DE2914014C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine vernetzbare Zusammensetzung, die
eine Mischung aus (1) linearem Ethylenhomo- oder -copolymer
niedriger Dichte enthält und (2) einem Polymer aus der Gruppe
der verzweigten Polyethenylene mit mindestens fünf langkettigen
Verzweigungen der linearen Polyethylene mit hoher Dichte, der
Ethylen/Propylen-Copolymeren, EPDM-Terpolymeren oder der Ethylen
copolymeren mit ethylenisch ungesättigten aliphatischen Estern
sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Form
körpern.
Bekanntlich können die Eigenschaften von Polymeren durch Quer
vernetzung der Polymerketten beträchtlich modifiziert werden.
Dies gilt besonders für Polyethylene, die in quervernetzter Form
große wirtschaftliche Bedeutung erlangt haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß eine
bestimmte Klasse von Polyethylenen im quervernetzten Zustand
wesentliche Vorteile aufweist.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine vernetzbare Zusammen
setzung bereitgestellt, die eine Mischung aus (1) linearem
Ethylenhomo- oder -copolymer niedriger Dichte enthält, welches
(a) eine Dichte von weniger als 0,940 c/cm³ bei 25°C und (b)
eine Linearität, ausgedrückt als Methylgruppen je 10³-Kohlen
stoffatome der Polymerkette, von weniger als 30, (c) nicht mehr
als fünf langkettige Verzweigungen im Durchschnitt pro 10³
Kohlenstoffatome der Polymerkette aufweist, (d) durch einen
ΔT-Wert von über 15°C, (e) einen Molekulargewichts-Verteilungs
index von unter 8, (f) durch einen Unsättigungsgrad, ausgedrückt
in Form der endständigen Vinylgruppen pro 10³-Kohlenstoffatome
der Polymerkette, von mindestens 0,2 charakterisiert ist und (2)
einem Polymer aus der Gruppe der verzweigten Polyethylene mit
mindestens 5 langkettigen Verzweigungen über 10 pro 10³-Kohlen
stoffatome der Polyethylenkette und einer Dichte bei 25°C von
unter 0,940 g/cm³, der linearen Polyethylene mit hoher Dichte
mit einem Durchschnitt von weniger als 20 seitlichen Methyl
gruppen pro 10³-Kohlenstoffatome der Polyethylenkette und mit
einer Dichte von über 0,940 g/cm³ bei 25°C, Ethylen/Propylen-
Copolymere, EPDM-Terpolymere, oder einem oder mehreren elasto
meren Polymeren aus der Gruppe der Copolymere von Ethylen mit
ethylenisch ungesättigten aliphatischen Estern, Terpolymere von
Ethylen mit einem Alkylacrylat oder -Methacrylat, in dem die
Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome aufweist und einem dritten co
polymerisierbaren Monomeren, und Ethylen/Vinylacetat-Copolymere
enthält.
Um Mißverständnisse zu vermeiden, soll der hier verwendete Aus
druck "Copolymeres" im breiten Sinne verwendet werden und Poly
mere einschließen, die aus mindestens zwei verschiedenen Monomer
spezies bestehen, sowie Terpolymere und dgl. umfassen.
Das Äthylenhomo- oder -copolymere weist vorzugsweise bei 25°C vor
der Quervernetzung eine Dichte von 0,916 bis 0,940 g/cm³, insbeson
dere von 0,919 bis 0,940 g/cm³ und insbesondere weniger als 0,930 g/cm³,
z. B. 0,919 bis 0,930 g/cm³ auf.
Der Verzweigungsgrad der Polymerketten vor der Quervernetzung wird
als durchschnittliche Anzahl der seitlichen bzw. anhängenden Methyl
gruppen pro 10³-Kohlenstoffatome der Äthylenhomo- oder -copolymer
kette ausgedrückt, was, wie ersichtlich, ein Maß für sämtliche
Seitengruppen darstellt, die eine Methylgruppe enthalten, z. B.
jede Alkylgruppe, und kann bestimmt werden nach bekannten analy
tischen Verfahrensweisen, beispielsweise durch die von A. H. Will
burn in J. Poly. Sci 1959 34, 569 berichtete analytische Infrarot
technik. Bevorzugte Polymere sind solche mit 10 oder weniger seit
lichen Methylgruppen pro 10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette und
solche mit 15 bis 30 seitlichen Methylgruppen pro 10³-Kohlenstoff
atome der Polymerkette. Vorzugsweise enthält das Polymere im
Durchschnitt weniger als 20 seitliche Methylgruppen pro 10³-Kohlen
stoffatome der Polymerkette.
Die Äthylenhomo- oder -copolymeren sind dadurch charakterisiert,
daß sie im wesentlichen keine langkettigen Verzweigungen enthal
ten und vorzugsweise nicht mehr als 5 langkettige Zweige und be
vorzugter nicht mehr als einen langkettigen Zweig im Durchschnitt
pro 10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette enthalten. Der hier ver
wendete Ausdruck "langkettige Verzweigungen" bezeichnet vorzugs
weise Verzweigungen, die eine größere Länge als C₈, besonders
bevorzugt eine größere Länge als C₆ aufweisen.
Der Grad der langkettigen Verzweigung kann beispielsweise ermittelt
werden durch Berechnen der Unterschiede zwischen der Anzahl der
kurzen Verzweigungen, die beispielsweise durch ¹³C-kernmagneti
sche Resonanzspektroskopie nach der Methode von M. E. A. Cuddy
und A. Bunn in Polymer, 1976, Band 17, April, Seite 345, bestimmt
werden, und der Gesamtzahl der Verzweigungen, bestimmt als anhän
gende Methylgruppen durch Infrarot-Spektroskopie.
Von besonderem Interesse sind solche Polymere, in denen im wesent
lichen alle Verzweigungen C₂- bis C₆-Verzweigungen, insbesondere
C₂-Verzweigungen sind.
Die erfindungsgemäßen linearen Äthylenhomo- oder Copolymeren mit
niedriger Dichte können von den üblichen, d. h. verzweigten Poly
äthylenen mit niedriger Dichte unterschieden werden durch ihre höhe
ren ΔT-Werte, wobei der hier verwendete Ausdruck "ΔT" als die
Differenz der °C zwischen der Temperatur, bei der das Polymere
schmilzt und der Temperatur, bei dem die Kristallisation eintritt,
definiert ist. Typische ΔT-Werte von über 15°C, beispielsweise
15-20°C, insbesondere 16-20°C beobachtet man bei den linearen
Äthylenhomo- oder -copolymeren mit niedriger Dichte, die in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen linearen Äthylenhomo- oder Copolymeren mit
niedriger Dichte, können durch ihren Molekulargewichts-Verteilungs
index (w/n), gemessen nach Standardmethoden (z. B. GPC) charak
terisiert werden. So sind Polymere von speziellem Interesse durch
einen Molekulargewichts-Verteilungsindex von unter 8 und vorzugs
weise im Bereich von 3-8, z. B. 3-7, charakterisiert. Ein
verwandter Parameter ist der Spannungsexponent ("stress exponent"),
wobei interessante Polymere durch einen Spannungsexponenten im
Bereich von 1,20 bis 1,40 charakterisiert sind, und der Spannungs
exponent definiert ist als
Ein weiteres charakteristisches Merkmal der in den erfindungsge
mäßen Zusammensetzungen verwendeten Polymeren ist ihr Unsätti
gungsgrad, insbesondere in Form von endständigen Vinylgruppen pro
10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette, wobei Werte von mindestens
0,2, insbesondere 0,2 bis 1,5, beispielsweise 0,3 bis 1,5, ge
messen beispielsweise durch Infrarot-Spektroskopie, typisch sind.
Der Quervernetzungsgrad der Zusammensetzungen kann ausgedrückt
werden durch den Gelgehalt (ANSI/ASTM D2765-68). Vorzugsweise
liegt der Gelgehalt der quervernetzten Zusammensetzungen bei min
destens 40%, besonders bevorzugt über 50%, insbesondere über
65% und bis zu 95% der Polymerbestandteile der Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen quervernetzten Zusammensetzungen können
ferner durch ihre hohe Dehnung gegen Modul-Leistungsfähigkeit
charakterisiert werden. Typische Werte für die Bruchdehnung bei
150°C überschreiten 300%, beispielsweise 300-1000% für ge
füllte und nicht gefüllte quervernetzte Zusammensetzungen mit
einem Sekanten bzw. Schnittmodul von 100% bei 150°C, im Bereich
von 0,35-0,4 MPa (3,5 bis 4 kg/cm²), gemessen nach ASTM D1708-66. Bevorzugte
Zusammensetzungen sind durch Bruchdehnungswerte bei 150°C von min
destens 300%, insbesondere mindestens 500%, beispielsweise min
destens 600%, 700%, 800% und häufig 900% für quervernetzte
Zusammensetzungen mit einem 100% Sekanten-Modul bei 150°C im
Bereich von 0,35-0,4 MPa (3,5 bis 4 kg/cm²).
Äthylencopolymere, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden können, sind vorzugsweise Copolymere mit niedri
ger Dichte von Äthylen mit olefinisch ungesättigten Monomeren, die
damit polymerisierbar sind. Geeignete derartige Monomere sind
C₃- bis C₂₀-, vorzugsweise C₃- bis C₈-Olefine, vorzugsweise α-Ole
fine, wie n-Propyl-1-en, n-But-1-en, n-Pent-1-en, n-Hex-1-en,
n-Hept-1-en und n-Oct-1-en oder olefinisch ungesättigte Ester,
wie C₂- bis C₈-Alkylen-C₂- bis C₈-carbonsäureester, beispiels
weise Vinylacetat und C₁-C₈-Alkyl-C₃-C₈-alkenoate, beispiels
weise Äthylacrylat. Copolymere enthalten vorzugsweise mehr als
50 Gew.-%, vorzugsweise über 60 Gew.-%, beispielsweise über
70 Gew.-%, insbesondere über 85 Gew.-%, beispielsweise 95-98 Gew.-%
Äthylen, wobei die optimale Menge selbstverständlich von dem
verwendeten Comonomeren abhängt.
Zufalls- bzw. Random-, Block- oder Pfropfcopolymere können ver
wendet werden, insbesondere Random-Copolymere.
Von speziellem Interesse in den erfindungsgemäßen Zusammensetzun
gen sind Gemische der linearen Äthylenhomo- oder -copolymeren mit
anderen Homo- oder Copolymeren, die vor der Quervernetzung ver
mischt wurden. Beispiele für geeignete Homo- oder Copolymere, die
in die Zusammensetzungen gemischt werden können, umfassen thermo
plastische Polymere, insbesondere andere Polyäthylene, beispiels
weise verzweigte Polyäthylene mit niedriger Dichte, insbesondere
solche mit mindestens 5, besonders bevorzugt mit mindestens
10 langkettigen Verzweigungen (z. B. über C₁₀, vorzugsweise über C₂₀)
pro 10³-Kohlenstoffatome der Polyäthylenkette, wie solche mit
einem Durchschnitt von mindestens 5, besonders bevorzugt von min
destens 10, insbesondere mindestens 15 seitlichen Methylgruppen
pro 10³-Kohlenstoffatome der Polyäthylenkette (insbesondere sol
che Polyäthylene mit mindestens 20, besonders bevorzugt mindestens
40 Verzweigungen mit einer größeren Länge als C₂₀₀ pro durch
schnittliches Molekül) und einer Dichte bei 25°C von unter 0,940 g/cm³,
beispielsweise im Bereich von 0,910 bis 0,940 g/cm³ oder
lineare Polyäthylene mit hoher Dichte, mit einem Durchschnitt von
weniger als 20, vorzugsweise weniger als 15, beispielsweise weni
ger als 10, insbesondere 0,5 bis 5 seitlichen Methylgruppen pro
10³-Kohlenstoffatome der Polyäthylenkette und mit einer Dichte
bei 25°C von über 0,940 g/cm³, beispielsweise von 0,941 bis 0,960 g/cm³,
andere Polyolefine, beispielsweise Polypropylen, und Copoly
mere, beispielsweise Äthylen/Propylen-Copolymere und EPDM-Terpoly
mere.
Weitere Beispiele für geeignete Mischungs-Polymere umfassen ela
stomere Polymere, insbesondere Siliconelastomere, sowie Copolymere
von Äthylen mit äthylenisch ungesättigten aliphatischen Estern,
insbesondere derartige Copolymere, wenn sie im wesentlichen frei
von Halogen enthaltenden Substituenten sind. Bevorzugte elastomere
Polymere sind solche, die eine charakteristische kautschukartige
elastische Deformierbarkeit unter der Einwirkung von vergleichs
weise geringen Kräften aufweisen, wobei das Material im wesent
lichen in seinen nicht-deformierten Zustand zurückkehrt, wenn die
Kräfte nicht mehr angewendet werden, insbesondere solche, die im
nicht-quervernetzten Zustand ein Elastizitätsmodul von 30 N/mm²
oder weniger, gemessen bei Raumtemperatur nach der Methode
ASTM D638-72 aufweisen.
Die bevorzugten Elastomeren zur erfindungsgemäßen Anwendung sind
Äthylen/Acrylester-Copolymere und Äthylen/Vinylacetat-Copolymere,
insbesondere solche, die mindestens 3,6 Mol Äthylen pro
1000 g Polymeres enthalten. Beispiele für geeignete Elastomere
umfassen:
- a) ein Äthylen/Alkylacrylat- oder Äthylen/Alkylmethacrylat-Copoly meres, in dem die Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome aufweist; und der Anteil des Acrylesters etwa 2,5-8,0 Mol Estergruppen pro kg des Copolymeren beträgt:
- b) ein Terpolymeres von Äthylen mit einem Alkylacrylat oder
-methacrylat, in dem die Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome
aufweist und einem dritten copolymerisierbaren Monomeren, das
beispielsweise eines der folgenden sein kann:
- i) ein C₁-C₁₂-Alkylmonoester oder -diester einer Butendi säure,
- ii) Acrylsäure,
- iii) Methacrylsäure,
- iv) Kohlenmonoxid,
- v) Acrylnitril,
- vi) ein Vinylester,
- vii) ein Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat, wobei die Alkyl gruppe mindestens 5 Kohlenstoffatome aufweist, und
- viii) Maleinsäureanhydrid;
oder
- c) Äthylen/Vinylacetat-Copolymere, insbesondere solche, die min destens 35 Gew.-% Vinylacetat enthalten.
In dem vorstehenden Terpolymeren ist der Anteil des Acrylesters
äquivalent zu etwa 2,5-8,0 Mol Estergruppen pro kg des Polyme
ren, und der Anteil des 3. Monomeren ist nicht größer als etwa
10 Gew.-% des Polymeren.
Das Elastomere kann ein einfaches Copolymeres von Äthylen mit
Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat,
einem Butylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Propyl
methacrylat, Isopropylmethacrylat, einem Butylmethacrylat oder
Vinylacetat sein. Derartige Copolymere, die nicht handelsüblich
sind, können nach üblichen und bekannten Methoden hergestellt wer
den. Diese Copolymeren weisen vorzugsweise einen Schmelzindex im
Bereich von 0,1-70 bei 190°C, insbesondere von 0,5-15 auf,
gemessen nach ASTM D1238-52T oder der im wesentlichen äquivalen
ten Methode ASTM D1238-73.
Das Terpolymere von Äthylen mit einem Acrylsäureester und einem
3. Monomeren kann als 3. Monomeres einen Ester oder Halbester
der Fumarsäure oder Maleinsäure enthalten, worin der Alkholrest
beispielsweise sein kann Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, ver
schiedene Isomere von Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl,
Decyl, Undecyl, Dodecyl und dgl. Das 3. Monomere kann unter ande
rem auch ein Vinylester sein, wie beispielsweise Vinylacetat oder
Vinylbutyrat. Es kann auch ein Acrylester sein, wie beispiels
weise verschiedene isomere Formen von Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-,
Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Pentadecyl- oder
Octadecylacrylat und -methacrylaten. Es ist nicht günstig, als
3. Monomeres einen Acrylester zu verwenden, in dem der Alkohol
rest mehr als 18 Kohlenstoffatome aufweist.
Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erhalten unter Verwendung eines
Terpolymeren von Äthylen, Methylacrylat und eines Monomeren mit
Härtungsstellen, einschließlich Carboxylgruppen, erhältlich von
Du Pont unter dem Handelsnamen Vamac als Elastomerkomponente.
Die physikalischen Eigenschaften und andere Einzelheiten, die
dieses Material betreffen, finden sich ein einer Broschüre, erhält
lich von Du Pont, mit dem Titel "Vamac ethylene/acrylic Elasto
mers - A new Class of Heat & Oil Resistent Rubber" von J. F.
Haymon, R. E. Fuller, W. K. Witsiepe und R. N. Greene unter der
Bezugsbezeichnung EA-0002, auf deren Lehre hier Bezug genommen
wird, und die im wesentlichen Veröffentlichungen entspricht, die
in Rubber Age, Mai 1976, und De Nederlands Rubberindustrie Nr. 7177
erschienen.
Gemische von jeglichen der vorstehend erwähnten Elstomeren mit
jedem anderen oder mit anderen Elastomeren können, falls zweckmäßig,
verwendet werden, jedoch hat es sich gezeigt, daß die Anwesenheit
von Kohlenwasserstoffelastomeren einen schädlichen Einfluß auf
die Ölbeständigkeit der Polymerzusammensetzung aufweist und so
mit werden diese vorzugsweise nicht umfaßt, oder, falls vorhan
den, werden sie vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 4 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerzusammensetzung, ein
gearbeitet.
Man nimmt an, daß es vorteilhaft ist, wenn der Löslichkeitspara
meter des Elastomeren größer als 9 ist, und in vorteilhaften Zu
sammensetzungen gemäß der Erfindung ist es darüber hinaus bevor
zugt, daß die Löslichkeitsparameter der Polymerbestandteile der
Mischung gleich bzw. ähnlich sein sollten, d. h. sie unterschei
den sich um nicht mehr als 0,5, vorzugsweise nicht mehr als 0,25.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird der Löslichkeits
parameter definiert als gemessen nach der Methode von Brandrup &
Immergut, Polymer Handbook, Kapitel 4, Seite 340 (2. Auflage) und
wird ausgedrückt als (cal/cm³)1/2.
Einige Arten von Polymermaterialien weisen von sich aus einen
Löslichkeitsparameter von über 9 auf, wohingegen andere einen
Löslichkeitsparameter von über unter 9 haben können, je nach
ihrer genauen chemischen Zusammensetzung. Weitere weisen darüber
hinaus selbstverständlich Löslichkeitsparameter auf, die von sich
aus bzw. inherent unter 9 liegen.
Die erfindungsgemäßen quervernetzten Polymerzusammensetzungen,
die aus Mischungen von linearen Homo- oder Copolymeren mit niedri
ger Dichte mit thermoplastischen oder elastomeren Homo- oder Co
polymeren stammen, weisen verschiedene, nicht vorhersehbare Vor
teile auf und sind daher von besonderem Interesse. So zeigen bei
spielsweise die gemischten Zusammensetzungen ein verringertes
Kriechen in der Hitze und verringerte Dauerverformungen unter
Wärme-Spannungseinwirkungen, wobei insbesondere die Gemische mit
anderen Polyäthylenen die Formung der Zusammensetzungen beträcht
lich erleichern. Darüber hinaus kann die Quervernetzung leichter
erzielt werden, insbesondere bei Mischungen mit anderen Polyäthy
lenen, wie verzweigten Polyäthylenen mit niedriger Dichte, bei
spielsweise nach dem Einarbeiten von 5-50 Gew.-% des Mischungs-
Polymeren. Die Mischungs-Polymere ergeben häufig eine erhöhte
thermische Alterung und Widerstandsfähigkeit gegen Kohlenwasser
stofffluide, insbesondere, wenn der Löslichkeitsparameter der Mi
schungsbestandteile 9 überschreitet, beispielsweise Mischungen
mit Elastomeren, wie Äthylen/Vinylacetat.
Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von gemischter Polymer
komponente oder -komponenten zu dem linearen Äthylenhomo- oder
-copolymeren mit niedriger Dichte in den Zusammensetzungen im
Bereich von 0 bis 20 : 1, insbesondere von 0 bis 1 : 1, besonders be
vorzugt von 0 bis 0,5 : 1, insbesondere 0 bis 0,2 : 1, beispielsweise
0 bis 0,15 : 1.
Die bevorzugten Mischungen weisen eine Dichte bei 25°C von unter
0,960 g/cm³, insbesondere unter 0,940 g/cm³ bei verzweigten Poly
äthylenen mit niedriger Dichte auf. In einigen Fällen weisen Mi
schungen mit einer Dichte bei 25°C von unter 0,925 g/cm³ besonders
interessante Eigenschaften auf, insbesondere eine hohe Bruch
dehnung gegen einen 100% Sekanten-Modul bei 150°C.
Besonders interessante lineare Äthylenhomo- oder -copolymere mit
niedriger Dichte, einschließlich von Gemischen, sind handelsübli
che Harze der E. I. Du Pont de Nemour (Kanada), Corruna, Ontario
mit der Handelsbezeichnung "Sclair" und insbesondere die nach
stehend in der Tabelle I unter der Typenbezeichnung aufgeführten
Harze.
Beispiele für lineare Polyäthylenhomo- oder -copolymere mit nied
riger Dichte, einschließlich von Mischungen, die von speziellem
Interesse sind, sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt.
Beispiele für andere lineare Polyäthylene mit niedriger Dichte
sind die Handelsproduke der Gulf Oil, die mit den Gulf-Typen-
Bezeichnungen in der Tabelle 3 ausgeführt sind.
Für die meisten Zwecke schließen die Zusammensetzungen vorzugs
weise mindestens 10 Gew.-% Füllstoff, entweder verstärkende Füll
stoffe (z. B. mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 1 µm bzw.
micron) oder nicht-verstärkende Füllstoffe (z. B. mit einer Teil
chengröße von 1 bis 120 µm bzw. micron) ein. Im allgemeinen hat
es sich gezeigt, daß ein höheres Verstärkungsausmaß unter Ver
wendung von verstärkenden Füllstoffen, wie Ruß mit hoher wirk
samer Oberfläche oder Siliciumdioxid mit hoher wirksamer Ober
fläche, erzielt wird, als dies mit anderen Arten von Polyäthylenen
möglich wäre, und daß im allgemeinen keine nennenswerte Verschlech
terung der physikalischen Eigenschaften mit nicht-verstärkenden
Füllstoffen, wie Calciumcarbonat oder Spalt-Ruß ("thermal
black"), festzustellen ist, wie dies bei anderen Polyäthylenarten
der Fall wäre.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können andere Zusätze ent
halten, wie Stabilisatoren, beispielsweise UV-Stabilisatoren und
Antioxidatien, flammhemmende bzw. flammverzögernde Mittel, Anti
kriechstromfüllstoffe und Pigmente, wobei die Natur und die Men
gen der Zusätze selbstverständlich von den speziellen Anwendungs
zwecken abhängen, für die die Zusammensetzungen bestimmt sind.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in üblicher Weise
hergestellt werden, z. B. durch Vermahlen der Komponenten in
einem Innenmischer (Banbury-Mischer). Sie können durch Strang
pressen oder Formen zu Formkörpern verarbeitet werden. So erhal
tene Formkörper stellen ebenfalls einen Teil der Erfindung dar.
Will man die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im festen Zustand
quervernetzen, z. B. durch Bestrahlen mit ionisierender Strahlung,
so werden die Zusammensetzungen vorzugsweise nach der Heißformungs
stufe zumindest über dem Kristallisationspunkt der Zusammensetzung
abgeschreckt. Vorzugsweise werden Abschreckungsgeschwindigkeiten
von mindestens 5°C/Sek. z. B. mindestens 10°C/Sek. und besonders
bevorzugt mindestens 20°C/Sek. im Fall von dünnen Gegenständen,
wie Filmen bzw. Folien, vorteilhaft von mindestens 100°C/Sek. an
gewendet. Die Abschreckung kann erzielt werden durch Kontakt des
Formkörpers mit einem Wärmeaustauscherfluid, wie Wasser. Es hat
sich gezeigt, daß die Abschreckung zu einer Abnahme der Kristalli
nität und dadurch zu einem Anstieg des Moduls, z. B. 2% Sekanten
modul, in dem quervernetzten Material führt.
Die Quervernetzung erfolgt vorzugsweise bei der oder anschließend
an die Formungsstufe, je nach der Art der Quervernetzung und der
Natur des Formkörpers. Sie kann erzielt werden durch Einarbeitung
von 0,2-5 Gew.-% eines Quernetzungsmittels, wie eines Initia
tors für freie Radikale, beispielsweise eines organischen Peroxids,
wie Dicumylperoxid oder 2,5-Di-(t-butyl-peroxy)-hexan, allein oder
in Kombination mit einem Co-Härtungsmittel, wie einer polyfunktio
nellen Vinyl- oder Allylverbindung, beispielsweise Triallyl
cyanurat, Triallyl-isocyanurat oder Pentaerythrith-tetramethacry
lat. Eine bevorzugte Verfahrensweise der chemischen Quervernetzung
bezieht das Pfropfen eines hydrolisierbaren Silans oder von hydro
lysierbaren Silanderivaten, z. B. eines Alkoxysilans, wie Vinyl
trimethoxysilan, auf die Polyäthylenbasisstruktur und die an
schließende Hydrolyse ein, um eine Quervernetzung durch Silanol-
Kondensation in an sich bekannter Weise zu bewirken. Es können
Katalysatoren verwendet werden, um die Silanol-Kondensation zu
erleichtern, z. B. Organozinn-Katalysatoren, wie Dibutylzinndi
laurat.
Alternativ kann die Quervernetzung bewirkt werden durch Bestrah
lung mit einer hochenergetischen Strahlung, wie Elektronenstrahlen
oder γ-Strahlen. Dosierungen im Bereich von 2-80 · 10⁴ Jkg-1 (2-80 Mrad) vor
zugsweise 5-50 · 10⁴ Jkg-1 (5-50 Mrad), z. B. 8-20 · 10⁴ Jkg-1 (8-20 Mrad) sind geeignet. Für die
Zwecke der Quervernetzung durch Strahlung werden vorzugsweise
0,2-5 Gew.-% einer strahlungsfreundlichen Verbindung ("pro-rad")
wie polyfunktionellen Vinyl- oder Allylverbindung, beispielsweise
Triallyl-cyanurat oder Triallyl-isocyanurat in die Zusammensetzung
vor der Quervernetzungsbehandlung eingearbeitet.
Die vorstehend erwähnten nicht-quervernetzten Zusammensetzungen,
die eine wirksame Menge eines Quervernetzungsmittels oder "Prorads"
enthalten, sind neu und bilden ebenfalls einen Teil der vorlie
genden Erfindung.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind besonders geeignet für
die Herstellung von Gegenständen mit rückverformbarer Dimension,
d. h. von Gegenständen, deren Dimensionskonfiguration bei geeig
neter Behandlung wesentlich geändert werden kann. Von besonderem
Interesse sind in der Wärme rückverformbare Gegenstände, deren
Dimensionskonfiguration sich bei Wärmebehandlung wesentlich än
dern kann. In der Wärme rückverformbare Gegenstände können her
gestellt werden durch Deformieren einer in der Hitze dimensions
stabilen Konfiguration zu einer in der Wärme instabilen Konfigu
ration, wobei in diesem Falle der Gegenstand durch Anwendung von
Wärme allein seine ursprüngliche wärmestabile Konfiguration wie
der annehmen kann. Wie aus der US-PS 20 27 962 jedoch ersichtlich,
kann die ursprüngliche, in der Wärme dimensionsstabile Konfigura
tion eine Übergangsform in einem kontinuierlichen Verfahren dar
stellen, bei dem beispielsweise ein stranggepreßtes Rohr in der
Wärme expandiert wird zu einer in der Wärme nicht-dimensionssta
bilen Form. Alternativ kann ein vorgeformter, in der Wärme dimen
sionsstabiler Gegenstand in einer separaten Stufe zu einer in der
Wärme nicht-dimensionsstabilen Form deformiert werden. Bei der
Herstellung von Gegenständen mit rückverformbarer Dimension kann
die Zusammensetzung in jeder Stufe des Herstellungsverfahrens
quervernetzt werden, die zur gewünschten rückverformbaren Dimen
sion führt, z. B. vor der Formung der nicht-dimensionsstabilen
Konfiguration. Eine Verfahrensweise zur Herstellung eines in der
Wärme rückverformbaren Gegenstands besteht darin, die Zusammen
setzung vor der Quervernetzung zu der gewünschten wärmestabilen
Form zu formen, anschließend die Zusammensetzung querzuvernetzen,
den Gegenstand auf eine Temperatur über dem kristallinen Schmelz
punkt der Zusammensetzung zu erwärmen, den Gegenstand zu defor
mieren und ihn im deformierten Zustand abzukühlen, so daß die
deformierte Form des Gegenstands erhalten bleibt. Da der Gegen
stand im deformierten Zustand in der Wärme instabil ist, führt
die Anwendung von Wärme bei der Verwendung dazu, daß der Gegen
stand seine ursprüngliche wärmestabile Form annimmt. Derartige
Diemensions-rückverformbare Gegenstände können als Muffen zur
Bedeckung und zum Abschluß von Spleissungen sowie zum Abschluß
von elektrischen Leitern, zum Abschluß beschädigter Stellen gegen
die Umgebung oder für Verbindungen in Nutzleitungssystemen, z. B.
Gas- oder Wasserrohren, Fernheizungssystemen, Ventilations- und
Heizschächten, sowie Leitungen und Rohren, die Haushalts- oder
Industrieabströme führen, verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind auch besonders geeig
net zur Herstellung von Isolationsmaterialien, insbesondere von
Ummantelungsmaterialien für Drähte und Kabel. Derartige Materialien
können in üblicher Weise hergestellt werden, beispielsweise durch
Strangpressen auf Leiter, unter Bildung von Drähten, oder auch
Drähte zur Bildung von Kabeln mit gleichzeitiger oder anschlie
ßender Quervernetzung.
Sie sind auch geeignet als Isolationen für hohe Spannungen, durch
Einarbeitung eines Antikriechstrom-Füllstoffs, wie Aluminiumoxid
trihydrat, insbesondere zur Erzielung einer ursprünglichen Kriech
stromspannung nach ASTM D2303 von über 2,5 kV und/oder bei Ein
arbeitung von Siliconelastomeren oder Äthylencopolymeren als
Mischungsbestandteil in das lineare Äthylenhomo- oder -copolymere
mit niedriger Dichte. Geeignete Antikriechspur-Füllstoffe und
vermischbare Siliconelastomere und Äthylencopolymere werden von
R. J. Penneck und R. J. T. Clabburn in "Heat Shrinkable Cable
Termination System for High Voltage Cables" Proc. 10th Electrical
Insulation Conference, Chicage USA, September 20-23, 1971, Sei
ten 292-297 und in den GB-PSen 13 03 432 und 11 37 952 beschrie
ben, auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird.
Darüber hinaus können die Zusammensetzungen durch Einarbeitung
von geeigneten Füllstoffen, z. B. Ruß bzw. Kohlenstoffruß halb
leitend oder leitend gemacht werden und sind in dieser Form be
sonders geeignet als halbleitende oder leitende Polymere zur An
wendung in elektrischen Heizmaterialien, z. B. in der Form von
Heizbändern, Streifen oder Platten, bei der elektrischen Abschir
mung von elektrischen Strom- bzw. Starkstromkabeln, sowie bei der
elektrischen Spannungsminderung von Verspleissungen und Enden
elektrischer Kabel mit hoher Spannung.
Ein weiterer wichtiger Anwendungszweck für die erfindungsgemäßen
quervernetzten Zusammensetzungen liegt in der Herstellung von
semi-permeablen Membranen. Für eine derartige Verwendung werden
die erfindungegemäßen Zusammensetzungen in Form von Filmen bzw.
Folien, vorzugsweise mit einer Filmdicke von unter 1,0 mm, be
sonders bevorzugt im Bereich von 0,001 bis 0,5 mm hergestellt.
Der Film ist vorzugsweise auch mit Monomeren gepfropft, die da
zu bestimmt sind, die Selektivität der Membran zu modifizieren,
um deren Permeabilität gegenüber verschiedenen Ionenspezies zu
variieren. Beispiele für pfropfbare Monomere umfassen olefinisch
ungesättige Säuren oder Derivate davon, insbesondere Methacryl
säuren und Acrylsäuren. Eine derartige Pfropfung kann in an sich
bekannter Weise durchgeführt werden, durch Bestrahlen des Filmes
mit hoher Energie, z. B. mit einem Elektronenstrahl, mit UV- oder
γ-Strahlung, in Anwesenheit der zu pfropfenden Monomerspezies.
Der Film kann vor der Bestrahlung in nicht-quervernetzter Form
vorliegen, so daß die Bestrahlungsbehandlung auch zur Quervernet
zung der Zusammensetzung dient. Vorzugsweise ist jedoch der Film
vor dem Pfropfen quervernetzt, um eine bessere Ionenselektivität
zu ergeben.
Membranen, die erfindungsgemäß hergestellt werden, sind besonders
geeignet als Trennvorrichtungen in elektrochemischen Verfahren,
beispielsweise als Separatoren in Elektrolysezellen und insbeson
dere Batterien, wie Ag/Zn-, Hg/Zn-, Ni/Cd- und Ni/Zn-Zellen.
Derartige Membranen weisen verschiedene Vorteile auf, wie längere
Betriebslebenszeiten in der Umgebung in Elektrolysezellen, eine
verbesserte Naßfestigkeit und verringerte Quellungsneigung als
übliche Polyäthylenmembranen.
Die Zusammensetzungen sind besonders geeignet für jegliche der
vorstehenden Anwendungszwecke aufgrund ihrer beträchtlichen Fähig
keit, Zusätze aufzunehmen, insbesondere Füllstoffe, z. B. 10 Gew.-%
oder darüber, ohne daß die Eigenschaften der Zusammensetzung,
ihre bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften in quervernetzter
Form, z. B. die Bruchdehnung, der Hitzemodul, die Abriebfestig
keit und die Zugfestigkeit und/oder ihre chemische Widerstands
fähigkeit z. B. gegenüber Lösungsmitteln, insbesondere organi
schen Lösungsmitteln, wie Öl und Erdölgel ("Petroleum-jelly")
nachteilig beeinflußt werden.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung;
Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht; Tempera
turen sind in °C angegeben.
Es wurden verschiedene quervernetzte Zusammensetzungen herge
stellt durch Vernahlen der Bestandteile jeder (der nachstehend
angegebenen) Formulierungen auf einem Zweitwalzenstuhl, unter Bil
dung eines Fells. Die Felle werden zu gleichmäßigen Platten ge
preßt und 10 Minuten bei 200°C gehärtet. Die Bestandteile der ver
schiedenen verwendeten Formulierungen sind nachstehend aufgeführt.
Formulierung 2 | |
% | |
Sclair 8105 | |
55 | |
Elvax 360 (ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymeres, enthaltend 25% Vinylacetat, Handelsprodukt der Du Pont de Nemours) | 15 |
Whiting G400 (gemahlenes Calciumcarbonat) | 21,5 |
Maglite D (Magnesiumoxid mit hoher wirksamer Oberfläche) | 1,5 |
Vulcan 9 (Ruß N 110 gemäß ASTM) | 2,7 |
Irganox 1010 (Pentaerythrit-tetraVis-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propi-onat | 1,25 |
Zinkstearat | 1,75 |
Triallyl-cyanurat | 0,30 |
Varox (2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-Butyl-peroxy)-hexan | 1,00 |
Formulierung 3 | |
Gewichtsteile | |
Sclair 8305 | |
55 | |
Elvax 360 | 15 |
Whiting G400 | 21,5 |
Maglite D | 1,5 |
Vulcan 9 | 2,7 |
Irganox 1010 | 1,25 |
Zinkstearat | 1,75 |
Triallyl-cyanurat | 0,30 |
Varox | 0,80 |
Die Zugeigenschaften der resultierenden Platten sind im nach
stehenden ausgeführten und wurden durch Standard-Untersuchungs
methoden bestimmt:
Die folgenden Formulierungen A und B wurden als Schmelze bei
195° stranggepreßt, wobei bei dieser Temperatur die Pfropfung
des Silans auf die Polyäthylen-Grundstruktur durch Zersetzung
des Peroxids eingeleitet wird.
Formulierung A
80 Teile Sclair 8105
20 Teile DYNH-3 (verzweigtes Polyäthylen mit niedriger Dichte, Handelsprodukt der Union Carbide)
2 Teile Vinyltrimethoxysilan
0,1 Teil Dicumylperoxid
20 Teile DYNH-3 (verzweigtes Polyäthylen mit niedriger Dichte, Handelsprodukt der Union Carbide)
2 Teile Vinyltrimethoxysilan
0,1 Teil Dicumylperoxid
Formulierung B
100 Teile DYNH-3
2 Teile Vinyltrimethoxysilan
0,2 Teile Dicumylperoxid
2 Teile Vinyltrimethoxysilan
0,2 Teile Dicumylperoxid
Das resultierende Material wurde gekühlt und pelletisiert.
Die folgende Formulierung C wurde ebenfalls in der Schmelze
stranggepreßt und pelletisiert:
Formulierung C
100 Teile DYNH-3
1 Teil Dibutylzinndilaurat
2 Teile Santanox R (Antioxidans, Handelsprodukt der Monsanto Ltd.) (4,4-Thiobis (6-t-butyl-olm-Kresol))
1 Teil Dibutylzinndilaurat
2 Teile Santanox R (Antioxidans, Handelsprodukt der Monsanto Ltd.) (4,4-Thiobis (6-t-butyl-olm-Kresol))
95 Teile der pelletisierten Formulierung A wurden mit 5 Teilen
der pelletisierten Formulierung C vermischt und durch Strang
pressen zu kurzen Rohrabschnitten geformt. Die resultierenden
Rohrabschnitte wurden abkühlen gelassen und anschließend 24 Stun
den in Wasser von 80°C getaucht. Der Vorgang wurde mit einer Mi
schung der Formulierungen B und C wiederholt.
Die aus der Formulierung A hergestellten Materialien zeigten eine
wesentlich überlegene Dehnung bei 150°C, im Vergleich mit den aus
der Formulierung B hergestellten.
In analoger Weise, wie vorstehend im Beispiel 1 beschrieben, wur
den Platten hergestellt, aus Handelssorten von linearen Polyäthy
lenen mit niedriger Dichte (11W, 11D, 8105, 8305 und 8405) und
linearen Polyäthylenen mit niedriger Dichte (Gulf 9633 und 9636) in
Abwesenheit jeglicher Zusätze, außer den bereits in den Handels
sorten enthaltenen. Anstelle der Wärmehärtungsstufe des Beispiels 1
wurden die Platten einer Elektronenstrahlung bei Strahlungsdo
sierungen von 10, 15, 20 und 25 Mrad unterzogen. Anschließend wur
den die verschiedenen Platten untersucht, um ihre 100% Sekanten-
Moduli bei 150° zu bestimmen. Zu Vergleichszwecken wurde die Ver
fahrensweise wiederholt mit folgenden handelsüblichen verzweigten
Polyäthylenen mit niedriger Dichte, d. h. DYNH-3, PN220 (BXL) und
CARLONE 30-002BA (Shell). Die Ergebnisse sind graphisch in den
Fig. 1 und 2 dargestellt und definieren zwei Hüllkurven, von
denen die eine charakteristisch für lineare Polyäthylene mit
niedriger Dichte und die andere charakteristisch für verzweigte
Polyäthylene mit niedriger Dichte sind. Diese Figuren zeigen die
bessere Fähigkeit der linearen Polyäthylene mit niedriger Dichte
zur Quervernetzung bei einer vorgesehenen Strahlungsdosierung
als die verzweigten Polyäthylene mit niedriger Dichte (Fig. 1)
und die überlegenen Wärmeeigenschaften der quervernetzten linearen
Polyäthylene mit niedriger Dichte im Vergleich mit den querver
netzten üblichen verzweigten Polyäthylenen mit niedriger Dichte
(Fig. 2).
Die Verfahrensweise des Beispiels 3 wird wiederholt, unter Einar
beitung von 0,2% Triallyl-cyanurat als Prorad in jeden Produkt
vor der Quervernetzung. Die Ergebnisse sind im Vergleich mit
denen des Beispiels 3 leicht verbessert.
Um zu zeigen, wie die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendeten Äthylenhomo- und -copolymeren von verzweigten Poly
äthylenen mit niedriger Dichte unterschiedlich sind, ist in der
beigefügten Fig. 3 ΔT (Tm-Tc) gegen die Dichte bei 25°C auf
getragen, Nämlich die Werte für lineare Harze mit niedriger
Dichte, Sclair 11W¹, 8105², 8107³, 8307⁴, 8305⁵ und 8405⁶ gegen
die handelsüblichen verzweigten Polymeren mit niedriger Dichte
DYNH-3⁷ (Union Carbide), PN 220⁸ (BXL) Carlona 25-002GA⁹ (Shell),
Carlona 30-002BA¹⁰ (Shell), EXXON LT-117¹¹ (EXXON) und Gulf
2604M¹² (Gulf Oil), wobei die Materialien in der Figur durch die
zugeordneten Ziffern 1 bis 12 dargestellt werden.
Beispiel 3 wird wiederholt, bei Bestrahlungsdosierungen von 10,
15 und 20 MRAD auf Platen, hergestellt aus Mischungen von han
delsüblichen Sclair-Sorten von linearen Polyäthylenen mit nied
riger Dichte, mit variierenden Mengen eines üblichen verzweigten
Polyäthylens mit niedriger Dichte und der 100% Sekantenmodul
bei 150°C wird für jede Platte bestimmt. Die Ergebnisse sind
graphisch in der Fig. 4 dargestellt, die einen synergistischen
Effekt der 100% Sekantenmodul-Eigenschaften bei 150°C für ein
quervernetztes Gemisch von linearen und verzweigten Polyäthylenen
mit niedriger Dichte anzeigt.
Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wird wiederholt, unter An
wendung folgender Formulierung:
Teile | |
Sclair 8105 | |
39,98 | |
Handelsübliches Äthylen/Vinylacetat-Copolymeres, enthaltend 25% Vinylacetat mit einem Schmelzflußindex von 2 | 15,99 |
Handelsübliches verzweigtes Polyäthylen mit niedriger Dichte; Dichte bei 25°C 0,918 und Schmelzflußindex 0,1 | 19,49 |
G400 Whiting | 13,00 |
Maglite D | 1,5 |
Zinkstearat | 1,0 |
Irganox 1010 | 1,25 |
Vulcan 9 | 6,49 |
Triallylcyanurat | 0,30 |
Varox | 1,00 |
100,00 |
Die so hergestellte Muffe bzw. Manschette konnte auf über 600%
gedehnt werden, ohne daß eine Rißempfindlichkeit auftrat, und
außerdem wurde ein ausgezeichneter Ausgleich der Eigenschaften
erzielt. Typische Eigenschaften sind im folgenden aufgeführt:
Eigenschaften bei 150°C | |
100% Sekantenmodul|0,35-0,40 MPa | |
Zugfestigkeit | 0,95 MPa |
Dehnung | 430% |
Eigenschaften bei Raumtemperatur | |
Zugfestigkeit|24,5 MPa | |
Dehnung | 590% |
2% Sekantenmodul | 130,0 MPa |
Eigenschaften bei -40°C | |
Zugfestigkeit|29,0 | |
Dehnung | 365% |
Wärmealterung | |
168 Stunden bei 150°C | |
Zugfestigkeit|22,4 MPa | |
Dehnung | 525% |
Lösungsmittelbeständigkeit | |
168 Stunden Petroleum-Jelly bei 70°C | |
Zugfestigkeit|18,5 MPa | |
Dehnung | 532% |
Elektrische Eigenschaften | |
Durchschlagfestigkeit | |
161 Kv/cm | |
Durchdringbarkeit (Permeativität) | 3,14 |
spezifischer Volumenwiderstand | 7,7×10¹³ Ohm cm |
Wasseraufnahme|0,21% | |
Spezifisches Gewicht | 1,057 g/cm³ |
Die Verfahrensweise des Beispiels 7 wird wiederholt, unter An
wendung der folgenden Formulierung:
Sclait 8105 | |
51,70 | |
Handelsübliches Äthylen/Vinylacetat-Copolymeres, enthaltend 25% Vinylacetat, Schmelzflußindex 2 | 17,25 |
Ketjen EC (leitfähiger Kohlenstoffruß, Handelsprodukt der AKZO Ltd.) | 17,00 |
Thermax (Ruß) | 6,65 |
Zinkstearat | 2,00 |
Maglite D | 1,50 |
Agerite-Harz D | 1,50 |
Triallylcyanurat | 0,40 |
Luperox 130 (ein Peroxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.-Gutyl-peroxihexyn-3) | 1,0 |
Bleifumarat | 1,00 |
100,00 |
Die leitfähige Muffe bzw. Manschette, die so hergestellt wurde,
weist ausgezeichnete ausgewogene Eigenschaften auf, wodurch es
möglich wird, sie für die Abschirmung elektrischer Kabel zu ver
wenden; typische Eigenschaften sind im folgenden aufgeführt:
Raumtemperatur | |
Zugfestigkeit (MPa) | |
19,57 | |
Dehnung (%) | 325 |
150°C | |
Zugfestigkeit (MPa) | |
2,3 | |
Dehnung (%) | 365 |
100% Sekantenmodul (MPa) | 0,8 |
Wärmeschock |
4 Stunden bei 200°C |
Dehnung (%) |
275 |
Wärmealterung |
7 Tage bei 150°C |
Dehnung (%) |
225 |
Lösungsmittelbeständigkeit | |
7 Tage | |
Transformatorenöl | |
Dehnung (%) | 270 |
Spezifisches Gewicht | |
1086 | |
Spezifischer Volumen-Widerstand/Ohm cm | 6,0 |
Folgende Zusammensetzungen wurden unter Verwendung eines Labora
toriums-Innenmischers (Banbury) vermischt.
Vamac N123 (ein Äthylen/Methylacrylat-Elstomeres, Handelsprodukt der Dupont, mit einem Löslichkeitsparameter von 9,1) | |
30 | |
Kohlenstoffruß | 2 |
Antimontrioxid | 6 |
Decabromidphenyläther | 12 |
Crodamine IHT (Entformungsmittel, hydrierter Rindertalg) | 0,375 |
Irganox 1010 | 0,375 |
Triallylcyanurat | 1 |
Whiting G400 | 16 |
Sclair-Harz | 30 |
Das Sclair-Harz, Vamac N123 und Irganox 1010 wurden in den Mischer
beschickt und 1 Minute lang bei Raumtemperatur vermischt. Der Ruß,
das Antimontrioxid, der Decabromidphenyläther und das Calciumcar
bonat wurden anschließend zugesetzt und vermischt, bis die Tempe
ratur des Gemischs auf 140°C anstieg. Crodamine IHT (hydrierter Rindertalg) und Triallyl
cyanurat wurden anschließend eingebracht und während 45 Minuten
vermischt. Diese Mischung wurde anschließend auf einen Walzenstuhl
aufgebracht und zu Bahnen geformt. Aus dem Bahnmaterial wurden
Platten durch Druckformung hergestellt und mit einem Elektronen
strahl auf eine Dosis von 12 Mrad bestrahlt. Die Platten wurden
auf die Wärmeschock-Beständigkeit (4 Stunden bei 200°C) und auf
die Widerstandsfähigkeit gegenüber ASTM Öl Nr. 2 und Dieselöl
durch Eintauchen in die Flüssigkeiten während 24 Stunden bei 90°C
untersucht. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt. Als Ver
gleich wurde das Sclair-Harz durch DYNH-3 ersetzt.
Claims (21)
1. Vernetzbare Zusammensetzung, die eine Mischung aus
(1) linearem Ethylenhomo- oder -copolymer niedriger Dichte
enthält, welches
- (a) eine Dichte von weniger als 0,940 g cm-3 bei 25°C und
- (b) eine Linearität, ausgedrückt als seitliche Methylgruppen je 10³ Kohlenstoffatome der Polymerkette, von weniger als 30,
- (c) nicht mehr als fünf langkettige Verzweigungen im Durch schnitt pro 10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette auf weist,
- (d) durch einen ΔT-Wert von über 15°C,
- (e) einen Molekulargewichts-Verteilungsindex von unter 8,
- (f) durch einen Unsättigungsgrad, ausgedrückt in Form der endständigen Vinylgruppen pro 10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette, von mindestens 0,2 charakterisiert ist und (2) einem Polymer aus der Gruppe der verzweigten Poly ethylene mit mindestens 5 langkettigen Verzweigungen über C₁₀ pro 10³-Kohlenstoffatome der Polyethylenkette und einer Dichte bei 25°C von unter 0,940 g/cm³, der linearen Poly ethylene mit hoher Dichte mit einem Durchschnitt von we niger als 20 seitlichen Methylgruppen pro 10³-Kohlenstoff atome der Polyethylenkette und mit einer Dichte von über 0,940 g/cm³ bei 25°C, Ethylen/Propylen-Copolymere, EPDM-Terpolymere, oder einem oder mehreren elastomeren Polymeren aus der Gruppe der Copolymere von Ethylen mit ethylenisch ungesättigten aliphatischen Estern, Terpoly mere von Ethylen mit einem Alkylacrylat oder -Methacrylat, in dem die Alkylgruppe 1-4 Kohlenstoffatome aufweist und einem dritten copolymerisierbaren Monomeren, und Ethylen/Vinylacetat-Copolymere enthält.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Ethylen
homo- oder -copolymere im wesentlichen keine Kettenver
zweigungen mit einer Kettenlänge über C6 aufweist.
3. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
in der im wesentlichen sämtliche Kettenverzweigungen des
Ethylenhomo- oder -copolymeren Ethylverzweigungen sind.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, in der das Ethylen
homo- oder -copolymere 15-30 Ethylverzweigungen pro 10³
Kohlenstoffatome der Polymerkette aufweist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, in der das Ethylen
homo- oder -copolymere nicht mehr als 10 Ethylver
zweigungen pro 10³-Kohlenstoffatome der Polymerkette auf
weist.
6. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
in der Ethylenpolymere eines Copolymeres von Ethylen mit
einem olefinisch ungesättigten Monomeren ist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, in der olefinisch unge
sättigte Monomere ein C₃-C₈-α-Olefin ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, in der das α-Olefin
n-Buten-1 ist.
9. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
in der das Ethylencopolymere ein Random-Copolymeres ist.
10. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden A
sprüche, in der das Ethylenhomo- oder -copolymere eine
Dichte von weniger als 0,930 g/cm³ aufweist.
11. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden An
sprüche, in der das vermischbare Polymere ein Ethylen/Meth
acrylat-Elastomeres mit einem Löslichkeitsparameter von
9,1 ist.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11 auf der Basis von
30 Teilen eines Ethylen-Methylacrylat-Elstomeren mit einem
Löslichkeitsparameter von 9,1, 2 Teilen Ruß, 6 Teilen Anti
montrioxid, 12 Teilen Dekabromidphenylether, 0,375 Teilen hydrierten
Rindertalgs als Entformungsmittel Crodamine IHT, 0,375 Teilen Pentaerythrit
tetrakis-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat,
1 Teil Triallylzyanurat, 16 Teilen gemahlenes Calciumcar
bonat Whiting G 400 und 30 Teilen eines linearen Ethylenhomo- oder -co
polymeren niedriger Dichte (Sclair).
13. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
die mindestens 10 Gew.-% eines Füllstoffes enthält.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, in der der Füllstoff
ein nicht verstärkender Füllstoff ist.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, in der der Füllstoff
eine Teilchengröße von 1-120 µm aufweist.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 13, in der der Füllstoff
ein verstärkender Füllstoff ist.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, in der der Füllstoff
eine Teilchengröße von 0,01-1 µm aufweist.
18. Quervernetzbare Zusammensetzung nach einem der voran
gehenden Ansprüche, die eine wirksame Menge eines Querver
netzungsmittels oder eines Strahlenübermittlers ("Prorad")
enthält.
19. Zusammensetzung nach einem der Ansprüch1 1-17 mit
einem Gehalt an einem Anti-Kriechspurfüllstoff zur Erzie
lung einer Ausgangskriechstromspannung nach ASTM D2302
von über 2,5 kV.
20. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-17 mit
einem Gehalt an einer wirksamen Menge eines leitfähigen
Füllstoffes.
21. Verwendung der Polymerzusammensetzungen nach einem der
vorangehenden Ansprüche zur Herstellung von vernetzten,
rückstellfähigen Formkörpern, elektrischen Isolierungen
bzw. Abschirmungen, elektrischen Heizelementen sowie zur
Herstellung von semi-permeablen Membranen.
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