DE1947071A1

DE1947071A1 - Elektrische Kabel

Info

Publication number: DE1947071A1
Application number: DE19691947071
Authority: DE
Inventors: Robinson Henry Willia Harcourt
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1968-09-24
Filing date: 1969-09-17
Publication date: 1970-09-17
Also published as: FR2037015A6; GB1230189A

Description

PATENTANWÄLTE β MÜNCHEN 2. HtLBLESTRASSE 2O

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 München 2, HilbleslroBe 20

Ihr Zeichen Unser Zeichen Datum

| 7i »>8Pt V3&3

Anwalts-Akte 1ö Ö46

Monsanto Chemicals- Limited, London/England

"EleKtrische Kabel"

Diese Erfindung betrifft elektriscne Kabel und im besonderen elektrische Kabel mit einem synthetischen Harzmantel.

Klektrische Kabel, wie sie beispielsweise für Krafcverteilungs- oder bei telefon-, ifernseh-. oder Eisenbethn-' 'signalöinriöhtungen verwendat werden, enthalten oftmals

Gase K~5i5

009838/1875

■"■'.■■■ ■■■" . ^: · V^ ■-:■■■ "■'■■-■.'

einen oder mehrere elektrische Leiter mit; einer unmittelbar daranliegenden Isolierbeschichtung, wobei das Ganze von einer Schutzummantelung umgeben ist, deren Hauptaufgaben ist, Schaden durch Abrieb oder Stoß und Eindringen von Wasser oder korrodierenden Flüssigkeiten zu verhindern, Herkömmlicherweise werden Bleimantel verwendet, aber diese sind schwer und teuer und tragen darüberhinaus nicht zur Gesamtisolierung des Kabels bei und es werden demgemäß Ummantelungen aus synthetischen Harzen neuerdings öfters verwendet. Polyolefin_e, wie Polyäthylen, haben sich für diesen. -Zweck als besonders günstig erwiesen, sind aber in mancher Hinsicht der Verbesserung fähig. Besonders wo es üblich 1st, eine Anzahl von.Kabeln in einer Leitung oder _ Röhre zusammen zu verlegenj wäre es wünschenswert, wenn man ohne Störung der anderen Kabel ein einzelnes Kabel in die Röhre einführen oder es aus dieser entfernen könnte.

Ein elektrisches Kabel, bei dem dieses Problem gelöst wurde, ist in der britischen Patentanmeldung 33898/66 beschrieben. Hier ist ein elektrischer Leiter beschrieben, der mit einem Mantel aus einem Polyolefin umgeben ist, das ein Gleitadditiv enthält. Dieses Gleitadditiv ist ein Amid und ist in Mengen von 0,005 bis 0,15 Gew.^bezogen auf das Gewicht des Olefins, vorhanden. ■·-■"".

Es wurde nunmehr gefunden, daß ein elektrisches Kabel mit verbesserten Gleiteigenschaften und unveränderter Wider-

ÖD983B /1875

ORiGINALINSPECTED

Standsfähigkeit gegenüber Bruch-, Riss- und Knickgefährdung durch äußere Belastung erhalten wird, wenn der Anteil des Gleitadditivs in der Kabelumhüllung erhöht wird. Die vorliegende Erfindung hat daher ein elektrisches Kabel, das einen elektrischen Leiter enthält, der von einem Poiyolefinmantel umgeben ist, zum Gegenstand, wobei das Polyolefin von 0,15 bis 0,25 Gew.^, bezogen auf das Polyolefin, Amidgleitadditiv enthält.

Vorzugsweise enthält das Polyolefin ebenso einen geringen Anteil Ruß oder ein Antioxidationsmittel. Sehr oft sind diese beiden zusätzlichen Substanzen vorhanden und die Erfindung schließt daher ebenso eine für eine Kabelummantelung geeignete Polyolefinzubereitung ein, die Ruß, ein Antioxidationsmittel und ein Amidgleltadditiv enthält.

Unter Polyolefinen sind. Polymerisate oder Mischpolymerisate eines olefinischen Kohlenwasserstoffes, im besonderen eines niederen Olefins, wie beispielsweise Äthylen, Propylen oder ein Butylen zu verstehen. Zwei oder mehr Olefine können, wenn gewünscht, vorhanden sein. Vorzugsweise umfaßt das Olefin Äthylen und beispielsweise kann das Polyolefin Polyäthylen oder ein Mischpolymerisat von Äthylen und Propylen sein. Obgleich es im allgemeinen nicht bevorzugt wird kann ein Comonomeres, das kein Kohlenwasserstoff ist, vorhanden- sein, beispielsweise ein Hitril wie Acrylnitril, ein Halogenid wie Vinyl- oder Vinylidenchlorid, oder ein Ester wie Äthyl-

- k -009838/1875

BAD ORIGINAL

acrylat, Methylmethacrylat oder Vinylacetat. .Wo ein nichtiiohlenwasserstoffmonomer vorhanden ist, ist dieses vorzugsweise Vinylacetat. Im allgemeinen sollte der Anteil des polymerisieren Olefinkohlenwasserstoffe in einem Mischpolymerisat nicht geringer als 70 Gew.f> sein und er ist vorzugsweise, wenigstens 80 Gew.^.

Das Polyolefin kann beispielsweise.durch ein "Hochdruck"-Polymerisationsverfahren hergestellt werden, in welchem die honomeren in Gegenwart eines Katalysators, wie beispielsweise Bauerstoff oder einer. Peroxidverbindung unter einem Druck von mehreren. Tausend Atmosphären erhitzt werden. Es kann auch ein ^MNiederdruck"-Polyolefin, bei dessen Herstellung ein'Katalysator des "Ziegler"- oder "Phillips"-Typs verwendet wurde, verwendet werden.

Vernetzte Polyolefine,, wie beispielsweise vernetztes Polyäthylen, kann ebenso in den elektrischen Kabelummantelungen der Erfindung verwendet werden. Die Vernetzung wird .; entweder durch Bestrahlen oder durch Vulkanisieren mit einem Peroxid bewirkt. Bei dem ersten Verfahren wird das Polyolefin einer Strahlung von hoher Energie unterworfen, die in verschiedener i'orm verwendet werden kann. ^-Strahlen und Neutronenstrahlung sind besonders brauchbar, aber es werden ebenso andere Strahlen wie schnelle Elektronen- und a-Teilchenstrahlung verwendet. Bei der Vernetzung der Polyolefine mittels Peroxiden kann das Polyolefin mit dem Per-

009838/1875

ORIGINAL

M* K «

oxid gemischt und Vulkanisierungsbedingungen unterworfen werden, wenn die Vernetzung stattfindet. Zu den zur Verwendung in diesem Verfahren geeigneten Peroxiden gehören Alky!peroxide und im besondreren Dicumylperoxid und α-Äthylbeiizylperoxid. Vernetzte Polyolefine zeigen im allgemeinen bessere otabilität und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Hi^bildung bzw, liescnädigung. Diese Eigenschaften machen sie besonders zur Verwendung in elektrischen Kabeln der Erfindung geeignet.

Das .Polyolefin sollte vorzugsweise einen Öchmelzindex (melt index) (Gestimmt nach briö 2?ö2, 'feil 1$ 1965, Verfahren IO50) auf w ei τ en, der nicht gröiser als 2 ist. Besonders oevorzugt werden Polyolefine mit einem ochmelzindex geringer als 1, beispielsweise von .0,1 ois 0,53.

uas Polyolefin enthält ein. Gleitadditiv, das eine substanz ist, die die Verringerung des Reibungskoeffizienten zwischen zwei Polyolefinoberflächen bewirkt. Das Additiv ist ein Amid, im besonderen ein Amid einer Garbonsäure mit einer Kebte von wenigstens 6, vorzugsweise 10 oder mehr, Kohlenstoffatomen. Das Amid kann gesättigt sein, ist aber vorzugsweise ein olefinisch ungesättigtes Amid, Das Stickstoffatom Kann nicnt substituiert oder durch beispielsweise eine Alkyl-, Alkoxyalkyl- oder Hydroxyalkylgruppe substituiert sein und die Kohlenstoffkette kann einen oubstituenten, beispielsweise eine Alkoxygruppe, enthalten, bpezifi-

009838/1875

-6-BAD

sehe .Beispiele geeigneter Amide sind Oaprylarnid,. üapramid,_: Lauramid, Myristamid, Palmitamid, otearamid, üleatsid, Linolamid,- Erukamid und die üubstitutionsproaukte von diesen, ülearnid und ürukamid sind die bevorzugten U-leitädaiüive. .. . "

Der Anteil des in dem Polyolefin vorhandenen Amidgieitadditivs sollte normalerweise nicht so hoch sein, duis er eine nachteilige Wirkung auf die elektriscüen Eigenschaften des Polyolefins hat und es wurde gefunden, dab 0,15 bis O,35/^J'i bezogen auf das Gewicht des Polyolefins, /ceiue ernsthaften nachteiligen Wirkungen hat. .Vorzugsweise beträgt die Ädditivmenge von-0,1-5 bis ·0,25><->, beispielsweise, ungefähr 0,2$, bezogen auf das Gewicht des Polyolefins. Größere Mengen, beispielsweise' bis zu 10 oder 15 Gew.:b können in "Ansatz"-Zubereitungen vorhanden sein, die zur Verdünnung vor ihrer Verwendung als Kabeluiiihdllung vorgesehen sind.

Das Amidgleitadditiv kann dem Polyolefin ii .indo:.¹ j-"eigneten Weise einverleibt werden, wobei man beispielsweise die Polyolefinpellets mit einer geeigneten Menge pulverisiertem Äddibiv trommelt, danach einen otraug extrudiert, der dann in Pellets geschnitten wird oder einen ^anbury- oder anderen hischertyp verwendet. ' -

ite wurde bereits erwähnt, daß das Polyolefin vorzugsweise

009838/1875 ^.

einerj geringen Anteil Ruii oder ein Antioxidationsmittel ontnält. Oftmals sind beide vorhanden, obgleich natürlich üub dort nicht einverleibt werden kann, wo eine andere i'aroe als scnwarz gewünscht wird. Der Ruii kann Gasruis oder vorzugsweise riochofenruß und in einer Menge normalerweise bis zu 5/^1 Dezogen auf das Gewicht des Polyolefins, vornaxiden sein, wobei vorzugsweise von 1 bis 5 üew„jb und beispielsweise von 2 bis J Gew.% verwendet werden. Das Antioxidationsmittel ist vorzugsweise ein solches, das weder -„■ändert noch Flockenbildung verursacht, weil es sonst, wenn es zu der Isolierung von einzelnen Leiters innerhalb des Kabels wandert, den FarbenkodCdieser Leiter nachteilig beeinflußt. 4,4^l-i'hiobis-(b-tert.-butyl-in-cresol) ist ein besonders geeignetes Antioxidationsmittel. Die Antioxiüatiorisiiiittciuenge liegt vorzugsweise im Bereich von U,02 ois ü,2^, bezogen au: dar; Gevjicht des Polyolefins, beispielsweise von O,Ü^ ois U,i5~ Uew.'/O. j^ine Ansatzzubereituug kann nötüi-lich gröiäere Anteile Ruß und Antioxidationsmittel, beispielsweise bis zu pO bzw« bis zu 5^ enthalten.

Der elektrische Leiter kann ein solcher sein, wie er normalerweise in den Kabeln vorkommt, -bo können beispielsweise verschiedene Leiter einzeln voneinander mittels beispielsweise vulkanisiertem Kautschuk oder Polyäthylen isoliert sein.

Die Leiter sind von einer Ummantelung des hischpolymerisats 009838/1875

"U"

BAD ORIGINAL

"umgeben und diese Bedingung kann beispielsweise einfach dadurch erreicht werden, daß man das Polyolefin, durch eine Kingdüse'extrudiert, während die Leiter in der Extrudierungsrichtung durch die Mitte der Düse zugeführt werden. Es ist mitunter vorteilhaft, die isolierten Leiter mit einer undurchdringlichen Schicht, beispielsweise einer Umwickelung mit Aluminiumstreifen vor der Umhüllung mit dem Mantel zu umgeben.

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert.

Beispiel

Dieses Beispiel, vergleicht die Rißbildungseigenschaften gegenüber Umgebungsspannung bzw-. Belastungen für Polyäthylenzubereitungen, die verschiedene Konzentrationen eines Oleamidgleitadditivs enthalten und sie erläutern weiterhin die Verringerung des Reibungskoeffizienten, und des Gleitwinkels als Folge der Erhöhung des Oleamidanteils.

Drei P.olyäthylenzubereitungen, A, B und G mit einem Schmelzindex von 0,18 und einer Dichte von 0,921, einem Gehalt von O,O7?ö üantonox R als Antioxidationsmittel und 0,10. bzw. ■0,15 oder 0,20% Oleamid (bezogen'auf das Gewicht des Polymerisats) wurden hergestellt und die Rißwiderstandsfähigkeit gegen die Umgebungsbeanspruchung für jeä.e Zubereitung in n-Propanol, 10^ l'eepol 0EI5J und 10# Teepol CH31 bestimmt.

009838/1875

Das Untersuchungsverfahren entspricht dem ABTM D 1693-60. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der 'fabeile I angegeben.

-1Q-

00983871875

BADORJGiNAL Tabelle I

* Sleitadditiv in IP.235

Reagens Zeit (in Stunden) zum Erreichen des angegebenen ^; ; Bruchprozentsatzes

20

30

40

60

70 80

n-Propanol

	(0	A ,10*	10*	Teepol	Teepol	Teepol	CH.31
σ ο			10*	Teepol	n-Propanol 10* Teepol	CH.53
9838/1	(0	B ,15*	n-Propanol 10* Teepol	10*	CH; 31
OO			•10*	CH.53
	(0	C ,20*	CH.31
			CH.53

12	14	5
3	4	48
3

48
3

96

48	72	12	120
VJl	6	13	12
12
72	96	11
VJl	6	12	144
7
144		24
10	14 '
12	21

90	100
96	120
16	22
	48
	144
	96
	48

Der Reibungskoeffizient und der Gleitwinkel der Zubereitungen, die von 0,1 bis 0,35 Oleamid (bezogen auf das Gewicht des i-Olyäthylen) enthalten, wurden für 1,27 mm (0,05 inch) starke Platten bestimmt, die bei Zimmertemperatur einen Tag gelagert wurden.

	Tabelle II	Gleitwinkel
Oleamid	Reibungs koeffizient	14^P
0,10	0,215	11°
0,15	0,18	9°
0,20	0,16	" ' 6° .
0,35	0,09

-12-009838/1875

Claims

1.1 Elektrisches Kabel, mit einem elektrischen Leiter, der von einem Polyolefinmantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin von 0,15 bis 0,55 Gev;.$, bezogen auf das Polyolefin, Amidgleitadditiv enthält.

2. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin von 0,15 bis 0,25 Gew.$, bezogen auf das Polyolefin, Amidgleitadditiv enthält.

3. Elektrisches. Kabel gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Polymerisat oder Mischpolymerisat von Äthylen oder Propylen ist. · " . ■

4. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Polyäthylen ist.

5. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Mischpolymerisai^ron Äthylen und Propylen ist.

6. Elektrisches Kabel gemäß einem der vorausgehenden'Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitadditiv ein Amid einer ,-Carbonsäure mit einer Kette von wenigstens

00 9838/1875 ■ -13-

BAD ORIGINAL

- 13 10 Kohlenstoffatomen ist.

7. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Amid olefinisch ungesättigt ist.

8. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Amid ein Oleamid oder Erukamid ist.

9. Elektrisches Kabel gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Ruß enthält.

10. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß in einer Menge von 1 bis 5#> bezogen auf das Gewicht des Polyolefin, vorhanden ist.

11. Elektrisches Kabel gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Antioxidationsmittel enthält.

12. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Antioxidationsmittel 4,4'-Thiobis-(6-tert,-butyl-m-cresol) ist.

13· Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 11 und 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Antioxidationsmittels

0 0 9 8 3 8/1875

von .0,05 bis 0,15 Gew.% beträgt.

. Elektrisches Kabel gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein vernetztes Polyolefin ist.

15. Elektrisches Kabel gemäß Anspruch 1 im wesentlichen wie im Beispiel beschrieben.

0 0 9 8 3 8/1 87 5 SAD original