DE3119381C2 - - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den elektrischen Leiter eines Kabels, der meist aus Kupfer oder Aluminium besteht, mit einem Isoliermantel 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 Innnenschichten 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 Kontkat mit der Polyethenschicht 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 27 21 228 A1 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.

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. Schließlich erweckt die Schrift den Eindruck, daß amorphe Polyolefine allein keine brauchbare Grundlage für die gesuchten Füllmassen sind.

Aus DE 22 40 442 B2 sind Kabelverguß- und Dichtungsmassen bekannt, die aus einem amorphen Terpolymeren des Ethens, Propens und Buten-1, aus teilkristallinem Polybuten-1 und aus Polybutenöl zusammengesetzt sind. Diese Massen besitzen einen besonders hohen Tropfpunkt und eignen sich daher speziell als Verguß- und Dichtungsmassen und auch als Füllmasse für Kabelmuffen, ohne jedoch teils wegen des Butenölgehaltes, alle Anforderungen erfüllen zu können, welche die Technik bezüglich der mit Weich-Polyvinylchlorid ummantelten Kabel stellt.

Auch DE 29 30 108 A1, welche ein Verfahren zur Herstellung von weitgehend amorphen Terpolymeren aus Buten-1, Propen und Ethen offenbart, nennt den Einsatz als Vergußmasse, ohne die spezielle Problemstellung auf dem Kabelsektor zu berühren.

Es bestand daher noch immer die Aufgabe, eine Kabelfüllmasse zu schaffen, welche einheitlich ist und, zwischen weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid und vernetztem Polyethylen angeordnet, sogar bei hohen Betriebstemperaturen weder den Weichmacher aus dem Polyvinylchlorid aufnimmt und dann ausschwitzt, noch mit dem vernetzten Polyethylen Reaktionen eingeht, auch nicht mit einer dieser Schichten verklebt und selbst keine störende Bestandteile absondert.

Diese Aufgabe wird in der aus dem Patentanspruch ersichtlichen Weise überraschend einfach gelöst.

Eine solche Kabelfüllmasse, angeordnet im Kabel zwischen weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid als Außenmantel und vernetztem Polyethen als Leiterisoliermantel, nimmt bei Betriebstemperaturen von 100°C 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 DIN 53 504 (Tabelle 2), und zwar jeweils im Vergleich mit einer marktgängigen gummihaltigen Füllmasse, deren Gummianteil aus ölfreiem Polyisobutylen besteht.

Geeignete, weitgehend amorphe Copolymere erhält man bevorzugt nach dem Verfahren der DE 23 06 667 C3, indem man Buten-1 in Gegenwart von bis zu 30% Ethen und Propen bei 40 bis 120°C in Lösung in Buten-1 oder in einer Buten-1, Buten-2 und Butan enthaltenden C₄-Fraktion an einem Mischkontakt aus kristallinem TiCl₃ · n AlCl₃, welches aus TiCl₄ durch Reduktion mit Aluminium erhalten wurde und worin n = 0,3 bis 0,33 ist, und aus einem Aluminiumtrialkyl mit C₂- 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 29 30 108 A1, wobei man 25 bis 76 Gewichtsprozent Buten-1, 24 bis 70 Gewichtsprozent Propen und 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Ethen bei 50 bis 100°C unter Atomverhältnissen A1 : Ti von 0,8 bis 4,0 polymerisiert und als titanhaltige Katalysatorkomponente ein thermisch instabiles TiCl3 · 0,3 bis 0,35 AlCl₃ einsetzt.

Hierbei erhält man Terpolymere, die aus 10 bis 90 Gewichtsprozent Buten-1-Einheiten, aus 10 bis 90 Gewichtsprozent Propen-Einheiten und aus 0,5 bis 15 Gewichtsprozent Ethen-Einheiten bestehen und die sich hervorragend als Grundlage für eine Kabelfüllmasse eignen.

Die Füllmasse selbst besteht aus 10 bis 30, insbesondere 15 bis 25 Gewichtsprozent des Co- bzw. Terpolymeren und aus 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 als Verarbeitungshilfsmittel einarbeitet, oder 0,1 bis 0,5 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

24,8 Gewichtsteilen
Terpolymer der Zusammensetzung
	5 Gewichtsprozent Ethen,
	63 Gewichtsprozent Propen,
	32 Gewichtsprozent Buten-1
74,0 Gewichtsteilen	Kreide
1,0 Gewichtsteilen	niedermolekulares Niederdruck-Polyethen
0,2 Gewichtsteilen	Stabilisator.

Tabelle 1

Menge der Abgabe und Aufnahme eines Weichmachers in Abhängigkeit von der Zeit bei 70°C. Prüfung nach DIN 53 405

Tabelle 2

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

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 Zusammensetzung: 10 Gewichtsprozent 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. Füllmasse auf Polyolefin-Grundlage für mit Weich-Polyvinylchlorid ummantelte elektrische Kabel, die reichlich mineralische Füllmittel und als Polyolefin ein amorphes, Ethen und Propen enthaltendes Copolymer enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 10 bis 30 Gew.-% eines nach Ziegler-Natta erhaltenen Terpolymeren aus 0,5 bis 15 -Gew.-% Ethen-Einheiten, 10 bis 90 Gew.-% Propen-Einheiten und 10 bis 90 Gew.-% Buten-1-Einheiten und @ 90 bis 70 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffes, von dem, bezogen auf die Gesamtmischung, 0,1 bis 6 Gew.-% durch ein niedermolekulares Niederdruck-Polyethylen oder 0,1 bis 0,5 Gew.-% durch einen Stabilisator ersetzt sein können, besteht.