.-% hinzugefügt wird.
Der Modifikator B, der entsprechend den geforderten Eigenschaften zugesetzt wird, kann beispielsweise »in Elastomer sein, etwa der bereits erwähnte Äthylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM) oder ein Butyl-Kautschuk, ein chlorsulfoniertes Polyäthylen o.a.. Mitunter kann es aber auch vorteilhaft sein, als Modifikator eine Komponente auf der Basis eines thermoplastischen Materials einzusetzen, z. B. ein Polypropylen, ein Polybuten, ein Polyisobutylen oder ein chloriertes Polyäthylen, wobei sich insbesondere das letztere wegen des Chlorgehaltes für die Herstellung von schwerentflammbaren Erzeugnissen eignet.
Die Herstellung einer Mischung, die in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbar ist und aus den Komponenten A und B besteht, kann in der Weise durchgeführt werden, daß die Komponente A zusammen mit der Komponente B und den Vernetzungsmitteln, Aktivatoren und dgl., gemischt und anschließend gemeinsam gepfropft wird. Hierzu ist es möglich, eine Vormischung in einem schnell laufenden Mischer vorzunehmen und anschließend das so vorbehandelte Material einem Pfropf- und Austrage-Extruder zuzugeben.
Vorteilhaft kann es jedoch mitunter auch sein, die Komponente A mit der Komponente B zusammen sowie die für die Pfropfung und Vernetzung erforderlichen Zusatzstoffe in Form einer Direkt-
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dosierung einem Aufbereitungs- und Pfropf-Extruder zuzuführen, das gepfropfte Material zu entgasen und nach einer weiteren Homogenisierung in einem zweiten Extruder auszuformen.
Je nach den gewünschten Eigenschaften des gepfropften und in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Materials hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, die Komponente A zusammen mit dem Silan und den anderen Zusatzstoffen zu mischen, zu pfropfen und den Modifikator in Form der Komponente B, z. B. wenn es sich um Butylkautschuk handelt, der so vorbereiteten Mischung ungepfropft aufzublenden. Hierdurch wird ein eventueller Abbau des Butylkautschukes vermieden.
Eine andere Möglichkeit des Zusammenbringens der Komponente A und der Komponente B des Basismaterials ist ferner die, daß man beide Komponenten mit entsprechenden Zusätzen an Silan und Pfropfmaterialien getrennt pfropft und erst kurz vor dem Austreten zusammenmischt. Dieses Verfahren hat den besonderen Vorteil, daß für die beiden Komponenten unterschiedliche Pfropfinaterialien Anwendung finden können.
Die Erfindung sei anhand des nachstehenden Mischungsbeispieles näher erläutert.
Beispiel
Polyäthylen (18IOH) 70 - 90 Teile
EPDM (Sequenztyp) 30 - 10 "
aromatisches Öl 2 - 5 "
Silan (Vinyltrimethoxieilan) 1 - 5 "
Organisches Peroxid 0,1- 0,5"
Anox HB 0,4 "
Naftovin SN/L 0,05 "
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Durch den EPDM-Zusatz wird die Flexibilität verbessert, die Wärmefortnbeständigkeit kurz nach verlassen des Extruder-Werkzeuges ist größer, d. h. die Gefahr der Exzentrizität z. B. bei der Umhüllung eines elektrischen Kabels ist vernindert. Ein weiterer Vorteil ist der, daß durch den EPDM-Zusatz die Korona-Empfindlichkeit des Polyäthylen Anteiles stark reduziert wird. Das zugefügte aromatische 01 dient einerseits als Spritz- bzw. Verarbeitungshilfsmittel, andererseits kann es gleichzeitig als Spannungsstabilisator zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften herangezogen werden.
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Claims (1)

  1. Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
    2 162
    1. Juli 1975
    Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von durch Aufpfropfen einer Silanverbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren, vorzugsweise für Umhüllungen von langgestrecktem Gut, wie elektrische Kabel, Leitungen, Rohre und dgl., in Gegenwart des Silans oder einer Silanverbindung sowie der zum Pfropfen und ggf. für die Vernetzung notwendigen Zusatzstoffe, wie Peroxid, Aktivatoren und dgl., bei dem das Gemisch mechanisch durchgearbeitet, gepfropft und nach einer ggf. vorgenommenen Entgasung ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Basismaterial ein Polymergemisch aus einer Komponente A aus mindestens 50 Gew.-% eines Polyolefins oder eines seiner Copolymere und höchstens 50 Gew.-?i einer Komponente B als Modifikator auf der Basis von Elastomeren und/oder sonstigen polymeren Stoffen verwendet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A ein reines Polyäthylen und als Komponente B ein Elastomer, z. B. ein Äthylen-Propylen-Kautschuk verwendet wird.
    3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A ein Copolymer des Äthylens mit einer geringen Menge Acrylat, Buten, Hexen, Propylen, Vinylazetat allein oder in Mischung und als Modifikator ein Thermoplast, z. B. Polybuten verwendet wird.
    k. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten A und B gemischt und gemeinsam gepfropft werden.
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    5· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A nach Zufügen der entsprechenden Zusatzstoffe gepfropft und der Modifikator B ungepfropft aufgeblendet wird.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A und die Komponente B getrennt, ggf. unter Verwendung unterschiedlicher Pfropf-Ingredienzien gepfropft und nach dem Pfropfvorgang zusammengemischt werden.
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