DE2528691A1

DE2528691A1 - Verfahren zur herstellung von durch aufpfropfen einer silanverbindung in anwesenheit von feuchtigkeit vernetzbaren polymergemischen

Info

Publication number: DE2528691A1
Application number: DE19752528691
Authority: DE
Inventors: Hans Martin Schmidtchen
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1977-01-13

Description

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 Silans 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 organofunktionelle AlU§y-Silane auf die Polyäthylen-Kette aufzupfropfen. Der Pfropfvorgang kann durch sog. Radikalinitiatoren, zum Beispiel Peroxide, erfoen, 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 zum Beispiel eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen, ihre Anwendung auf Kabel und Leitungen bleibt jedoch auf Niederspannungsisolierungen und Kabelmäntel beschränkt, da die elektrischen Werte bekanntlich nicht an die unpolarer Materialien, wie Polyäthylen oder seine Copolymere, heranreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannt gewordenen oder auch vorgeschlagenen Verarbeitungs- bzw.
Aufbereitungsverfahren für gepfropfte, feuchtigkeitsvernetzbare Materialien effektiver zu gestalten und verbesserte Eigenschaften der hergestellten Produkte zu erreichen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei der Herstellung von durch Aufpfropfen eines Silans oder einer Silanverbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren gemäß der Erfindung dadurch, daß der Mischung geringe Mengen am Pfropf- oder Vernetzungsprozeß unbeteiligter Feststoffe zugegeben werden. Diese Fest stoffe, vorteilhaft in einer Menge von 0,1 bis 10 Teilen, vorzugsweise von 0,3 bis 2 Teile (auf 100 Teile Basismaterial), zugegeben, erhöhen zum Beispiel die Effektivität der Misch- und Aufbereitungs abläufe erheblich. So wird die Friktion des zum Beispiel in Granulatform vorliegenden Basismaterials erhöht, die Wärmebildung und Homogenisierung der Mischung wird verbessert.
In Durchführung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als in geringen Mengen zugesetzten Feststoff ein unter dem Handelsnamen Aerosil bekanntes hochdisperses SiO2 einzusetzen. Dieses Aerosil, während des Mischprozesses zugegeben, führt zu einem Aufrauhen der Granulat-Oberfläche und damit zu einer besseren und beschleunigten Diffusion der in flüssiger Form zugesetzten Pfropfingredenzien sowie sonstiger Zusatzstoffe.
Im wesentlichen der gleiche Effekt läßt sich erreichen, wenn in Weiterführung der Erfindung statt des Aerosils Calziumcarbonat oder Kaolin verwendet wird.
Mitunter kann es sogar vorteilhaft sein, verschiedene Feststoffe gemeinsam dem Basismaterial zuzusetzen, wobei die Gesamtmenge allerdings nicht mehr als 10 Teile auf 100 Teile Basismaterial betragen soll.
Je nach den gewählten Aufbereit-ungsverfahren für Basis- und Pfropfmaterialien erfo\t die Zugabe der Feststoffe in unterschiedlicher Weise. Wird zum Beispiel das Basismaterial, zum Beispiel Polyäthylen in einem schnellaufenden Mischer gemischt und zu den in Bewegung gehaltenen Teilchen das Silan oder die Silanverbindung zusammen mit Aktivatoren, Antioxidantien und dergleichen zugegeben um eine Diffusion in das Basismaterial zu erreichen, dann hat die Zugabe des Feststoffes in geringen Mengen den Vorteil, daß die Granulatoberfläche aufgerauht wird und damit die Diffusion der Zusätze in das Basismaterial beschleunigt ablaufen kann. Darüber hinaus erhöhen die Feststoffe die Friktion des Polyäthylen-Granu lates, so daß ein schnelleres und damit schonenderes Aufheizen der Mischung ermöglicht wird.
Aber auch für den Fall, daß das Basismaterial sowie das Silan oder die Silanverbindung oder andere Pfropfreagenzien und weitere Zusatzetoffe direkt dosiert in einen Extruder eingegeben und dort gemischt werden, Iringt die Zugabe von Feststoffen in geringen Mengen erhebliche Vorteile. Durch die Feststoffanteile wird die Friktion heraufgesetzt, die Wärmebildung sowie die Homogenisierung wird günstiger und damit läßt sich ein gleichmäßiges Granulat herstellen. Dieses gleichmäßige Granulat hat dann wieder Vorteile, wenn die Qualität des Endproduktes, zum Beispiel Kabelisolierung oder Umhüllung, verbessert werden soll.
Werden dem Basismaterial, unabhängig von der Art des Zusammenbringens der einzelnen Stoffe, zusätzlich Feststoffpartikel zugegeben, etwa Aerosil oder Calziumkarbonat oder auch Oxide, Silikate u.ä. in möglichst feinteiliger Form, dann ergeben sich auch Vorteile für den an den Pfropfprozeß bzw. die die Formgebung sich anschließenden Vernetzungsvorgang. Denn die in der Extrudat-Oberfläche eingebetteten Feststoffteil chen begünstigen den Wassereintritt, und die Teilchen, die innerhalb des Extrudatkörpers liegen, begünstigen mit ihren Grenzflächen die Migration, so daß eine schnelle und wirksame Verteilung der die Vernetzung bewirkenden Feuchtigkeit innerhalb des Extrudates gewährleistet ist. Die Vernetzung kann beschleunigt ablaufen bzw. die für eine ausreichende Vernetzung notwendige Feuchtigkeitsmenge kann erheblich reduziert werden.
Im folgenden sei auf ein Mischungsbeispiel hingewiesen, das hochdisperses SiO2 als Feststoff enthält: Beispiel: Polyäthylen (MI8) 100 Teile Antioxidant 0,5 " tert. Butylperoxi-isononanat 0,2 " 1,3-Bis- (tert. butylperoxiisoproyl-) benzol 0,02 Vinyltrimethoxi-silan 2,6 Triallylcyanurat 0,1 " Katalysator-Batch (1 %) 5 hochdisperses SiO2 0,4 " Calziumkorbonat 1,5 "

Claims

Patentansprüche ,i. Verfahren zur Herstellung von durch Aufpfropfen eines Silans oder einer Silanverbindung in Anwenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren, vorzugsweise für Umhüllungen von langgestrecktem Gut, wie elektrische Kabel, Leitungen, Rohre und dergl. in Gegenwart des Silans oder einer Silanverbindung sowie der zum Pfropfen und ggf. für die Vernetzung notwendigen Zusatzstoffe, wie Peroxid, Aktivatoren, und dergl. bei dem das Gemisch mechanisch durchgearbeitet, gepfropft und nach einer ggf.

vorgenommenen Entgasung ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung geringe Mengen am Pfropf- oder Vernetzungsprozeß unbeteiligter Feststoffe zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der zugesetzten Feststoffe 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,3 bis 2 Teile beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoff ein hochdisperses SiO2 (Aerosil) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoff Calziumcarbonat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoff Kaolin (Clay) verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem das Basismaterial und das Silan sowie alle oder ein Teil der Zusätze vorgemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest stoffe mit in den Mischvorgang eingebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem das Basismaterial und das Silan sowie die Zusätze ganz oder teilweise einem Misch- und Pfropfextruder unmittelbar zugegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe ebenfalls unmittelbar dosiert zugegeben werden.