DE3813200A1

DE3813200A1 - Thermoplastisch verarbeitbare kunststoffmischung

Info

Publication number: DE3813200A1
Application number: DE3813200A
Authority: DE
Inventors: Richard Winter; Ferdinand Dr Rer Nat Hanisch
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-11-02
Anticipated expiration: 2008-04-21
Also published as: DE3813200C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmischung auf der Basis modifizierten Polyethylens allein oder in Mischung mit anderen Polymeren für elektrische Kabel und Leitungen.

Der ständig wachsende Wunsch, zusätzliche Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffen in der Technik zu finden, macht es oft erforderlich, bereits im Markt befindliche Werkstoffe den jeweiligen neuen Erfordernissen anzupassen. Dies geschieht in der Regel durch die Entwicklung neuer Mischungen, indem z. B. dem Basismaterial Mischungskomponenten zugegeben werden, die dessen Eigenschaftsbild in Richtung auf die neu gestellten Forderungen verändern. Bestimmte Kunststoffe jedoch, wie beispielsweise das homopolymere Polyethylen, sind als Basismaterialien für Kunststoffmischungen weniger geeignet, da sie, mit Füllstoffen angereichert, verspröden und leicht brechen. Elektrische Kabel und Leitungen z. B., die aufgrund ihres Einsatzes flexibel oder zumindest biegbar sein müssen, können aus solchen Mischungen deshalb nicht hergestellt werden. In der Praxis werden daher als Basismaterialien für Füllstoffe enthaltende Mischungen und insbesondere für sog. hochgefüllte Mischungen Copolymere des Ethylens eingesetzt, die als Comonomeres ein Vinylacetat, ein Vinylacrylat und dergl. enthalten, oder auch Gemische polymerisierter α-Olefine allein. Bestimmten Forderungen genügen aber häufig auch solche Mischungen nicht. Nachteilig z. B. bei auf Basis bisher üblicher Gemische polymerisierter α-Olefine von ataktischen Polybutenen (z.B. Vestoplast) hergestellten Füllmischungen von elektrischen Kabeln ist deren Kälteempfindlichkeit. Diese bewirkt, daß das extrudierte Material bei tieferen Temperaturen hart und steif werden kann und ggf. bricht, so daß wegen der Verklebung der Füllmischung (Innenmantel) mit dem Außenmantel des Kabels Mantelfehler auftreten können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, in weiten Grenzen füllbare Polymermischungen zu finden, die bei gleichbleibender Qualität des Endproduktes den jeweiligen Anforderungen optimal angepaßt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das modifizierte Polyethylen eine Dichte unter 0,91 g/cm³ aufweist und Füllstoffe in größerer Menge zugesetzt sind. Ein solches modifiziertes Polyethylen, auch oft als VLDPE (Polyethylen sehr niedriger Dichte) bezeichnet, ist der Struktur nach mit dem herkömmlichen Polyethylen (LDPE oder HDPE) nicht vergleichbar, vielmehr ähnelt es strukturmäßig dem sog. LLDPE, d. h., einem linearen Polyethylen, mit den an sich traditionell widersprüchlich erscheinenden Eigenschaften, nämlich lineare Molekularstruktur und niedrige Dichte.

Auf der Basis von VLDPE hergestellte Mischungen erfüllen die gestellten Forderungen vollauf. Insbesondere ist es bei dem nach der Erfindung gewählten Basismaterial möglich, auch hochgefüllte, nicht klebende Füllmischungen herzustellen, die zudem eine verringerte Kälteempfindlichkeit aufweisen.

In Weiterführung der Erfindung können leitfähige Füllstoffe, vorzugsweise Ruß, in einer Menge von 10-100 Teilen, vorzugsweise 15-80 Teilen auf 100 Teile des ausgewählten Polyethylens zugegeben werden. Diesen gegenüber bekannten Mischungen hohen Rußanteil lassen die nach der Erfindung verwendeten VLDPE - Polymere auch ohne Beeinträchtigung des Verarbeitungsverhaltens zu. Für die Praxis bedeutet dies eine Erweiterung des Eigenschaftsbildes solcher Mischungen z. B. für leitfähige Füllmischungen in Kabeln oder Leitungen mit Überwachungssystemen. Als für die Erfindung besonders geeignete Ruße kommen in diesem Fall in Frage Acetylenschwarz Y, Denkablack, Ketjen Black EC oder auch normale Leitruße, wie Corax L, Phillips P, Vulkan XC72 u.a..

Die Möglichkeit einer hohen Füllbarkeit gilt vorteilhaft auch für nichtleitende Füllstoffe. Für das nach der Erfindung vorgeschlagene Polyethylen mit einer Dichte unter 0,91 g/cm³ werden Füllstoffe in einer Menge von 100 -2000 Teilen, vorzugsweise 200-1200 Teilen, auf 100 Teile Polymer vorgesehen. Solche Füllstoffe, beispielsweise Kreide, führen zu einer allgemeinen Ertüchtigung etwa von Kabelumhüllungen verseilter Unterbauten zur Verrundung. Die angesprochene Verklebung zwischen einem solchen auf Basis der Erfindung hergestellten sog. lnnenmantel und der Ader- oder Mantelisolierung kann vermieden werden.

Je nach Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung kann es zweckmäßig sein, dieser Verschnittkomponenten zuzumischen. Geht es z. B. darum, eine Schwerbrennbarkeit zu gewährleisten, so können geeignete Zusätze, wie Aluminiumoxidhydrat, Magnesiumhydroxid oder auch Zinkborat, ggf. in Kombination mit Antimontrioxid, Phosphaten oder anderen Schwerbrennbarkeits-Additiven eingesetzt werden. Ist hierbei die Halogenfreiheit nicht entscheidend, haben sich auch halogenhaltige Additive, wie das Chlorparaffin oder Bromverbindungen, ggf. in Kombination mit Antimontrioxid oder ähnlichen, synergetisch wirkenden Additiven als vorteilhaft erwiesen.

Aber auch Polymer-Verschnittkomponenten können zur Anpassung an spezielle Erfordernisse während des Einsatzes hieraus hergestellter Produkte eine vorteilhafte Anwendung finden. So können diese Verschnittkomponenten solche auf Basis Styrol-Butadien- Kautschuk sein, aber auch Zusätze auf Basis Ethylenvinylacetat-Copolymer, chloriertem Polyethylen oder ataktischem Polypropylen sowie halogenisierter und/oder nicht halogenisierter Butylkautschuke können in Weiterführung der Erfindung eingesetzt werden. Desgleichen sind mitunter auch als Verschnittkomponenten ein Neopren-, Isopren-, Butadien- oder Ethylen-Propylen- Kautschuk allein oder in Kombination zweckmäßig einsetzbar.

Die nachfolgenden Mischungsbeispiele I-V zeigen den weiten Einsatzbereich nach der Erfindung vorgeschlagener Polyethylene mit einer Dichte unter 0,91 g/cm³ als Basismaterial.

Beispiel I

Teile
VLDPE (very low density PE)	50
SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk)	50
Kreide	600
Weichmacher und Verarbeitungshilfen	50
Alterungsschutzmittel (ASM) bis	1,0

Anwendungsgebiet:
Verrundung mehradriger Kabel und Leitungen

Beispiel II

Teile
VLDPE	100
Kreide	700
Weichmacher und Verarbeitungshilfen	50
Alterungsschutzmittel bis	1,0

Anwendungsgebiet:
Verrundung mehradriger Kabel und Leitungen

Beispiel III

Teile
VLDPE	50
SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk)	50
Füllstoff (Aluminiumoxidhydrat)	200
Kreide	300
Weichmacher und Verarbeitungshilfen	50
Alterungsschutzmittel bis	1,0

Anwendungsgebiet:
Schwer brennbare Kabel und Leitungen, halogenfrei

Beispiel IV

Teile
VLDPE	50
Ethylenvinylacetatcopolymer	50
Kreide	200
Ketjenblack EC (Ruß)	18
Weichmacher und Verarbeitungshilfen	50
Alterungsschutzmittel (Chinolinderivat)	0,8

Anwendungsgebiet:
leitfähige Füllmischung

Beispiel V

Teile
VLDPE	50
ataktisches Polyolefin (Vestoplast)	50
Füllstoff	300
Verarbeitungshilfen	25
Alterungsschutzmittel	1,0

Anwendungsgebiete:
nicht kontaminierende, weichmacherfreie Füllmischung.

Claims

1. Thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmischung auf der Basis modifizierten Polyethylens allein oder in Mischung mit anderen Polymeren für elektrische Kabel und Leitungen dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Polyethylen eine Dichte unter 0,91 g/cm³ aufweist und Füllstoffe in größerer Menge zugesetzt sind.

2. Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch helle Füllstoffe in einer Menge von 100-2000 Teilen, vorzugsweise 200-1200 Teilen, bezogen auf 100 Teile Basismaterial.

3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß leitende Füllstoffe, vorzugsweise Ruß, in einer Menge von 10-100 Teilen, vorzugsweise 15-80 Teilen, bezogen auf 100 Teile Basismaterial, zugesetzt sind.

4. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie schwer brennbar machende Zusätze enthält.

5. Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als schwer brennbar machender Zusatz Aluminiumoxidhydrat verwendet wird.

6. Mischung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als schwer brennbar machender Zusatz Magnesiumhydroxid verwendet wird.

7. Mischung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als schwer brennbar machender Zusatz Zinkborat, ggf. in Kombination mit Antimontrioxid, Phosphaten oder anderen Schwerbrennbarkeits-Additiven verwendet wird.

8. Mischung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß halogenhaltige Additive, wie Chlorparaffin oder Bromverbindungen, ggf. in Kombination mit Antimontrioxid oder ähnlichen, synergistisch wirkenden Additiven verwendet werden.

9. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymerverschnittkomponente Styrol-Butadien- Kautschuk verwendet wird.

10. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschnittkomponente Ethylenvinylacetat-Copolymere verwendet werden.

11. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschnittkomponente chloriertes Polyethylen verwendet wird.

12. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschnittkomponente ataktisches Polypropylen (Vestoplast) verwendet wird.

13. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschnittkomponente halogenisierter und/oder nicht halogenisierter Butylkautschuk verwendet wird.

14. Mischung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschnittkomponente ein Neopren-, Isopren-, Butadien- oder Ethylen-Propylen-Kautschuk allein oder in Kombination verwendet wird.