DE3014771C2

DE3014771C2 - Verfahren zur Herstellung von stabilisierten vernetzten Formteilen aus Äthylen-Homo-oder Mischpolymeren

Info

Publication number: DE3014771C2
Application number: DE19803014771
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Mayer; Johann Dipl.-Chem. 3502 Vellmar Wartusch
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG; Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Kabel Rheydt AG; Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-04-17
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE3014771A1

Description

30

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von stabilisierten vernetzten Fonmeilen, insbesondere Kabelisolierungen aus Äthylen-Homo- oder Mischpolymeren durch direkte Dosierung der stabilisierenden und vernetzenden Komponenten in das Rohpolymer.

Der steigende Bedarf an elektrischer Energie setzt leistungsfähige Verteilernetze voraus. Hierzu ist man an einer stärkeren Belastbarkeit der Übertragungsstrecken interessiert und daher bemüht, für elektrische Kabel und Leitungen Isolierungen mit höherer Wärmebeständigkeit und besserer Isolierfähigkeit als bisher einzusetzen. Dies bedeutet für elektrische Kabel mit einer Kunststoffisolierung, daß die bisher üblichen thermoplastischen Kunststoffe wie Polyvinylchlorid und Polyäthylen in zunehmendem Maße durch wärmeformbeständigere, gegen Wärme- und Alterungseinflüsse stabilisierte sowie spannungsfestere Kunststoffe ersetzt werden. Hierfür kommen vor allem vernetzte Polyolefine, insbesondere vernetztes Polyäthylen, sowie vernetzte Copolymerisate auf Olefinbasis, insbesondere vernetzte Copolymere des Äthylens, und synthetische Kautschuke, infrage.

Zur Herstellung von elektrischen Kabeln mit einer Isolierung aus einem vernetzten Kunststoff, beispielsweise aus einem vernetzten Polyäthylen, und ganz allgemein zur Herstellung von langgestreckten Formteilen aus einem solchen Kunststoff haben sich Verfahren durchgesetzt, bei denen das aus einer vernetzbaren Thermoplast- oder Kautschukmischung geformte Gut auf chemischem Wege vernetzt wird. Hierzu werden Vernetzungsmittel, bevorzugt organische Peroxide, verwendet, die in die thermoplastische oder Kautschukmischung eingearbeitet werden und die bei erhöhten Temperaturen zerfallen und dabei die chemische Vernetzung des Kunststoffes bewirken.

Diese peroxidische Vernetzung hat als solche bereits Vorteile in der Alterungsbeständigkeit gegenüber sulfidisch vernetzten Polymeren zur Folge. Unabhängig davon werden Antioxidantien bzw. Wärmestabilisatoren zugesetzt

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten stabilisierten Äthylenpolymerisaten bekannt, bei denen bestimmte Stabilisatoren in einem flüssigen organischen Peroxid gelöst werden und diese Mischung gemeinsam mit Polymer kontinuierlich in die Einzugszone eines Extruders zugefügt wird, wonach in der Mischzone bei Temperaturen zwischen 100—150⁰C gemischt und die Mischung dann extrudiert wird (OS 22 20 147).

Insbesondere handelt es sich dabei um ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten, stabilisierten Äthylenpolymerisaten durch Mischen von feinteiligen Äthylenpolymerisaten mit einem Peroxid und einem S'abilisator bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Äthylenpolymerisates, bei dem man eine Lösung von 4,4'-Thio-bis-(3-methyl-6-tertiär-butyl-1 -phenol), 1,1 '-Tnio-bis-(2-hydroxy-6-iertiär-buty!-benzo!), Dilauroy!- thio-dipropionat und Distearyl-thio-dipropionat in einem flüssigen organischen Peroxid oder eine Lösung eines organischen Peroxids, dessen Halbwertszeit bei 140⁰C mindestens 60 Minuten beträgt, und ein Äthylenpolymerisat kontinuierlich der Einzugszone eines Extruders zuführt, in der Mischzone des Extruders bei Temperaturen zwischen 100 und 150⁰C mischt und die Mischung nach dem Extrudieren auf Temperaturen zwischen 150 und 250⁰C erhitzt, so daß eine Vernetzung des Äthylenpolymerisates eintritt

Der Nachteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß der in danach hergestellten Formteilen z. B. Kabelisolierungen vorhandene Wärmestabilisator aus den Formteilmassen heraus migriert. Die Ursache dafür ist darin begründet, daß das im Extruder hergestellte Gemisch nicht stabil ist. Aufgrund der Kristallbildungstendenz des Wärmestabilisators tritt eine Entmischung auf. Das Polymer ist folglich nicht weiterhin im beabsichtigten Maße wärmestabilisiertgeschützt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in den Formteilmassen eine Entmischung mit den vorgenannten Folgen und Nachteilen, insbesondere einem Migrieren des Wärmestabilisators zu vermeiden.

Eine Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Teile der Patentansprüche gegeben.

Dadurch, daß ein Wärmestabilisator mit erfindungsgemäß niedrigem Schmelzpunkt verw-r.ndet wird, ist die Wiederbildung von Kristallen bei Raumtemperatur ger^;ng bzw. erfolgt gar nicht mehr. Damit ist letztlich eine Enthomogjnisierung der Formteilmassen vermieden.

Im Rahmen der direkten Dosierung, darunter wird die Beigabe von stabilisierenden und vernetzenden Komponenten während des Endformgebungsprozesses verstanden, erfolgt auch die Zugabe eines flüssigen Spannungsstabili^tors. Dabei kann es sich um ein Ol auf Phenanthrenbasis oder eine flüssige Keto- und/oder Hydroxylverbindung handeln.

Die Zugabe eines Spannungsstabilisators erfoigt sowohl bei den Formteilmassen, die eine isolierende Eigenschaft z. B. als Kabelisolierung haben, als auch bei den Formteilmassen, die später eine Leitschicht darstellen sollen. Letztere finden Verwendung bei mehrschichtig aufgebauten Kabelmänteln, in denen sie Equipoteiitialflächen darstellen. Ist der Spannungsstabi-

lisator sowohl in der isolierenden haben als auch leitenden Schicht vorhanden, sie haben eine gemeinsame Grenzfläche, ist auf diese Weise zwischen den beiden Stoffen hinsichtlich der Spannungsstabilisatorbeigabe ein Konzentrationsunterschied vermieden, und es tritt kein Migrieren derStoffanteile auf.

Als Peroxid findet ein Ditertiärbutylperoxid oder ein Gemisch aus diesem mit Tertiärbutylcumylperoxid und gegebenenfalls Dicumylperoxid Verwendung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von stabilisierten vernetzten Formteilen, insbesondere Kabelisolierungen aus Äthylen-Homo- oder Mischpolymeren durch direkte Dosierung der stabilisierenden und vernetzenden Komponenten in das Rohpolymer oder in das Rohpolymergemisch, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymer oder Polymergemisch während seines Endformgebungsprozesses eine Lösung aus flüssigem Peroxid und einem festen unter 80° C schmelzenden aus 2,2'-Thio-bis4-methyl-6-tertiärbutyl-phenol als Wärmestabilisator zugefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin in die Löung ein öl auf Phenanthrenbasis oder eine flüssige Keto- und/oder Hydroxylverbindung als flüssiger Spannungsstabilisator gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Peroxid ein Ditertiärbutylperoxid oder ein Gemisch aus diesem mit Tertiärbutyieumylperoxid und gegebenenfalls Dicumylperoxid verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Endform der vernetzenden Komponenten ein mehrschichtig aufgebauter Kabelmantel erzeugt wird.