RO117341B1 - Compozitie polimerica cu continut de negru de fum si procedeu de utilizare a acesteia - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la o compozitie polimerica, care este constituita dintr-un polimer, 0,1 pana la 65% negru de fum peletizat, tratat cu cel putin un polietilenglicol avand o greutate moleculara de 1000 pana la 1000000, de preferinta 20000 pana la 100000 sau 35 pana la 100000, intr-o cantitate de 0,1 pana la 50%, de preferinta 0,1 pana la 20% sau 1 pana la 10% in greutate si optional cel putin un aditiv selectat dintr-un grup constand din agenti de reticulare, agenti de vulcanizare, stabilizatori, antioxidanti, mijloace auxiliare de prelucrare, pigmenti, vopsele, coloranti, dezactivatori de metale, uleiuri de extindere, lubrifianti si materiale de umplutura anorganice. Aceste compozitii pot fi utilizate la acoperirea semiconductorilor si corpurilor izolatoare, de exemplu cabluri electrice.

Description

Prezenta invenție se referă la o compoziție polimerică, cu conținut de negru de fum, și la un procedeu de utilizare a acesteia, ca material de umplutură și de acoperire a cablurilor electrice.

Se știe că termenul de negru de fum include tipuri de carbon, fin divizat, cum ar fi negru de fum de lampă, negru de fum de canale, negru de fum de cuptor, negru de fum de acetilenă. De preferință, negrul de fum se află într-o formă pufoasă. Deși negrul de fum se dispersează ușor în sisteme lichide și polimerice, în forma lui pufoasă este foarte greu de manipulat, în ceea ce privește transportul și cântărirea precisă.

Acest fapt este determinat, în special, de densitatea lui scăzută în vrac și de nivelul, în general, ridicat de praf, care tind să conducă la compactarea și alimentarea neuniformă în operațiile de combinare, continuă. Aceste efecte sunt indezirabile, deoarece, de exemplu, operațiile de combinare continuă sunt dorite în situația acoperirilor cablurilor și conductorilor, când este necesară obținerea unor acoperiri uniforme.

□ problemă persistentă ce se pune în legătură cu negrul de fum constă în dificultatea relativă și în caracterul incomod, asociate cu fabricația, transportul și folosirea lui. Când negru de fum este ambalat, transportat și scos din ambalajul său, se produce praf de negru de fum. Pentru a îmbunătăți caracteristicile de manipulare a negrului de fum, el este, în general, aglomerat, prin diverse procedee mecanice, pentru a produce granule, fie în stare uscată, fie cu ajutorul unui mijloc auxiliar lichid, de granulare. In general, particulele de negru de fum sunt ținute împreună de forțe slabe. Cel mai uzual procedeu constă în granularea negrului de fum pufos, folosind un mijloc auxiliar lichid de granulare, de exemplu, ulei sau apă. Totuși procedeul de aglomerare sau densificare s-a constatat că are un efect negativ asupra caracteristicilor de dispersie a negrului de fum pufos. Astfel, atunci când negrul de fum este aglomerat în granule, el devine mai puțin dispersabil în sisteme polimerice. De aceea există compromusuri între caracteristicile acceptabile de manipulare și ușurința de dispersare. Pentru obținerea de compoziții bine dispersate cu negru de fum, ele se granulează cu materiale ca lignosulfonat de sodiu, apă, zaharoză etc. Totuși mijloacele auxiliare produc, adesea, rezultate mai puțin adecvate sau au ca rezultat un negru de fum, incompatibil cu compozițiile în care este asociat. De exemplu, un anumit gen de negru de fum nu dezvoltă o rezistență adecvată a granulei, când este granulat cu apă. Acest fapt este determinat de forțele vad der Waals, foarte scăzute, care există în structura de carbon. In acest fel, deși se află sub formă de granulă, el este friabil și produce nivele ridicate, de praf. Rezultatul este acela că are loc o alimentare cu caracter variabil și o dispersie neomogenă în compus.

Se cunosc diferite procedee de granulare a negrului de fum, pentru producerea de granule de negru de fum. De exemplu, în brevetul US 2.065.371, este descris un procedeu de granulare umedă, în care negrul de fum pufos și un lichid, cum ar fi apa, sunt combinate și agitate, până când se formează mărgele sferice, de negru de fum. Aceste mărgele sunt apoi uscate pentru a reduce conținutul de umiditate sub 1% și a forma granule de negru de fum. In afară de apă, o gamă largă de aditivi de liere sunt cunoscuți ca fiind utili în procesul de granulare, pentru a îmbunătăți caracteristicile de manipulare a granulelor de negru de fum, pufos. De exemplu, în următoarele materiale bibliografice, se prezintă folosirea diverșilor aditivi de liere, ca mijloace auxiliare pentru producerea negrului de fum. In brevetul US 2.427.238, este descrisă

RO 117341 Bl folosirea unui număr de lichide organice, higroscopice sau soluții inclusiv etilenglicol în compunerea unor materiale de genul cauciucului. In brevetul US 2.850.403, este descrisă folosirea de hidrați de carbon, de exemplu, zahăr, melasă, amidon solubil, zaharide și derivați de lignină pentru granulare într-un interval de 0,1 până la 0,4% 50 în greutate față de negrul de fum uscat. Granulele umede sunt apoi uscate într-un interval de timp de sedimentare, la o temperatură cuprinsă între 150 și 425° C, pentru carbonizarea liantului din hidrat de carbon. In brevetul US 2.S08.586, este prezentată folosirea unei emulsii de colofoniu, ca alternativă la hidrații de carbon, într-o cantitate preferată de 0,5 până la 2,0% în greutate raportată la negrul de fum uscat. 55 In brevetul US 2.63S.225, se prezintă folosirea unui sulfonat și a unor agenți tensioactivi anionici de sulfat, ca mijloace auxiliare de granulare, într-o cantitate de 0,1 până la 0,5% în greutate raportată la negrul de fum. In brevetul US 3.565.658, este descrisă folosirea unui agent tensioactiv, neionic, de etoxilat de amină grasă, ca mijloc auxiliar de granulare, etoxilatul de amină grasă având un grad de etoxilare cuprins în 60 intervalul de 2 până la 50 moli oxid de etilenă per grupă de amină alifatică. Agentul tensioactiv neionic este folosit, de preferință, într-o cantitate cuprinsă între 0,05 și 5,0%. In brevetul US 3.645.765, este descrisă folosirea unui acid gras sau agent tensioactiv, neionic, de etoxilat de acid rezinic, într-o cantitate cuprinsă între 0,1 până la 10,0% în greutate raportată la negru de fum.. Agentul tensioactiv, neionic, este 65 prezentat ca având un grad de etoxilare cuprins între 5,0 și 15,0 moli de etilenă pe grupă acidă.

In brevetul SU S37.4S2, este descrisă folosirea a 0,1 până la 5,0% dintr-o soluție apoasă a unui produs de reacție dintre uree și o alchilamidă etoxilată, cu un grad de etoxilare de 1,0...7,0 moli de oxid de etilenă per alchilamidă. In sfârșit, breve- 70 tul US. 3.844.80S prezintă folosirea unui agent tensioactiv, neionic, care conține grupe de poli (oxid de etilenă) și poli(dimetilsilicon), care se repetă în mod aleator. In brevet, se menționează că 0,4 până la 2,5% dintr-o soluție apoasă, care conține 0,001 până la 0,1 agent tensioactiv neionic are ca rezultat o reducere a nivelului de praf de granule. Melasa este inclusă, de asemenea, la concentrații substanțial mai 75 ridicate, de până la 2,0% în calitate de coliant, iar acidul azotic este inclus într-o cantitate de până la 15,0% ca sursă oxidantă. Brevetele citate prezină calități de manipulare, îmbunătățite, ale granulelor, dar nu prezintă modificări în ceea ce privește performanțele negrului de fum, utilizat în aplicațiile produsului finit. Printre caracteristicile de manipulare ale negrului de fum, care pot fi îmbunătățite cu ajutorul aditivilor de 80 liere și nivelul unor asemenea aditivi care se folosesc în procesul de granulare sunt adeziunea, capacitatea de dispersare, viteza de dispersie, stabilitatea viscozității și proprietățile antistatice. In brevetul JP 01-201363, se menționează că se folosește un agent tensioactiv, amfoter, de tipul acidului carboxilic într-o concentrație de 0,001 până la 0,1% în apa de granulare obținîndu-se granule de negru de fum, cu adeziune 85 scăzută și o excelentă capacitate de dispersie. In brevetul US 3.014.810, sunt prezentate avantajele granulării umede a unei serii de pigmenți, inclusiv negru de fum, cu 0,05 până la 5% în greutate dintr-un amestec de compus de amoniu cuaternar și o b/s(2-hidroxietil) alchil-amină. Avantajele prezentate includ îmbunătățiri în ceea ce privește viteza de dispersie, stabilitatea viscozității și proprietățile antistatice. Ca mijloc 90 auxiliar de granulare, se folosește, de asemenea, uleiul cu sau fără apă.

RO 117341 Bl

Astfel, în brevetele US 2.635.057; 3.011.502 și 4.102.967, se prezintă folosirea uleiului mineral în procesul de granulare, pentru îmbunătățirea caracteristicilor de manipulare ale negrului de fum. In afară de aceasta, folosirea de polimeri într-o emulsie, un solvent organic, o formă de soluție sau topitură este prezentată ca mijloc de modificare a proprietăților granulei de negru de fum, așa cum se descrie în brevetele US. 2.511.901 (emulsii de latex], 2.457.962 (emulsii apoase sau dispersii de cauciuc), 4.440.807 (cauciuc topit, soluție sau emulsie de cauciuc), 4.569.834 (emulsie de polietilenă oxidată), 5.168.012 (latex de cauciuc). Alți agenți de granulare pentru producerea de negru de fum includ lignosulfonați de sodiu, silani, zaharoză și dispersanți neionici ca, de exemplu, succinimide alchilice și esteri sdccinici alchilați. Totuși, acești agenți nu produc granule satisfăcătoare de negru de fum și/sau compoziții de polimeri. Astfel, negru de fum produs cu lignosulfonați de sodiu este, în general, neconvenabil pentru a fi utilizat în compozițiile polimerice semiconductoare, din cauza unei tendințe accentuate de formare a dendritelor de apă, care rezultă dintr-un conținut sporit de sulf. Alte dezavantaje ale agenților auxiliari de granulare, alternativi, includ aderarea negrului de fum, la echipamentele de prelucrare, dificultatea de aplicare a mijloacelor auxiliare de granulare la negrul de fum și, în special, la compozițiile pentru cabluri și conductori, formarea de dendrite de apă, în compozițiile polimerice.

Este, de asemenea, cunoscută, în general, folosirea de polietilenglicol la producerea de cauciuc și rășini termoplastice. De exemplu, în brevetul de invenție US 4.230.501, este descrisă folosirea de polietilenglicol într-un concentrat de pigment, care se dispersează ușor în mase plastice. Polietilenglicolul sau o rășină (gudron), din hidrocarburi este încorporat ca aditiv pentru reglarea viscozității într-o parafină de petrol sau sintetică, amestecată apoi cu 51 până la 85% în greutate pentru a forma un concentrat de pigment. In brevetul de invenție US 4.397.652, se prezintă producerea de compoziții pulverulente, care conțin vopsele organice și decantori optici, care produc cantități de praf, deloc neglijabile. Polietilenglicolul este prezentat atât ca adeziv la greutăți moleculare de peste 3000, cât și ca agent de legare a prafului la greutăți moleculare cuprinse între 200 și 1000. In brevetul GB 975.847, este descrisă folosirea unei soluții apoase de polietilenglicol sau a unui derivat alifatic, pentru producerea aglomeratelor de substanțe chimice de cauciuc organic. Din compoziția respectivă, se formează granule prin extrudare, care apoi sunt uscate la temperatură joasă. In literatura de specialitate este cunoscută, de asemenea, folosirea polietilenglicolului ca aditiv în compoziții de rășini termoplastice și reticulate. De exemplu, în brevetul US 4.013.622, este descrisă încorporarea a 100 până la 600 ppm de polietilenglicol având o greutate moleculară de 600 până la 20.000, într-o cantitate importantă, de polietilenă cu densitate joasă. Polietilenglicolul este încorporat în rășina termoplastică, pentru a reduce ruperea polietilenei, în timpul unor operații cu peliculă sulfat. Ca un alt exemplu, în brevetul de invenție US 3.361.702, se prezintă folosirea de molecule de polietilenglicol sau de etoxilat ramificat, ca plastifiant, pentru copolimeri de etilenă-acid acrilic. Polietilenglicolul este, de asemenea, cunoscut ca fiind utilizat pentru producerea de compoziții polimerice. De exemplu, în brevetele US 4.812.505, 4.440.671 și 4.305.849, se prezintă folosirea de polietilenglicol cu o greutate moleculară cuprinsă între 1000 și 20.000, pentru reducerea caracteristicilor de formare a dendritelor de apă, în compoziții polimerice, pentru materiale de

RO 117341 Bl izolație electrică. In brevetul US 4.812.505, se prezintă încorporarea a 0,1 până la 20% în greutate polietilenglicol într-o compoziție polimerică. In brevetul US 4.440.671, se prezintă încorporarea a 0,2 până la 1 parte polietilenglicol, având o greutate moleculară de 1.000 până la 20.000 per parte în greutate de difenilamină. In brevetul de invenție US 4.305.849, se prezintă încorporarea a 0,3 până la 10% în greutate polietilenglicol, direct într-o compoziție polimerică izolatoare, prin plastifierea polietilenglicolului cu polimerul. In această privință, formarea dendritelor de apă se referă la un fenomen care apare, când un material izolator polimeric, de exemplu, o poliolefină este supus unui câmp electric, o perioadă lungă de timp, într-un mediu care conține apă. Acest fenomen este distinct față de formarea de dendrite electrice (carbonizarea materialului de izolație din cauza descărcărilor electrice) și formarea de dendrite chimice (cristale formate din gaze reactive pe suprafața unui conductor). Reducerea fenomenului de formare a dendritelor de apă este analizată în brevetul US 4.612.139, care prezintă reducerea dendritelor de apă, în compozițiile polimerice semiconductoare, care conțin negru de fum. In acest brevet, se arată că un polietilenglicol poate fi încorporat direct într-o compoziție polimerică semiconductoare pentru eliminarea fenomenului de formare a dendritelor de apă. Un polietilenglicol cu o greutate moleculară cuprinsă între 1000 și 20000 este încorporat în respectivul polimer, într-o cantitate care variază între 0,1 și 20% în greutate din acel polimer. Compoziții similare sunt prezentate în brevetul de invenție german nr. 2.723.488. Acest brevet arată că polietilenglicolul și alți aditivi mobili sunt avantajoși din punctul de vedere al reducerii adeziunii interlaminare, între stratul de izolație și stratul conductor, exterior, (de exemplu, un ecran izolator) care intră în construcția unui cablu electric. In descrierile brevetelor JP 61-181859 și 61-181860, sunt prezentate compoziții electroconductoare. Aceste compoziții conțin un oxid de polialchilen cristalin și negru de fum sau grafit. Brevetul JP 61-181859 prezintă și faptul că polimerul este modificat, pentru a conține catene laterale de acid carboxilic sau carboxil. Se constată că există, în continuare, nevoia de mijloace auxiliare, îmbunătățite, pentru a fi folosite la producerea de granule de negru de fum, în care atât caracteristicile de manipulare, cât și caracteristicile de performanță ale compozițiilor polimerice, în care sunt încorporate acele granule să fie îmbunătățite.

Compoziția polimerică cu conținut de negru de fum, conform invenției, elimină dezavantajele compozițiilor cunoscute, prin aceea că aceasta conține negru de fum, într-o formă peletizată, tratat cu un polietilenglicol având o greutate moleculară de 1000 până la 1.000000, de preferință 20000 până la 100000 sau 35.000 până la 100000, polietilenglicolul fiind prezent într-o cantitate cuprinsă între 0,1 până la 50%, de preferință 0,1 până la 20% sau 1 până la 10% în greutate din numitul negru de fum și cel puțin un aditiv ales dintre agenți de reticulare, agenți de vulcanizare, stabilizatori, antioxidanți, mijloace auxiliare de prelucrare, pigmenți, vopsele, coloranți, dezactivatori metalici, materiale de umplutură uleioase, lubrifianți și materiale de umplutură anorganice.

Procedeul de utilizare, conform invenției, constă în utilizarea acestei compoziții, ca material de umplutură și de acoperire a unui cablu electric, format dintr-un material izolator și un conductor electric, format, la rândul său, dintr-o multitudine de sârme conductoare, compoziția fiind depusă pe conductorul electric și/sau formează un material de umplutură între sârmele conductoare.

140

145

150

155

160

165

170

175

180

RO 117341 Bl

Compoziția conform invenției prezintă o serie de avantaje care rezultă din faptul că negrul de fum tratat este un produs cu curgere liberă care dă naștere la cantități scăzute de praf, este rezistent la uzură prin frecare, se dispersează ușor în sisteme polimerice și are proprietăți reologice, mecanice și electrice foarte bune.

In mod specific, invenția prezintă avantajul obținerii de compoziții polimerice semiconductoare, care conțin un homopolimer poliolefinic, un copolimer, un terpolimer (trumer) și negru de fum.

Se dau, în continuare, o serie de date suplimentare care permit o mai bună înțelegere a invenției.

In procedeul conform invenției, negrul de fum, de preferință sub formă pufoasă, este tratat cu polietilenglicol, având o greutate moleculară cuprinsă între 1OOO și 10ΟΟΟΟΟ. In prezenta descriere, polietilenglicolul este raportatîn general ca “un compus de polietilenglicol, sau pur și simplu “polietilenglicol”. Totuși terminologia include și acei compuși de polietilenglicol, care sunt, de fapt, homopolimeri de oxid de etilenă și include, de asemenea, compuși care rezultă dintr-o polimerizare prin condensare a unui etilenglicol și o polimerizare de adiție a oxidului de etilenă. Astfel, termenul de polietilenglicol se referă la acei polimeri care au unitatea monomeră, care se repetă (CH₂CH₂0)_n. Compusul de polietilenglicol poate fi adăugat pe negru de fum, ca un mijloc auxiliar de granulare de negru de fum. In prezenta invenție, se preferă ca polietilenglicolul să aibă o greutate moleculară de 1000 până la 1000000. Mai preferabil polietilenglicolul are o greutate moleculară de 20000, de preferință, mai mare de 20000 până la 1000000 și chiar mai favorabil de la 35000 până la 100000.. Se preferă ca numitul compus de polietilenglicol să fie prezent într-o cantitate de 0,1 până la 50% în greutate raportată la negrul de fum, de preferință 0,1 până la 10% în greutate raportată la negrul de fum. La tratarea negrului de fum se preferă ca acesta să se trateze cu o soluție care conține polietilenglicolul. Când se folosește o soluție de polietilenglicol, solventul poate fi ales dintr-o gamă largă de solvenți capabili să dizolve polietilenglicolul. De exemplu, polietilenglicolul poate fi ușor dizolvat în apă și/sau într-o serie de solvenți organici ca, de exemplu, metanol, etanol, izopropanol, tetraclorură de carbon, tricloretilenă, benzen, toluen, xilen, acetonă și amestecuri ale acestora, în ceea ce privește solventul, este mai important ca polietilenglicolul să fie dispersat omogen sau dizolvat în solvent, însă solventul exact folosit nu este, în general, hotărâtor. Se preferă ca polietilenglicolul să se folosească într-o soluție apoasă, în special, atunci când greutatea moleculară a polietilenglicolului crește. Ca alternativă, polietilenglicolul poate fi încălzit la o temperatură peste punctul de topire al său, când viscozitatea compusului topit facilitează aplicarea, prin pulverizare, pe negrul de fum. Este de remarcat faptul că mulți dintre compușii de polietilenglicol sunt solubili în apă, la temperatura camerei și deci, necesită o încălzire slabă sau nu necesită nici o încălzire. Viscozitatea compusului topit, deși nu este limitată, se preferă să fie sub 10 poise. Temperatura negrului de fum și a compusului de polietilenglicol trebuie să fie menținută peste punctul de topire al compusului, o durată de timp, suficientă pentru a permite o amestecare omogenă. In exemplele de realizare ale prezentei invenții, compusul de polietilenglicol este folosit ca mijloc auxiliar de granulare, pentru a se forma granule de negru de fum. Procedeul de granulare, în general, cuprinde punerea în contact a negrului de fum, cu o soluție care conține compusul de polietilenglicol și, opțional, încălzirea și uscarea granulelor de negru de fum.

RO 117341 Bl

230

Negrul de fum poate fi pus în contact cu compusul de polietilenglicol, prin introducerea negrului de fum, într-un aparat de granulare cu compusul de polietilenglicol. Negrul de fum poate fi introdus în granulator cu o soluție de polietilenglicol. In tehnică, sunt cunoscute diferite aparate de granulare, de exemplu, granulatoarele cu știfturi. Când polietilenglicolul este introdus în aparatul de granulare, sub formă de soluție, într-unul din solvenții menționați concentrația polietilenglicolului în solvent se află în intervalul cuprins între 0,5 până la 35%. Totuși concentrația compusului de polietilenglicol în respectivul solvent și cantitatea relativă de solvent față de negrul de fum trebuie să fie reglată, pentru a se asigura o cantitate adecvată de compus de polietilenglicol, pe particulele de negru de fum. După ce negrul de fum a fost pus în contact cu compusul de polietilenglicol, granulele de negru de fum rezultate pot fi, opțional, încălzite la o temperatură prestabilită, o perioadă de timp, comandată și/sau la o presiune redusă pentru a usca granulele de negru de fum. Negrul de fum tratat conform invenției poate fi folosit într-o gamă largă de compoziții. De exemplu, negrul de fum poate fi folosit la formarea pigmenților sau poate fi combinat cu polimeri și alte componente opționale, pentru a forma compoziții semiconductoare și izolatoare, de exemplu, pentru folosire la cabluri electrice și ecranare electrică. Compozițiile semiconductoare pot fi realizate, prin combinarea unui polimer cu o cantitate suficientă de negru de fum, într-o cantitate corespunzătoare. In mod similar, materialele izolatore se pot forma prin încorporarea unor cantități mici de negru de fum, de exemplu, cu rol de colorant, într-o compoziție polimerică. Aceste materiale izolatoare se pot obține, prin combinarea unui polimer și a unei cantități de negru de fum, mult mai mică decât aceea care este suficientă pentru a imprima materialului, proprietăți semiconductoare. In mod specific, compozițiile polimerice din exemplele de realizare ale prezentei invenții pot fi obținute prin combinarea unui polimer, de exemplu, o poliolefină cu o cantitate suficientă de negru de fum, pentru a obține compoziții semiconductoare. Pentru obținerea compozițiilor polimerice, conform invenției, poate fi orice polimer ales dintre diverși homopolimeri, copolimeri și terpolimeri (trimeri) cunoscuți în stadiul tehnicii din acest domeniu, alegerea bazându-se pe utilizarea finală a compoziției de polimer. De exemplu, polimerii folosiți în aceste compoziții pot fi homopolimeri, copolimeri și polimeri grefați de etilenă. Comonomerii se aleg dintre butenă(butilenă), hexenă, propenă (propilenă), octenă, acetat de vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic, esteri ai acidului metacrilic, anhidridă maleică, oxid de carbon. Elastomerii se aleg dintre; cauciuc natural, polibutadienă, poliizopren, cauciuc butadien-stirenic, policlorpren, cauciuc nitrilic (butadien-nitrilic), copolimeri etilenă-propilenă, trimeri, homopolimeri și copolimeri de stiren inclusiv stiren-butadienă, polimeri stiren-butadienstiren liniari și radiali, acrilonitril-butadien-stiren, acrilonitril stirenic, polioli de polieteri sau poliesteri lineari sau ramificați, poliesteri cristalini sau în stare amorfă și poliamide, rășini alchidice, acizi rezinici sau esteri rezinici, rășini de hidrocarbură produse dintr-o termopolimerizare sau polimerizare Friedel-Crafts a unor monomeri de dienă ciclică, de exemplu, diciclopentadienă, inden (indonaften), cumenă, copolimeri etilenă/silan, trimeri etilenă/alfa-olefină/dienă, de exemplu, etilenă/propilenă/1,4-hexadienă, etilenă/1-butenă/1,4 hexadienă etc, și uleiuri de hidrocarburi de exemplu ulei naftalenic, ulei naftenic hidrogenat amestecuri ale acestora. In plus polimerul folosit în compoziții poate include copolimeri și trimeri care conțin polimerii identificați mai sus, drept componente proncipale ale numitului copolimer sau trimer.

235

240

245

250

255

260

265

270

RO 117341 Bl

De preferință, polimerul folosit include acetat de vinil-etilenă, etilenă-butenă, de exemplu, etilenă/1-butenă, etilenă-octenă, acrilat de etil-etilenă, acid etilenacrilic, echivalenți ai acestora, amestecuri ale lor. Conținutul monomerilor al polimerilor folosiți depinde de factori cum ar fi considerente economice și de domeniul în care sunt utilizați. Cantitatea de poliolefine utilizată în compozițiile polimerice este, în general, cuprinsă între 25 mol până la 98 mol% etilenă raportată la conținutul total de moli de monomer, de preferință 30 până la 95% sau 35 până la 90 mol %. Ceilalți monomeri, în cazul unor comonomeri poliolefinici, cuprind restul de polimer. Conținutul de etilenă din polimeri poate varia, în funcție de comonomerii prezenți în respectivul polimer. De exemplu, în cazul unui copolimer etilenă/acetat de vinii, se preferă ca polimerul să conțină 15....80 mol % acetat de vinii. De preferință, copolimerul etilenă/acetat de vinii este o varietate asemănătoare cauciucului și, în consecință, are un conținut de acetat de vinii de peste 28 mol % sau 40 până la 60 mol % acetat de vinii. In plus polimerul, copolimerul sau trimerul folosit în compozițiile polimerice poate fi fie reticulat, fie nereticulat. In cazul în care polimerul este reticulat, atunci pot să fie folosiți agenții de reticulare cunoscuți în domeniu. □ compoziție tipică pentru a fi folosită la cabluri și conductori semiconductori conține 25 - 55 % în greutate negru de fum tratat cu 0,5 până la 10 părți polietilenglicol per 100 părți negru de fum; O - 2 % în greutate stabilizatori sau antioxidanți; O - 5% în greutate peroxid organic, de exemplu, peroxid dicumilic; O -10 % în greutate silan vinilic restul fiind polimer sau amestec de polimeri. Compoziția poate, de asemenea, să conțină un aditiv polimeric ca, de exemplu, elastomer butadienic de acrilonitril care conține 25 - 55 % în greutate acrilonitril. In compozițiile conform invenției, negrul de fum este prezent, în general, într-o cantitate de 0,1 până la 65 % în greutate, de preferință 10 până la 50 % în greutate raportat la greutatea totală a compoziției. Aceste compoziții au, în general, proprietăți semiconductoare. Negrul de fum tratat poate fi reglat, în conformitate cu folosirea dorită a compoziției finale și conductivitatea relativă, dorită a compoziției. Negrul de fum poate fi încorporat într-o compoziție de polimer, în cantități mai mici, pentru a asigura materiale izolatoare colorate, pentru a îmbunătăți rezistența compușilor la radiații ultraviolete. Compozițiile conform invenției pot include, de asemenea, aditivi cunoscuți, convenabili și în cantități eficiente, cunoscute. Compozițiile conform invenției pot conține, de asemenea, agenți de reticulare, agenți de vulcanizare, stabilizatori, pigmenți, vopsele, coloranți, dezactivatori de metale, materiale uleioase de umplutură, lubrifianți, materiale de umplutură anorganice etc. De exemplu, compozițiile polimerice, confrom invenției, pot conține cel puțin un agent de reticulare, într-o cantitate cuprinsă între 0,5 și 5 % în greutate raportată la greutatea polimerului specific utilizat. De preferință, un peroxid organic este folosit ca generator de radicali liberi și ca agent de reticulare. Agenții de reticulare utilizați pot fi: α,α -b/s (terț-butilperoxi) diizopropilbenzen, peroxid de dicumil di (terț-butil) peroxid și dimetil-2,5-c// (terț-butilperoxi)-hexan. Pot fi, de asemenea, folosiți diverși alți coagenți cunoscuți și agenți de reticulare. Agenții de reticulare constând din peroxid organic sunt prezentați în brevetul US 3.296.189, Ca exemple de antioxidanți și mijloace auxiliare de prelucrare, care pot fi încorporate în compozițiile polimerice conform invenției, pot fi menționate, de exemplu, 1,2-dihidro-

2.2.4- trimetilchinolină polimerizată, octadecil 3,5-d/terț-butil-4- dihidroxihidrocinamat,

4.4- tio-b/s- (3-metil-6-tert-butilfenol), tio-dietilenă-b/s- (3,5-d/terț-butil-4-hidroxi) hidrocinamat, distearil-tio-dipropionat, amestecuri ale acestora etc.

RO 117341 Bl

Acești antioxidanți pot fi prezenți în compozițiile conform invenției, într-o cantitate, de preferință, cuprinsă între 0,4 și 2,0 % sau 0,4 și 0,75 %în greutate. Alți antioxidanți convenționali, convenabili, care pot fi folosiți, includ fenoli retardați spațial, fosfiți și amine. In compozițiile polimerice, conform invenției, pot fi adăugate substanțe sau mijloace auxiliare de prelucrare. Astfel, deși nu este necesar ca mijloacele auxiliare de prelucrare să ajungă la amestecuri omogene, cu viscozități reduse, ele pot fi adăugate în compozițiile conform invenției, pentru a intensifica, în continuare, aceste proprietăți. Mijloacele auxiliare de prelucrare pot include stearați metalici, de exemplu, stearat de zinc și stearat de aluminiu, săruri de stearat, acid stearic, polixiloxani, amidă stearică (amidă a acidului stearic), etilenă-bisoleiamidă, etilenă-bisstearamidă, amestecuri ale acestora etc. Mijloacele auxiliare de prelucrare, când sunt încorporate în compozițiile conform invenției, sunt, în general, folosite în cantități de 0,1 până la circa 5 %, în greutate, în raport cu greutatea totală a compoziției polimerice. Compozițiile polimerice, conform prezentei invenții, pot fi fabricate, folosind mașini și metode clasice, prin procedee de amestecare discontinue sau continue. De exemplu, pot fi folosite echipamente ca malaxoare Banbury, mașini Buss de amestecat și plastifiat, extrudere cu doi melci. Compozițiile polimerice, conform invenției, pot fi amestecate și formate în granule, pentru a putea fi folosite la fabricarea conductorilor electrici, izolați. Compozițiile polimerice, conform invenției, pot fi îcorporate în orice produs pentru care proprietățile compoziției polimerice sunt convenabile. Astfel, aceste compoziții sunt deosebit de utile pentru fabricarea de conductori electrici izolați, de exemplu, fire electrice și cabluri de putere. In funcție de conductivitatea compoziției polimerice, ea poate fi folosită ca material semiconductor sau ca material izolator, la conductori sau cabluri. Un ecran semiconductor din compoziția polimerică poate fi format direct peste un conductor electric interior cu rol de ecran de conductor sau peste un material izolator, ca ecran de izolație, legat sau capabil de a fi detașat (extras) sau ca material de învelire, la exterior. Compozițiile polimerice, conținând negru de fum tratat, conform invenției, pot fi folisite la umplerea toroanelor. Când se folosește polietilenglicol, pentru tratarea negrului de fum, compoziția polimerică, ce conține acest tip de negru de fum, prezintă proprietăți unice și diferite de cele observate, când polietilenglicolul se amestecă direct în compoziția polimerică. De exemplu, între o compoziție polimerică, conținând negru de fum tratat cu polietilenglicol, comparativ cu o compoziție polimerică care conține negru de fum și polietilenglicol, amestecat direct, pot fi observate diferite deosebiri. In cele ce urmează, sunt evidențiate deosebirile pentru o compoziție polimerică, care conține cel puțin o rășină poliolefinică, un antioxidant, un agent curativ, negru de fum și un compus de polietilenglicol, fie ca aditiv, fie ca un compus de tratare pentru negrul de fum. Adăugarea polietilenglicolului în compoziția polimerică reduce timpul de întărire cu 50 până la 90 %. Timpul de întărire la aceste două temperaturi se notează cu: tc(50) și respectiv tc(90). Mai mult decât atât, adăugarea directă a compusului de polietilenglicol scade timpul de prevulcanizare (ts2) a compoziției polimerice. Creșterea, în continuare, a raportului dintre compusul de polietilenglicol și aditiv deranjează aceste rezultate. Totuși, aceste modificări nu se observă într-o compoziție polimerică, care conține negru de fum tratat cu polietilenglicol. Timpul sporit de întărire și timpul de prevulcanizare sunt preferabile, de exemplu, pentru a împiedica prevulcanizarea și întărirea prematură a produsului și astfel înfundarea echipamentului de prelucrare sau reducerea vitezei de evacuare. Rezistivitatea volumară a compozițiilor polimerice poate

325

330

335

340

345

350

355

360

365

RO 117341 Bl fi afectată, în mod neașteptat, prin folosirea compusului de polietilenglicol cu rol de compus de tratare pentru negru de fum. In mod specific, există o interacțiune a cantității compușilor de polietilenglicol, adăugați ca mijloc auxiliar pentru granulele de negru de fum. Creșterea cantității polietilenglicolului în negrul de fum tratat sporește, în mod semnificativ, rezistivitatea volumară a compoziției polimerice, pe un interval larg de temperaturi la unele sisteme polimerice, în timp ce rezistivitatea volumară a altor sisteme scade. Astfel, efectul de rezistivitate volumară este dependent de rășină. Creșterea cantității compusului de polietilenglicol folosit ca mijloc auxiliar de tratare a negrului de fum intensifică, în continuare, aceste rezultate. Folosirea negrului de fum tratat afectează viscozitatea de extrudere, în timpul prelucrării compozițiilor polimerice. De exemplu, folosirea negrului de fum tratat în compozițiile polimerice de înaltă viscozitate reduce, în mod semnificativ, viscozitatea compozițiilor, menținând astfel nivelele de debit. De asemenea, viteza de forfecare, în timpul prelucrării, este sporită, ceea ce reduce, de asemenea, viscozitatea. Aceste rezultate sunt superioare față de rezultatele obținute prin adăugarea directă a compusului de polietilenglicol, deoarece o viscozitate scăzută permite un debit sporit sau un debit constant, la viteze de forfecare reduse. Pe lângă aceasta, folosirea compusului de polietilenglicol, drept compus de tratare pentru negru de fum se observă că reduce, în mod semnificativ, adeziunea compoziției polimerice la o polietilenă reticulată. Această aderență scăzută este prefrabilă, deoarece sporește capacitatea de detașare a compoziției polimerice de pe alte compoziții la care aceasta este făcută să adere. De exemplu, în cazul unui cablu electric, o aderență scăzută permite o detașare mai ușoară a unui ecran semiconductor de pe un material izolator, care stă dedesubt.

Se dau, în continuare, exemple de realizare a invenției în legătură și cu figura în care sunt prezentate componentele tipice ale unui cablu electric.

Exemplul 1. în figură, este prezentat un cablu de putere tipic, ce este format dintr-un miez conductor 1, [de exemplu, o multitudine de sârme conductoare], înconjurat de câteva straturi protectoare. In plus miezul conductor poate conține un material de umplere a toroanelor de sârme conductoare, de exemplu un compus de stocare a apei. Straturile de protecție includ un strat cu rol de manta 2, un strat izolator 3 și ecrane semiconductoare 4 și 4'

Se formează granule de negru de fum, tratate cu polietilenglicol, unde polietilenglicolul este folosit ca mijloc auxiliar de producerea granulelor de negru de fum, din negru de fum, sub forma lui pufoasă. In acest exemplu, negrul de fum are un indice de absorbție a ftalatului de dibutil, (indice de dibutilftalat) de 138 cm³/100 g și o arie a suprafeței de iod de 68 mg/g. Dibutilftalatul se măsoară, conform standardului american ASTM D 2414, iar aria suprafeței de iod se măsoară conform ASTM D 1510. Negrul de fum se combină cu o soluție de liant, apoasă, de polietilenglicol, cu greutatea moleculară egală cu 20.000 suficientă pentru a produce un negru de fum tratat, având 2 %în greutate polietilenglicol, raportat la negru de fum. Se amestecă negrul de fum și soluția de liant apoasă, într-un granulator cu știfturi, continuu, care lucrează la o turație a rotorului de 1100 rot/min. Apoi granulele sunt uscate într-un tambur rotativ, încălzit, pentru a obține granule de negru de fum cu un conținut de umiditate de 0,6 %.

RO 117341 Bl

Granulele de negru de fum, astfel obținute, sunt evaluate în ceea ce privește rezistența, conform ASTM D 1937, în ceea ce privește uzura la frecare, folosind o variantă modificată a ASTM D 4324. Această variantă modificată constă în faptul că generează cantități de praf, după agitarea mostrelor de granule de negru de fum, timp de 5 până la 20 min. Rezultatele acestor măsurători sunt prezentate în tabelul 1.

Exemplele 2 și 3. Se prepară granule de negru de fum tratat cu polietilenglicol, ca în exemplul 1, cu excepția faptului că greutatea moleculară a polietilenglicolului conținut în soluția apoasă de liant este 35.000, (exemplul 2) și 100.000, (exemplul 3). Se fac aceleași măsurători de rezistență și uzură prin frecare a granulelor, ca în exemplul 1, iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Exemplul comparativ 1. Se prepară granule de negru de fum, ca în exemplul 1, cu excepția faptului că soluția de liant constă numai din apă fără polietilenglicol. Procedându-se ca în exemplul 1, se fac măsurători de rezistență și uzură a granulelor, rezultatele fiind prezentate în tabelul 1.

415

420

425

Tabelul 1

Exemplul nr.	Greutate moleculară a PEG	Rezistența granulei (livre)	Praf după 5 minute (procente)	Praf după 20 minute (procente)
1	20000	30,6	0,2	0,2
2	35000	24,0	0.4	1,2
3	100000	29,7	0,4	0,8
Comp 1	N/A	15,6	5,2	7,6

430

Exemplul 4. Se produce un compus semiconductor, folosind granulele de negru de fum, tratate cu polietilenglicol, obținute ca în exemplul 1. Granulele de negru de fum sunt amestecate cu o rășină de acetat etilen-vinilic, folosind un extruder melcat ZSK. Rășina de acetat etilen- vinilic are un indice de topire egal cu 3 și conține 40 % acetat de vinii în greutate. Compusului care se obține, i se măsoară viscozitatea topiturii (la o viteză de forfecare de 50 S'¹) și dispersia microscopică a negrului de fum. Dispersia microscopică a negrului de fum este evaluatăm prin examinarea unei benzi extrudate de compus semiconductorm în ceea ce privește imperfecțiunile (defectele) de suprafață, cu un microscop optic și o sursă de lumină cu reflexie. Aria imperfecțiunii atribuită negrului de fum nedispersat este raportată la aria totală a benzii examinate. La această măsurătoare se exclud particulele de praf și de gel de polimer. Rezultatele acestor măsurători sunt prezentate în tabelul 2.

Exemplele 5 și 6 și exemplul comparativ 2. Se prepară materiale semiconductoare, ca în exemplul 4, care încorporează granulele de negru de fum, din exemplele 2 și 3 și exemplul comparativ 1, producându-se compuși pentru exemplele 5 și

6, respectiv exemplul comparativ 2. Se efectuează aceleași măsurători ca în exemplul

4, ale viscozității topiturii și dispersiei microscopice. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 2.

435

440

445

450

RO 117341 Bl

Tabelul 2

Exemplul nr.	Granule de negru de fum	Vâscozitate Pa-sec	Negru de fum nedispersat
4	Exemplul 1	4,613	0,0175
5	Exemplul 2	4,679	0,0083
6	Exemplul 3	6,275	0,0186
Comp 2	Comparativ 1	6,078	0,047

Exemplul 7. Semiconductorul obținut ca în exemplul 4 este format dintr-un corp izolator, acoperit cu polietilenă reticulată. Compoziția semiconductoare este evaluată în ceea ce privește capacitatea de exfoliere. In această compoziție obținută ca în exemplul 4 se introduce 1 % în greutate peroxid de dicumil folosind un malaxor Brabender. Temperatura în timpul prelucrării este menținută sub 150° C pentru a reduce la minimum descompunerea peroxidului. Apoi materialul este transferat la o presă hidraulică menținută la o temperatură de 130°, obținându-se plăci cu grosimea de 1,2 mm. In același mod se obțin plăci de polietilenă având o grosime de 2 mm și conținând 1 % peroxid de dicumil. Cele două plăci sunt laminate împreună la o presiune de 7 kg/cm² și sunt supuse la un ciclu de vulcanizare la temperatura de 18QP C timp de 15 minute. Laminatele unite sunt lăsate să se răcească sub presiune la o temperatură de 100° C. Se înregistrează forța de exfoliere la un unghi de exfoliere de 180° și la o viteză de separare 3,94 țoli/minut. încercările se efectuează de 28 de ori, iar forța de exfoliere este prezentată în tabelul 3.

Exemplele 8 și 9 și exemplul comparativ 3. în mod similar exemplului 7, în exemplele 8 și 9 și în exemplul comparativ 3, se evaluează capacitatea de exfoliere a unei compoziții izolatoare pe bază de polietilenă reticulată depusă pe semiconductori produși în exemplele 5 și 6 respectiv exemplul comparativ 2. Forța de exfoliere pentru ficare din materiale este prezentată în tabelul 3.

Tabelul 3

Exemplul nr.	Compoziție conductivă	Forță de exfoliere livre/lățime de 0,5 țoii
Exemplul 7	Exemplul 4	4,46 ± 0,20
Exemplul 8	Exemplul 5	4,46 ±0,14
Exemplul 9	Exemplul 6	4,39 ± 0,18
Comparativ 3	Comparativ 2	6,55 ±0,46

Exemplul 10. Se formează granule de negru de fum tratat cu polietilenglicol care este folosit ca mijloc auxiliar de granulare pentru producerea granulelor de negru de fum în forma lui pufoasă. In acest exemplu negru de fum are un indice de dibutilftalat de 143 cm³/100 g și o arie a suprafeție de iod de 129 mg/g. Negrul de fum se combină cu o soluție apoasă de liant de polietilenglicol, (greutatea moleculară =

1000), suficientă pentru a produce negru de fum având polietilenglicol 2 %, în

RO 117341 Bl greutate, din negrul de fum. Negrul de fum și soluția apoasă de liant sunt amestecate 495 continuu într-un granulator cu știfturi care lucrează cu o turație a rotorului de 1 □□□ rot/min. Granulele sunt colectate și uscate într-un cuptor de circulație la o temperatură de 125° C până când umiditatea se reduce sub Q,5 %. Granulele de negru de fum astfel produse sunt evaluate în ceea ce privește rezistența granulei și rezistența la uzură prin frecare. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în tabelul 4. 500

Exemplele 11 -14. Se prepară granule de negru de fum tratat cu polietilenglicol, ca în exemplul 10, cu excepția faptului că greutatea moleculară a poletilenglicolului conținut în soluția apoasă de liant este de 8000, (exemplul 11), 20.000 (exemplul 12), 35.000 (exemplul 13 și 100.000 (exemplul 14). în cazul exemplului 14, soluția de liant conține polietilenglicolul într-o cantitate suficientă pentru a produce un negru 505 de fum tratat având 1 %în greutate polietilenglicol, raportat la negru de fum. Măsurătorile privind rezistența granulelor și uzura prin frecare a granulelor se execută ca în exemplul 10, iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 4.

Exemplul comparativ 4. Lucrându-se ca în exemplul 10 se prepară granule de negru de fum, cu excepția faptului că soluția de liant constă numai din apă, adică 510 nu conține polietilenglicol. Se efectuează aceleași măsurători privind rezistența și uzura prin frecare a granulelor ca în exemplul 10, iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 4.

515

Tabelul 4

Exemplul nr.	Greutate moleculară a PEG	Rezistența granulei (livre)	Praf după 5 minute (procente)	Praf după 20 minute (procente)
10	1000	63,3	0,7	1,0
11	8000	55,3	0,7	1,4
12	20000	82,0	0,6	2,3
13	35000	67,1	0,1	0,2
14	100000	50,5	0,6	0,9
Comp 4	N/A	44,1	2,9	9,6

520

525

Exemplul 15. Se produc semiconductor! folosind granule de negru de fum tratat cu polietilenglicol ca în exemplul 10. Granulele de negru de fum sunt combinate individual cu trei polimeri diferiți folosind un malaxor Brabender. Compușii conțin 40 % negru de fum și 60 % polimer, în greutate. Cei trei polimeri sunt (1) un copolimer de acetat de etilen vinii care conține 40 % acetat de vinii având un indice de topire cu valoarea 3; (2) un copolimer de acetat de etilen vinii care conține 18 % acetat de vinii având un indice de topire cu valoarea de 2,5; și (3) un copolimer de etilacrilat etilenă conținând 18 % etilacrilat cu un indice de topire cu valoarea de 3,4.

530

RO 117341 Bl

Compușii care rezultă sunt evaluați în ceea ce privește viscozitatea topiturii la o viteză de forfecare de 50 s¹ și la temperatura de 13O°C. Rezultatele acestor măsurători sunt prezentate în tabelul 5.

Exemplele 16-19 și exemplul comparativ 5. Se prepară materiale semiconductoare ca în exemplul 15, care încorporează granulele de negru de fum din exemplele 11 - 14 și exemplul comparativ 4, în scopul producerii de compuși semiconductor! pentru exemplel 16 - 19, respectiv exemplul comparativ 15. Se execută aceleași măsurători de viscozitate a topiturii ca în exemplul 15. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5

Exemplul nr.	Granule de negru de fum	Vâscozitatea topiturii
Polimer 1	Polimer 2	Polimer 3
15	Exemplul 10	8007	2930	2711
16	Exemplul 11	6952	5291	4700
17	Exemplul 12	7171	5990	5203
18	Exemplul 13	6996	5794	5203
19	Exemplul 14	8004	6537	5706
Comp 5	Comparativ 4	8155	7368	7018

Exemplele 15-19 arată că o adiție de polietilenglicol pentru a trata negrul de fum are ca rezultat o îmbunătățire a dispersiei negrului de fum.

Exemplele 20 - 36 și exemplul comparativ 6. Se prepară compuși de negru de fum convenabili pentru protecție de pigment în ultraviolet, după cum urmează. Negrul de fum cu un indice de absorbție a ftalatului de dibutil de 145 cm³/100 g și o arie a suprafeței de iod de 70 mg/g se granulează cu diverse soluții apoase având concentrații variabile de polietilenglicol într-un granulator cu știfturi care lucrează cu o turație a rotorului de 1050 rot/min. In cazul exemplului comparativ 6, negrul de fum este granulat cu o soluție apoasă 100 %, adică fără polietilenglicol. Granulele sunt colectate și uscate într-un cuptor prin care circulă aer încălzit ținut la o temperatură de 125 ⁰ C până când umiditatea scade până la o valoare sub 0,5 %. Granulele sunt evaluate în ceea ce privește rezistența granulei în conformitate cu varianta modificată a standardului american ASTM D 4324, așa cum se arată în exemplul 1. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 6. O parte din granulele de negru de fum sunt combinate cu polietilenă de joasă densitate, având un indice de topitură cu valoarea 26 pentru a produce un preamesțec de pigment 40 %. Apoi compușii de polietilenă sunt evaluați în ceea ce privește viscozitatea topiturii la 130° C și o viteză de forfecare de 50 s¹. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 6.

RO 117341 Bl

Tabelul 6

Exemplul	Greutatea moleculară a PEG	Conținut de PEG %	Rezistența granulară (livre)	Prof(procente)	Vâscozitatea topiturii (Pa)
5 minute	10 minute
Comp. 6	N/A	0,0	44,1	2,9	9,6	5116
20	1000	0.5	69,1	0,70	1,42
21	1000	1,0	70,7	0,26	1,04
22	1000	2,0	55,3	0,74	1,38	2908
23	1000	4,0	72,1	0,44	0,50
24	8000	0,5	69,1	0,70	1,42
25	8000	1.0	70,7	0,26	1,04
26	8000	2.0	47,3	1,04	2,54	3673
27	20000	0.5	72,0	0,26	0,58
28	20000	1.0	78,9	0,26	0,34
29	20000	2,0	82,0	0,62	2,26	3341
30	20000	4,0	133,5	0,20	1,20
31	35000	0,5	66,0	0,34	0,72	5004
32	35000	1.0	63,6	0,36	1,78	3784
33	35000	2.0	67,1	0,08	0,18	3341
34	35000	4,0	75,2	0,12	0,14
35	100000	0,5	66,3	0,34	0,54
36	100000	1.0	55,0	0,36	0,60	3027

575

580

585

590 în toate exemplele, 20-36, încorporarea de polietilenglicol contribuie la o rezistență îmbunătățită a granulelor și o rezistență mai înaltă la uzură prin frecare. Se pare că rezultatele nu depind de greutatea moleculară a polietilenglicolului. Viscozitatea preamestecului de negru de fum se reduce prin încorporarea de polietilenglicol ca material de liere. Polietilenglicolul permite de asemenea să fie mai ușor încorporat într-un profil sau film de extruder la care concentrația finală de negru de fum se află în limitele de la 0,5 până la 4,0 % în funcție de aplicație. Mai mult decît atâta, se prepară mostre de compoziție cu o încărcătură de 2,5 % negru de fum într-o polietilenă de joasă densitate având un indice de topire de 0,7 pentru a simula o aplicație de peliculă. Un control vizual al mostrelor indică din punct de vedere calitativ o îmbunătățire a dispersiei negrului de fum.

Exemplele 37 - 38 și exemplul comparativ 7. Se prepară compuși de negru de fum convenabili pentru a fi utilizați ca preamestecuri. Negru de fum cu indicele de absorbție a ftalatului de dibutil cu valoarea de 135 cm³/100 g și o arie a suprafeței de iod de 180 mg/g, este granulat cu diverse soluții apoase, având concentrații

595

600

605

RO 117341 Bl variabile de polietilenglicol, într-un granulator cu știfturi care lucrează la o turație a rotorului de 11OO rot/min. Soluțiile apoase din exemplele 37 și 38 includ polietilenglicol, (greutatea moleculară = 35.000) suficient pentru a asigura concentrații de 2% respectiv 16 %în granulele de negru de fum. In exemplul comparativ 7 se folosește o soluție apoasă de 100 %. Granulele sunt colectate și uscate într-un cuptor prin care circulă aer încălzit ținut la o temperatură de 125 ⁰ C până când umiditatea scade sub 0,3 %. Apoi granulele de negru de fum sunt combinate cu polietilenă de joasă densitate având un indice de topire egal cu 26, pentru a produce un preamestec care conține 40 % negru de fum. Granulele de negru de fum și polietilenă de joasă desitate sunt amestecate într-un malaxor Brabender cu o temperatură inițială de 115°C și o turație de 50 rot/min. în continuare se măsoară viscozitatea topiturii compușilor de polietilenă la 130°C și viteza de forfecare de 50 s'¹. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 7.

Tabelul 7

Exemplul nr.	Rezistența granulei (livre)	Praf(procente)	Vâscozitatea topiturii (Pa)
5 minute	10 minute
Comp. 7	44	3,6	15,0	4330
37	101	0,3	1,5	3913
38	158	0,1	0,4	4320

Exemplele 39 - 40 și exemplul comparativ 8. Se prepară compuși conform exemplelor 37 - 38 și exemplului comparativ 7 cu excepția faptului că negrul de fum are un indice de absorbție a diftalatului de dibutil cu valoarea de 136 cm³/1OO g și o arie a suprafeței de iod de 120 mg/g. Se prepară și se supune încercării aceleași compoziții de preamestec cu rezultatele prezentate în tabelul 8.

Tabelul 8

Exemplul nr.	Rezistența granulei (livre)	Praf(procente)	Vâscozitatea topiturii (Pa)
5 minute	10 minute
Comp. 8	61,9	0,8	5,2	4591
39	133	0,1	0,3	3804
40	157	0,05	0,12	2689

Exemplele 41-45. Se prepară negru de fum tratat cu polietilenglicol așa cum s-a descris în exemplul 1. Negrul de fum se prepară prin folosirea a diverse cantități de polietilenglicol drept compus pentru tratarea negrului de fum. In mod specific, cinci tipuri de negru de fum sunt preparate folosind drept compus de tratare tipurile și cantitățile de polietilenglicol arătate în tabelul care urmează.

RO 117341 Bl

650

Negru de fum	Greutatea moleculară a polietilenglicolului	Părți în greutate de negru de fum
1	20000	2,0
2	20000	4,0
3	35000	2,0
4	35000	3,0
5	100000	2,0

Se remarcă de asemenea polietilenglicolul cu greutate moleculară de 1OO.OOO. Ecranele semiconductoare folosite la confecționarea cablurilor electrice se prepară combinând aproximativ 57 părți în greutate dintr-un copolimer de etilenă/1-butilenă, (conținut de 15 % butilenă), circa 41 părți în greutate negru de fum tratat și circa 1,5 părți în greutate alți aditivi. Copolimerul de etilena/1-butilenă are un indice de topitură cu valoarea 27, o densitate de 0,9 g/cm³ și o distribuție a greutății moleculare de 2,15. Aditivii includ circa 0,5 % din orice antioxidant, (de exemplu 1,2-dihidro-

2,2,4-trimetichinolino, octadecil 3,5-diterț-butil-4-hidroxihidrocinamat sau amestecuri ale acestora] și 1 % dintr-un întăritor de peroxid organic a,a-bis(terț-butilperoxid)diizopropilbenzen. Rapoartele componentelor specifice sunt prezentate în tabelul care urmează.

655

660

Component	41	42	43	44	45
Etilenă/1-butilenă	57,55	56,73	57,55	57,14	57,55
Carbon Black # 1	40,95	-	-	-	-
Carbon Black # 2	-	41,77	-	-	-
Carbon Black # 3	-	-	40,95	-	-
Carbon Black # 4	-	-	-	41,36	-
Carbon Black # 5	-	-	-	-	40,95
Antioxidant	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50
întăritor de peroxid	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Total	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

665

670

675

Componentele sunt amestecate într-un malaxor Banbury sau alt echipament convenabil. Compozițiile astfel obținute sunt supuse diferitelor probe privind diverse caracteristici fizice și electrice. Datele de întărire se determină prin măsurarea greutății și dimensiunii plăcilor folosind un reometru cu disc oscilant (RDO) care funcționează până la 400° F și un arc de 3°. Valorile cuplului și anume valoarea inferioară (Mi) și valoarea superioară (Ms), timpul de carbonizare (t² _s) și timpii de întărire 50 % t_c(50) și 90 % ^(90) sunt prezentați în tabelul 10. Compoziția este evaluată de asemenea în ceea ce privește rezistivitatea volumară la diferite temperaturi, rezistența la întindere, alungirea și parametrii de extrudere pe un aparat Haake Rheocord. Rezultatele sunt prezentate în zabelul 9.

680

685

RO 117341 Bl

Exemplele comparative 9*13. Ecranale semiconductoare care se folosesc la confecționarea cablurilor electrice se obțin conform exemplelor 41 - 45 cu excepția faptului că se folosește negru de fum netratat, adică granulele de negru de fum se obțin din negru de fum granulat cu apă deionizată. Astfel ecranele semiconductoare utilizate la confecționarea cablurilor electrice se obțin combinând aproximativ 57 părți în greutate dintr-un copolimer de etilena/1-butilenă, (același copolimer care s-a folosit în exmplele 41 - 45), circa 41 părți în greutate negru de fum netratat și circa 1,5 părți în greutate alți aditivi. Compoziția conține suplimentar polietilenglicol adăugat direct în respectiva compoziție. în aceste exemple comparative se adaugă în compoziție cantități variabile de polietilenglicol (PEG) cu greutăți moleculare diferite. Rapoartele componentelor sunt prezentate în tabelul care urmează.

Componenta	Comp. 9	Comp. 10	Comp. 11	Comp. 12	Comp. 13
Negru de fum	40,13	40,13	40,13	40,13	40,13
Etilenă/1-butilenă	57,55	56,73	57,55	56,73	57,55
PEG cu greutate moleculară (gm) 20000	0,82
PEG cu g.m. 20000	-	1,64	-	-	-
PEG cu g.m. 35000	-	-	0,82	-	-
PEG cu g.m. 35000	-	-	-	1,64	-
PEG cu g.m. 100000	-	-	-	-	0,82
Antioxidant	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50
întăritor de peroxid	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Total	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

în acest tabel, toate cantitățile sunt exprimate în greutate și sunt raportate la greutatea totală a compoziției. Componentele sunt amestecate într-un malaxor Banbury sau într-un alt echipament convenabil ca în exemplele 41 - 45.

Se remarcă de asemenea că aditivii din exemplele comparative 9-13 sunt aceiași cu cei din exemplele 41 - 45 și sunt prezenți în aceleași cantități. In plus cantitățile de polimer, negru de fum și polietilenglicol sunt aceleași cu cele din exemplele 41 - 43 și 45 și exemplele comparative 9-11 respectiv 13. Se remarcă faptul că în exemplul 44, cantitatea de polietilenglicol folosită reprezintă 3 % în greutate din negrul de fum și este folosit drept compus de tratare a negrului de fum. Exemplul comparativ 12 conține polietilenglicol într-o cantitate de 4 % în greutate din negrul de fum și se adaugă direct în compoziție. Mai mult decât atât, după cum s-a remarcat mai sus polietilenglicolul din exemplele 41 - 45 este folosit pentru a trata negrul de fum, pe cînd în exemplele comparative 9 - 13 el este adăugat direct în compoziția respectivă. Se efectuează aceleași încercări si măsurători ca în exemplele 41 - 45, iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 9.

745

ο cn ρχ un cn r* o <r r-

Comp 13		cu cu	00 cri CD	50,3	99	143,7			CD	cu	27	30
Comp 12	2,6	65,1	52,3	100,3	146,6		in	ω	cn	cu
Comp 11	cu	69,1	56,6	106	149,3		in	v- CU	IX cu	cu co
Comp 10	ω cu	70,1	53,6	101,3	146,3		CD	cu cu	24	CD cu
Comp 9	2,3	69,9	59,7		157,7	in	CD	00 cu	CO	35
45	O cu	O in CD	52	105	CD sT ț-	in	CD	CD CU	<rco	33
44	O cu	70,5	54	108	162,3	in	rx	o 00	35	38
43	2,0	66,5	57	114	173,7	CD	[X	30	35	38
42	2,0	60,3	54	108	rx CD	ΓΧ	CD	r-	48	50
5·	2,2	67,2	55,3	108,3	160,3	in	IX	30	35	37
	Măsurat. RDO la 400°F	O V' 0) c_ >	O V* 0) L_ >	O ω ω CU u) 4-3	O ω ω O Lfl· 4-3°	o 0) ω O CD 7?	Rezistență volumică, ohm-cm	Temperatura camerei	CJ o o in	ω o □ CD	u o o	ω o o co

Comp 13		co in o	cu cu OD	1685	67,5	1770	55,6
Comp 12	1564	97,3	co O CD	CD l< IX	2203	67,6
Comp 11	1286	8Y4	O LO IO ς—	CD cu CD	1767	54,0
Comp 10	CD in V	72,9	CU o	57,8	LO CU CD	48,8 I
Comp 9	V” o cu	78,0	1429	62,6	O CD CD	53,2
45	in V	69,2 i	1357	54,6	CD CD LO	47,3
44	IO □ LO	o o	1877	81,3	2184	71,3
43	CD O	65,2	LO CO	53,4	IO LO r—	45,8
cu	945 I	58,3	V“	O CD	1356	40,7
	CD O CD	79,9	o LO T-	O O CD	1580	47,3
	Parametrii de extruziune	Presiune în cap la 20 rot/min, psi	Presiune în cap la 20 rot/min/debit, psi/g/min	Presiune în cap la 30 rot/min, psi	Presiune în cap la 30 rot/min/debit, psi/g/min	Presiune în cap la 40 rot/min, psi	Presiune în cap la 40 rot/min/debit, psi/g/min

O	LH	o
m	m
	Γ.	Ρχ	Γ·

oo Γ·

ο Γ·

UD

O r-

Comp 13		O xr CU	268	O in o	1883		2084	278	97	xr O
Comp 12	2066	V L0 CU	cu co o	1872	in xT 0)	300	94	CD
Comp i 11	ιχ CD CU	269	CD rx o	CD O CD	2059	275	ID CD	102
Comp 10	O CU rCU	277	1035	1856	00 ro CD	274	xr CD	99
Comp 9	CD CD O CU	263	1069	1867	CD CD o cu	284	98	108
m xr	2179	243	O CD	ω CD CD	CD CU V CU	249	98	103
44	cu CD CU CU	236	CD CD CU	2116	2155	247	95	in O
43	2113	239	CU LD ț-	1953	2163	263	801	O
42 I	2079	240	IX	CD O CD	2065	264	66	O
5	xr CD cu	245	1177	1964	2072	ro Xt cu	97	o
	Condiții inițiale de rezistență la întindere și alungire	Rezistență medie la întindere, psi	Alungire medie, %	Modul mediu 100%	Modul mediu 200%	După îmbătrânire la 12TC	Rezistență medie la întindere, psi	Alungire medie, %	Retenție de tensiune, %	Retenție de alungire, %

RO 117341 Bl

Exemplele 46 - 50. Ecranele semiconductoare folosite la confecționarea de cabluri electrice se obțin combinând aproximativ 48 părți în greutate dintr-un copolimer de etilenă/acetat de vinii, care conține 50 % acetat de vinii, circa 11,08 părți în greutate copolimer de etilenă/ octenă, circa 37 părți în greutate negru de fum tratat, preparat ca în exemplele 41 - 45 și circa 3,5 părți în greutate din alți aditivi. Copolimerul etilenă/acetat de vinii are un indice de topitură cu valoarea 31 și o densitate de 0,87 g/cm³. Aditivii includ circa 0,9 dintr-un mijloc auxiliar de prelucrare cu acid stearic, 0,7 % antioxidant 1,2-dihidro-2,2,4-trirnetilchinolină, 1,0 % întăritor cu peroxid organic, a, a-bis (terț-butilperoxi) - diizopropilbenzen și 0,9 % hidrocalcit. Rapoartele specifice sunt cele prezentate în tabelul care urmează.

	46	47	48	49	50
Etilen/acetat de vinii	48,22	47,40	48,22	47,81	48,22
Negru de fum 1	37,20	-	-	-	-
Negru de fum 2	-	38,02	-	-	-
Negru de fum 3	-	-	37,20	-	-
Negru de fum 4	-	-	-	37,61	-
Negru de fum 5	-	-	-	-	37,20
Polimer de etilenă/octenă	11,08	11,08	11,08	11,08	11,08
Antioxidant	0,70	0,70	0,70	0,70	0,70
Acid stearic	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Hidrotalcit	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
întăritor de peroxid	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Total	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0

Componentele sunt amestecate într-un malaxor Banbury. Se efectuează aceleași încercări și măsurători ca în exemplel 41 - 45 iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 10.

Exemplele comparative 14-18. Ecranele semiconductoare folosite la confecționarea cablurilor electrice se obțin în mod similar celor din exemplele 46 - 50, cu excepția faptului că negrul de fum este netratat, adică granulele de negru de fum se obțin din negru de fum granulat cu apă deionizată. Ecranele semiconductoare folosite la confecționarea cablurilor electrice se obțin prin combinarea a aproximativ 48 părți în greutate din copolimerul de etilenă/acetat de vinii care conține 50 % acetat de vinii și circa 11 părți în greutate din copolimerul de etilenă/octenă (în același mod în care au fost folosite în exemplele 46 - 50), circa 37 părți în greutate negru de fum netratat și circa 3,5 părți în greutate din alți aditivi. Compoziția conține în mod suplimentar polietilenglicol, (PEG), adăugat direct în respectiva compoziție. In aceste exemple comparative în compoziții se adaugă polietilenglicol în cantități variabile și cu greutăți diferite.

Rapoartele specifice ale componentelor sunt prezentate în tabelul care urmează.

RO 117341 Bl

	Comp 14	Comp 15	Comp 16	Comp 17	Comp 18
Negru de fum	36,38	36,38	36,38	36,38	36,38
Etilen/acetat de vinii	48,22	47,56	48,22	47,56	48,22
PEG cu g.m. 2000	0,82	-	-	-	-
PEG cu g.m. 20000	-	1,64	-	-	-
PEG cu g.m. 35000	-	-	0,82	-	-
PEG cu g.m. 35000	-	-	-	1,64	-
PEG cu g.m. 100000	-	-	-	-	0,82
Polimer de etilena/octenă	11,08	10,92	11,08	10,92	11,08
Antioxidant	0,70	0,70	0,70	0,70	0,70
Acid stearic	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
Hidrotalcit	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
întăritor de peroxid	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
Total	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0

Toate părțile exprimate în greutate sunt raportate la greutatea totală a compoziției. Componentele sunt amestecate într-un malaxor Banbury ca în exemplele 46 50. Aditivii din exemplele comparative 4-18 sunt aceiași ca în exemplele 46 - 50 și 850 sunt prezenți în aceleași cantități. In plus cantitățile de polimer, negru de fum și polietilenglicol sunt aceleași din exemplele 46 - 48 și 50 și exemplele comparative 14 16 și respectiv 18. Intre exemplul 49 și exemplul comparativ 17, există deosebirea că numai cantitatea de polietilenglicol folosită în exemplul 49 reprezintă 3 % în greutate, din negrul de fum și este folosită pentru tratarea acestuia, iar în exemplul corn- 855 parativ 17 cantitatea de polietilenglicol, 4 %, în greutate din negrul de fum folosit ca aditiv direct în compoziție. Mai mult decât atât, polietelenglicolul din exemplele 46 - 50 este folosit pentru tratarea negrului de fum pe când în exemplele comparative 46 - 50 el este adăugat direct în compoziția respectivă. Se efectuează aceleași încercări și măsurători ca în exemplele 46 - 50, iar rezultatele sunt prezentate în 860 tabelul 10.

Comp 18		| 6,3	46,6	47,7	87	129,3		8,37
Q. E o τΟ	6,4	45,1	CD cd’	CD	123,3	4,11
CL E CD o <CJ	6,7	45,6	52,6	93,6	τ-	5,06
Comp 15	I 6,3	44,3	43,5	82,3	123,3	5,2
Comp 14	6.3	CD cd' M·	43,3	CD CD CD	125	5,56
50	| 6.7	53,0	cn q-	’C CD	V KT r-	4,45
49	4,7	40,1	55,7	cu o	154,7	CD □ cd'
48	6,0	49,3	52	96	148	r-> cd'
47	6,3	O O	48,7	89	136	LD cu 'sf
CD sT	| 6,3	49,7	49	97,7	140,7 I	3,89 ’ 1
	Măsurat. RDO la 400°F	o V φ C>	o V > JZ 2	O ω ω αί -U	u ω ω O ΙΌ o	(J ω in O E	Aderență la polietilenă reticulată, livre/1/2 țoii	Temperatura camerei

1Γ) '·	O	LH
00	co	00

ο

οο οο ο σ\ οο σχ οο

Comp 18		653	944	583	508	435		1560	120,5	N/A	N/A	2278	78,8
Comp 17		525	459	452	367	347		CD CD ω	CD 00	CD ’T O CU	93,4	2332	79,6
ο. Ε ω □ ω		719	C0 CD	650	529	co în		1666	118,8	CD O CU	98,6	2279	86,3
I Comp 15		803	566	009	481	454		1735	rs cu cu V	2050	100,5	CD CU	83,0
Comp 14		CD	454	492	399	376		1762	CD in	2197	109,8	2476	88,4
□ ιη		240	307	cu	193	165		1515	o cu	1855	89,0	CD CU CU	74,9
4S		476	563	447	412	363		1653	134,0	O cu	V o	2381	83,9
48		8 ST	466	346	310	r* CD cu		1516	115,5	1895	92,8	2203	83,0
47		399	ω	348	307	261		in CD	CD cd' O	O CD O cu	85,7	3· cu cu	74,9
46		305	359	271	240	T“ o cu		1718	ω UD V	2138	90,1	3 cu	O CD
	Rezistivitatea volumică, ohm-cm	Temperatura camerei	U o o in	O o o CD	O 0 O	ω 0 o CD	Parametrii de extruziune	Presiune în cap la 20 rot/min, psi	Presiune în cap la 20 rot/min/debit, psi/g/min	Presiune în cap la 30 rot/min, psi	Presiune în cap la 30 rot/min/debit, psi/g/min	Presiune în cap la 40 rot/min, psi	Presiune în cap la 40 rot/min/debit, psi/g/min

Comp 18		O r- cu	268	□ ΙΌ O K-	1883		sr 00 □ cu	00 X cu	97	104
Comp 17	2066	251	1082	cu X ω V	in ’T cn	008	94	cn
Comp 16	2167	269	00 x O	CO O cn	2059	375 1 1	95	cu O
Comp 15	O cu T“ CU	x cu	1035	CD in ω r-	1988	274	94	99
Comp 14	2099	263	cn CD O	X CD 00 V	2066	00 cu	98	00 o
50	2179 I	ί 243	□ cn	00 cn cn	cn cu cu	cn ’T cu	98	103 I
0)	cu CD CU CU	CD CD CU	cn CD cu	CD CU	2155	247	95 1	105
co	ω V cu	239	cu in	1953	2163	263	cu O	O
47	2079	O CU		cn O cn	in CD O CU	264	99	O
co	2134	245	1177	1964	CU X o cu	248	97	□
	Condiții inițiale de rezistență la întindere și alungire	Rezistență medie la întindere, psi	Alungire medie, %	Modul mediu 100%	Modul mediu 2OO%	După îmbătrânire la 121°C	Rezistență medie la întindere, psi	Alungire medie, %	Retenție de tensiune, %	Retenție de alungire, %

ο cn m r—I σ\

RO 117341 Bl

Exemplele comparative 19 - 20. Se prepară compoziții polimerice suplimentare pentru a compara rezultatele obținute în exemplele de mai sus și în exemplele comparative cu compozițiile polimerice care nu includ compusul de polietilenglicol nici ca mijloc auxiliar de granulare pentru tratarea negrului de fum, nici ca aditiv direct. □ compoziție semiconductoare se prepară ca în exemplele comparative 9-13, cu 920 excepția faptului că compoziția conține aproximativ 58 părți în greutate dintr-un copolimer de etilena/1-butilenă, (același copolimer cu cel folosit în exemplele 41 - 45), circa 40,5 părți în greutate negru de fum netratat și circa 1,5 părți în greutate din alți aditivi. Compoziția corespunde exemplului comparativ 19. Aditivii din exemplul comparativ 19 sunt aceiași cu cei folosiți în exemplele 41 - 45 și exemplele comparative 925 9 - 13 și sunt prezenți în aproximativ aceleași cantități, cu excepția faptului că se exclude compusul de polietilenglicol.

Se obține o compoziție semiconductoare ca în exemplele comparative 14-18 cu excepția faptului ca compoziția conține aproximativ 48,9 părți în greutate din copolimerul de etilenă/acetat de vinii, (conține 50 % acetat de vinii), și 11,24 părți în greu- 930 tate din copolimerul de etilenă/octenă folosit în exemplele 46 - 50, circa 35,4 părți în greutate din negru de fum netratat și 3,5 părți în greutate din alți aditivi. Această compoziție corespunde exemplului comparativ 20. Aditivii din exemplul comparativ 20 sunt aceiași cu cei din exemplele 46 - 50 și exemplele comparative 14 - 18 și sunt prezenți în aproximativ aceleași cantități cu excepția faptului că este exclus compusul 935 de polietilenglicol. Constituienții fiecărei compoziții se amestecă într-un malaxor Banbury sau într-un alt echipament convenabil ca în exemplele 41-45 iar rezultatele sunt prezentate în tabelul 11. Pentru a ușura comparația rezultatele exemplelor comparative 9 și 14 și 41 și 46 sunt prezentate în tabelul 11. Astfel tabelul 11 prezintă rezultatele pentru cele două compoziții polimerice diferite care nu conțin polietilenglicol, 940 (exemplele comparative 19 și 20), compoziții care conțin polietilenglicol într-o cantitate de 2 % în greutate din negru de fum ca aditiv direct în compoziția respectivă (exemplele comparative 9 și 14) și compozițiile care conțin polieteilenglicol într-o cantitate de 2 % în greutate din negru de fum ca agent de tratare a acestuia, (exemplele 41 și 46). 945

Tabelul 11

	Comp 19	Comp 9	41	Comp 20	Comp 14	46
Măsurat. RDO la 400°F
M1f livre-țol	2,0	2,3	2,2	6,8	6,3	6,3
Mh, livre-țol	72,7	69,9	67,2	47,1	46,6	49,7
ts2, sec.	61	59,7	55,3	51	43,3	49

RO 117341 Bl

Tabelul 11 [continuare]

	Comp 19	Comp 9	41	Comp 20	Comp 14	46
tc(5O), sec.	122	111	108,3	98,7	83,6	97,7
tc(9O), sec.	181	157,7	160,3 .	150,7	125	140,7
Aderență la polietilenă reticulată, livre/1/2 țoii
Temperatura camerei	NA	NA	NA	4,51	5,56	3,89
Reziști vitatea volumică, ohm-cm
Temperatura camerei	5	5	5	811	611	305
5O°C	7	6	7	961	454	359
9O°C	28	28	30	721	492	271
11O°C	34	31	35	653	399	240
13O°C	37	35	37	556	376	201
Parametrii de extruziune
Presiune în cap la 20 rot/min, psi	1573	1201	1306	1928	1762	1718
Presiune în cap la 20 rot/min/debit, psi/g/min	105,8	78,0	79,9	156,3	145,9	115,8
Presiune în cap la 30 rot/min, psi	2006	1429	1501	2290	2197	2135
Presiune în cap la 30 rot/min/debit, psi/g/min	86,8	62,6	60,0	119,1	109,8	90,1
Presiune în cap la 40 rot/min, psi	2337	1680	1580	2723	2406	2406
Presiune în cap la 40 rot/min/debit, psi/g/min	76,3	53,2	47,3	99,3	88,4	80,7
Condiții inițiale de rezistență la întindere și alungire
Tensiune medie la întindere, psi	3324	3364	3426	2138	2099	2134
Alungire medie, %	231	245	240	254	263	245
Modul mediu 100%	2511	2454	2515	1254	1069	1177
Modul mediu 200%	3194	3166	3241	1997	1867	1964

RO 117341 Bl

Tabelul 11 (continuare]

	Comp 19	Comp 9	41	Comp 20	Comp 14	46
După îmbătrânire la 12TC
Rezistență medie la întindere, psi	3072	3092	3245	2028	2066	2072
Alungire medie, %	212	249	234	228	284	248
Retenție de tensiune, %	92	92	95	95	98	97
Retenție de alungire, %	92	101	97	90	108	101

Revendicări

Claims (13)

1. Revendicări

   995

   1000

   1. Compoziție polimerică, cu conținut de negru de fum, caracterizată prin aceea că este constituită din cel puțin un polimer, 0,1% până la 65 % negru de fum peletizat, tratat Cu un polietilenglicol, având o greutate moleculară de 1000 până la 1000000, de preferință 20000 până la 100000 sau 35.000 până la 100.000, polietilenglicolul fiind prezent într-o cantitate cuprinsă între 0,1% până la 50 %, de preferință 0,1 până la 20 % sau 1 % până la 10 % în greutate din numitul negru de fum și, opțional, un aditiv ales dintre agenți de reticulare, agenți de vulcanizare, stabilizatori, antioxidanți, mijloace auxiliare de prelucrare, pigmenți, vopsele, coloranți, dezactivatori metalici, materiale de umplutură uleioase, lubrifianți și materiale de umplutură anorganice.
2. 2. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că polimerul este ales dintre: homopolimeri, copolimeri și polimeri grefați de etilenă, elastomeri, care sunt: cauciuc natural, polibutadienă, poliizopren, cauciuc butadienstirenic, policloropren, cauciucuri nitrilice, copolimeri și terpolimeri etilenă-propilenă, homopolimeri și copolimeri de stiren, polieter linear și ramificat sau polioli poliesterici, poliesteri cristalini și amorfi și poliamide, rășini alchidice, acizi rezinici, esteri rezinici, rășini de hidrocarburi produse prin polimerizare termică sau Friedel-Crafts a monomerilor dienici ciclici, copolimeri etilenă/silan, terpolimeri etilenă/a-olefină/dienă și uleiuri de hidrocarburi și amestecuri ale acestora.
3. 3. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că polimerul este un polimer, un copolimer sau un terpolimer, conținând cel puțin o poliolefină.
4. 4. Compoziție conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că polimerul este un copolimer de etilenă cu cel puțin un monomer, ales dintr-un grup constând din acetat de vinii, acrilați alchil C₁ - C₈, metacrilați alchil C.j - C₈ și alfaolefine.
5. 5. Compoziție conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că numitul copolimer de etilenă este un copolimer de etilenă/acetat de vinii, conținând acetat de vinii într-o cantitate de 5 până la 80 procente molare.
6. 6. Compoziție conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că numitul copolimer de etilenă este etilenă copolimerizată cu un acrilat de metil, acrilat de etil și acrilat de butii, într-o cantitate de 5 până la 80 procente molare.
7. 7. Compoziție conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că numitul copolimer de etilenă este etilenă copolimerizată cu o alfaolefină aleasă din grupul care

   1005

   1010

   1015

   1020

   1025

   1030

   RO 117341 Bl constă din propenă, butenă, hexenă și octenă, numitul copolimer de etilenă conținând etilenă într-o cantitate de 25 până la 98 procente molare.
8. 8. Compoziție conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că aceasta conține 30 până la 80 părți în greutate din copolimerul de etilenă și de la 12 până la 50 părți în greutate, de preferință 1 % până la 10 % negru de fum tratat cu polietilenglicol, raportat la greutatea totală a compoziției.
9. 9. Compoziție conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că aceasta conține un copolimer de etilenă/octenă într-o cantitate de 2 % până la 30 % în greutate raportată la greutatea totală a compoziției.
10. 10. Compoziție conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că aceasta conține 40 până la 90 părți în greutate dintr-un copolimer de etilenă - alfaolefină, de preferință etilenă butenă sau etilenă - propilenă, și 10 până la 50 părți în greutate, de preferință 1 % până la 10 % în greutate negru de fum tratat, raportat la greutatea totală a compoziției.
11. 11. Compoziție conform revendicărilor 1, 8 și 10, caracterizată prin aceea că aceasta conține, opțional, un aditiv ales din grupul care constă din agenți de reticulare, agenți de vulcanizare, stabilizatori, antioxidanți, mijloace auxiliare de prelucrare, pigmenți, vopsele, coloranți, dezactivatori de metal, materiale de umplutură uleioase, lubrifianți, materiale de umplutură anorganice.
12. 12. Procedeu de utilizare a compoziției polimerice cu conținut de negru de fum, caracterizat prin aceea că se utilizează, ca material de umplutură sau de acoperire a unui cablu electric, format dintr-un material izolator și un conductor electric format, la rândul său, dintr-o multitudine de sârme conductoare, compoziția fiind depusă pe conductorul electric și/sau formează un material de umplutură în jurul sârmelor conductoare.
13. 13. Procedeu conform revendicării 12, caracterizat prin aceea că, compoziția polimerică formează o manta jurul conductorului electric.