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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Isolierungszusammensetzungen für elektrische
Stromkabel mit einem Grundpolymer, umfassend wenigstens ein Metallocen-Polymer,
einen Füllstoff
und ein Additiv, umfassend eine Mischung aus einem Amin-Antioxidans
und einem gehinderten Amin-Lichtstabilisator oder einem sterisch
gehinderten Amin-Lichtstabilisator oder 2,5-Di(tert-amyl)hydrochinon (TAHQ) oder
Mischungen aus den Stabilisatoren und TAHQ.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Typische
Stromkabel weisen im Allgemeinen einen oder mehr Leiter in einem
Kern auf, umgeben von mehreren Schichten, welche eine erste halbleitende
Abschirmschicht, eine polymere Isolierschicht, eine zweite halbleitende
Abschirmschicht, eine Metallband-Abschirmschicht
und eine polymere Ummantelung einschließen können.
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In
der Vergangenheit wurden polymere Materialien als elektrische Isoliermaterialien
und halbleitende Abschirmmaterialien für Stromkabel verwendet. In
Diensten oder Produkten, die eine Leistung eines Stromkabels über eine
längere
Zeit benötigen,
müssen
die polymeren Materialien zusätzlich
dazu, dass sie die geeigneten dielektrischen Eigenschaften aufweisen,
auch langlebig sein. Polymere Isolierung, welche in Baukabeln, in
elektrischen Motoren oder in Maschinenstromkabeln oder in unter
Grund liegenden Strom-leitenden Kabeln eingesetzt wird, müssen aus
Sicherheitsgründen
und ökonomischen
Gründen
sowie praktischen Gründen langlebig
sein.
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Ein
Haupttyp an Versagen, dass bei einer polymeren Stromkabelisolierung
auftritt, ist das Phänomen, welches
als „Bäumchenbildung" („treeing") bekannt ist. Bäumchenbildung
verläuft
im Allgemeinen über
einen dielektrischen Bereich unter elektrischer Spannung, so dass,
falls sichtbar, der Weg ähnlich
einem Baum aussieht. Die Bäumchenbildung
kann langsam durch periodische Teilentladung auftreten und voran
schreiten. Sie kann auch langsam in der Gegenwart von Feuchtigkeit
ohne jede Teilentladung auftreten oder sie kann schnell als Ergebnis
einer Stoßspannung
auftreten. Bäumchen
können
an der Stelle einer hohen elektrischen Spannung wie Verunreinigungen
oder Leerstellen im Körper
des Isolierungs-Halbleiterfilm-Grenzfläche gebildet werden. In festen
organischen Dielektrika ist die Bäumchenbildung wahrscheinlich
der Mechanismus von elektrischen Fehlfunktionen, welche nicht plötzlich auftreten,
sondern eher das Ergebnis eines längeren Prozesses sind. In der
Vergangenheit wurde eine Verlängerung
der Nutzungsdauer von polymerer Isolierung durch Modifikation der
polymeren Materialien mittels Mischen, Pfropfen oder Copolymerisieren
von Silan-basierten Molekülen
oder anderen Additiven erzielt, so dass Bäumchen entweder nur bei höheren Spannung
als üblich
initiiert werden oder langsamer wachsen, wenn sie mal initiiert
wurden.
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Es
gibt zwei verschiedene Arten an Bäumchenbildung, bekannt als
elektrische Bäumchenbildung
und als Wasserbäumchenbildung.
Elektrische Bäumchenbildung
resultiert aus internen elektrischen Entladungen, die das Dielektrikum
zerstören.
Hochspannungsimpulse können
elektrische Bäumchen
produzieren. Der Schaden, der aus dem Anlegen moderater Wechselstromspannungen
an die Grenzflächen
Elektrode/Isolierung, welche Fehlstellen enthalten können, auftritt,
ist kommerziell signifikant. In diesem Fall können sehr hohe, lokalisierte
Spannungsgradienten existieren und mit ausreichender Zeit kann dies
zur Initiierung und zum Wachstum von Bäumchen führen. Ein Beispiel dazu ist
ein Hochspannungskabel oder -anschluss mit einer rauen Grenzfläche zwischen
dem Leiter oder der Leiterabschirmung und der primären Isolierung.
Der Fehlfunktionsmechanismus beinhaltet den eigentlichen Zusammenbruch
der modularen Struktur des dielektrischen Materials, vielleicht
durch Elektronenbeschuss. In der Vergangenheit hat sich viel Stand
der Technik mit der Inhibierung von elektrischen Bäumchen beschäftigt.
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Im
Gegensatz zur elektrischen Bäumchenbildung,
welche aus internen elektrischen Entladungen, welche das Dielektrikum
zerstören,
resultiert, ist die Wasserbäumbildung
die Zerstörung
eines festen dielektrischen Materials, welches gleichzeitig einer
Flüssigkeit
oder einem Dampf und einem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Vergrabene
Stromkabel sind insbesondere anfällig
für elektrische
Bäumchenbildung.
Wasserbäumchen
werden an Stellen hoher elektrischer Spannung, wie rauen Grenzflächen, vorstehende
leitende Punkte, Leerstellen oder eingebettete Verunreinigungen,
initiiert, aber bei niedrigeren Spannungen als die, die für elektrische
Bäumchen
benötigt
werden. Im Gegensatz zu elektrischen Bäumchen, besitzen Wasserbäumchen die folgenden
unterscheidenden Charakteristika:
- (a) die Gegenwart
von Wasser ist essentiell für
ihr Wachstum,
- (b) während
ihres Wachsens wird normalerweise keine Teilentladung nachgewiesen,
- (c) sie können über Jahre
wachsen, bevor sie eine Größe erreichen,
die zu einem Kurzschluss beitragen kann,
- (d) trotz des langsamen Wachsens, werden sie initiiert und wachsen
sie in viel niedrigeren elektrischen Feldern als solche, die für die Entwicklung
von elektrischen Bäumchen
benötigt
werden.
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Elektrische
Isolationsanwendungen werden im Allgemeinen in Niederspannungsisolierungen
(weniger als 1 KVolt), Mittelspannungsisolierungen (variierend zwischen
1 KVolt und 35 KVolt) und Hochspannungsisolierungen (über 35 K
Volt) unterteilt. In Anwendungen mit niedrigen und mittleren Spannungen,
zum Beispiel elektrische Kabel und Anwendungen in der Automobilindustrie,
ist die elektrische Bäumchenbildung
kein allgegenwärtiges
Problem und tritt viel weniger häufig
auf, als die Wasserbäumchenbildung,
welche häufig
ein Problem ist. Für
Anwendungen mit mittlerer Spannung sind die gebräuchlichsten polymeren Isolatoren
entweder aus Polyethylenhomopolymeren oder Ethylen-Propylen-Elastomeren,
auch als Ethylen-Propylen-Gummi („ethylene-propylene-rubber” (EPR))
bekannt, oder Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
(„ethylene-propylene-diene
ter-polymer (EPDM)) gefertigt. Polyethylen wird im Allgemein pur
(ohne Füllstoff)
als elektrisches Isolationsmaterial eingesetzt. Polyethylene besitzen
sehr gute dielektrische Eigenschaften, insbesondere dielektrische
Konstanten und Leistungsfaktoren. Die dielektrische Konstante von
Polyethylen liegt im Bereich von 2,2 bis 2,3. Der Leistungsfaktor,
der eine Funktion der abgeleiteten und verlorenen elektrischen Energie
ist, sollte so niedrig wie möglich
sein und liegt bei Raumtemperatur bei 0,0002, was ein sehr wünschenswerter Wert
ist. Die mechanischen Eigenschaften von Polyethylen sind in vielen
Anwendungen auch ausreichend für die
Anwendung als Mittelspannungsisolation. Sie sind anfällig dafür, bei hohen
Temperaturen zu deformieren. Jedoch sind Polyethylenhomopolymere
sehr anfällig
für die
Wasserbäumchenbildung,
insbesondere im oberen Bereich des Mittelspannungsbereichs.
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Es
existieren Versuche, Polyethylen-basierte Polymere herzustellen,
die eine elektrische Langzeitstabilität aufweisen. Wenn zum Beispiel
Dicumylperoxid als vernetzendes Mittel für Polyethylen eingesetzt wird, fungiert
der Peroxid-Rest eine Weile nach der Aushärtung als Inhibitor für Bäumchen.
Jedoch werden diese Reste letztendlich bei den meisten Temperaturen,
wo elektrische Stromkabel eingesetzt werden, verloren.
US 4,144,202 (Ashcraft, et al., erteilt
am 13. März
1979) beschreibt das Einbringen von wenigstens einem Epoxy-haltigem
Organosilan als Inhibitor für
die Wasserbäumchenbildung
in Polyethylenen. Jedoch besteht ein Bedarf nach einem polymeren
Isolator mit verbesserter Beständigkeit
gegen Bäumchenbildung
verglichen mit solchen Silan-haltigen Polyethylenen.
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Anders
als Polyethylen, welches pur eingesetzt werden kann, enthält der andere übliche Mittelspannungsisolator,
EPR, typischerweise einen hohen Gehalt an Füllstoffl, um der Bäumchenbildung
zu widerstehen. EPR enthält
im Allgemeinen ungefähr
20 bis ungefähr
50 Gew.-% Füllmaterial,
hauptsächlich
kalzinierter Ton und ist vorzugsweise mit Peroxiden vernetzt, wenn
es als Mittelspannungsisolator eingesetzt wird. Die Anwesenheit
von Füllstoffen
verleiht EPR einen hohen Widerstand gegen die Fortpflanzung von
Bäumchen.
EPR besitzt auch mechanische Eigenschaften, die Polyethylen bei
erhöhten
Temperaturen überlegen
sind.
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Während die
Füllmaterialien,
die in EPR eingesetzt werden, Bäumchenbildung
zu verhindern helfen, besitzen sie leider im Allgemeinen schlechte
dielektrische Eigenschaften, dass heißt eine schlechte dielektrische
Konstante und einen schlechten Leistungsfaktor. Die dielektrische
Konstante von EPR mit Füllstoff
liegt im Bereich von ungefähr
2,3 bis ungefähr
2,8. Sein Leistungsfaktor liegt im Bereich von ungefähr 0,02
bis ungefähr
0,005 bei Raumtemperatur, was ungefähr eine Größenordnung schlechter ist,
als Polyethylen.
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Aus
diesem Grund weisen beide, Polyethylene und EPR, gravierende Einschränkungen
auf. Obwohl Polyethylen gute dielektrische Eigenschaften besitzt,
weist es eine schlechte Beständigkeit
gegen Wasserbäumchenbildung
auf. Während
EPR mit Füllstoff
eine gute Beständigkeit
gegen Bäumchenbildung
und gute mechanische Eigenschaften aufweist, besitzt es schlechtere
dielektrische Eigenschaften.
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Der
Leistungsfaktor steigt mit der Temperatur an. Zusätzlich kann
er mit der Zeit bei hohen Temperaturen weiter ansteigen. Kabel,
die von Underwriters Labs MV105 bewertet wurden, müssen 21
Tage bei einer Notschaltung-Überlastungstemperatur
von 140 °C überleben.
Isolierungen aus EPR mit Füllstoff
werden üblicherweise
in solchen Anwendungen eingesetzt.
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Heute
existiert eine weitere Klasse an Polymeren und diese werden in
EP 0341644 A (veröffentlicht am
15. November 1989) beschrieben. Dieses Dokument beschreibt lineare
Polyethylene, welche mittels eines traditionellen Ziegler-Natta-Katalysatorsystems
hergestellt wurden. Sie besitzen im Allgemeinen eine breite Molekulargewichtsverteilung, ähnlich zu
linearem Polyethylen mit niedriger Dichte, und bei ausreichend niedrigen Dichten
können
sie eine bessere Verzögerung
der Bäumchenbildung
zeigen. Jedoch besitzen diese linearen Polymere für die Draht-
und Kabelindustrie schlechte Schmelztemperaturcharakteritiken und
eine schlechte Verarbeitbarkeit. Um eine gute Mischung in einem
Extruder zu erzielen, müssen
die linearen Polymere bei einer Temperatur verarbeitet werden, bei
der die üblicherweise
eingesetzten Peroxide frühzeitig
das Polymer vernetzen. Dieses Phänomen
wird meist als „Scorch" bezeichnet. Falls
die Verabeitungstemperatur niedrig genug gehalten wird, um Scorch
zu vermeiden, tritt aufgrund der höher schmelzenden Spezies im
linearen Polymer mit breiter Molekulargewichtsverteilung ein unvollständiges Schmelzen
auf. Dieses Phänomen führt zu einer
schlechten Durchmischung, steigenden Extruderdrücken und anderen schlechten
Ergebnissen.
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Neuere
Metallocen-Polyethylen-Copolymere sind flexibler und sind zur Verwendung
als Kabelisolation vorgeschlagen worden, aber sie besitzen im Allgemeinen
eine schlechtere thermische Stabilität und können deformieren, wenn sie
hoher Hitze ausgesetzt sind. Sie leiden auch unter einem größeren elektrischen
Verlust bei Wechselstrom, welcher in Form eines Dissipationsfaktors,
genannt tan delta, bestimmt werden kann.
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1,2-Dihydro-2-2-4trimethylchinone
oder "TMQ"s sind universal
bevorzugte Antioxidationsmittel für gefüllte NS-, MS- oder HS-Kabelisolationen
aufgrund ihres guten Schutzes vor thermischer Zerstörung, niedriger Wechselwirkung
mit dem häufig
eingesetzten Peroxid-Aushärtungssystem
und niedriger Kosten. TMQs werden aufgrund ihrer verfleckenden Natur
nicht in Polyethylenisolierungen eingesetzt.
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Gehinderte
Amin-Lichtstabilisatoren oder „HAL"s werden vorwiegend
in klaren Kunststofffilmen, -folien oder -beschichtungen eingesetzt,
um eine Zerstörung
durch Licht zu verhindern. HALs werden in nicht-gefüllten Polyethylenisolationen
eingesetzt. Es wird vermutet, dass sie Zerstörung, hervorgerufen durch Licht,
welches von kleinen elektrischen Entladungen emittiert wird, zu
verhindern.
US-Patent Nr. 5,719,218 beschreibt eine
optisch transparente Polyethylenisolationsformulierung mit einem
HAL, wobei gesagt wird, dass HALs geeignet sind, eine Zerstörung der
Isolierung durch Wasserbäumchen
verhindern.
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Isolationen
vom EPDM-Typ besitzen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Wasserbäumchen und werden
seit über
30 Jahren in Wechselstromkabelisolierungen, die nassen Umgebungen
ausgesetzt sind, verwendet. Sie arbeiten nachweislich auch in Hochtemperaturdiensten
in städtischen
Stromnetzen. Gefüllte
Isolationen sind opak, so dass sie nicht unter der Zerstörung durch
Licht, welches von kleinen elektrischen Entladungen emittiert wird,
leiden.
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Metallocen-Polymere
besitzen eine viel höhere
Beständigkeit
gegenüber
Wasserbäumchen
als Polyethylene, werden aber aufgrund ihrer höheren Wechselstromverluste
und allgemein schlechterer Beständigkeit
gegen thermische Zerstörung
und höheren
Kosten verglichen mit Polyethylenen kaum als Mittel- oder Hochspannungs-Kabelisolierungen
eingesetzt. Metallocen-Polymere weisen eine gute Akzeptanz für Füllstoffe
auf und können
für flexible
Niedertemperatur-, Niederspannungs- oder Gleichstromisolierungen eingesetzt werden.
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Aus
diesem Grund besteht in der Stromkabelindustrie ein Bedarf an einem
Additivsystem, welches die Leistung von Metallocen-Polymeren als
gefüllte
Isolierungszusammensetzung verbessert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt ein Additiv-System bereit, welches die Leistung
von Matollocen-Polymeren
als gefüllte
Isolierungszusammenseztung verbessert.
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Im
Speziellen stellt die Erfindung eine Isolierungszusammensetzungen
für elektrische
Kabel bereit, umfassend (a) ein Grundpolymer, umfassend wenigstens
ein Metallocen-Polymer,
(b) einen Füllstoff
und (c) ein Additiv, umfassend eine Mischung aus einem (i) Amin-Antioxidans
und (ii) einem gehinderten Amin-Lichtstabilisator oder einem sterisch
gehinderten Amin-Lichtstabilisator oder 2,5-Di(tert-amyl)hydrochinon
(TAHQ) oder Mischungen aus den Stabilisatoren und TAHQ.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Grundpolymer der Isolierungszusammensetzung
wenigstens ein Nicht-Metallocen-Polymer.
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In
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung kann das Grundpolymer 20 Gew.-% bis 99 Gew.-% Metallocen-Polymer
und 1 Gew.-% bis 80 Gew.-% Nicht-Metallocen-Polymer enthalten. Das
Additiv kann von ungefähr
0,5 Gew.-% bis 2,5 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft insbesondere polymere Produkte, die Polyolefine
enthalten, wobei die Produkte eine einzigartige Kombination aus
guten mechanischen Eigenschaften, guten dielektrischen Eigenschaften und
guten Beständigkeit
gegen Wasserbäumchenbildung
aufweisen, genauso wie niedrigere Schmelztemperaturen für die Verarbeitbarkeit
mit Peroxid-haltigen Verbindungen. Die Produkte sind aus diesem
Grund außerordentlich
nützlich
als Isolierungszusammensetzungen für elektrische Stromkabel.
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Die
Polymere, welche in den ummantelnden (schützenden), isolierenden, leitenden
oder halbleitenden Schichten der erfinderischen Kabel der Erfindung
eingesetzt werden, können
mittels jeden geeigneten Verfahrens, welches die Ausbeute des gewünschten
Produktes mit den gewünschten
physikalischen Stärkeeigenschaften,
elektrischen Eigenschaften, dem gewünschten Baumbildungsverzögerungsvermögen und
der gewünschten
Schmelztemperatur für
die Verarbeitbarkeit ermöglicht,
hergestellt werden.
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Das
Grundpolymer gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst wenigstens ein Metallocen-Polymer und kann außerdem, falls gewünscht, Nicht-Metallocen-Polymere
enthalten.
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Metallocen-Polymere
werden unter Verwendung einer Klasse an hochaktiven Olefin-Katalysatoren, die
als Metallocene bekannt sind, hergestellt, welche im Rahmen dieser
Anmeldung allgemein so definiert sind, dass sie ein oder mehr Cyclopentadienyl-Einheiten
enthalten. Die Herstellung von Metallocen-Polymeren ist in dem
US-Patent mit der Nummer 6,270,856 (Hendewerk
et al) beschrieben, auf dessen Inhalt hierin vollständig Bezug
genommen wird.
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Metallocene
sind gut bekannt, insbesondere bei der Herstellung von Polyethylen
und Copolyethylen-alpha-Olefinen. Diese Katalysatoren, besonders
solche, die auf den Übergangsmetallen
der Gruppe IV Zirconium, Titan und Hafnium, basieren, zeigen eine
hohe Aktivität
bei Polymerisation von Ethylen. Verschiedene Formen des Katalysatorsystems
des Metallocen-Typs können
zur Polymerisation eingesetzt werden, um die Polymere, die in dieser
Erfindung eingesetzt werden, herzustellen. Diese schließen solche
des homogenen Trägerkatalysator-Typs
ein, bei dem der Katalysator und der Co-Katalysator zusammen auf einem Träger aufgebracht
sind oder miteinander auf einem inerten Träger zur Reaktion gebracht sind,
zur Polymerisation mittels eines Gasphasenverfahrens, eines Hochdruckverfahrens
oder einer Aufschlämmung,
Lösungspolymerisationsverfahrens,
sind aber nicht auf diese beschränkt.
Die Metallocen- Katalysatoren
sind also höchst
flexibel darin, dass durch Veränderung
der Katalysatorzusammensetzung und der Reaktionsbedingungen, sie
hergestellt werden können,
um Polyolefine mit kontrollierbaren Molekulargewichten von niedrig
wie ungefähr
20 (einsatzbar in Anwendungen wie zum Beispiel Schmieröl) bis ungefähr 1 Million
und höher,
wie zum Beispiel in linearen Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
bereit zu stellen. Zur selben Zeit kann die Molekulargewichtsverteilung
der Polymere von extrem eng (wie in einer Polydispersität von ungefähr 2) bis
breit (wie in einer Polydispersität von ungefähr 8) kontrolliert werden.
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Beispiele
für die
Entwicklung dieser Metallocen-Katalysatoren für die Polymerisation von Ethylen
sind
US 4,937,299 und
EP 0129368 (Ewen et al.),
US 4,808,561 (Welborn Jr.)
und
US 4,814,310 (Chang),
auf die alle hiermit vollständig
Bezug genommen wird. Neben anderem Dingen lehrt Ewen et al., dass
die Struktur der Metallocen-Katalysatoren ein Alumoxan umfasst,
welches gebildet wird, wenn Wasser mit Trialkylaluminium reagiert.
Das Alumoxan komplexiert mit der Metallocen-Verbindung, um den Katalysator
zu bilden. Welborn Jr. lehrt ein Verfahren zur Polymerisation von
Ethylen mit alpha-Olefinen und/oder Diolefinen. Chang lehrt ein
Verfahren zur Herstellung von Metallocen-Alumoxan-Katalysatorsystemen
unter Verwendung des absorbierten Wassers in einem Silicagel-Katalysatorträger. Spezifische
Verfahren zur Herstellung von Ethylen/alpha-Olefin-Copolymeren und Ethylen/alpha-Olefin/Dien-Terpolymeren
werden von Hoel et al. in
US
4,871,705 (erteilt am 3. Oktober 1989) und
US 5,001,205 (erteilt am 19. März 1991)
beschrieben sowie in
EP
0347129 A (veröffentlicht
am 8. April 1992), auf die alle hiermit vollständig Bezug genommen wird.
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Andere
Co-Katalysatoren, wie zum Beispiel Trialkylaluminium-Verbindungen
oder ionisierende ionische Aktivatoren, wie Tri(n-butyl)ammoniumtetra(pentafluorphenyl)borat,
die die neutrale Metallocen-Verbindung ionisieren, können zusammen
mit den Metallocenen verwendet werden. Solche ionisierenden Verbindungen
können
ein aktives Proton oder ein anders Kation, wie zum Beispiel Carbonium,
enthalten, das bei Kontakt das Metallocen ionisiert, ein Metallocen-Kation
ausbildet, welches mit dem verbleibenden Ion der ionisierenden ionischen
Verbindung verbunden ist (aber nicht koordiniert oder nur locker
koordiniert ist). Solche Verbindungen werden in
EP 0277003 A und
EP 0277004 beschrieben,
welche beide am 3. August 1988 veröffentlicht wurden und auf die
hiermit vollständig
Bezug genommen wird. Weiterhin können
die Polymere, die in dieser Erfindung eingesetzt werden, eine Metallocen-Katalysatorverbindung
sein, die eine Monocyclopentadienyl-Verbindung ist, die entweder
durch ein Alumoxan oder einen ionischen Aktivator aktiviert wird,
um eine aktive Metallocen-Katalysatorverbindung zu bilden. Katalysatorsystem
von diesem Typ sind in der
WO
92/00333 (veröffentlicht
am 9. Januar 1992),
US 5,096,867 und
US 5,055,438 ,
EP 0420436 A und
WO 91/04257 beschrieben,
auf die alle hiermit vollständig
Bezug genommen wird. Die oben beschrieben Katalysatorsysteme können optional
vorpolymerisiert sein oder in Verbindung mit einer Additiv-Verbindung
eingesetzt werden, um die katalytische Produktivität zu erhöhen.
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Wie
eingangs gesagt, sind Metallocen-Katalysatoren besonders attraktiv
für die
Herstellung maßgeschneiderter
ultra-gleichförmiger
und „super-random"-Spezialpolymere.
Wenn zum Beispiel ein Copolymer mit niedrigerer Dichte mit einem
Metallocen-Katalysator,
wie zum Beispiel Polyethylen mit niedriger Dichte (VLDPE), hergestellt
wird, wird eine ultragleichförmige
und „super-random"-Copolymerisation
stattfinden, im Vergleich zu dem Polymer, welches mittels Copolymerisation
unter Verwendung eines konventionellen Ziegler-Natta-Katalysators
hergestellt wurde. Im Hinblick auf den anhaltenden Bedarf an elektrischen
Kabeln mit verbesserten mechanischen und dielektrischen Eigenschaften
und verbesserter Beständigkeit
gegen die Bildung von Wasserbäumchen
genauso wie dem Bedarf diese Materialien bei Temperaturen zu verarbeiten,
die niedrig genug sind, um eine Scorch-freie Verarbeitung zu ermöglichen,
wäre es
wünschenswert,
Produkte bereitzustellen, die die hohen Qualitätscharakteristiken von Polyolefinen,
die mittels Metallocen-Katalysatoren hergestellt wurden, verwenden.
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Das
Grundpolymer, welches in Überstimmung
mit der Erfindung in der Isolierungszusammensetzung für elektrische
Kabel eingesetzt wird, kann auch aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen,
welches mit mindestens einem Copolymer, welches aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus C3- bis C20-alpha-Olefinen
und C3- bis C20-Polgenen
besteht, polymerisiert ist, ausgewählt sein. Im Allgemeinen enthalten
die alpha-Olefine, die für den
Einsatz in der Erfindung geeignet sind, Kohlenstoffatome im Bereich
von ungefähr
3 bis ungefähr
20. Vorzugsweise enthalten die alpha-Olefine Kohlenstoffatome im
Bereich von ungefähr
3 bis ungefähr
16 und am meisten bevorzugt im Bereich von ungefähr 3 bis ungefähr 8 Kohlenstoffatomen.
Veranschaulichende, nicht limitierende Beispiele an solchen alpha-Olefinen
sind Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen und 1-Dodecen. Vorzugsweise
sind die in Kabeln gemäß der Erfindung
eingesetzten Polymere entweder Ethylen/alpha-Olefin-Copolymere oder
Ethylen/alpha-Olefin/Dien-Terpolymere. Die in der Erfindung eingesetzten Polgene
besitzen im Allgemeinen ungefähr
3 bis ungefähr
20 Kohlenstoffatome. Vorzugsweise liegen die Kohlenstoffatome der
Polgene im Bereich von ungefähr
4 bis ungefähr
20, mehr bevorzugt im Bereich von ungefähr 4 bis ungefähr 15 Kohlenstoffatomen.
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Vorzugsweise
ist das Polyen ein Dien, welches eine gerade Kette, eine verzweigte
Kette oder ein cyclisches Kohlenstoff-Dien sein kann. Am meisten
bevorzugt ist das Dien ein nicht-konjugiertes Dien. Beispiele an
geeigneten Dienen sind geradkettige acyclische Diene wie zum Beispiel:
1,3-Butadien, 1,4-Hexadien und 1,6-Octadien; acyclische Diene mit
verzweigter Kette wie zum Beispiel: 5-Methyl-1,4-hexadien, 3,7-Dimethyl-1,6-octadien,
3,7-Dimethyl-1,7-octadien und gemischte Isomere von Dihydromyricen
und Dihydroocinen, alicyclische Diene mit einem Ring wie zum Beispiel:
1,3-Cyclopentadien, 1,4-Cylcohexadien,
1,5-Cyclooctadien und 1,5-Cyclododecadien und alicyclische, kondensierte
und verbrückte
Diene mit mehreren Ringen wie zum Beispiel: Tetrahydroinden, Methyltetrahydroinden,
Dicylcopentadien, Bicyclo-(2,2,1)-hepta-2-5-dien, Alkenyl-, Alkyliden-,
Cycloalkenyl- und Cycloalkylidennorbornene wie zum Beispiel 5-Methylen-2-norbornen (MNB),
5-Propenyl-2-norbornen, 5-Isopropyliden-2-norbornen, 5-(4-Cyclopentenyl)-2-norbornen,
5-Cyclohexyliden-2-norbornen, 5-Vinyl-2-norbornen und Norbornen.
Von diesen Dienen, die typischerweise eingesetzt werden, um EPR's herzustellen, sind
1,4-Hexadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Vinylliden-2-norbornen,
5-Methylen-2-norbornen
und Dicyclopentadien besonders bevorzugte Diene. 5-Ethyliden-2-norbornen und 1,4-Hexadien
sind besonders bevorzugte Diene.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung umfasst das Grundpolymer Metallocen-EP, welches ein EPR-
oder EPDM-Polymer ist, das mit Metallocen-Katalysatoren hergestellt
wurde.
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Ein
Nicht-Metallocen-Polymer mit der strukturellen Formel irgendeines
der oben beschriebenen Polyolefine oder Polyolefin-Copolymere kann
als ein zusätzliches
Polymer in der Grundpolymer-Zusammensetzung eingesetzt werden. Ethylen-Propylen-Gummi
(EPR), Polyethylen, Polypropylen oder Erhylenvinylacetate mit einem
Gehalt an Vinylacetat von ungefähr
20 % bis ungefähr
40 % können
alle in Kombination mit dem Metallocen-Polymer in dem Grundpolymer
eingesetzt werden.
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In
Ausführungsbeispielen
der Erfindung umfasst das Grundpolymer der Isolierungszusammensetzung 20
Gew.-% bis 99 Gew.-% Metallocen-Polymer und 1 Gew.-% bis 80 Gew.-% Nicht-Metallocen-Polymer.
Das Additiv ist in Mengen von ungefähr 0,5 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%
bezogen auf die Zusammensetzung, vorzugsweise von ungefähr 1,0 Gew.-%
bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorhanden. In bevorzugten
Ausführungsformen
weist das Additiv ein Gewicht-zu-Gewicht-Verhältnis von HALS/TMQ von etwa
90/10 bis etwa 10/90, mehr bevorzugt ein Gewicht-zu-Gewicht-Verhältnis von
HALS/TMQ von etwa 75/25 bis etwa 25/75.
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Wie
oben beschrieben umfasst das Additiv gemäß der Erfindung eine Mischung
aus (i) einem Amin-Antioxidans und (ii) einem gehinderten Amin-Lichtstabilisator
oder einem sterisch gehinderten Amin-Lichtstabilisator oder 2,5-Di(tert-amyl)hydrochinon
(TAHQ) oder Mischungen aus den Stabilisatoren und TAHQ auf.
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Jegliche
geeigneten gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren können in Übereinstimmung
mit der Erfindung eingesetzt werden. Chimassorb 944 LD ist bevorzugt.
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Jegliche
geeigneten sterisch gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren können in Übereinstimmung
mit der Erfindung eingesetzt werden. Tinuvin 622 LD ist bevorzugt.
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Die
Isolierungszusammensetzung der Erfindung ist gefüllt. Ein veranschaulichendes
Beispiel eines geeigneten Füllstoffs
ist Ton, Talc (Aluminiumsilkat oder Magnesiumsilikat), Magnesiumaluminiumsilikat,
Magnesiumcalciumsilikat, Calciumcarbonat, Magnesiumcalciumcarbonat,
Silica, ATH, Magnesiumhydroxid, Natriumborat, Calciumborat, Kaolin,
Glasfasern, Glaspartikel oder Mischungen daraus. In Übereinstimmung
mit der Erfindung beträgt
der Gewichtsprozentbereich an Füllmaterialien
von ungefähr
10 Prozent bis ungefähr
60 Prozent, vorzugsweise von ungefähr 20 Prozent bis ungefähr 50 Prozent
Füllstoff.
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Andere
Additive, die häufig
in den Polyolefin-Zusammensetzungen verwendet werden und die in
der Erfindung eingesetzt werden, können zum Beispiel vernetzende
Mittel, Antioxidantien, Verarbeitungshilfen, Pigmente, Farbstoffe,
farbgebende Mittel, Metalldeaktivatoren, Ölstrecker, Stabilisatoren und
Schmierstoffe umfassen.
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Alle
diese Verbindungen der Zusammensetzungen, die in der Erfindung eingesetzt
werden, werden vor ihrer Zugabe in ein Extrusionsgerät in der
Regel zusammen gemischt und compoundiert, aus dem sie auf einen
elektrischen Leiter extrudiert werden. Das Polymer und die anderen
Additive und Füllstoffe
können
mittels anderer Techniken, die im Stand der Technik eingesetzt werden,
zusammen gemischt werden, um solche Mischungen zu homogenen Massen
zu mischen und zu compoundieren. Zum Beispiel können die Verbindungen auf einer
Vielzahl an Apparaten, einschliesslich Multiwalzenmühlen, Schraubenmühlen, kontinuierlichen Mischern,
compoundierenden Extrudern und Banbury-Mischern verflüssigt werden.
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Nachdem
die verschiedenen Inhaltsstoffe der Zusammensetzung gleichmäßig beigemischt
und zusammengemischt worden sind, werden sie weiter verarbeitet,
um Kabel gemäß der Erfindung
herzustellen. Verfahren aus dem Stand der Technik zur Herstellung
von Polymer-isolierten Kabeln und Drähten sind gut bekannt und die
Herstellung der Kabel gemäß der Erfindung
kann im Allgemeinen mit jeder der verschiedenen Extrusionsverfahren
erreicht werden.
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In
einem typischen Extrusionsverfahren wird ein optional erhitzter,
zu beschichtender leitender Kern durch eine erhitzten Extruderdüse gezogen, üblicherweise
eine Querkopfdüse,
in der eine Schicht eines geschmolzenen Polymers auf den leitenden
Kern aufgebracht wird. Bei Verlassen der Düse passiert der leitende Kern
mit der aufgebrachten Polymerschicht eine erhitzte Vulkanisierungseinheit
oder eine kontinuierliche Vulkanisierungseinheit und dann eine Kühleinheit,
im Allgemeinen ein verlängertes
Kühlbad,
zum Abkühlen.
Mehrere Polymerschichten können
mittels aufeinander folgender Extrusionsschritte, bei denen eine
zusätzliche Schicht
in jedem Schritt zugefügt
wird, aufgebracht werden oder mit dem richtigen Typ an Düse, können mehrere
Polymerschichten simultan aufgebracht werden.
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Der
Leiter der Erfindung kann im Allgemeinen jedes geeignete elektrisch
leitende Material umfassen, obwohl im Allgemeinen elektrisch leitende
Metalle eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die eingesetzten Metalle
Kupfer oder Aluminium. Bei der Energieübertragung sind im Allgemeinen
Aluminiumleiter/Stahlverstärkungs
(aluminium conductor/steel reinforcement, ASCR)-Kabel, Aluminiumleiter/Aluminiumverstärkungs (aluminium
conductor/aluminium reinforcement, ACAR)-Kabel oder Aluminium-Kabel
bevorzugt.
-
BEISPIELE
-
Die
Proben gemäß der Tabellen
wurden in einem 3,17 Liter Banbury bei 70 – 75 rpm gemischt. Die Batchgröße betrug
2300 g – 2500
g. Zunächst
wurde eine Hälfte
des Polymers zugegeben. Nachdem das Polymer sich verflüssigt hatte,
wurden die Tone, Antioxidans, Pigmente, etc. zugegeben. Das/die
verbleibende(n) Polymer(e) wurden als nächstes zugegeben. Nachdem das
Material sich verflüssigt
hatte, wurde der Wachs zugegeben. Das Material wurde aus dem Banbury
entfernt, wenn die Temperatur 275 °F betrug. Die Gesamtmischzeit
betrug 4 – 8
Minuten.
-
Für den zweiten
Durchlauf war der Banbury bei 50 – 60 RPM. Die Hälfte des
Materials des ersten Durchlaufs wurde zugegeben und nachdem es sich
verflüssigt
hatte, wurde das Peroxid zugeben. Dann wurde der Rest des Materials
zugegeben. Das Material wurde aus dem Banbury entfernt, wenn die
Temperatur 230 °F
betrug. Die Gesamtmischzeit betrug 1,5-5 Minuten.
-
Die
Proben wurden zu 45 mill dicken, vulkanisierten Platten bei 350
Grad Fahrenheit für
20 Minuten verpresst.
-
Die
Proben wurden wie folgt auf den Dissipations-Faktor mit einem Tettex
2818 Disspations-Faktor-Untersuchungsset, welches mit einer Tettex
2914 dielektrischen Präzisionsfeststoffzelle
verbunden war, untersucht:
- 1. Entgasen der
Plattten über
Nacht im Vakuumofen @ 70 °C
- 2. Bestimmung der nicht gealterten SIC/TD @ 130 °C
- 3. 14 Tage Altern der Platten @ 140 °C
- 4. Bestimmung der gealterten SIC/TD @ 130 °C
-
Die
Zugverformungseigenschaften wurden gemäß ASTM D412 bestimmt.
-
Mh
wurde auf einem Alfa Technologies MDR 2000 mit einem ½ Grad
arc untersucht und Scorch wurde auf einem Alfa Technologies Mooney
2000 untersucht.
-
Die
folgenden Materialien wurden eingesetzt:
-
Antioxidantien und HALS
-
- Agerite TMQ/, polymerisiertes 1,2-Dihydro-2,2,4-trimethylchinolin,
Antioxidans, R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT
- Santovar TAHQ, 2,5-Di(tert-amyl)hydrochinon, A, Flexsys Amerikca
L.P., Akron, OH
- Chimassorb 81, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon, gehinderter
Amin-Lichtstabilisator, Ciba Specialty Chemicals Corp., Tarrytown,
NY
- Chimassorb 944 LD, Poly[[6-[(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazin-2,4-diyl],
Lichtstabilisator, Ciba Specialty Chemicals Corp., Tarrytown, NY
- Tinuvin 622 LD, Dimethylsuccinatpolymer mit 4-Hydroxy-2,2,6,6,-tertramethyl-1-piperidinethanol,
sterisch gehinderter Amin-Lichtstabilisator, Ciba Specialty Chemicals
Corp., Tarrytown, NY
- Tinuvin 783 FDL, 50 Gew.-% Tinuvin 622 und 50 Gew.-% Chimassorb
944, Lichtstabilisator, Ciba Specialty Chemicals Corp., Tarrytown,
NY
- Irganox 1035, Thiodiethylenbis(3,5-di-(tert)-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat,
Antioxidans, Ciba Specialty Chemicals Corp., Tarrytown, NY
- Naugard 76, Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat,
Antioxidans, Uniroyal Chemical Company, Inc., Middlebury, CT
- Vanox AM, 2-Propanon, Antioxidans, R.T. Vanderbilt Company,
Inc., Norwalk, CT
- Vanox DSTDP, Distearylthiodipropionat, sekundäres Antioxidans,
R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT
- Vanox ZMTI, 2H-Benzimidazol-2-thion, 1,3-dihydro-4(oder 5)-methyl-,
Antioxidans, R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT
-
Polymere
-
- Vistalon, Ethylen-Propylen-Dien-Gummi, Polymer, ,86 g/ml,
ExxonMobil Chemical Company, Houston, TX
- Engage 8200, Copolymer von Ethylen und 1-Octen, Polymer, ,87
g/ml, Dupont Dow Elastomers L. L. C., Wilinington, DE
- Exact 4006, Ethylen-Olefin Copolymer, Polymer, ,9 g/ml, ExxonMobil
Chemical Company, Houston, TX
- LDPE, Low-density Polyethylen, Polymer, ,92 g/ml, Equistar Chemicals,
LP, Houston, TX
-
Füllstoffe
-
- Polyfil, chemisch behandeltes, wasserfreies Aluminiumsilikat,
Füllstoff,
Huber Engineered Materials, Macon, GA
-
Inhaltsstoffe in geringen Mengen
-
- Red Lead, Blei(II,IV)oxid, Aktivator, Hammond Lead Products,
Hammond, Indiana
- Recco 140, Paraffinwachs, Verarbeitungshilfe, R.E. Carroll Inc.,
Trenton, New Jersey
- (Silan) A172-50G, 50% Vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silan in einer
50%igen elastomeren (EPDM), Kopplungsmittel, UA Rubber Speciality
Chemical Sdn. Bhd., Bukit Mertajam. Malaysia
- Zinkoxid, Aktivator, U.S. Zinc Corp., Chicago, IL
- DI-Cup, Dicumylperoxid, Vernetzungsmittel, Hercules Incorporated,
Wilmington, DE
-
Antioxidans-Studie
-
VERGLEICHSBEISPIELE
| A | B | C | D | E | F |
Vistalon EPDM | 51 | | | | | |
Engage 8200 | | 51 | 51 | 51 | 51 | 51 |
Exact
4006 | | | | | | |
LPDE | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
A172
behandelter Ton-Füllstoff | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 |
Paraffinwachs | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 |
Red
Lead | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
(A172)
Silan | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Zinkoxid | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 |
Agerite
TMQ | 1 | 1 | 0,75 | | | |
DSTDP | | | ,25 | | ,25 | |
Naugard
76 | | | | 1 | | |
Vanox
ZMTI | | | | | | |
Irganox 1035 | | | | | 0,75 | |
Chimassorb 944 | | | | | | |
| | | | | | |
Tinuvin 783FDL | | | | | | |
Tinuvin 622LD | | | | | | |
Vanox
ZMTI | | | | | | 0,25 |
Santovar TAHQ | | | | | | |
Vanox
AM | | | | | | 0,75 |
Dicup | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
GESAMT | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 |
| | | | | | |
Tan
Delta bei 130 C% | 1,3 | 3,6 | 3,6 | NA | NA | 3,8 |
Tan
Delta 130 C % | | | | | | |
gealtert
14 Tage | 1,2 | 10 | 11,3 | | | 12 |
140C | | | | | | |
Tan
Delta 130C % | | | | | | |
gealtert
21 Tage 140C | 1,1 | 8,7 | 10,5 | | | 12,4 |
| | | | | | |
MDR-Berichte,
Min. für
Min. | | 6
Min @ 400°F | | | | |
MH | 14,6 | 6,6 | 6,54 | 10,35 | 10,2 | 7,65 |
ML | 0,83 | 0,22 | 0,21 | 0,23 | 0,23 | 0,2 |
MOONEY SCORCH 130 °C/30 Min | | | | | | |
SCORCH-ZEIT@
Ts 5 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 40 |
ANFANG | | | | | | |
ZUGFESTIGKEIT (PSI) | 1791 | 1812 | 1760 | 1903 | 1909 | 1850 |
%
ELONGATION | 315 | 471 | 525 | 490 | 477 | 515 |
gealtert
21 Tage 140 °C | | | | | | |
%
BEHALTENE ZUGFESTIGKEIT | 91 | 91 | 92 | 0 | 4 | 88 |
%
BEHALTENE ELONGATION | 92 | 105 | 98 | 0 | 1 | 94 |
gealtert
21 Tage 150 °C | | | | | | |
%
BEHALTENE ZUGFESTIGKEIT | 67 | 32 | 71 | 0 | 0 | 58 |
%
BEHALTENE ELONGATION | 70 | 7 | 67 | 0 | 0 | 41 |
-
Antioxidans-Studie
-
Erfindung
Beispiele 1-8 gemäß der Erfindung
und Vergleichsbeispiel G
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | G | 6 | 7 | 8 |
Vistalon EPDM | | | | | | | | | |
Engage
8200 | 51 | 51 | 51 | 51 | 51 | | | | |
Exact 4006 | | | | | | 51 | 51 | 51 | 51 |
LPDE | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
A172 behandelter Ton-Füllstoff | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 | 28,9 |
Paraffinwachs | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 |
Red Lead | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
(A172) Silan | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Zinkoxid | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 | 2,8 |
Agerite TMQ | | 0,5 | 0,5 | 0,75 | 0,75 | 1 | 0,75 | | 0,7 |
DSTDP | | | | | | | | | |
Naugard
76 | | | | | | | | | |
Vanox ZMTI | | | | | | | | | |
Irganox 1035 | | | | | | | | | |
Chimassorb 944 | 1 | | | 0,25 | | | | 1 | 0,3 |
| | | | | | | | | |
Tinuvin 783FDL | | | 0,5 | | | | | | |
Tinuvin 622LD | | 0,5 | | | | | | | |
Vanox ZMTI | | | | | | | | | |
Santovar TAHQ | | | | | 0,25 | | 0,25 | | |
Vanox AM | | | | | | | | | |
Dicup | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
GESAMT | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 | 101,5 |
| | | | | | | | | |
Tan Delta bei 130C% | 2,5 | 1,9 | 2,27 | 3,7 | 3 | 1,25 | 1,34 | 1,29 | 1,3 |
Tan Delta 130
C % | | | | | | | | | |
gealtert 14
Tage 140C | 4,7 | 4,6 | 6,9 | 9,36 | 10,5 | 1,3 | 0,93 | 0,92 | 0,92 |
Tan Delta 130C
% | | | | | | | | | |
gealtert 21
Tage 140C | 5,1 | 5,5 | 6,6 | 9,5 | 12,9 | 1,3 | 0,9 | 0,85 | 0,84 |
| | | | | | | | | |
MDR-Berichte, Min.
für Min. | | | | | | | | | |
MH | 6,77 | 9,57 | 8,85 | 6,64 | 7,05 | 10,7 | 11,26 | 12,8 | 11 |
ML | 0,24 | 0,3 | 0,27 | 0,2 | 0,17 | 0,13 | 0,11 | 0,16 | 0,14 |
MOONEY SCORCH
130 °C/30 Min | | | | | | | | | |
SCORCH-ZEIT@
Ts 5 | 20,4 | 28,8 | 25 | 30 | 40 | 28,5 | 30 | 22 | 30 |
ANFANG | | | | | | | | | |
ZUGFESTIGKEIT (PSI) | 1807 | 1883 | 1876 | 1747 | 1834 | 1995 | 1987 | 2121 | 2005 |
% ELONGATION | 555 | 492 | 493 | 510 | 521 | 332 | 471 | 532 | 501 |
gealtert 21
Tage 140 °C | | | | | | | | | |
%
BEHALTENE ZUGFESTIGKEIT | 88 | 93 | 94 | 94 | 96 | 89 | 92 | 77 | 92 |
%
BEHALTENE ELONGATION | 81 | 103 | 98 | 99 | 99 | 97 | 96 | 72 | 99 |
gealtert 21
Tage 150 °C | | | | | | | | | |
%
BEHALTENE ZUGFESTIGKEIT | 53 | 84 | 796 | 81 | 76 | 70,9 | 38,7 | 43 | 68 |
%
BEHALTENE ELONGATION | 40 | 79 | 86 | 85 | 83 | 70 | 14 | 32 | 93 |
-
Die
Antioxidans-Systeme der Erfindung stellen einen guten Schutz gegen
thermische Zerstörung
bereit, einen besseren Vulkanisationszustand und einen reduzierten
Dissipationsfaktor nach längerer
Aussetzung gegen Hitze in gefüllten
Metallocen-AC-Isolierungen
bereit.
-
Beispiele
mit Buchstaben sind Vergleichsbeispiele und Beispiele mit Zahlen
sind Beispiele in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
-
Beispiel
A zeigt die guten thermischen und elektrischen Eigenschaften einer
traditionellen Ziegler-Natta-EPR-Gummiformulierung. Beispiel B zeigt
die schlechte Leistung eines Metallocen-Polymers in derselben Formulierung.
Die Beispiele C – F
zeigen die schlechte Leistung mit anderen bekannten Antioxidans-Systemen.
Die Ausführungsbeispiele
der Erfindung 1 – 3
zeigen die stark verbesserten thermischen Eigenschaften und den
drastisch verbesserten Dissipations-Faktor nach der Alterung. Die
Ausführungsbeispiele
4 und 5 zeigen keine verbesserten elektrischen Eigenschaften, aber
dafür stark
verbesserte thermische Eigenschaften. Tatsächlich zeigen die Ausführungsbeispiele
2 – 5 überlegene
thermische Eigenschaften verglichen mit Beispiel A. Die Ausführungsbeispiele
2, 3 und 5 zeigen einen erhöhten
Vulkanisationszustand verglichen mit Beispiel B.
-
Die
Dissipations-Faktoren sind allgemein höher, da das Engage 8200 keinen
elektrischen Qualitätsgrad
aufwies.
-
Beispiel
G zeigt ein anderes Metallocen-Polymer, welches bessere thermische
und elektrische Eigenschaften aufweist, aber immer noch nicht die
elektrischen Verbesserungen wie das Antioxidans-System der Erfindung
zeigt. Ausführungsbeispiel
8 zeigt verbesserte thermische Eigenschaften bei 150 C und die Ausführungsbeispiele
6, 7 und 8 zeigen einen höheren
Vulkanisationszustand.
-
Während die
vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsbeispiele
beschrieben und veranschaulicht wurde, ist dem Fachmann wohlbekannt,
dass sich die Erfindung auch für
Variationen eignet, die nicht notwendigerweise hier veranschaulicht
wurden.
-
Aus
diesem Grund sollte nur auf die beigefügten Ansprüche Bezug genommen werden,
um den wahren Umfang dieser Erfindung zu bestimmen.