DE3119381A1 - Kabelfuellmasse - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den elektrischen Leiter, eines Kabels, der meist aus Kupfer oder Aluminium besteht, mit einem Iso-. liennantel aus Polyolefinen zu versehen, meist aus vernetztem Polyethen. Außen besitzt das Kabel einen Schutzmantel, für den man allgemein Polyvinylchlorid verwendet, das mit Hilfe eines Weichmachers flexibel gemacht ist. Zwischen diesen beiden Schichten benötigt man eine Füllmasse, welche u. a. die Aufgabe hat, die zwischen mehreren Leitern befindlichen Hohlräume auszufüllen, wobei die Funktionen der Außen- und Innenschichten nicht beeinträchtigt, sondern eher verstärkt werden sollen.

Daher gilt es als selbstverständlich, daß die Kabelfüllmasse sowohl gut isoliert als auch verrottungsfest ist.

Notwendig ist aber auch, daß die Füllmasse nicht Öle ausscheidet, wie diese häufig in gummihaltigen Massen enthalten sind, und daß sie nicht im Kontakt mit der PoIyethenschicht eine Aufnahme von Weichmacher durch diese fördert. Frei werdende öle und Weichmacher sind nachteilig für die Isolierwirkung der Polyethenschicht und setzen deren Festigkeit und Dehnvermögen bis zur Funktionsunfähigkeit herab. Die ölabgabe, wie die Durchlässigkeit für Weichmacher, führt, besonders bei hohen Betriebstemperaturen, zu unerwünschten Verklebungen der einzelnen Schichten oder auch zum Bluten an den Kabelenden.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten empfiehlt die DE-OS 27 21 228, gesättigte Gummis nicht in Kombination mit öl, sondern mit ataktischem Polypropylen zu verwenden. Solche Massen nehmen zwar Weichmacher aus dem äußeren Mantel auf, halten ihn aber fest.

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Man kann es als Nachteil dieser Formulierungen empfinden, daß man noch immer Mischungen verschiedener plastischer Massen herstellen muß. Auch hat sich gezeigt, daß nicht alle ölfreien marktgängigen gummihaltigen Füllmassen den geltend gemachten Vorteil für sich beanspruchen können.

Die Aufgabe der Schaffung einer Kabelfüllmasse, welche einheitlich ist, den Weichmacher aus dem Schutzmantel ausreichend bindet und selbst keine störenden Bestandteile absondert, wird in der aus Patentanspruch 1 ersichtlichen Weise durch Verwendung eines nach Ziegler-Natta erhaltenen Copolymeren aus Buten-1, Propen und/oder Ethen gelöst.

Geeignete, weitgehend amorphe Copolymere erhält man bevorzugt nach dem Verfahren der DE-PS 23 06 667, indem man Buten-1 in Gegenwart von bis zu 30 % Ethen und/oder Propen bei 40 bis 120 ⁰C in Lösung in Buten-1 oder in einer Buten-1, Buten-2 und Butan enthaltenden C.-Fraktion an einem Mischkontakt aus kristallinem

», welches aus TiCl₄ durch Reduktion mit Aluminium erhalten wurde und worin η = 0, 3 bis 0,33 ist, und aus einem Aluminiumtrialkyl mit C^- bis C₄~Alkylgruppen, bevorzugt Aluminiumtriisobutyl in Atomverhältnissen Al : Ti von 1,5 bis 3,0 polymerisiert? geeignet ist auch ein solches Verfahren gemäß der DE-OS 29 30 108, wobei man 25 bis 76 Gewichtsprozent Buten-1, 24 bis 70 Gewichtsprozent Propen und 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Ethen bei 50 bis 100 ⁰C unter Atomverhältnissen Al : Ti von 0,8 bis 4,0 polymerisiert und als titanhaltige Katalysatorkomponente ein thermisch instabiles TiCl₃ · 0,3 bis O₁₇SS AlCl₃ einsetzt.

Hierbei erhält man Co- bzw. Terpolymere, die aus 10 bis 90 Gewichtsprozent Buc*=n~„----.ir.riaitar», aus 10 ',:is :-Z- ;:·:.-

BAD ORIGINAL

- y- H 0.2. 3726

wichtsprozent Propen-Einheiten und/oder aus 0,5 bis Gewichtsprozent Ethen-Einheiten bestehen und die sich hervorragend als Grundlage für eine Kabelfüllmasse eignen.
5

Die Füllmasse selbst besteht aus 5. bis 40, bevorzugt bis 30, insbesondere 15 bis 25 Gewichtsprozent des Co- bzw. Terpolymeren und aus 95 bis 60, bevorzugt 90 bis 70, insbesondere 85 bis 75 Gewichtsprozent eines mineralischen Füllstoffes, wie Kreide, Kalk, Dolomit, Talkum und Schiefermehl.

Man kann einen untergeordneten Anteil des mineralischen Füllstoffes durch weitere Bestandteile ersetzen, indem man, immer bezogen auf die Gesamtmischung, 0,1 bis 6 Gewichtsprozent eines niedermolekularen, wachsartigen Niederdruck-Polyethens oder eines Hartparaffins als Verarbeitungshilfsmittel einarbeitet, oder 0,1 bis 6 Gewichtsprozent eines isotaktischen Polypropylens, welches den Erweichungspunkt der Masse erhöht, oder 0,1 bis 0, Gewichtsprozent eines bei Polyolefinen gebräuchlichen Stabilisators, bzw. Stabilisatorgemisches oder auch 5 bis 15 Gewichtsprozent eines Flammschutzmittels wie Aluminiumhydroxid oder eines modifizierten Tones oder Kombinationen aus halogenhaltigen organischen Verbindungen mit Oxiden der dritten bis fünften Gruppe des Periodensystems, z. B. Zinndioxid oder Antimontrioxid.

Eine besonders geeignete Kabelfüllmasse besteht z. B. aus 30

24,8 Gewichtsteilen Terpolymer der Zusammensetzung

5 Gewichtsprozent Ethen, 63 Gewichtsprozent Propen, 32 Gewichtsprozent Buten-1 35 74,0 Gewichtsteilen Kreide
1,0 Gewichts ceil en i.x^^-^

ethen
0,2 Gewichtsteilen Stabilisator

BAD ORIGINAL

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Eine solche Kabelfüllmasse, angeordnet im Kabel zwischen weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid als Außenmantel und vernetztem Polyethen als Leiterisoliermantel, nimmt bei Betriebstemperaturen von 100 ⁰C aus dem weichmacherhaltigen Polyvinylchlorid etwas Weichmacher auf, hält . ihn jedoch praktisch fest. Mit dem vernetzten Polyethen wird keine Wechselwirkung beobachtet. Die Kabelfüllmasse verklebt weder mit dem vernetzten Polyethen noch mit dem weichmacherhaltigen Polyvinylchlorid.

Dieses Verhalten der erfindungsgemäßen Kabelfüllmasse im Kontakt mit weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid und vernetztem Polyethen zeigt sich bei der Bestimmung der Wanderung von Weichmachern, angelehnt an DIN 53 405 (Tabelle 1) sowie bei der Prüfung der mechanischen Eigenschaften des vernetzten Polyethens im Zugversuch nach DIM 53 504 (Tabelle 2), und zwar jeweils im Vergleich mit einer marktgängigen gummihaltigen Füllmasse, deren Gummianteil aus ölfreiem Polyisobutylen besteht.

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T. belle

M-.nge der Abgabe und Aufnahme eines Weichmachers in Abhängigkeit von der Zeit bei 70 C. p.ufung nach DIN 53

	erfindungsgemäß	Kabelmantel	Zwischenmantel-	Leiterisolier	Stand der Technik	Kabelmantel	Zwischenmantel-	Leiteriso
I .. üf-	(weichmacher-	masse (erfin	mantel (ver-	(weichmacher-	masse (markt	liermantel
d uer	haltiges Poly	dungsgemäße Ka	netztes PoIy-	haltiges Poly	gängige Kabel	(vernetztes *
	vinylchlorid)	belfüllmasse)	ethen)	vinylchlorid)	füllmasse)	Polyethen) '
	Weichmacher-	Weichmacher	Weichmacher	Weichmacher	Weichmacher	Weichmacher-
	abgabe	aufnahme	aufnahme	abgabe	aufnahme	C aufnahme
	mg	mg	mg	mg	mg	rag i
Tage	49	49	0	45	8	35
L	86	84	2	55	9	42 :
2	135	130	5	105	19	75
5	-	-	-	144	25	109
9	169	145	20	-	-	-
iO	231	187	43	191	24	153
15	310	243	60	282	55	202
O

O.Z. 3726

Tabelle 2

Bestimmung der Festigkeit/Dehnung des vernetzten PoIyethens, Zugversuch nach DIN 53 504, nach Lagerung von 7 Tagen bei 100 ⁰C.

	Zugfestigkeit	(N/mm2)	Verbund mit Kabelfüllmassen	15	12
	Rei ßfestigkeit	(N/mm2)	erfindunqsgemäß/raarktgängig	15	12
Vor dem	Reißdehnung	(%)	J	200	80
Verbund	Zugfestigkeit	(N/mm2)	L4
	Reißfestigkeit	(N/mm2)	14
Nach dem	Reißdehnung	(%)	200
Verbund

Wie Tabelle 1 zeigt, nimmt die erfindungsgemäße Kabelfüllmasse einen gewissen Anteil des Weichmachers aus dem Kabelmantel auf, gibt jedoch kaum Weichmacher weiter und bildet damit einen deutlichen Schutz für den Leiterisoliermantel. Dies folgt aus Tabelle 2; die mechanischen Werte des Isoliermantel-Materials sind praktisch unverändert. Demgegenüber nimmt die marktgängige Kabelfüllmasse auf Polyisobutylen-Grundlage nur wenig Weichmacher auf, läßt diesen aber in erheblichem Maße hindurchwandern (Tabelle 1) und führt zu einer deutlichen Minderung der mechanischen Eigenschaftswerte des Isoliermantel-Materials (Tabelle 2).

Ganz ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn man ein Terpolymeres der Zusammensetzungs 10 Geiifiehtsprozent Ethen, 60 Gewichtsprozent Propen, 30 Gewichtsprozent Buten-1 mit einer marktgängigen Kabelfüllmasse vergleicht, welche auf Grundlage eines ölfreien Ethen-Propen-Dien-Kautschuks aufgebaut ist.

Claims (1)

1. ί - "" O.Z. 3726

   Patentanspruch j

   Füllmasse auf Polyolefin-Grundlage für mit Weich-Polyvinylchlorid ummantelte elektrische Kabel, dadurch gekennzeichnet,

   daß das Polyolefin ein nach Ziegler-Natta erhaltenes Copolymer es aus Buten-1, Propen und/oder Ethen ist.