PL207952B1 - Kompozycja żywicy do stosowania jako powłoki przewodów elektrycznych oraz jej zastosowanie - Google Patents
Kompozycja żywicy do stosowania jako powłoki przewodów elektrycznych oraz jej zastosowanieInfo
- Publication number
- PL207952B1 PL207952B1 PL376799A PL37679903A PL207952B1 PL 207952 B1 PL207952 B1 PL 207952B1 PL 376799 A PL376799 A PL 376799A PL 37679903 A PL37679903 A PL 37679903A PL 207952 B1 PL207952 B1 PL 207952B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- resin composition
- component
- polyolefin
- particles
- fibers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/47—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes fibre-reinforced plastics, e.g. glass-reinforced plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
- C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
- C08L2205/16—Fibres; Fibrils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja żywicy do stosowania, jako powłoki przewodów elektrycznych oraz jej zastosowanie.
Zastosowanie przewodów elektrycznych znacznie wzrosło wraz z zaawansowaniem zastosowań i komplikacją części elektrycznych do pojazdów silnikowych. Dotychczas, jako izolowany przewód elektryczny powszechnie stosowany był przewodnik elektryczny, taki jak przewodnik miedziany, powleczony na swoim obrzeżu żywicą polichlorku winylu. Przewód elektryczny wykorzystujący żywicę polichlorku winylu ma tę zaletę, że koszty jego wytwarzania są niskie, zaś jego odporność na zużycie, giętkość, wytrzymywane napięcie oraz rezystancja izolacji są względnie wysokie. Ponadto, sama kompozycja żywicy polichlorku winylu ma doskonałą zdolność uniepalniania.
Jednak, jako że podczas spalania żywice poli(chlorku winylu) wytwarzają szkodliwy gaz zawierający halogeny, a przez to zanieczyszczają środowisko, podjęto poszukiwania materiałów dla nich zastępczych lub materiałów nie zawierających halogenów.
Dlatego też podjęto ostatnio próby zastosowania, jako nie zawierającego żadnych halogenków izolatora oraz jako izolatora do przewodów elektrycznych w miejscu wytwarzającym wysoką temperaturę, takich jak zespół przewodów w pojeździe silnikowym (patrz, na przykład, japońska publikacja patentowa nr 9-95566A, strona 2) kompozycji żywicy olefinowej, takiej jak polietylen.
Przewody elektryczne stosowane do zespołu przewodów w pojeździe silnikowym oraz w tym podobnych zastosowaniach dla ułatwienia okablowywania i podłączania identyfikuje się poprzez zabarwienie określonymi kolorami (czerwony, biały, czarny, niebieski, zielony, itp.). Jak dotychczas barwienie takie przewodów elektrycznych wykonywano jednym z następujących sposobów (1) do (3):
(1) gdy prowadzi się wytłaczanie z formowaniem żywicy izolującej to barwi się równomiernie metodą wygniatania barwnika lub pigmentu w żywicy izolującej nie tylko powierzchnię warstwy powłoki, ale także jej wnętrze;
(2) Przewodnik laminuje się warstewką zabarwionej żywicy, i przez wytłaczanie z formowaniem powleka się półprzezroczystą żywicą izolującą; i (3) Przewodnik powleka się żywicą izolującą przez wytłaczanie z formowaniem, i barwnik z rozpuszczalnikiem organicznym nanosi się na powierzchnię warstwy powłoki.
Jednakże osiągana w sposobie (1) wydajność jest niska, gdyż linia produkcyjna musi być często zatrzymywana, gdy zmienia się kolor. Przewody elektryczne, które barwi się nietypowymi kolorami, mogą być przechowywane. W sposobie (2) jest trudnym w sposób pewny rozróżniać kolory przez półprzezroczystą powłokę żywicy izolującej, tak, że przydatność robocza do okablowania lub wykonywania podłączeń jest niska. W sposobie (3) koniecznym jest poczynienie istotnych inwestycji do uzyskania dobrego stanowiska roboczego dla stosowania barwnika z rozpuszczalnikiem organicznym, na skutek, czego wzrasta koszt produkcji.
Wobec takich okoliczności proponuje się, żeby warstwa izolująca przewodu elektrycznego była barwiona rozpuszczalnym w wodzie barwnikiem zawierającym poliaminę, alkohol, i pigment w ustalonych z góry proporcjach (patrz japońska publikacja patentowa nr JP-10-251563A, strona 2).
Jednak wówczas, gdy powierzchnia zawiera składnik żywicy poliolefinowej rozpuszczalny w wodzie barwnik nie moż e zapewnić dobrej zdolnoś ci do barwienia.
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja żywicy do stosowania, jako powłoki przewodów elektrycznych zawierająca żywicę poliolefinową oraz zastosowanie kompozycji według wynalazku, jako powłoki przewodów elektrycznych. Przewody elektryczne powleczone powłoką kompozycji według wynalazku posiadają doskonałą giętkość, elastyczność, podatność na barwienie barwnikiem, właściwości mechaniczne, i odporność na zużycie.
Kompozycja żywicy według wynalazku do stosowania, jako powłoki przewodów elektrycznych zawiera żywicę poliolefinową oraz zmieszaną z nią kompozycję żywicy poliolefinowej zawierającą zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe, przy czym stosunek zmieszania poliolefiny (PO) i ultracienkich włókien nylonowych (Ny) w kompozycji poliolefiny zawierającej zdyspergowane ultracienkie włókna nylonowe zawiera się w zakresie od 5:5 do 9:1 (PO:Ny).
Korzystnie stosunek zmieszania wynosi 8:2 (PO:Ny).
W korzystnej postaci wykonania kompozycja według wynalazku dodatkowo zawiera, co najmniej jedne spośród cząstek krzemionki i cząstek wodorotlenku magnezu.
W innej korzystnej postaci wykonania kompozycja żywicy poliolefinowej zawierająca zdyspergowane ultracienkie włókna nylonowe składa się z poliolefiny, włókien poliamidowych, silanowego
PL 207 952 B1 środka sprzęgającego i cząstek krzemionki, przy czym jeszcze korzystniej włókna poliamidowe zawierają, co najmniej jedne spośród cząstek krzemionki i cząstek wodorotlenku magnezu natomiast przeciętna średnica włókien poliamidowych nie przekracza 5 μm, a ich wydłużenie zawiera się w zakresie od 20 do 1000.
Wynalazek dotyczy również zastosowania kompozycji według wynalazku, jako powłoki przewodów elektrycznych.
Zgodnie z wynalazkiem, wydłużenie przy rozciąganiu (to znaczy, giętkość i elastyczność) oraz podatność na barwienie farbą zwiększa się przez zmieszanie żywicy poliolefinowej i kompozycji żywicy poliolefinowej zawierającej zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe. Dodatkowo, odporność na zużycie i podatność na barwienie barwnikiem zwiększa się dzięki włączeniu cząstek krzemionki, cząstek wodorotlenku magnezu, lub mieszaniny tych cząstek.
Krótki opis rysunków
Na fig. 1 przedstawiono rzut perspektywiczny obrazujący przewód elektryczny do pojazdu zgodny z pierwszym wariantem wykonania (przewód drutowy pojedynczy) wynalazku;
Na fig. 2 przedstawiono rzut perspektywiczny obrazujący przewód elektryczny do pojazdu zgodny z drugim wariantem wykonania (przewód drutowy płaski) wynalazku;
Na fig. 3 przedstawiono rzut perspektywiczny obrazujący przewód elektryczny do pojazdu zgodny z trzecim wariantem wykonania (przewód drutowy ekranowany) wynalazku;
Na fig. 4 przedstawiono schemat objaśniający sposób wykonania testu zużycia ściernego; i
Na fig. 5 przedstawiono schemat objaśniający sposób wykonania testu zdolności uniepalniania.
Korzystny wariant wykonywania wynalazku
Poniżej opisano szczegółowo kompozycję żywicy do powłok przewodów elektrycznych oraz przewód elektryczny powleczony kompozycją według wynalazku, który ilustruje zastosowanie kompozycji.
Nie definiując szczegółowo, żywicą poliolefinową do stosowania w kompozycji żywicy do powłok przewodów elektrycznych jest żywica mająca temperaturę topnienia zawierającą się w zakresie między 80 i 250°C. Użytecznymi przykładami żywic tego typu są homopolimer i kopolimer olefiny mającej od 2 do 8 atomów węgla, kopolimer olefiny mającej od 2 do 8 atomów węgla z octanem winylu, kopolimer olefiny mającej od 2 do 8 atomów węgla z kwasem akrylowym lub jego estrem, kopolimer olefiny mającej od 2 do 8 atomów węgla z kwasem metakrylowym lub jego estrem, oraz kopolimer olefiny mającej od 2 do 8 atomów węgla ze związkiem winylosilanowym.
Konkretne przykłady żywic stanowią polietylen o dużej gęstości, polietylen o małej gęstości, liniowy polietylen o małej gęstości, polipropylen, kopolimer blokowy etylen/propylen, kopolimer statystyczny etylen/propylen, poli-4-metylopenten-1, polibuten-1, poliheksen-1, kopolimer etylen/octan winylu, kopolimer etylen/alkohol winylowy, kopolimer etylen/kwas akrylowy, kopolimer etylen/akrylan metylu, kopolimer etylen/akrylan etylu, kopolimer etylen/akrylan propylu, kopolimer etylen/akrylan butylu, kopolimer etylen/akrylan 2-etyloheksylu, kopolimer etylen/akrylan hydroksyetylu, kopolimer etylen/winylotrimetoksysilan, kopolimer etylen/winylotrietoksysilan, kopolimer etylen/winylosilan. Także korzystne do stosowania w niniejszym wynalazku są halogenopolioleflny, takie jak poli(chlorek etylenu), poli(bromek etylenu), chlorosulfonowany polietylen.
Spośród wymienionych powyżej szczególnie użyteczne są polietylen o dużej gęstości (HDPE), polietylen o małej gęstości (LDPE), liniowy polietylen o małej gęstości (LLDPE), polipropylen (PP), kopolimer blokowy etylen/propylen (EPBC), kopolimer statystyczny etylen/propylen (EPRC), kopolimer etylen/octan winylu (EVA), kopolimer etylen/akrylan etylu (EEA), i kopolimer etylen/alkohol winylowy; a najbardziej korzystne są te, które mają wskaźnik szybkości płynięcia (MFI) zawierający się w zakresie między 0,2 i 50 g/10 min. Można stosować jeden lub więcej z nich albo pojedynczo albo w połączeniu.
Poniżej opisano kompozycję żywicy poliolefinowej zawierającą zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe do stosowania w kompozycji żywicy według wynalazku.
Nie definiując szczegółowo, składnik nylonowy we włóknie nylonowym do stosowania w kompozycji poliolefiny zawierającej zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe (dalej po prostu określanej, jako „Ny-PO”) stanowi termoplastyczny poliamid mający grupę amidową w łańcuchu swojego szkieletu (dalej określany, jako „poliamid”) i temperaturę topnienia zawierającą się w zakresie pomiędzy 135 a 350°C i wyższą, o co najmniej 20°C niż temperatura topnienia poliolefiny. Korzystnie, poliamid ma temperaturę topnienia zawierającą się w zakresie pomiędzy 150 a 265°C. Poliamid tego typu może dawać wytrzymałe włókna przez wytłaczanie i rozciąganie.
Konkretne przykłady poliamidu stanowią nylon 6, nylon 66, kopolimer nylon 6-nylon 66, nylon 610, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon MXD6, polikondensat ksylilenodiamina/kwas adypinowy,
PL 207 952 B1 polikondensat ksylilenodiamina/kwas pimelinowy, polikondensat ksylilenodiamina/kwas suberynowy, polikondensat ksylilenodiamina/kwas azelainowy, polikondensat ksylilenodiamina/kwas sebacynowy, polikondensat tetrametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat heksametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat oktametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat trimetyloheksametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat dekametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat undekametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat dodekametylenodiamina/kwas tereftalowy, polikondensat tetrametylenodiamina/kwas izoftalowy, polikondensat heksametylenodiamina/kwas izoftalowy, polikondensat oktametylenodiamina/kwas izoftalowy, polikondensat trimetyloheksametylenodiamina/kwas izoftalowy, polikondensat dekametylenodiamina/kwas izoftalowy, polikondensat undekametylenodiamina/kwas izoftalowy, oraz polikondensat dodekametylenodiamina/kwas izoftalowy.
Spośród tych poliamidów szczególnie użytecznymi przykładami są nylon 6 (PA6), nylon 66 (PA66), nylon 12 (PA12), kopolimer nylon 6-nylon 66. W niniejszym wynalazku można stosować jeden lub więcej z nich. Stosowane poliamidy mają masę cząsteczkową zawierającą się w zakresie między 10000 i 200000.
Średnica włókna nylonowego nie jest szczególnie ograniczona, ale może wynosić 5 μm lub mniej.
Poliolefiną stosowaną w kompozycji poliolefiny zawierającej zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe jest taka sama poliolefiną, jak wymieniona, jako główny składnik opisanej poprzednio kompozycji żywicy.
Stosunek zmieszania żywicy poliolefinowej (PO) i bardzo cienkich włókien nylonowych (Ny) w Ny-PO stosowanej według niniejszego wynalazku nie jest ograniczony, ale korzystnie może wynosić 5:5 do 9:1 (PO:Ny), korzystniej 7:3 do 9:1 (PO:Ny), i najkorzystniej 8:2 (PO:Ny).
Ilość Ny-PO stosowanej w kompozycji żywicy według wynalazku nie jest ograniczona, ale może wynosić 100 części wagowych lub mniej, w szczególności 50 części wagowych lub mniej, a zwłaszcza 5 do 20 części wagowych na 100 części wagowych kompozycji żywicy.
Ponadto, dla polepszenia odporności na zużycie i podatności na barwienie formowanego z żywicy produktu otrzymanego z kompozycji żywicy, kompozycja żywicy według wynalazku korzystnie zawiera cząstki krzemionki lub cząstki wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek.
Cząstki krzemionki, które mogą być obecne w kompozycji żywicy według wynalazku (w tym cząstki poddane obróbce powierzchniowej środkiem do obróbki powierzchniowej, lub sposobem obróbki, takim jak sprzęganie lub CVD ({osadzanie chemiczne z fazy gazowej}) nie są szczegółowo zdefiniowane, ale mogą mieć średnicę cząstek wynoszącą 1 nm do 100 lam, a zwłaszcza 1 nm do 100 nm.
Cząstki wodorotlenku magnezu, które może zawierać kompozycja żywicy według niniejszego wynalazku (w tym cząstki poddane obróbce powierzchniowej środkiem do obróbki powierzchniowej, lub sposobem obróbki, takim jak sprzęganie lub CVD (osadzanie chemiczne z fazy gazowej)) nie są szczegółowo zdefiniowane, ale mogą mieć średnicę cząstek wynoszącą 1 nm do 100 μ^ι, w szczególności 10 nm do 10 μm, a zwłaszcza 10 nm do 1000 nm.
Ilość cząstek krzemionki lub cząstek wodorotlenku magnezu lub mieszaniny tych cząstek, którą może zawierać kompozycja żywicy według wynalazku, nie jest zdeterminowana, ale może przykładowo wynosić 100 części wagowych lub mniej, szczególnie 60 części wagowych lub mniej, a zwłaszcza 10 do 30 części wagowych na 100 części wagowych kompozycji żywicy.
Ponadto, możliwe jest stosowanie w kompozycji żywicy według wynalazku kompozycji żywicy poliolefinowej zawierającej zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe (Ny-PO) zawierającej poliolefinę, włókna poliamidowe, silanowy środek sprzęgający oraz cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek. Stosowanie takiej Ny-PO umożliwia dodatkową poprawę odporności na zużycie kompozycji żywicy według wynalazku.
Taka Ny-PO może składać się z włókien poliamidowych zawierających albo nie zawierających cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu lub mieszaniny tych cząstek.
Poliolefiną stosowana w Ny-PO zawierającej poliolefinę, włókna poliamidowe, silanowy środek sprzęgający i cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek nie jest szczególnie ograniczona, ale może być taką samą poliolefiną jak wymieniona jako główny składnik opisanej poprzednio kompozycji według wynalazku.
Poliamid stosowany w powyższej Ny-PO nie jest szczególnie ograniczony, ale może być taki sam jak wspomniany, jako składnik nylonowy opisanej poprzednio kompozycji żywicy.
Silanowy środek sprzęgający może być obecny w kompozycji w ilości od 0,1 do 5,5 części wagowych a zwłaszcza od 0,2 do 3,0 części wagowych na 100 części wagowych całkowitej ilości poliolefiny i poliamidu (lub bardziej szczegółowo, od 0,1 do 8 części wagowych a zwłaszcza od 0,2 do 4 części
PL 207 952 B1 wagowych wówczas, gdy jednocześnie dodaje się cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu bądź ich mieszaninę; i od 0,1 do 5,5 części wagowych wówczas, gdy cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu bądź ich mieszaninę dodaje się później; i prowadzi się obróbkę sianowego sprzęgania do krzemionki).
Nadtlenek organiczny może być stosowany razem z silanowym środkiem sprzęgającym. Gdy nadtlenek organiczny stosuje się równocześnie, wówczas w łańcuchach cząsteczkowych składnika poliolefinowego mogą tworzyć się rodniki i mogą reagować z silanowym środkiem sprzęgającym, wzmagając reakcję składnika poliolefinowego i silanowego środka sprzęgającego. Ilość nadtlenku organicznego jaka może być stosowana może wynosić od 0,01 do 1,0 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych składnika poliolefinowego. Temperatura, w której okres półtrwania dla nadtlenku organicznego wynosi jedną minutę, jest taka sama jak wyższa spośród temperatury topnienia składnika poliolefinowego lub temperatury topnienia silanowego środka sprzęgającego, albo jest wyższa o około 30°C niż ta temperatura. Konkretnie, temperatura, w której okres półtrwania dla nadtlenku organicznego wynosi jedną minutę, korzystnie zawiera się w zakresie między 110 i 200°C lub jakoś tak.
Konkretne przykłady nadtlenku organicznego stanowią nadtlenek di-a-kumylu, 1,1-di-tert-butyloperoksy-3,3,5-trimetylocykloheksan, 1,1-di-tert-butyloperoksycykloheksan, 2,2-di-tert-butyloperoksy-butan, 4,4-di-tert-butyloperoksywalerianian n-butylu, 2,2-bis(4,4-di-tert-butyloperoksycykloheksano)-propan, nadneokaprynian 2,2,4-trimetylopentylu, nadneokaprynian α-kumylu, nadneokapronian tert-butylu, nadpiwalan tert-butylu, nadoctan tert-butylu, nadlaurynian tert-butylu, nadbenzoesan tert-butylu, nadizoftalan tert-butylu. Spośród powyższych szczególnie użyteczne są te, których temperatura, w której okres półtrwania wynosi jedną minutę, zawiera się w zakresie między temperaturą, w której składniki są topione/wygniatane, a temperaturą wyższą o około 30°C niż temperatura topienia/wygniatania, konkretnie te, których temperatura, w której okres półtrwania wynosi jedną minutę, korzystnie zawiera się w zakresie między 80 i 260°C, w przybliżeniu.
Cząstki krzemionki, cząstki wodorotlenku magnezu lub mieszanina tych cząstek do stosowania w Ny-PO nie są szczególnie ograniczone, ale mogą być takie same jak wymienione, jako cząstki krzemionki, cząstki wodorotlenku magnezu lub mieszanina tych cząstek w opisanej poprzednio kompozycji żywicy.
Także nie definiując szczegółowo, zawartość cząstek krzemionki, cząstek wodorotlenku magnezu lub mieszaniny tych cząstek, obecna w Ny-PO wynosi od 1 do 100 części wagowych, korzystniej od 1 do 60 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych kompozycji żywicy poliolefinowej.
Jeżeli ta ilość jest większa niż 60 części wagowych, to wytrzymałość kompozycji nie może być wysoka.
Z drugiej strony, jeżeli ilość ta jest mniejsza niż 1 część wagowa, to udział wiązań wodorowych między silanowym środkiem sprzęgającym a cząstkami krzemionki, cząstkami wodorotlenku magnezu lub mieszaniną tych cząstek będzie niezadowalający, a także kompozycja nie może mieć przewidzianej odporności na ścieranie i wytrzymałości.
W istocie, jednak, użyteczna ilość cząstek krzemionki, cząstek wodorotlenku magnezu lub mieszaniny tych cząstek zmienia się zależnie od warunków wygniatania przy wytwarzaniu kompozycji poliolefinowej żywicy według wynalazku, a zatem użyteczna ilość może być określona przed wygniataniem składowych komponentów.
Niemal całość składnika poliamidowego w Ny-PO tworzy cienkie włókna, które są równomiernie zdyspergowane w matrycy kompozycji. Konkretnie, co najmniej 70% wagowych, w szczególności, co najmniej 80% wagowych, a zwłaszcza, co najmniej 90% wagowych składnika poliamidowego tworzy cienkie włókna, które są równomiernie zdyspergowane w matrycy. Przeciętna średnica włókien składnika poliamidowego wynosi, co najwyżej 1 μm, a średnia długość tych włókien wynosi, co najwyżej 100 lam. Wydłużenie (stosunek długości włókna/średnicy włókna) włókien zawiera się w zakresie między 20 i 1000. Składnik poliolefinowy wiąże się ze składnikiem poliamidowym na ich powierzchni międzyfazowej.
Poniżej opisano sposób wytwarzania Ny-PO zawierającej poliolefinę, włókna poliamidowe, środek sprzęgający krzemionkę, oraz cząstki krzemionki, cząstki wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek jak opisano wyżej. Sposób wytwarzania Ny-PO obejmuje następujące dwie drogi.
(A) Najpierw wytwarza się kompozycję żywicy, która zawiera poliolefinę, włókna poliamidowe oraz silanowy środek sprzęgający, i wygniata się ją z cząstkami krzemionki.
(B) Wygniata się poliolefinę, poliamid, silanowy środek sprzęgający i cząstki krzemionki.
PL 207 952 B1
Nie definiując szczegółowo, sposób wytwarzania kompozycji żywicy zawierającej poliolefinę, włókna poliamidowe i silanowy środek sprzęgający zgodny z procedurą opisaną w punkcie (A), obejmuje, na przykład, następujące etapy:
(A1) topienia/wygniatania poliolefiny (składnik 1) i silanowego środka sprzęgającego (składnik 2) w celu chemicznego zmodyfikowania skł adnika 1;
(A2) topienia/wygniatania poliamidu (składnik 3) ze składnikiem 1, który został chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2, w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 3;
(A3) topienia/wygniatania, chemicznego modyfikowania i wytłaczania składnika poliamidowego 3 ze składnikiem 1, który został chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2, w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 3;
(A4) rozciągania lub walcowania stopionego/wygniecionego i chemicznie zmodyfikowanego wyrobu wytłaczanego w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 1, ale nie wyższej niż temperatura topnienia składnika 3, z wyciąganiem;
(A5) chłodzenia rozciągniętej lub walcowanej kompozycji do temperatury pokojowej i tabletkowania jej; i (A6) ewentualnie dodawania pozostałego składnika poliolefinowego 1 do tabletek, i dalszego topienia/wygniatania w temperaturze nie wyższej niż temperatura topnienia składnika 3, chłodzenia i tabletkowania go.
Etap (A1) zostanie opisany poniżej. Temperatura topienia/wygniatania nie jest niższa niż temperatura topnienia składnika 1, ale korzystnie jest wyższa o 30°C niż ta temperatura topnienia. Gdy dwa składniki topi się/wygniata w temperaturze wyższej o 30°C niż temperatura topnienia składnika 1, wówczas składnik 1 reaguje ze składnikiem 2 i zostaje chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2. Ich topienie/wygniatanie można prowadzić w dowolnym typowym urządzeniu zasadniczo stosowanym do wygniatania żywicy lub gumy. Urządzenie obejmuje, na przykład, mieszarkę typu Banbury, wygniatarkę, wygniatarko-wytłaczarkę, otwarty młyn walcowy, wygniatarkę jednoślimakową, wygniatarkę dwuślimakową. Spośród tych urządzeń, szczególnie użyteczna jest wygniatarka dwuślimakową, gdyż pozwala uzyskać ciągłe topienie/wygniatanie w krótkim okresie czasu (to samo będzie odnosić się do etapów wymienionych poniżej).
Etap (A2) zostanie opisany poniżej. Temperatura topienia/wygniatania nie jest niższa niż temperatura topnienia składnika 3, ale korzystnie wyższa o 10°C niż temperatura topnienia. Jeżeli temperatura topienia/wygniatania jest niższa niż temperatura topnienia składnika 3, to składniki mogą nie zostać wygniecione i mogą nie zostać zdyspergowane we włókna. Zatem topi się je/wygniata w temperaturze wyższej niż temperatura topnienia, szczególnie korzystnie wyższej o 20°C niż temperatura topnienia składnika 3.
Etap (A3) zostanie opisany poniżej. Wygniecioną mieszaninę otrzymaną w poprzednim etapie wytłacza się przez dyszę przędzalniczą lub przez dyszę z rozdmuchem lub dyszę T. Przędzenie i wytłaczanie mieszaniny musi być prowadzone w temperaturze wyższej niż temperatura topnienia składnika 3. Konkretnie, pożądane jest prowadzenie operacji w temperaturze wyższej o 30°C niż temperatura topnienia składnika 3. Nawet, gdy operację topienia/wygniatania mieszaniny prowadzi się w temperaturze niższej niż temperatura topnienia składnika 3, to wygnieciona mieszanina może nie mieć struktury cienkich włókien składnika 3 zdyspergowanych w matrycy składnika 1. Odpowiednio, nawet, gdy wygnieciona mieszanina tego typu jest przędzona i rozciągana, to składnik 3 może nie tworzyć cienkich włókien.
Etap (A4) zostanie opisany poniżej. Wytłoczony produkt, podobny do sznura lub podobny do przędzy, w sposób ciągły chłodzi się, rozciąga lub walcuje. Chłodzenie produktu włóknistego, a następnie rozciąganie lub walcowanie go prowadzi się w temperaturze niższej o 10°C niż temperatura topnienia składnika 3. Rozciąganie i walcowanie prowadzi do otrzymania bardziej wytrzymałego włókna, i taka obróbka jest korzystna, gdyż tak wytworzona kompozycja żywicy wzmocniona włóknami może charakteryzować się lepszymi właściwościami. Obróbkę przez rozciąganie lub walcowanie można prowadzić, na przykład, przez wytłaczanie wygniecionej mieszaniny przez dyszę przędzalniczą w celu przędzenia jej do postaci produktu podobnego do sznura lub podobnego do przędzy, a następnie nawijanie go na szpulę z wyciąganiem. Jeśli to pożądane, to można go tabletkować do postaci tabletek. Wyciąganie produktu włóknistego, jak określa się to niniejszym, oznacza, że szybkość nawijania produktu jest większa niż szybkość, z którą przechodzi on przez dyszę przędzalniczą. Korzystnie, stosunek szybkości nawijania/szybkości w dyszy przędzalniczej (stosunek wyciągania) znajduje się w zakresie między 1,5 a 100, korzystniej między 2 a 50, jeszcze korzystniej między 3 a 30.
PL 207 952 B1
Etap (A5) zostanie opisany poniżej. Wzmocniona włóknami poliamidowymi kompozycja żywicy poliolefinowej korzystnie ma postać tabletek, jako że można do niej dodać dowolny dodatkowy składnik żywicy lub gumy i równomiernie wygnieść z nimi. Tabletkowaną kompozycję żywicy można równomiernie wygnieść z taką dodatkową gumą lub żywicą, i można łatwo uzyskać wzmocnioną włóknami poliamidowymi kompozycję żywicy z równomiernie zdyspergowanymi w niej cienkimi włóknami.
Choć odnośne etapy opisano wyżej oddzielnie, to można je połączyć w jeden ciągły proces prowadzony w wygniatarce dwuślimakowej mającej wiele wlotów, z których każdy podaje do wygniatarki jeden spośród odnośnych składników i nadtlenku lub tym podobnych, i mającej wiele stref wygniatania, z których każda odpowiada jednemu z wlotów. Sposób obejmujący tak połączone etapy jest bardziej ekonomiczny, stabilny i bezpieczny.
Sposób wygniatania kompozycji żywicy, która zawiera poliolefinę, włókna poliamidowe i silanowy środek sprzęgający, z cząstkami krzemionki, cząstkami wodorotlenku magnezu lub mieszaniną tych cząstek, nie jest w sposób szczególny określony. Na przykład, tabletki kompozycji żywicy, która zawiera poliolefinę, włókna poliamidowe i silanowy środek sprzęgający (składnik 4) mogą zostać termicznie wygniecione z cząstkami krzemionki, cząstkami wodorotlenku magnezu lub mieszaniną tych cząstek, (składnik 5) w mieszarce typu Banbury, wygniatarce, wygniatarce-wytłaczarce, otwartym młynie walcowym, wygniatarce jednoślimakowej lub wygniatarce dwuślimakowej, w temperaturze wyższej o 10°C niż temperatura topnienia poliolefiny, ale nie wyższej niż temperatura topnienia poliamidu.
Przyjmuje się, że przez operację wygniatania termicznego jak wyżej opisano pomiędzy składnikiem 5 i silanowym środkiem sprzęgającym w składniku 4 mogą powstawać wiązania wodorowe. Termicznie wygniecioną mieszaninę korzystnie wytłacza się, rozciąga lub walcuje, i tabletkuje.
Sposób wytwarzania Ny-PO zawierającej poliolefinę, włókna poliamidowe, silanowy środek sprzęgający i cząstki krzemionki, cząstki wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek zgodny z procedurą opisaną w punkcie (B), nie jest szczegółowo określony. Przykładowo, obejmuje on następujący etapy:
(B1) topienia/wygniatania chemicznie zmodyfikowanej poliolefiny (składnik 1) z silanowym środkiem sprzęgającym (składnik 2);
(B2) topienia/wygniatania poliamidu (składnik 3) z cząstkami krzemionki, cząstkami wodorotlenku magnezu lub mieszaniną tych cząstek (składnik 5) ze składnikiem 1, który został chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2 w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 3;
(B3) topienia/wygniatania, chemicznego modyfikowania i wytłaczania składnika poliamidowego 3 ze składnikiem 1, który został chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2 w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 3;
(B4) rozciągania lub walcowania stopionego/wygniecionego i chemicznie zmodyfikowanego wyrobu wytłaczanego w temperaturze nie niższej niż temperatura topnienia składnika 1, ale nie wyższej niż temperatura topnienia składnika 3, przy wyciąganiu go;
(B5) chłodzenia rozciągniętej lub walcowanej kompozycji do temperatury pokojowej i tabletkowania jej; i (B6) ewentualnie dodawania pozostałego składnika poli-olefinowego 1 do tabletek, i dalszego topienia/wygniatania w temperaturze nie wyższej niż temperatura topnienia składnika 3, chłodzenia i tabletkowania go.
Etap (B1) zostanie opisany poniżej. Temperatura topienia/wygniatania nie jest niższa niż temperatura topnienia składnika 1, a korzystnie jest wyższa o 30°C od temperatura topnienia. Gdy składniki topi się/wygniata w temperaturze wyższej o 30°C niż temperatura topnienia składnika 1, wówczas składnik 1 reaguje ze składnikiem 2 i zostaje chemicznie zmodyfikowany składnikiem 2. Ich topienie/wygniatanie można przeprowadzić w dowolnym typowym urządzeniu zasadniczo stosowanym do wygniatania żywicy lub gumy. Urządzenie obejmuje, na przykład, mieszarkę typu Banbury, wygniatarkę, wygniatarkę-wytłaczarkę, otwarty młyn walcowy, wygniatarkę jednoślimakową, wygniatarkę dwuślimakową. Spośród tych urządzeń najbardziej korzystna jest wygniatarka dwuślimakową, gdyż pozwala osiągać ciągłe topienie/wygniatanie w krótkim okresie czasu (to samo będzie odnosić się do etapów wymienionych poniżej).
Etap (B2) zostanie opisany poniżej. Temperatura topienia/wygniatania nie jest niższa niż temperatura topnienia składnika 3, a korzystnie wyższa o 10°C od temperatury topnienia. Jeżeli temperatura topienia/wygniatania jest niższa niż temperatura topnienia składnika 3, to składniki mogą nie zostać wygniecione i mogą nie ulec zdyspergowaniu we włókna. Dlatego też topi się je/wygniata
PL 207 952 B1 w temperaturze wyż szej niż temperatura topnienia, szczególnie korzystnie wyż szej o 20°C niż temperatura topnienia składnika 3.
Etap (B3) zostanie opisany poniżej. Wygniecioną mieszaninę otrzymaną w etapie wytłacza się przez dyszę przędzalniczą lub przez dyszę z rozdmuchem lub dyszę T. Przędzenie i wytłaczanie mieszaniny musi być prowadzone w temperaturze wyższej niż temperatura topnienia składnika 3. Konkretnie, pożądane jest prowadzenie operacji w temperaturze wyższej o 30°C niż temperatura topnienia składnika 3. Nawet, gdy operację topienia/wygniatania mieszaniny prowadzi się w temperaturze niższej niż temperatura topnienia składnika 3, to wygnieciona mieszanina może nie mieć struktury cienkich włókien składnika 3 zdyspergowanych w matrycy składnika 1. Odpowiednio, nawet, gdy wygnieciona mieszanina tego typu jest przędzona i rozciągana, to składnik 3 może nie tworzyć cienkich włókien.
Etap (B4) zostanie opisany poniżej. Wytłoczony produkt, podobny do sznura lub podobny do przędzy, w sposób ciągły chłodzi się, rozciąga lub walcuje. Chłodzenie produktu włóknistego, a następnie rozciąganie lub walcowanie go prowadzi się w temperaturze niższej o 10°C niż temperatura topnienia składnika 3. Rozciąganie i walcowanie go daje bardziej wytrzymałe włókna, i taka obróbka jest korzystna, gdyż tak wytworzona kompozycja żywicy wzmocniona włóknami może mieć lepsze właściwości. Obróbkę przez rozciąganie lub walcowanie można prowadzić, na przykład, przez wytłaczanie wygniecionej mieszaniny przez dyszę przędzalniczą w celu przędzenia jej do postaci produktu podobnego do sznura lub podobnego do przędzy, a następnie nawijanie go na szpulę z wyciąganiem. Jeśli to pożądane, to można go tabletkować do postaci tabletek. Wyciąganie produktu włóknistego, jak określa się niniejszym, oznacza, że szybkość nawijania produktu jest większa niż szybkość, z którą przechodzi on przez dyszę przędzalniczą. Korzystnie, stosunek szybkości nawijania/szybkości w dyszy przędzalniczej (stosunek wyciągania) znajduje się w zakresie między 1,5 a 100, korzystniej między 2 a 50, jeszcze korzystniej między 3 a 30.
Etap (B5) zostanie opisany poniżej. Wzmocniona włóknami poliamidowymi kompozycja żywicy poliolefinowej korzystnie ma postać tabletek, gdyż można do niej dodać dowolny dodatkowy składnik żywicy lub gumy i równomiernie wygnieść z nimi. Tabletkowaną kompozycję żywicy można równomiernie wygnieść z taką dodatkową gumą lub żywicą, i można łatwo uzyskać wzmocnioną włóknami poliamidowymi kompozycję żywicy z równomiernie zdyspergowanymi w niej cienkimi włóknami.
Choć odnośne etapy opisano wyżej oddzielnie, to można je połączyć w jeden ciągły proces prowadzony w wygniatarce dwu-ślimakowej mającej wiele wlotów, z których każdy podaje jeden spośród odnośnych składników i nadtlenku lub tym podobnych do wygniatarki, i mającej wiele stref wygniatania, z których każda odpowiada jednemu z wlotów. Sposób obejmujący tak połączone etapy jest bardziej ekonomiczny, stabilny i bezpieczny.
Termicznie wygnieciony w sposób opisany powyżej składnik 1 reaguje ze składnikiem 2 i przez co zostaje chemicznie zmodyfikowany tym ostatnim, a cienkie włókna składnika 3 zostają zdyspergowane w matrycy składnika 1. Możliwy jest przypadek, w którym nitkowe włókna składnika 1, cieńsze niż cienkie włókna składnika 3, mogą tworzyć się na powierzchniach włókien składnika 3. W tym wariancie wykonania, także składnik 3 zostaje zmodyfikowany składnikiem 2. Przyjmuje się, że składnik 5 może wiązać się chemicznie ze składnikiem 1 i składnikiem 3 na tych częściach, które zostały chemicznie zmodyfikowane składnikiem 2, sieciując w ten sposób częściowo składnik 1 i składnik 3. W tym wariancie wykonania z dodanym skł adnikiem 5 frakcja ż elowa jest wyż sza niż w innym przypadku, w wariancie nie zawierającym składnika 5. Wskutek tego, składnik 5 polepsza liczne właściwości kompozycji żywicy.
Odnośnie sposobu otrzymywania kompozycji według wynalazku, nie ma specyficznych ograniczeń, ale można wspomnieć na przykład sposób, w którym żywicę poliolefinową oraz Ny-PO, a także cząstki krzemionki lub wodorotlenku magnezu lub mieszaninę tych cząstek miesza się wstępnie przez zastosowanie urządzenia mieszającego z wysoką szybkością, takiego jak mieszarka typu Henschela, a nastę pnie wygniata się przy uż yciu znanej maszyny wygniatają cej, takiej jak wytł aczarka jednoś limakową, wytłaczarka dwuślimakową, mieszarka typu Banbury, wygniatarka lub młyn walcowy.
Kompozycja żywicy według wynalazku może zawierać dodatkowo rozmaite włączane zazwyczaj rodzaje składników pomocniczych, na przykład dowolny z licznych rodzajów inhibitorów utleniania, taki jak typu fenolu, fosforu lub siarki, zarodek krystalizacji, środek antystatyczny, sól metaliczna kwasu tłuszczowego, środek smarujący taki jak typu amidu, silikonu lub Teflonu, środek poślizgowy, środek ułatwiający wyjmowanie z formy, środek dezaktywujący metale, inhibitor ultrafioletu, oraz wypełniacz
PL 207 952 B1 taki jak sadza, biała sadza, węglan wapnia, krzemian magnezu, ferryt, zeolit, montmorylonit, siarczan baru, glinka, talk lub biel cynkowa, w stopniu niezmniejszającym wyniku wynalazku.
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest także zastosowanie kompozycji według wynalazku do powlekania przewodów elektrycznych, przy czym kompozycja żywicy jest wykorzystywana, jako materiał izolujący. Nie ma ograniczenia, co do rodzaju lub budowy przewodu elektrycznego, ale zastosowanie powyższej kompozycji żywicy, jako izolatora do, na przykład, pojedynczego przewodu, jak pokazano na fig. 1, przewodu płaskiego, jak pokazano na fig. 2, lub przewodu ekranowanego, jak pokazano na fig. 3, umożliwia osiągnięcie zadowalającego polepszenia giętkości i miękkości, zdolności do barwienia barwnikiem, a także odporności na zużycie. Na rysunku oznaczenie 1 oznacza przewodnik, 2 oznacza izolator, 3 oznacza oplot ekranujący, a 4 oznacza powłokę.
Nie ma też ograniczenia, co do sposobu formowania izolatora na przewodzie elektrycznym, ale można w tym celu wykorzystywać rozmaite znane specjalistom w dziedzinie sposoby. Na przykład, stosowaną w praktycznej realizacji wynalazku wytłaczarką może być wytłaczarka jednoślimakową mająca średnicę cylindra równą 20 do 90 mm i stosunek długości do średnicy L/D równy 10 do 40, oraz mająca ślimak, wodzik {crosshead}, ruszt {breaker grate}, rozdzielacz, smoczek {nipple} i dysze. Opisaną powyżej kompozycję żywicy wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej ustawionej na temperaturę umożliwiającą dokładne stopienie kompozycji żywicy. Kompozycja żywicy jest topiona i wygniatana przez ślimak, i jej właściwa ilość dostarczana jest do wodzika przez ruszt. Rozdzielacz powoduje, że stopiona kompozycja żywicy wpływa na obwodzie smoczka. Kompozycja żywicy, która wpłynęła, wytłaczana jest przez dysze na obwód przewodnika, powlekając go, dzięki czemu uzyskuje się przewód elektryczny posiadający warstwę izolatora.
Niniejszym opisano konkretne dane liczbowe, ale przyjmuje się, że niniejszy wynalazek nie jest do nich ograniczony.
T a b e l a 1
| Nr próbki | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| kompozycja materiałów | polietylen o małej gęstości | 100 | 100 | 100 | 100 |
| środek uniepalniający zawierający brom | 35 | 35 | 10 | ||
| dodatek | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Ny-PO (% wagowe Ny) | 10 (2) | 10 (2) | 10 (2) | 10 (2) | |
| cząstki krzemionki 16 nm | 10 | 5 | |||
| cząstki wodorotlenku magnezu 80 nm | 60 | 5 | |||
| sieciowanie wiązką elektronów (Obecne lub Nieobecne) | N | N | N | N | |
| właściwości przewodu elektrycznego | wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | 11,5 | 12,5 | 11,0 | 11,5 |
| wydłużenie (%) | 540 | 540 | 350 | 330 | |
| odporność na zużycie (liczba razy) | 150 | 210 | 120 | 140 | |
| zdolność opóźniania palenia (sekundy) | 5 | 5 | 6 | 12 | |
| podatność na barwienie | przed barwieniem | 225 | 225 | 220 | 220 |
| 25°C | 210 | 200 | 200 | 200 | |
| 60°C | 170160 | 150 | 150 |
PL 207 952 B1
Ciąg dalszy tabeli 1
| Nr próbki (p: próbki porównawcze) | 5 | 6 | P1 | p2 | |
| kompozycja materiałów | polietylen o małej gęstości | 100 | 100 | 100 | 100 |
| środek uniepalniający zawierający brom | 35 | 35 | 35 | 35 | |
| dodatek | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Ny-PO (% wag. Ny) | 10 (2) | 10 (2) | |||
| cząstki krzemionki 16 nm | 10 | 10 | |||
| cząstki wodorotlenku magnezu 80 nm | |||||
| sieciowanie wiązką elektronów (Obecne lub Nieobecne) | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| właściwości przewodu elektrycznego | wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | 11,5 | 12,2 | 10,1 | 9,7 |
| wydłużenie (%) | 410 | 405 | 410 | 390 | |
| odporność na zużycie (liczba razy) | 235 | 260 | 160 | 195 | |
| zdolność opóźniania palenia (sekundy) | 4 | 3 | 6 | 6 | |
| podatność na barwienie | przed barwieniem | 230 | 230 | 235 | 230 |
| 25°C | 220 | 215 | 230 | 225 | |
| 60°C | 195 | 185 | 215 | 205 |
[Ocena momentu obrotowego wytłaczania]
Każdą z kompozycji żywicy składających się ze składników jak pokazano w tabeli 1, wprowadzono do wytłaczarki przewodu elektrycznego (Φ60 mm, L/D = 24,5, ślimak FF) i wytłoczono na prze2 wodniku o polu przekroju równym 0,5387 mm2 z szybkością wytłaczania równą 600 mm/min i w temperaturze wytłaczania równej 200°C, otrzymując przewód elektryczny mający w stanie gotowym średnicę zewnętrzną równą 1,50 mm.
Jednostki liczbowe dla kompozycji materiałów w tabeli 1 to części wagowe. W kompozycji poliolefiny zawierającej zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe (Ny-PO) poliolefinę stanowił zmodyfikowany silanem polietylen otrzymany przez zmieszanie 80 części wagowych polietylenu o małej gęstości [mającego temperaturę topnienia równą 110°C i MFR równy 5,0 (g/10 min)] z 1,0 częścią wagową γ-metakryloksypropylotrimetoksysilanu jako silanowego środka sprzęgającego, 0,5 części wagowej Irganox 1010 stanowiącego inhibitor utleniania i 0,5 części wagowej nadtlenku d-a-kumylu (o stężeniu równym 40%) stanowiącego nadtlenek, przy czym wprowadzono ich mieszaninę do wytłaczarki dwuślimakowej mającej średnicę równą 45 mm i ogrzewano do 170°C i wygnieciono i tabletkowano ją. Całą ilość zmodyfikowanego silanem polietylenu, tak jak go otrzymano, 20 części wagowych nylonu 6 (mającego temperaturę topnienia równą 215 do 225°C) jako składnika nylonowego i 0,5 części wagowej Irganox 1010 wygnieciono w wytłaczarce dwuślimakowej nastawionej na temperaturę 235°C i mającej średnicę dyszy równą (Φ3 mm wytłoczono przez dyszę w postaci żyły, i chłodzono powietrzem, odbierano przy wartości wyciągania równej 7 na walec odbierający, i rozciągano do 1,5 razy między pięciocalowymi walcami w temperaturze pokojowej, otrzymując dzięki temu tabletki.
[Ocena właściwości przewodów elektrycznych]
Dla przewodów elektrycznych wytworzonych przy użyciu wytłaczarki do przewodów elektrycznych jak powyżej oznaczano właściwości przy rozciąganiu (płynięcie, wytrzymałość na zerwanie i wydłużenie), odporność na zużycie i zdolność uniepalniania. Wyniki testu są pokazane w tabeli 1.
<Test wytrzymałości na rozciąganie>
Próbkę przewodu elektrycznego o długości około 150 mm oznaczoną w jej środkowej części kreskami oddalonymi od siebie o 50 mm, zamocowano w uchwycie w urządzeniu testującym, jak określono w normie JIS B7721, i rozciągano z szybkością rozciągania równą 200 mm/min, a jej wydłużenie przy rozciąganiu określano w oparciu o najwyższe naprężenie przy rozciąganiu (MPa) i długości między kreskami w momencie zerwania.
PL 207 952 B1 <Odporność na zużycie>
Test prowadzono stosując urządzenie do testowania zużycia ściernego, jak pokazano na fig. 4. Konkretniej próbkę przewodu elektrycznego 111 o długości około 1 m umieszczano w uchwycie próbki 105 i unieruchamiano zaciskiem 104. Ruchomy trzpień 103 zaopatrzony na końcu w drut fortepianowy 108 o średnicy 0,45 mm dociskano do próbki przewodu elektrycznego 111 przy obciążeniu całkowitym 7 N, stosują c element dociskowy 101 i posuwają c ruchem postę powo-zwrotnym wzdł u ż niego (na odległości 14 mm), aż nastąpiło zużycie izolatora na próbce przewodu elektrycznego 111 i drut fortepianowy 108 trzpienia 103 dotknął przewodnika 106 w próbce przewodu elektrycznego 111, i określano liczbę wykonanych do tego momentu ruchów.
<Zdolność uniepalniania>
Próbkę przewodu elektrycznego 10 o długości 600 mm lub więcej mocowano w pozycji nachylonej pod kątem 45° w naczyniu bez ruchu powietrza, jak pokazano na fig. 5, i w punkcie 500 ± 5 mm od jej górnego końca przez 15 sekund poddawano działaniu płomienia redukującego z palnika Bunsena 20, i określano czas, po którym płomień gasł.
[Ocena zdolności do barwienia]
Roztwór barwiący wytworzono przez rozpuszczenie 3% wagowych Piast Blue 8580 jako barwnika w ksylenie. Obróbkę barwiącą każdego z przewodów elektrycznych, otrzymanych jak opisano poprzednio, prowadzono przez zanurzenie go w roztworze barwiącym w temperaturach 25 i 60°C przez 10 sekund i przemycie go ksylenem.
Zabarwienie przewodu elektrycznego po obróbce barwiącej było mierzone przez komputer, jako parametry obrazu i gęstość barwy obrazu określano zgodnie ze skalą szarości przez zastosowanie oprogramowania przetwarzającego obrazy. Skala szarości służyła do stopniowania gęstości barwy w zakresie od O (czarny) do 255 (biały). Wyniki testu są pokazane w tabeli 1.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Kompozycja żywicy do stosowania, jako powłoki przewodów elektrycznych zawierająca żywicę poliolefinową oraz zmieszaną z nią kompozycję żywicy poliolefinowej zawierającą zdyspergowane utracienkie włókna nylonowe, znamienna tym, że stosunek zmieszania poliolefiny (PO) i ultracienkich włókien nylonowych (Ny) w kompozycji poliolefiny zawierającej zdyspergowane ultracienkie włókna nylonowe zawiera się w zakresie od 5:5 do 9:1 (PO:Ny).
- 2. Kompozycja żywicy według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek zmieszania wynosi 8:2 (PO:Ny).
- 3. Kompozycja żywicy według zastrz. 1, znamienna tym, że dodatkowo zawiera, co najmniej jedne spośród cząstek krzemionki i cząstek wodorotlenku magnezu.
- 4. Kompozycja żywicy według zastrz. 1, znamienna tym, że kompozycja żywicy poliolefinowej zawierająca zdyspergowane ultracienkie włókna nylonowe składa się z poliolefiny, włókien poliamidowych, silanowego środka sprzęgającego i cząstek krzemionki.
- 5. Kompozycja żywicy według zastrz. 4, znamienna tym, że włókna poliamidowe zawierają, co najmniej jedne spośród cząstek krzemionki i cząstek wodorotlenku magnezu.
- 6. Kompozycja żywicy według zastrz. 4, znamienna tym, że przeciętna średnica włókien poliamidowych nie przekracza 5 μm, a ich wydłużenie zawiera się w zakresie od 20 do 1000.
- 7. Zastosowanie kompozycji określonej w zastrz. 1 jako powłoki przewodów elektrycznych.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002314845A JP4201573B2 (ja) | 2002-10-29 | 2002-10-29 | 電線被覆用樹脂組成物およびそれを用いた電線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL376799A1 PL376799A1 (pl) | 2006-01-09 |
| PL207952B1 true PL207952B1 (pl) | 2011-02-28 |
Family
ID=32211628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL376799A PL207952B1 (pl) | 2002-10-29 | 2003-10-28 | Kompozycja żywicy do stosowania jako powłoki przewodów elektrycznych oraz jej zastosowanie |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060167158A1 (pl) |
| EP (1) | EP1557443A4 (pl) |
| JP (1) | JP4201573B2 (pl) |
| KR (1) | KR20050067424A (pl) |
| CN (1) | CN1708546A (pl) |
| MX (1) | MXPA05004598A (pl) |
| PL (1) | PL207952B1 (pl) |
| WO (1) | WO2004039880A1 (pl) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005103138A1 (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-03 | Yazaki Corporation | ポリオレフィン樹脂組成物及びそれを用いた電線 |
| CN100372885C (zh) * | 2006-02-23 | 2008-03-05 | 广州金发科技股份有限公司 | 一种连续长纤维增强尼龙/聚烯烃复合材料及其制备方法 |
| JP2009534479A (ja) * | 2006-04-21 | 2009-09-24 | オレックス オーストラリア ピーティワイ リミテッド | 耐火性組成物 |
| JP5133578B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2013-01-30 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 絶縁電線およびワイヤーハーネス |
| JP5027590B2 (ja) | 2007-08-10 | 2012-09-19 | 矢崎総業株式会社 | 電線絶縁体用樹脂組成物及び被覆電線 |
| DE102009008065B4 (de) * | 2009-02-09 | 2013-10-10 | Yazaki Corp. | Polymerzusammensetzung, die für eine Ummantelung einer elektrischen Leitung verwendbar ist, und Verwendung derselben |
| WO2011000816A1 (de) * | 2009-07-03 | 2011-01-06 | Basf Se | Nanokompositblends enthaltend polyamide und polyolefine |
| CN101942151B (zh) * | 2009-07-10 | 2012-05-02 | 广东华声电器股份有限公司 | Cpe/poe/ldpe组分型绝缘橡胶及其制备方法 |
| US8658576B1 (en) | 2009-10-21 | 2014-02-25 | Encore Wire Corporation | System, composition and method of application of same for reducing the coefficient of friction and required pulling force during installation of wire or cable |
| CN101781426B (zh) * | 2010-03-02 | 2013-09-11 | 扬州华声电子实业有限公司 | Cpe/poe组分型绝缘橡胶及其制备方法 |
| JP5383567B2 (ja) * | 2010-03-16 | 2014-01-08 | リケンテクノス株式会社 | 電線被覆用熱可塑性樹脂組成物およびその製造方法 |
| JP6039563B2 (ja) | 2010-09-17 | 2016-12-07 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ粒子引き抜き成形加工助剤 |
| RU2618674C2 (ru) * | 2010-09-17 | 2017-05-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Армированные волокнами, заполненные наночастицами термоусаживаемые полимерно-композитные провода и кабели и способы |
| WO2012043640A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 宇部興産株式会社 | ポリアミド樹脂組成物及びそれからなる成形品 |
| FR2976713B1 (fr) * | 2011-06-17 | 2013-06-07 | Silec Cable | Cable moyenne ou haute tension avec gaine polyolefine contenant des charges minerales |
| US9352371B1 (en) | 2012-02-13 | 2016-05-31 | Encore Wire Corporation | Method of manufacture of electrical wire and cable having a reduced coefficient of friction and required pulling force |
| CN102855995B (zh) * | 2012-08-29 | 2014-08-20 | 通辽市津蒙线缆制造有限公司 | 平联聚乙烯电缆及其制造设备和工艺 |
| US11328843B1 (en) | 2012-09-10 | 2022-05-10 | Encore Wire Corporation | Method of manufacture of electrical wire and cable having a reduced coefficient of friction and required pulling force |
| JP2014054137A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Yazaki Corp | ワイヤハーネス |
| US10056742B1 (en) | 2013-03-15 | 2018-08-21 | Encore Wire Corporation | System, method and apparatus for spray-on application of a wire pulling lubricant |
| JP2016149046A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 矢崎総業株式会社 | カプラ、及びこれを用いたワイヤーハーネス |
| JP6852725B2 (ja) | 2018-11-26 | 2021-03-31 | 日立金属株式会社 | ケーブル及びハーネス |
| JP7124723B2 (ja) * | 2019-01-16 | 2022-08-24 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 融着層付き絶縁電線 |
| JP7782447B2 (ja) * | 2020-08-04 | 2025-12-09 | 住友電気工業株式会社 | 絶縁電線 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470657A (en) * | 1991-04-26 | 1995-11-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Heat-resistant, high-voltage lead wire for direct current |
| NL9101540A (nl) * | 1991-09-12 | 1993-04-01 | Dsm Nv | Brandwerende kunststofsamenstelling op basis van een polyamide, een polyolefine en magnesiumhydroxide. |
| JP3379208B2 (ja) * | 1994-04-08 | 2003-02-24 | 宇部興産株式会社 | 繊維強化弾性体及びその製造方法 |
| IL117216A (en) * | 1995-02-23 | 2003-10-31 | Martinswerk Gmbh | Surface-modified filler composition |
| JPH11147967A (ja) * | 1997-11-14 | 1999-06-02 | Ube Ind Ltd | ポリアミド繊維強化ポリオレフィン系発泡性組成物とそ の製法 |
| JPH11152362A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Ube Ind Ltd | ポリアミド繊維強化ポリオレフィン系無架橋発泡性組成 物とその製造方法 |
| JP3622470B2 (ja) * | 1998-01-30 | 2005-02-23 | 宇部興産株式会社 | ポリアミド繊維強化ゴム組成物とその製造法 |
| WO1999048973A1 (en) * | 1998-03-20 | 1999-09-30 | Ube Industries, Ltd. | Resin composition reinforced with polyamide fibers and process for producing the same |
| JPH11302464A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-02 | Ube Ind Ltd | ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物とその製 造方法 |
| JP2000026696A (ja) * | 1998-07-14 | 2000-01-25 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 難燃性耐摩耗性樹脂組成物 |
| JP4277357B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2009-06-10 | 住友電気工業株式会社 | ノンハロゲン難燃性樹脂組成物とその応用製品の製造方法 |
| JP3776325B2 (ja) * | 2001-03-06 | 2006-05-17 | 神島化学工業株式会社 | シランカップリング剤被覆の水酸化マグネシウム系難燃剤の製造方法 |
| JP2004149635A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Daimaru Sangyo Kk | ポリオレフィン樹脂組成物およびその製造方法 |
| JP2004149634A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Yazaki Corp | 耐磨耗性樹脂組成物を用いた絶縁部品 |
-
2002
- 2002-10-29 JP JP2002314845A patent/JP4201573B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-10-28 CN CNA2003801024802A patent/CN1708546A/zh active Pending
- 2003-10-28 KR KR1020057007207A patent/KR20050067424A/ko not_active Ceased
- 2003-10-28 MX MXPA05004598A patent/MXPA05004598A/es unknown
- 2003-10-28 WO PCT/JP2003/013791 patent/WO2004039880A1/ja not_active Ceased
- 2003-10-28 US US10/532,995 patent/US20060167158A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-28 PL PL376799A patent/PL207952B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2003-10-28 EP EP03769921A patent/EP1557443A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MXPA05004598A (es) | 2006-04-27 |
| JP2004152547A (ja) | 2004-05-27 |
| EP1557443A4 (en) | 2010-09-22 |
| KR20050067424A (ko) | 2005-07-01 |
| PL376799A1 (pl) | 2006-01-09 |
| US20060167158A1 (en) | 2006-07-27 |
| EP1557443A1 (en) | 2005-07-27 |
| CN1708546A (zh) | 2005-12-14 |
| WO2004039880A1 (ja) | 2004-05-13 |
| JP4201573B2 (ja) | 2008-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060167158A1 (en) | Resin composition for coating electric wire and electric wire using the same | |
| JP3515501B2 (ja) | 難燃性樹脂組成物とそれを用いた成形部品 | |
| US10559407B2 (en) | Process for producing electrical wire molded body | |
| CN1065293C (zh) | 制造皮-芯型长丝的方法、设备,长丝及其应用 | |
| DE112008001402B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines flammhemmenden silanvernetzten Olefinharzes und eines isolierten Drahts | |
| CN101649081B (zh) | 无卤阻燃聚乙烯材料的制造方法 | |
| US20020111411A1 (en) | Fire resistant resin composition and electrical wire having fire resistant covering | |
| CN101946289A (zh) | 电线包覆用树脂材料、使用该电线包覆用树脂材料的电线以及阻燃电缆 | |
| JP3515469B2 (ja) | 難燃性樹脂組成物とそれを用いた成形部品 | |
| US7041726B2 (en) | Insulating member using abrasion-resistant resin composition | |
| JP3661736B2 (ja) | ポリオレフィン−ポリアミド樹脂組成物の製造方法 | |
| JP2009161703A (ja) | ポリオレフィン系樹脂組成物及び被覆電線 | |
| US20060241221A1 (en) | Polyolefin resin composition and processes for the production thereof | |
| JP7247140B2 (ja) | 配線材及びその製造方法 | |
| US20080300342A1 (en) | Polyolefin Resin Composition and Electric Wire Using the Same | |
| JP7711491B2 (ja) | ノンハロゲン樹脂組成物、シラン架橋性樹脂組成物の製造方法、電線・ケーブルおよびその製造方法 | |
| JP2016166314A (ja) | 樹脂組成物、成形品、電線・ケーブルおよび電線・ケーブルの製造方法 | |
| CN116829640B (zh) | 玻璃纤维强化丙烯系树脂组合物 | |
| EP1215237A2 (en) | Electrical wire having a covering of a resin composition | |
| CN102483974A (zh) | 太阳能集电电缆 | |
| JP4968618B2 (ja) | ノンハロゲン難燃シラン架橋絶縁電線の製造方法 | |
| JP7803735B2 (ja) | シラン架橋性樹脂組成物、シラン架橋樹脂成形体及びそれらの製造方法、並びに、シラン架橋樹脂成形品 | |
| KR20070003804A (ko) | 폴리올레핀-폴리아미드 수지 조성물의 제조방법 | |
| JP2019179627A (ja) | 配線材 | |
| JP2025148881A (ja) | 配線材の製造方法及び製造装置、並びに、配線材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20111028 |