DE2750430A1

DE2750430A1 - Verfahren zur herstellung einer umhuellung aus aufgeschaeumtem kunststoff

Info

Publication number: DE2750430A1
Application number: DE19772750430
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dr Ing Stenzel
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-06-26
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1979-05-17

Description

Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung aus aufge-
schäumtem Kunststoff (Zusatz zum Patent ..., Patentanmeldung P 26 28 883.5 vom 26.06.76) Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung aus aufgeschäumtem Kunststoff für langgestrecktes Gut, bei dem ein thermoplastischer Kunststoff in einem Extruder plastifiziert, in die plaste fizierte Kunststoffschmelze Gas eingebracht, das Gas in der Schmelze fein verteilt und anschließend die mit Gas angereicherte Schmelze auf das langgestreckte Gut aufgebracht wird. Um höhere Aufschäumgrade und eine bessere Verteilung der Gasblasen in der Schmelze zu erreichen, sieht das Hauptpatent vor, unmittelbar vor dem Austritt der Schmelze aus dem Extruder eine chemische Vernetzung des Kunststoffes einzuleiten. Durch diese Vernetzung wird die Viskosität der Schmelze erhöht, so daß der Anteil des gelösten Gases in der Schmelze gesteigert werden kann.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent. Gemäß der Erfindung wird die dem thermoplastischen Kunststoff zugesetzte Menge an Vernetzungsmittel so bemessen, daß das Vernetzungs mittel höchstens für eine 30 sige Vernetzung ausreicht. Insbesondere als Dielektrikum für koaxiale Hochfrequenzkabel ist der nach der Lehre der Erfindung hergestellte Schaum bestens geeignet. Es hat sich gezeigt, daß eine Vernetzung von weniger als 30 % vollkommen ausreicht, um die erforderliche Erhöhung der Viskosität der Kunststoffschmelze zu erreichen. Der Vernetzungsgrad sollte dabei zweckmäßigerweise zwischen 2 und 25 % liegen. Durch die sparsame Zugabe des Vernetzungsmittels zum Kunststoff wird ein Dielektrikum hoher Reinheit erzielt. Die Kunststoffschmelze ist dabei gut verformbar und dennoch viskos, um das Gas zu binden.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Gedankens der Erfindung wird die Vernetzung bereits kurz nach der Einmischung des Gases in die Schmelze eingeleitet. Dadurch steht eine ausreichende Zeit für den Ablauf der Vernetzungsreaktion zur Verfügung, so daß durch die höhere Viskosität am Ende der Schnecke bzw. im Spritzkopf ein höherer Druck aufgebaut und somit die Gaslöslichkeit verbessert wird. Auf diese Weise sind wesentlich höhere Aufschäumgrade erziel bar. Kurz vor dem Austritt aus dem Spritzkopf solltenitndestens 60 % der erreichbaren Vernetzungsreaktion erreicht sein. Das Vernetzungsmittel wird zweckmäßigerweise in einem separaten Arbeitsgang in den thermoplastischen Kunststoff eingearbeitet. Dadurch wird eine gute Vermischung des Kunststoffes mit dem Vernetzungsmittels erreicht, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der vernetzten Moleküle in der Schmelze bzw. der Umhüllung führt. Mit besonderem Vorteil werden dem thermoplastischen Kunststoff keimbildende Mittel zugesetzt.
Diese keimbildenden Mittel,die zweckmäßigerweise in Form von feinem Pulver aus nichtpolaren Stoffen, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen zugesetzt werden, bewirken eine feine Vertalung der Gasblasen und führen somit zu einem feinporigen Schaum. Die Verwendung von nichtpolaren Werkstoffen verschlechert dabei den Verlustfaktor des Dielektrikums nicht. Dadurch, daß die keimbildenden Mittel in einem separaten Arbeitsgang in den thermoplastischen Kunststoff eingemischt werden, ergibt sich der Vorteil, daß beide Stoffe gut miteinander vermischt werden. Zweckmäßigerweise wird dieser Arbeitsgang mit dem Einmischen des Vernetzungsmittels in den thermoplastischen Kunststoff kombiniert. Es hat sich wgterhin als vorteilhaft erwiesen, dem Schaum nach dem Erhärten die Reste des Vernetzungs# mittels und seiner Spaltprodukte durch Erwärmen im Vakuum weitestgehend zu entziehen. Man erhält auf diese Weise einen elektrisch wesentlich reineren Schaum als er nach den bisher bekannten Verfahren herstellbar war.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erihtert.
In einem Mischer werden Polyäthylengranulat, Polytetra fluoräthylenpulver und Dicumylperoxid innig miteinander vermischt. Dieses Gemisch wird in einen Extruder mit einer überdurchschnittlich langen Schnecke (ca. 25 D) eingebracht, der mittels eines geeigneten Mundstückes bzw. Spritzwerkzeuges eine konzentrische Schicht auf einen Leiter aufbringt. Nach dem Aufschmelzen des Granulates im Extruder (ca. 7 bis 10 D) wird durch minditens eine Düse ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff unter hohem Druck in die Schmelze eingeblasen. Die Stickstoffbläschen lagern sich dabei an die in der Schmelze gleich mäßig verteilten Polytetrafluoräthylenteilchen an. Die Temperaturführung in dem Extruder ist nun so eingestellt, daß die Temperatur der Schmelze unmittelbar nach dem Einblasen des Gases so hoch ist, daß die Zersetzungstemperatur des Dicumylperoxids überschritten und die Vernetzung eingeleitet wird. Die Temperaturerhöhung in der Schmelze geschieht einerseits durch Scherung und Friktion, andererseits durch Zuführung der Wärme von außen. Die Menge des zugesetztes Dicumylperoxides sollte so eingestellt sein, daß ein Vernetzungsgrad von ca. 20 % erreicht wird, während die Temperaturführung so sein sollte, daß bereits 60 % des erreichbaren Vernetzungsgrades beim Austritt der Schmelze aus dem Mundstück erreicht sind. Die teilvernetzte Schmelze, die sich noch im Zustand der thermoplastischen Veformbarkeit befindet, wird zum Strang um den Leiter geformt und der Druck abgebaut, so daß das eingeblasene Gas expandieren kann und der Schaum gebildet wird. Nach dem Austritt aus dem Mundstück durchläuft der mit der Schaumstoffschicht versehene Leiter eine Kühlstrecke, in der der Schaumstoff aushärtet. Anschließend werden in einer Vakuumkammer dem Schaum die in dem Kunststoff verbliebenen Reste des Vernetzungsmittels durch einen Verdampfungsprozeß vorzugsweise in der Wärme weitestgehend eintzogen. Dieser Vorgang kann entweder unmittelbar an den Kühlprozeß oder aber in einem gesonderten Arbeitsgang in Vakuumkesseln durchgeführt werden. In einem nachfolgenden Arbeitsgang wird schließlich der Außenleiter aufgebracht.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung aus aufgeschäumtem Kunststoff für langgestrecktes Gut, bei dem ein thermoplastischer Kunststoff in einem Extruder plastifiziert, in die plastifizierte Kunststoffschmelze Gas eingebracht, das Gas in der Schmelze fein verteilt und anschließend die mit Gas angereicherte Schmelze auf das langgestreckte Gut aufgebracht und unmittelbar vor dem Austritt aus dem Extruder eine chemische Vernetzung des Kunststoffs eingeleitet wird nach Patent ...

(Patentanmeldung P 26 28 883.5 vom 26.06.76), dadurch gekenazeichnet, daß die dem thermoplastischen Kunststoff zugesetzte Menge an Vernetzungsmittel so bemessen wird, daß das Vernetzungsmittel höchstens für eine 30 ziege Vernetzung ausreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gek nnzeichnet, daß die Vernetzung bereits kurz nach der Einmischung des Gases in die Schmelze eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 60 X der erreichbaren Vernetzungsreaktion vor dem Austritt aus dem Spritzkopf erreicht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel in einem separaten Arbeitsgang in den thermoplastischen Kunststoff eingearbeitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem thermoplastischen Kunststoff keimbildende Mittel zugesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem thermoplastischen Kunststoff keimbildende Mittel aus nichtpolaren Stoffen, beispielsweise Polytetrafluoräthylenpulver zugesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die keimbildenden Mittel in einem separaten Arbeitsgang in den thermoplastischen Kunststoff eingemischt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaum nach dem Erhärten die Reste des Vernetzungsmittels und seiner Spaltprodukte durch Erwärmen im Vakuum weitestgehend entzogen werden.