DD140095A1

DD140095A1 - Polyaethylen-formmassen zur isolation metallischer leiter

Info

Publication number: DD140095A1
Application number: DD20745178A
Authority: DD
Inventors: Heinz Hofmann; Peter Fiedler; Caecilie Fassian; Ruediger Jahns; Guenter Gladigau
Original assignee: Heinz Hofmann; Peter Fiedler; Caecilie Fassian; Ruediger Jahns; Guenter Gladigau
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1978-08-24
Publication date: 1980-02-06
Also published as: SU1018153A1; DD140095B1; BE878393A; CS222970B1

Abstract

Die Erfindung betrifft Polyäthylen-Formmassen, die zur Isolation metallischer Leiter bei sehr hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten geeignet sind. Derartige Leitungen vzerden als elektrische Übertragiingsstrecken in der Nachrichtentechnik verwendet. Es sollten bei Formmassen auf Basis handelsüblicher Produkte glatte Isolationsoberflächen und geringe Rückhaltekräfte auf den Leiter bei Verarbeitungsgeschwindigkeiten bis mindestens 2500 m/min und Leiterquerschnitten bis 0,4 mm ermöglicht werden. Die Formmassen enthalten Polyäthylen niedriger Dichte, Polyäthylen hoher Dichte sowie Anteile von hydroxyl- und/oder estergruppenhaltigen Olefincopolymerisaten.

Description

VEB Leuna-Werke ' Merseburg, 24. 7« 1978

»Walter Ulbricht» DC. Do/Bö

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Titel der Erfindung

Polyäthylen^-Formmassen zur Isolation·metallischer Leiter Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Polyäthylen-Pormmassen, die bei sehr hohen Geschwindigkeiten zur Isolation metallischer Leiter geeignet sind«, Die Formmassen werden als Isoliermittel für die Draht- und Fernmeldekabelisolierung verwendet und dienen als elektrische Übertragungsstrecken in der Nachrichtentechnik·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeiten bei der Kabeladerisolierung führt mit Hochdruckpolyäthylen als Isoliermaterial zu einer Erhöhung der Rauhigkeit an der Isolationsoberfläche. Die Rauhigkeiten werden bei Verringerung der Leiterquerschnitte zusätzlich verstärkt; Es ist bekannt, die Rauhigkeiten (Schmelzbruch) an der Isolationsoberfläche bei Verwendung des gleichen Werkzeuges herabzusetzen, indem dem Hochdruckpolyäthylen andereÄthylenpolymerisate und/oder Mischpolymerisate aus Olefinen zugesetzt werden« So ist bekannt, daß bereits durch Zusatz

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von Niederdruckpolyäthylen zu Hochdruckpolyäthylen eine Verbesserung bezüglich glatter Isolationsoberfläche bei höherer Abzugsgeschwindigkeit gegenüber dem reinen Hochdruckpolyäthylen zu erreichen ist, ohne die Forderungen nach glatten Isolationsoberflächen bei sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten zu erfüllen. Weite»Verbesserungen sollen nach der DE-OS 1794103 dadurch erreicht v/erden, daß dem Hochdruckpolyäthylen speziell polymerisierte Niederdruckpolyäthylene mit einer Dichte über 0,960 g/cnr und geringe Mengen eines Mischpolymerisates aus Äthylen mit mindestens einem alpha-Olefin mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen und einer Dichte über 0,945 cnr zugesetzt werden· Die Niederdruckpolyäthylene und Mischpolymerisate werden so beschrieben, daß zu ihrer Herstellung sowie zur Erzielung eines bestimmten Eigenschaftsbildes, d· he eines sehr hohen Molekulargewichtes mit einer bestimmten Restelastizität, spezielle Katalysatoren auf Silylchromat-Basis verwendet werden.

Es ist weiterhin nach DE-OS 1719252 bekannt, den Mischungen aus Hochdruckpolyäthylen und speziellen hochmolekularen Niederdruckpolyäthylenen ohne nachteilige Auswirkungen noch geringe Mengen an Polypropylen zuzusetzen· So ist auch nach DE-OS 1679654 bekannt, bei glatten Isolationsoberflächen die Abzugsgeschwindigkeiten weiter zu erhöhen, indem dem Hochdruckpolyäthylen Anteile von Polypropylen und Propylen-Äthylen-Copolymerisaten zugesetzt werden·

Nachteil der bekannten Polyäthylen-Fonnmasse ist die notwendige Verwendung von speziell hergestellten Polyäthylenen hoher Dichte und Mischpolymerisaten,, die die Herstellung solcher Formmassen ökonomisch ungünstig gestalten sowie die Tatsache, daß diese Produkte nur bis maximal 1500 m/min Abzugsgeschwindigkeit und Leiterab-

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messung* von 0,5 mm Durchmesser einsetzbar sindi Weiterhin ist bekannt, daß Mischungen von Hoch- und Niederdruckpolyäthylen und/oder Polypropylen ein heterogenes Gemisch darstellen· Der Haenteil solcher Formmassen wird besonders deutlich beim Einsatz für sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten und kleiner ,Leiterabmessun-i gen, da es zu Entmischungserscheinungen und somit zu Eigenschaftsverschlechterungen kommt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, Polyäthylen-Formmassen zur Isolation metallischer Leiter mit glatten Isolationsoberflächen bei sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten herzustellen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Polyäthylen-Formmassen herzustellen, die bei der Isolation metallischer Leiter mit glatten Isolationsoberflächen bis mindestens 2500 m/min Abzugsgeschwindigkeit und für Leiterdurchmesser von 0,6 mm bis 0,4 mm einsetzbar sindi

Diese Aufgabe wird durch Polyäthylen-"Formmassen zur isolation metallischer Leiter aus Polyäthylen niederer und hoher Dichte, Polypropylen und Mischpolymerisaten aus Äthylen mit alpha-Olefinen unter Zusatz von Alterungsschutzmitteln gelöst, wobei erfindungsgemäß die Formmassen 94 bis 50 Gew,-$, vorzugsweise 85 bis 70 Gew.-$, eines Hochdruckpolyäthylens, 5 bis 45 Gew,-£, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, eines ITiederdruckpolyathylens und 0,5 bis 10 Gew.-^, vorzugsweise 1 bis 5 Ge\v.-$, ' eines hydroxyl- und/oder estergruppenhaltigen Olefincopolymerisats enthalten.

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Als Olefincopolyinerisate können Produkte verwendet werden, die aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen oder seinen Homologen und Estern von alpha, beta-ungesättigten Säuren, wie Vinylacetat, Äthylacry*« lat und/oder Methylmethacrylat bestehen.

Vorteilhafterweise enthält das Olefincopolymerisat 2 bis 35 Qtevu-fo, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-%, Estergruppen· Es ist auch von Vorteil, vollständig oder teilverseifte Olefincopolyinerisate und deren Ve rs e if ungs produkte einzusetzen.

Als Hochdruckpolyäthylen können dabei die nach den üblichen Verfahren der radikalischen Äthylenpolymerisation uni· 'ter hohem Druck' hergestellten Produkte mit einem Schmelzindex von 0,1 bis 0,5 g/10 min und einer Dichte von 0,915 bis 0,935 g/cm³, vorzugsweise 0,919 bis 0,925 g/cm³, eingesetzt werden« Das eingesetzte Iliederdruckpolyäthylen hat Dichten von 0,939 bis 0,960 g/cm , vorzugsweise von 0,945 bis 0,955 g/cm , und einen Schmelzindex von 0,1 bis 4,0 g/10 min (5 kp/190 ⁰C), vorzugsweise von 0,5 bis 2,0 g/10 min.

Die Herstellung der Formmassen erfolgt in'.der Schmelze auf herkömmlichen, vorteilhafter auf kontinuierlich arbeitendenHomogenisieraggregaten. Die Komponenten können in ei- nem Schnellmischer vorgemischt oder getrennt mit bekannten Dosieranlagen dosiert werden· Die Homogenisierung der .Komponenten kann dabei sowohl auf Einschneckenextrudern als auch auf Doppelschneckenextrudern vorgenommen werden, wobei das Temeraturprogramm bei der Homogenisierung so eingestellt ist, daß 200 ⁰C nur wenig überschritten werden. Von Vorteil ist die Herstellung im_rHeißabschlagverfahren· Den Formmassen können außerdem Alterungsschutzmittel, insbesondere Thermostabilisatoren und/oder Kupfer-Desaktivatoren, Füllstoffe, Gleitmittel und/oder Pigmente zugesetzt werden·

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Ausführungsbeispiele

Die physikalischen Kennwerte wurden wie folgt bestimmt:

Dichte nach TGL 14075 Schmelzindex nach TGL 20996

Die Rauhigkeit der Isolationsoberfläche wurde visuell bestimmt und graduell in 5 Qualitätsstufen eingeordnet: glatt, leicht wellig, wellig, rauh, sehr rauh·

Beispiel 1

80 kg Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex ip *r = 0,3 g/10 min und einer Dichte von 0,921 g/cm , 20 kg Hiederdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex ie 0,5 g/10 min und einer Dichte von 0,949 g/cm und 1 leg Athylenvinylacetat-Copolymerioat mit 13 % Estergruppengehalt und einem Schmelzindex

S= 2,2 g/10 min werden unter Zugabe von 0,1 kg ^,16 Antioxydans KS in üblicher Weise gemischt, in einem Doppelschneckenextruder homogenisiert und anschließend granuliert·

Die Porramasse hat einen Schmelzindex i₂ ..r = 0,23 g/10 min und eine Dichte von 0,931 g/cm . Das Granulat wird dem Extruder einer Anlage zur Ummantelung metallischer Lei- ' ter im Druckspritzverfahren zugeführt. Über den senkrecht zur Abzugsrichtung stehenden Extruder wird die plastizierte Mischung in den 90 ° -Umlenkkopf transportiert. Die Schmelze wird einem von Pinole und Matritze gebildeten Ringspalt zugeführt und auf den Leiter aufgespritzt. Anschließend wird der ummantelte Leiter einer Kühleinrichtung zugeführt und auf eine Trommel aufgewickelt. Mit dem so beschriebenen Verfahren wird die Polyäthylen-Formmasse bei 2550 m/min Abzugsgeschwindigkeit auf einen Leiter mit 0,40 mm Durchmesser und einer Isolationsdicke von 0,2 mm aufgespritzt. Als Spritz-

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werkzeug wird eine Matrize verwendet, die die für die ' Leiterrückhaltekräfte verantwortliche Kontaktlänge des Leiters mit der Schmelze auf kleiner 18 mm beschränkt. Als Kontaktlänge wird die Strecke zwischen Pinolspritze, Eintritt des Leiters in die Schmelze und Ende des Spritzwerkzeuges bezeichnet· Dadurch sind die Leiterdruckhaltekräfte gering und daraus resultierende Leiterrisse ausgeschlossen.

Die Oberfläche der Isolation ist glatt, obwohl ein Leiter mit geringem Durchmesser unter Verwendung eines sehr kurzen Werkzeuges ummantelt wird·

Beispiel 2

Die Komponenten von Beispiel 1 werden durch eine Mehrkomponentendosierung im obigen Mischungsverhältnis in einem Einschneckenextruder mit Homogenisierschnecke homogenisiert. Die daraus resultierende Formmasse wird wie in Beispiel 1 dein Verarbeitungsextruder zugeführt und bei 2500 m/min Abzugsgeschwindigkeit auf einen Leiter mit 0,5 mm Durchmesser und einer Isolationsdicke von 0,23 mm aufgespritzt· Die Isolation ist auch in diesem Fall glatt und frei von Rauhigkeiten·

Beispiel 3

65 kg Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex ±2 16 ~ °»²4 g/10 min und einer Dichte von 0,923 g/cm ,

35 kg Hiederdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex ⁱ5 0 ~t>1 s/"^{50 min} Utt-ä- einer Dichte von 0,945 g/cm und

2 kg Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit 5,5 Gew.-^ Estergruppengehalt und einem Schmelzindex i 216 ^{s 1>8 2}^^{10 min werden} mit 0,1 kg Antioxydans KS

in üblicher Weise gemischt, auf einem Doppelschnecken- f

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extruder homogenisiert und einer Verarbeitungsanlage zugeführt·

Die mit diesen Komponenten nach den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren erhalterPlsolationsoberflächen bei Verarbeitungsgeschwindigkeiten von 2500 m/min und einem verwendeten Leiterdurchmesser von 0,4 mm sind glatt und für den V/eiterverarbeitungsprozeß in vollem Maße geeignete

Beispiel 4

90 kg Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex *o i£ - O»25 g/10 min und einer Dichte von 0,919 g/cm , 10 kg Hiederdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex ic Q »0,3 g/10 min und einer Dichte von 0,958 g/cm und 4 kg teilverseiftes Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Schmelzindex ip 16(190⁰C)" ^ s/10 min und einem Restgehalt an Estergruppen von 3,5 Gew.-$5 werden mit 0,1 kg Antioxydans KS vorgemischt und zur Homogenisierung einem Homogenisierextruder zugeführt· Die Isolierung des metallischen Leiter*mit einem Durchmesser von 0,4 mm erfolgt mit einer Isolationsdicke von 0,2 mm mit Verarbeitungsgeschv/indigkeiten bei 255O m/min analog Beispiel 1. Die Isolierung ist glatt und zeigt keine Anzeichen von Schmelzbruch·

Claims

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Erfindungsanspruch

1· Polyäthylen-Formmaasen zur Isolation metallischer Leiter aus Polyäthylen niederer und hoher Dichte, Polypropylen und Mischpolymerisaten aus Äthylen mit alpha-Olefinen unter Zusatz von Alterungsschutzmitteln, dadurch gekennzeichnte, daß die Formmassen 94 bis 50 Gew.-$, vorzugsweise 85 bis 70 Gew.-$, eines Hochdruckpolyäthylens, 5-45 Gew-i-%, vorzugsweise 10 bis 25 GQvü-fo, eines Niederdruckpolyäthylens, und 0,5 bis 10 Gewi-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-fo, eines hydroxyl- und/oder estergruppenhaltigen Olefincopolymerisats enthaltend .
2. Polyäthylen-Formmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefincopolymerisat aus Äthylen oder seinen Homologen und Estern ungesättigter Säuren, vorzugsweise Vinylacetat, Äthylacrylat und/oder Methylmethacrylat besteht;

3· Polyäthylen-Formmassen nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefincopolymerisat 2 bis 35 Gewe-%, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-%, Estergruppen enthält. .

4· Polyäthylen-Formmassen nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das. Olefincopolymerisat bzw. Gemische von Olefincopolymerisaten vollständig und/oder teilverseift sind. .

5· Polyäthylen-Formmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckpolyäthylen einen Schmelzindex von 0,1 bis 0,5 g/10 min und eine Dichte von 0,915 bis 0,935 g/cm , vorzugsweise von 0,919 bos 0,925 g/cm , hat;

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Si Polyäthylen-Fortnmassen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hiederdruckpolyäthylen eine Dichte von 0,939 bis 0,960 g/cm , vorzugsweise von 0,945 bis 0,955 g/cm·) und einen Schmelzindex von 0,1 bis 4,0 g/10 min (5 kp, 190 ⁰C), vorzugsweise von 0,5 bis 2,0 g/10 min, hat.