DE2711260A1

DE2711260A1 - Verfahren zur herstellung von beschichteten elektrischen leitungskabeln

Info

Publication number: DE2711260A1
Application number: DE19772711260
Authority: DE
Inventors: Dominic A Alia
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1977-09-22
Also published as: FR2344613B1; NL7702764A; US4161419A; IT1076632B; CA1095677A; FR2344613A1; JPS6360062B2; GB1565403A; DE2711260C2; JPS52115851A

Description

Alcan Research and 29 I0677 1 1 9 c η

Development Limited _w *^MI'^DU

Montreal / Canada · a '

Verfahren

zur
Herstellung

von
beschichteten elektrischen Leitungskabeln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von auf Polyäthylen basierenden Beschichtungen für elektrische Leitungskabel und insbesondere auf neue und verbesserte Verfahren zur Herstellung von auf Polyäthylen aufgebauten Zusammensetzungen die zur Beschichtung von Kabeln verwendet werden. Die Erfindung betrifft auch Zusammensetzungen die Zwischenprodukte sind und für die vorgenannte Verwendung geeignet sind.

Zum Zwecke der Erläuterung wird hier auf elektrisch isolierende Beschichtungen für Kabel,die ein wichtiges Gebiet für die Verwendung der auf Polyäthylen aufgebauten Zusammensetzungen, mit denen sich die Erfindung befaßt, darstellt hingewiesen.

- 2 709838/0869

-1 -

Dabei soll der Begriff "Kabel" sowohl einadrig und vieladrige metallische elektrische Leiter, unabhängig von ihren Maßen oder Querschnitten umfassen.

Eine typische, übliche auf Polyäthylen aufgebaute Kabelbeschichtung besteht aus einem größeren Anteil Polyäthylen und einem kleineren Anteil an anderen Bestandteilen (nachfolgend allgemein als "Zusatzstoffe" bezeichnet), wie Füllstoffe, Antioxidanzien und Vernetzungsmittel. Der Anteil an Polyäthylen kann aus einem Homopolymeren oder Copolymeren mit einem geringen Anteil (beispielsweise etwa 11 Gewichtsprozent) an Äthylen- Vinylacetat bestehen; der Ausdruck "Polyäthylen" wird nachfolgend allgemein verwendet um so wohl Homopolymere von Polyäthylen als auch Copolymere mit einem größeren Anteil an Polyäthylen und einem kleineren Anteil an A'thylen/Vinylacetat zu kennzeichnen. Im allgemeinen ist der Hauptzusatzstoff ein Füllstoffj nichtleitender Ruß wird häufig als Füllstoff bevorzugt, weil er einen Schutz gegen UV-Strahlen bewirkt, aber andere feste teilchenförmigen Füllstoffe wie Tone, werden auch manchmal verwendet. Heutzutage werden in der Praxis die vorstehend genannten Beschichtungsmassen im allgemeinen durch Vermischen aller Bestandteile miteinander (bei einer Temperatur bei welcher das Polyäthylen flüssig ist) in einer Hochleistungsmischvorrichtung, wie einen Banbury-Mischer hergestellt, der in der Lage ist, die hohen mechanischen Scher-Mischkräfte zu entwickeln die im allgemeinen benötigt werden, um feinteilige Füllstoffe und/oder andere Zusatzstoffe in Polyäthylen einzumischen, d.h. um den hohen Grad an Homogenität zu erreichen, wie er für Kabelbeschichtungsmassen benötigt wird. Die Masse wird nach dem Vermischen gesiebt um alles unvermischte Material zu entfernen. Wird ein Vernetzungsmittel verwendet, so wird es der Mischung in einer zweiten Mischstufe (die gewöhnlich auch in einem Banbury-Mischer vorgenommen wird, obwohl eine hohe Scherwirkung nicht erforderlich ist) nachdem die anderen Bestandteile eingemischt worden sind^, zugegeben, weil die hohen Temperaturen, die sich beim

709838/0869 _ ₅ „

anfänglichen Einmischen der Bestandteile, wie der feinteiligen Füllstoffe, in das Polyäthylen entwickeln, eine vorzeitige Vernetzung ergeben würden, wenn das Vernetzungsmittel schon anwesend wäre. Schließlich wird die völlig vermischte Zusammensetzung granuliert und einem Extruder mit einer schneckenartigen Pumpe zugeführt mittels welcher die Zusammensetzung bei erhöhten Temperaturen durch eine Form gepresst wird, die das Kabel eng umschließt, so daß die Kabeloberfläche beschichtet wird,und in den Fällen,in denen ein Vernetzungsmittel verwendet wurde, wird die Beschichtung anschließend gehärtet indem man das beschichtete Kabel durch eine Härtungskammer, wie einem Dampfrohr leitet.

Die Stufe, der vollständigen Vormischung der gesamten Beschichtungsmasse in einem Banbury-Mischer bevor die Masse einem Extruder

/in
zugeführt wird trägt erheblich und⁷unerwünschter Weise zu den Gesamtkosten der Herstellung von Kabelbeschichtungen auf Polyäthylenbasis bei, was auf die hohen Kapital- und Betriebskosten solcher Mischvorrichtungen zurückzuführen ist. Die Erfordernis, daß die Beschichtungsmasse sehr homogen vermischt sein muß und die Schwierigkeit, Zusatzstoffe mit Polyäthylen in der Praxis zu vermischen, haben bisher die Verwendung dieser Mischstufe erforderlich gemacht, denn die Schneckenpumpe in einem Extruder (die zum Fördern aber nicht zum Mischen ausgebildet ist) ist nicht in der Lage, auf Polyäthylen aufgebaute Kabelbeschichtungsmassen ausreichend zu vermischen. Deshalb muß in der Praxis ein Hersteller von beschichteten Kabeln entweder Banbury-Mischer mit großen Kapazitäten anschaffen oder mieten, oder er muß die vorgemischten Beschichtungsmassen von einem anderen Hersteller erwerben, wobei im letzteren Falle das gesamte verwendete Polyäthylen in der Zusammensetzung zuerst von einem Polyäthylen-Hersteller zu dem Mischungshersteller transportiert werden muß und dann (als fertiggemischte Beschichtungsmasse) zu dem Hersteller für die beschichteten Kabel transportiert werden muß, was hohe Frachtkosten bedingt.

709838/0869 ~ ⁴ "

Aus wirtschaftlichen, wie auch aus betriebs-technischen Gründen ist es deshalb wünschenswert, die Menge an Material die einem Banbury-Mischer für die Herstellung einer gegebenen Menge einer Kabelbeschichtungsmasse zugeführt wird zu vermindern, wenn dies ohne Verzicht auf die erforderliche Homogenität der Mischung möglich ist.

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß bei den Verfahren für die Beschichtung von elektrischen Leitungskabeln ein kleinerer Anteil an feinteiligen festen Püllstoffen und/oder anderen Zusatzstoffen in einen größeren Anteil Polyäthylen homogen eingemischt werden kann unter erheblich erleichterten Bedingungen und ohne ein mechanisches Vermischen unter hohen Scherkräften wenn der Zusatzstoff zuerst mit einem Träger vermischt wird aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk unter Ausbildung eines homogenen Konzentrates, bzw. einer Vormischung, wobei die Vormischung dann zu den vorerwähnten größeren Anteil an Polyäthylen gegeben wird. Insbesondere wurde gefunden, daß ein völlig ausreichendes Vermischen der erwähnten Vormischung und der Hauptmenge des für die Kabelbeschichtung verwendeten Polyäthylens direkt durch die Förderschnecke eines üblichen Extruders, wie er zum Aufbringen der Mischung auf ein Kabel verwendet wird, erzielt werden kann. Daher kann die Hauptmenge des Polyäthylens die im allgemeinen wenigstens etwa 5o % (und häufig sogar mehr als 60 %) der fertigen Beschichtungsmasse ausmacht direkt der Extruderschnecke zugeführt werden, ohne daß sie durch einen Banbury-Mischer oder eine andere Vormischungsapparatur geleitet werden muß. Obwohl die Vormischung selbst vorzugsweise in einem Banbury-Mischer oder einem ähnlichen Mischer vermischt wird, bedeutet die große Verminderung der Materialmenge die in einem Banbury-Mischer für die Herstellung einer gegebenen Menge der fertigen Beschichtungsmasse behandelt wird (im Vergleich zu der früheren Praxis) eine erhebliche Ersparnis in Bezug auf die Gesamtkosten für die Herstellung von auf Polyäthylen aufgebauten Kabelbeschichtungen, auch unter Berücksichtigung, daß die verhältnismäßig geringe Menge des verwendeten Äthylen-Propylen-Kautschuks etwas höhere Materialkosten bedingt als eine äquivalente Menge an Polyäthylen.

709838/0869 - 5 -

β -

Alle Verhältnisse, Prozente und Anteile sind nachfolgend auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.

Im weitesten Sinne umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung aus Polyäthylen und Zusatzstoffen einschließlich der Stufen des vom- Mischens des Zusatzstoffes mit einem Trägermaterial aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk zur Herstellung einer homogenen Vormischung, worauf die Vormischung dann mit wenigstens einem größeren Anteil des Polyäthylens in die fertige Mischung eingebracht wird und wobei die Anfangsmischstufe und die Endmischstufe bei erhöhten Temperaturen vorgenommen wird, bei denen das vorhandene polymere Material (Äthylen-Propylen-Kautschuk und Polyäthylen) "fluid" sind, d.h. amorph und fließfähig bei den Kräften die von der verwendeten Mischvorrichtung ausgeübt werden, so daß eine Homogenität der Mischung in dem Produkt gewährleistet ist. Die Mischstufe wird vorzugsweise in einem Banbury-Mischer oder einer ähnlichen Vorrichtung vorgenommen, um eine Homogenität der Vormischung zu gewährleisten, während die nachfolgende Mischstufe in einem Schneckenextruder erfolgt, d.h. gleichzeitig mit der Extrusion. Im breitesten Sinne betrifft die Erfindung die Herstellung einer Vielzahl von auf Polyäthylen basierenden Artikeln, wie extrudierten oder spritzgegossenen Rohren, Dichtungen und dergleichen, sowie auch von Kabelbeschichtungen wobei im allgemeinen der Vorteil vorliegt, daß die Verwendung von Hochleistungsausrüstungen, wie Banbury-Mischern zum Vermischen der Hauptmenge des Polyäthylens mit dem verwendeten Zusatzmaterial vermieden wird. Die vorerwähnten Mischstufen können deshalb mit einer weiteren Stufe der Verformung der vermischten Zusammensetzung in die gewünschte Form vereint werden und die Mischstufe kann gleichzeitig damit erfolgen, d.h. während die Vormischung und das Polyäthylen in fluidem Zustand einem Formwerkzeug oder einer Form für die Verformungsstufe zugeführt werden.

Die Erfindung ist breit anwendbar für das Einbringen von Zusatzstoffen allgemein, einschließlich Flüssigkeiten und ver-

- 6 -709838/0869

teilten Peststoffen, sowie anfangs festen Stoffen die flüssig werden bei Temperaturen bei denen das Polyäthylen fließfähig ist, in Polyäthylen. Die Erfindung ergibt besondere Vorteile bei der Erzielung von einheitlichen und homogenen Dispersionen von festen teilchenförmigen Stoffen (beispielsweise feinteiligen festen Füllern, wie Ruß die im wesentlichen inert gegenüber Polyäthylen sind und die fest bei den Temperaturen bleiben, wie sie bei den hier vorkommenden Verarbeitungsschritten auftreten) in Polyäthylen. Das heißt, daß bisher eine einheitliche Dispergierung solcher inerten festen Teilchen in Polyäthylen es erforderlich machte das gesamte Polyäthylen und die feinteiligen festen Zusatzstoffe einer mechanischen Vermischung unter hohen Scherkräften in einem Banbury-Mischer zu unterwerfen, während die vorliegende Erfindung es ermöglicht, eine hohe gleichförmige Dispergierung von Teilchen, selbst wenn die Mischungen einen hohen (beispielsweise J5o %) Anteil an Füllstoffen haben, zu bewirken ohne daß die Hauptmenge des Polyäthylens durch einen Banbury-Mischer geschickt werden muß.

Im Hinblick auf die Verfahrensweise zur Kabelbeschichtung umfaßt die Erfindung bei der Beschichtung von Kabeln die Stufen des Mischens von Polyäthylen mit einer vorher hergestellten homogenen Vormischung des Zusatzmaterials mit einem Träger aus Äthylen-Propylen-Kautschuk, während das Polyäthylen und der Träger in der Vormischung fluid sind und das Beschichten einer Kabeloberfläche mit der erhaltenen vermischten Zusammensetzung. Die Beschichtungsstufe kann mit einem üblichen Kabelbeschichtung sextruder mit einer schneckenähnlichen Pumpe vorgenommen

/lie

werden und/Mischstufe kann durchgeführt werden, indem man Granulate des festen unvermischten Polyäthylens und Granulate der festen Vormischung zusammen der Schnecke zuführt. Die Wärme und die mechanischen Kräfte denen die Granulate unterworfen werden in der Schneckenpumpe während des Extrudierens bewirken das Vermischen, so daß man eine ausreichende homogene Beschichtungsmasse an der Extruder-Formdüse erhält.

709838/0869

Die vorerwähnten Vorteile der Erfindung hinsichtlich der Einfachheit der endgültigen Vermischung beruhen, wie man zur Zeit annimmt, zu einem gewissen Maße auf die Wirkung des Äthylen-Propylen-Kautschukgehaltes in der Vormischung durch welche die Viskosität und infolge dessen die Schereigenschaften des polymeren Trägermaterials (welches hauptsächlich Polyäthylen ist) in der Vormischung-Polyäthylen-Mischung verbessert werden, wenn der Träger in der Vormischung und das Polyäthylen fluid sind. Um diese Ergebnisse zu erzielen, d.h. um eine ausreichend homogene Vermischung der Vormischung und des Polyäthylens in einem gewöhnlichen Schnekkenextruder oder dergleich zu bewirken ist die spezifische Reihenfolge der Stufen sehr wichtig. In anderen Worten heißt dies, daß es wesentlich ist, den Füller und/oder andere Zusatzstoffe in eine homogene Vormischung einzubringen, wobei die Vormischung als Träger einenÄthylen-Propylen-Kautschuk enthält, bevor diese Füllstoffe und andere Zusatzstoffe in die Hauptmenge des Polyäthylens eingebracht werden.

Der hier verwendete Ausdruck "Äthylen-Propylen-Kautschuk" (EPR) schließt sowohl Äthylen-Propylen-Copolymere und -Terpolymere von Äthylen und Propylen mit einem Dien ein, wobei solche Terpolymeie im allgemeinen als EPDM bezeichnet werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung muß der verwendete Äthylen-Propylen-Kautschuk die erforderlichen Dispergierungseigenschafton (Schereigenschaften) haben und mit Polyäthylen mischbar sein. Es wurde insbesondere festgestellt, daß Äthylen-Propylen-Kautschuke mit einem Äthylengehalt von mehr als 5o Gew.^ diese Kombination von Eigenschaften aufweisen und fli r die Zwecke der Erfindung geeignet sind. Diese Äthylen-Propylen-Kautschuke haben auch befriedigende elektrische Eigenschaften um sie als Isolierbeschichtungen für Kabel zu verwenden.

Das Zusatzmaterial welches in die Vormischung eingebracht wird, kann aus feinteiligen festen Stoffen, wie Ruß oder anderen Füllstoffen die in dem Polyäthylen dispergiert werden sollen und/ oder anderen Bestandteilen, beispielsweise Antioxidanzien, Farb-

709838/0869 _ 8 -

stoffen, Vernetzungsmitteln oder Verarbeitungshilfen bestehen. Vorzugsweise ist der Träger der Vormischung eine Mischung aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk und Polyäthylen. Das Verhältnis des Zusatzmaterials zu dem Äthylen-Propylen-Kautschuk in der Vormischung kann so hoch wie 5 : 1 betragen und aus wirtschaftlichen Gründen ist es wünschenswert, daß es wenigstens 2 : 1 beträgt, d.h. daß ein befriedigender Bereich des Verhältnisses von Additiv zu Polyäthylen-Propylen-Kautschuk, bezogen auf das Gewicht zwischen etwa 1 : 1 und etwa 5 : 1 liegt. Größere Anteile an Träger (einschliiSlich erheblicher Mengen an Polyäthylen) können in die Vormischung eingebracht werden, da jedoch die Vormischung in einem Banbury-Mischer oder einer ähnlichen Vorrichtung vermischt wird, während die nachfolgende Mischstufe für das Vermischen der Vormischung mit v/eiteren Polyäthylen in einem Schneckenextruder erfolgen kann, ist es im allgemeinen vorteilhaft die Menge an Material die der Vormischungsstufe zugeführt wird klein zu halten. Daher macht bei der Verfahrensweise bei welcher der Träger der Vormischung eine Kombination aus Äthylen-Propylen-Kautschuk und Polyäthylen ist der Polyäthylengehalt des Trägers vorzugsweise nur einen kleinen Bruchteil des gesamten in die fertige Mischung einzubringenden Polyäthylens aus. Um die wirschaftliehen Vorteile der Erfindung zu erzielen macht, allgemeiner gesagt, der Träger der Vormischung nur einen kleineren Anteil aus und das in der Mischstufe zugeführte Polyäthylen macht den größeren Anteil des polymeren Trägers in der fertigen Zusammensetzung aus. Tatsächlich beträgt die Menge der Vormischung einschließlich der Zuatzstoffe und der Träger gewöhnlich weniger als die Hälfte der fertigen Zusammensetzung.

Wird ein Vernetzungsmittel in der Vormischung verwendet, so wird dieses zugegeben, nachdem die anderen Zusatzstoffe mit dem Trägermaterial vermischt worden sind, d.h. in einer zweiten Vormischungsstufe die auch in einem Banbury-Mischer durchgeführt wird, damit eine vorzeitige Härtung wie sie stattfinden würde, wenn das Vernetzungsmittel in der ersten Mischstufe vor-

709838/0869 " ⁹ "

handen wäre bei den verhältnismäßig hohen entwickelten Temperaturen vermieden wird. Alternativ kann das Vernetzungsmittel getrennt mit einem Äthylen-Propylen-Kautschuk-Träger gemischt v/erden unter Ausbildung einer zweiten Vormischung die dann in granulierter Form, zusammen mit Granulaten der Haupt-Vormischung und Granulaten des Polyäthlens einem Schneckenextruder für die endgültige Mischstufe zugeführt werden. Das Vermischen eines Vernetzungsmittels mit einer vorher hergestellten Vormischung oder mit einem Äthylen-Propylen-Kautschuk-Träger ergibt keine vorzeitige Härtung, weil die Vermischung mit dem Träger verhältnismäßig leicht stattfindet, so daß bei dem Vermischen die Materialtemperatur nicht auf den Bereich erhöht wird bei dem eine Härtung stattfindet. Es wurde jedoch festgestellt, daß das Vernetzungsmittel mit einer Vormischung oder einem EPR-Träger vor der Einführung in einen Schneckenextruder zugemischt werden muß, weil unvermischtes Vernetzungsmittel dazu neigt, die Schneckenoberfläche zu schmieren und dadurch die richtige Förderwirkung der Schnecke beeinträchtigt.

Die Erfindung kann angewendet werden bei Verfahren zur Herstellung von auf Polyäthylen aufgebauten Produkten (beispielsweise Kabelbeschichtungen) die unvernetzt sind;, bei solchen Arbeitsweisen wird das Vernetzungsmittel einfach weggelassen.

Unter Bezugnahme auf die Beschichtung von Kabeln besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß ein Hersteller von beschichteten Kabeln,der keine besonderen Mischeinrichtungen hat, die erforderlichen Mengen einer Vormischung von einem Vormischungshersteller beziehen kann und daß er die Hauptmenge des Polyäthylens das er verwendet direkt von einem Polyäthylen-Hersteller beziehen kann, um dieses dann mit der Vormischung

/bei
in den/Ihm vorhandenen Extrudiervorrichtung zu vermischen und dadurch vermeidet er die Frachtkosten die bisher angefallen sind aus dem Transport der Hauptmenge des Polyäthylens zunächst zu dem Mischungshersteller und dann zu dem Kabelhersteller, d.h. (wie dies üblicher Weise der Fall ist) wenn der

709838/0869 "^lo"

Polyäthylen-Hersteller, der Mischungshersteller und der Kabel-Hersteller jeweils weit voneinander lokalisiert sind.

Nach einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vormischung die in homogener Mischung Ruß und einen polymeren Träger enthält aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk, wobei das Verhältnis des Ruß zu EPR wenigstens etwa 2 : 1 (oder mehr, z.B. bis zu etwa 5:1) Gewichtsteile beträgt. A'thylen-Propylen-Kautschuke mit einem Äthylengehalt von wenigstens etwa 5o Gew.% sind für die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung geeignet. Der Träger kann beispielsweise im wesentlichen aus einem größeren Anteil eines solchen EPR und einem geringeren Anteil Polyäthylen bestehen. Solche Zusammensetzungen sind als Vormischungen bei dem vorher beschriebenen Verfahren geeignet. Vorzugsweise sind diese Vormischungen im wesentlichen ölfrei und insbesondere sollten sie beim Vermischen mit Polyäthylen in einem Schneckenextruder oder dergleichen nicht mehr als etwa 5 % öl im äußersten Falle enthalten, weil die Weichmachungs- und Schmierwirkung des Öls die Wirksamkeit der Vermischung in einem Schneckenextruder beeinträchtigt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der ausführlichen nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Fig. 1 stellt ein Fließdiagramm dar,welches eine Ausführungsform der Erfindung für die Beschichtung von Kabeln betrifft und

Fig. 2 ist ein ähnliches Diagramm bei dem eine andere Ausführungsform für die Kabelbeschichtung gemäß der Erfindung gezeigt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Erfindung zunächst beschrieben für die Herstellung eines auf Basis von Polyäthylen beschichteten isolierten elektrischen Xabels mit einem hohen ( bis zu J)O %) Anteil an feinteiligen nichtleitfähigen RuS als

709838/0869 - 11 -

Füllstoff, wie er für Leiter mit einer Belastbarkeit von bis zum 600 Volt verwendet wird. In der ersten Stufe die im Diagramm in Fig. 1 dargestellt wird werden der Ruß und weitere Additive (ausgenommen Vernetzungsmittel), die in die fertigen Beschichtungsmassen eingebracht werden sollen einem Banbury-Mischer zugeführt zusammen mit einen Ä'thylen-Propylen-Kautschuk und einem kleineren Anteil an Polyäthylen. Die "weiteren Additive" bestehen im allgemeinen aus Antioxidanzien von den üblicher Weise für auf Polyäthylen aufgebauten Kabelbeschichtungen verwendeten die in einem Anteil von beispielsweise 1 oder 2 % vorhanden sind und die unter anderem kleinere Anteile solcher Materialien enthalten können, wie rotes Blei, Zinkoxid und Verarbeitungsmittel, wie Zinkstearat oder Stearinsäure und/ oder ein Öl. Gewöhnlich ist für die Herstellung von Beschichtungen mit einem hohen Anteil an Füllstoffen in der Anfangsmischstufe der Ruß in einem größeren Anteil vorhanden als alle weiteren einzelnen Bestandteile. V/ie es bei solchen Isolierbeschichtungen üblich ist beträgt ein geeigneter Teilchengrößenbereich für den Ruß 2ol bis 5oo Nanometer.

Der Kthylen-Propylen-Kautschuk, wie er in der ersten Mischstufe verwendet wird ist ein EPR mit einem Ä'thylengehalt von mehr als 5o %', geeignete im Handel erhältliche Beispiele für solche EPR-Materialien sind Copolymere und Terpolymere mit einem Dien (EPDM), mn, einem Äthylengehalt oberhalb etwa 70 %. Um den Verbrauch an EPB klein zu halten und auch die Menge an durch den Banbury-Mischer geführten Materials beträgt die Menge des EPR die dem Mischer in der Anfangsmischstufe zugeführt wird, vorzugsweise weniger als die Menge an vorhandenen Additiven (einschließlich dem Füllstoff). Ein gegenwärtig bevorzugtes Bereichsverhältnis von Additiven zu EPR liegt zwischen etwa 2 : 1 und etwa 5 : 1 oder breiter ausgedrückt zwischen etwa 1 : 1 und etwa 5 : 1.

Das in der ersten Mischstufe zugegebene Polyäthylen stellt einen Teil des polymeren Trägers des dabei hergestellten Konzentrates,

709838/0869 -12-

d.h. zusammen mit dem EPR, dar, Wiederum ist zur Verkleinerung des Materialdurchflusses durch den Banbury-Mischer die Menge an Polyäthylen die in der ersten Mischstufe vorhanden ist geringer als die Menge an EPR, d.h. daß das Verhältnis von Polyäthylen zu EPR in dieser Stufe bei etwa 4:5 bis etwa 1:5 oder sogar darunter liegt. Tatsächlich kann das Polyäthylen in dieser Stufe ganz fortgelassen werden, obwohl es im allgemeinen wünschenswert ist, um das Mischen zu erleichtern. Jedenfalls beträgt die Menge des vorhandenen Polyäthylens im allgemeinen nur einen kleinen Bruchteil (typischer V/eise weniger und häufiger sogar viel weniger als ein Sechstel) des gesamten Polyäthylens, welches in der fertigen Beschichtungsmasse enthalten ist.

Nachdem die vorgenannten Bestandteile, einschließlich Polyäthylen, EPR, Ruß als Füllstoff und weitere Additive dem Banbury-Mischer zugeführt worden sind, wird der Mischer in üblicher Weise betrieben (unter Erhitzung des Materials, so daß das EPR und das Polyäthylen fluid wird) um eine einheitliche Vermischung der Bestandteile zu bewirken. Dadurch wird ein homogenes Konzentrat aus dem Füllstoff und den weiteren Additiven in dem EPR-Polyäthylen-Träger hergestellt.

Dieses Konzentrat wird aus dem Banbury-Mischer bei einer Temperatur, die so hoch wie l6o ⁰C liegen kann (aufgrund der hohen Scherwirkung) entnommen und gesiebt (beispielsweise mit einem Standard-8o-mesh -Sieb (lichte Maschenweite o,178mm)), um jegliches unvermischte Material zu entfernen. Anschließend wird das Konzentrat wiederum einem Banbury-Mischer zusammen mit einem kleineren Anteil an Dicumylperoxid (einem Vernetzungsmittel, das unter dem Handelsnamen "DiCup" erhältlich ist) zugeführt und unter kontrollierten Bedingungen vermischt um eine Erhöhung der Mischungstemperatur oberhalb etwa Io4 °c zu vermeiden, damit eine vorzeitige Härtung vermieden wird. D.h., daß in dieser zweiten Mischstufe die Temperatur des zu vermischenden

- Γ5 709838/0869

Materials unterhalb des Temperaturbereiches gehalten wird, bei dem Polyäthylen und EPR in Gegenwart des Vernetzungsmittels gehärtet werden. Typischer V/eise beträgt die Menge des Vernetzungsmittels, das in dieser Stufe zugeführt wird etwa 5 oder weniger Gew.% bezogen auf das zu vermischenden Konzentrats. Das nach dieser zweiten Mischstufe dem Banbury-Mischer entnommene Material stellt eine Vormischung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Vormischung ist eine homogene Mischung aus dem Füllstoff und weiteren Additiven (einschließlich Vernetzungsmittel) in einem EPR-Polyäthylen-Träger. Vorzugsweise werden die Anfangsanteile der Bestandteile so gewählt, daß das Additiv (hauptsächlich Ruß als Füllstoff) einen größeren Anteil in der Vormischung ausmacht und das EPR einen größeren Anteil in dem polymeren Träger ausmacht, der wiederum selbst einen kleineren Anteil in der Vormischung ausmacht. Nach dem Kühlen wird die Vormischung granuliert, beispielsweise in üblicher V/eise, damit sie dann in Form von homogenen festen Granulaten einem Kabelbeschichtungsextruder zugeführt werden kann. Die Granulate können von jeder beliebigen Größe sein, beispielsweise eine Größe von etwa 4,8 mm Durchmesser.

Frisches, auch granuliertes Polyäthylen wird, zusammen mit den Granulaten der Vormischung einem üblichen Kabelbeschichtungsextruder wie er schematisch mit Io in Fig. 1 wiedergeben wird und der eine übliche Zuführungs- bzw. Förderschnecke 12 hat zugeführt. Beim Beschicken des Extruders wird die Menge des frischen zugeführten Polyäthylens (in bezug auf die Menge der zugeführten Vormischung) so gewählt, daß man den erforderlichen Anteil an Polyäthylen in der fertigen Beschichtungsmasse erhält. Obwohl im allgemeinen bereits etwas Polyäthylen in der Vormischung vorliegt wird der weit größere Anteil (typischer V/eise wesentlich mehr als 8o %") des gesamten Polyäthylengehaltes der fertigen Mischung in Form von frischem Polyäthylen direkt dem Extruder zugeführt, ja,die Hauptmenge der dem Extruder zugeführten Beschickung besteht aus frischem, unvermischten Polyäthylen-Granulaten.

709838/0869 "¹^"

Die Polyäthylen-Granulate und die Granulate der Vormischung werden einigermaßen einheitlich vor der Zufuhr zum Extruder miteinander vermischt und v/erden der Extruderschnecke in Form von miteinander vermischten Granulaten zugeführt. Dabei muß man darauf achten, daß die Granulate dem Extruder so zugeführt werden, daß eine Trennung der Granulate (und eine dadurch bedingte Inhomogenität der gebildeten Beschichtung) vermieden wird, weil das spezifische Gewicht der Granulate der Vormischung größer ist als das der Polyäthylen-Granulate. Die vorher erwähnte aufeinanderfolgende oder absatzweise Zufuhr der Mengen an vermischten Granulaten vermeidet eine unerwünschte Trennung der zugeführten Granulate.

Im Extruder werden die Granulate auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher der Träger der Vormis chung und das frische Polyäthylen fluid werden,(diese Temperaturen liegen jedoch unterhalb der Vernetzungstemperatur) und sie werden dann mechanischen Kräften unterworfen durch die Förderschnecke, wie sie bei dem üblichen Betrieb eines Extruders auftreten. Diese Wärme und Verarbeitung bewirkt eine homogene Vermischung der Vormischung und des frischen Polyäthylens, so daß man eine einheitliche Dispergierung bzw. Einverleibung der Additive in den polymeren Träger erzielt. Die Schnecke zwingt die gemischte Zusammensetzung, welche jetzt die endgültige Beschichtungsmasse ist, durch eine übliche (nicht gezeigte) Düsenöffnung, welche das zugeführte metallische elektrische Leitungskabel 14 umschließt und dadurch wird auf dem Kabel (d.h. in dem Maße, wie das Kabel aus dem Extruder herauskommt) eine einheitliche Beschichtung 16 gebildet. Hinter dem Extruder wird das Kabel zu und durch eine übliche Härtungskammer, wie einem Dampfrohr geleitet, in welchem die Beschichtung gehärtet wird.

Obwohl die Beschickung der Vormischung und des Polyäthylens in Form von festen Granulaten zu dem Extruder, wie vorher erwähnt, die übliche Art ist, diese Materialen einer üblichen Extrudiervorrichtung zuzuführen, können diese Materialien im weiteren Sinne der Mischstufe in jeder Form (beispielsweise als

709838/0869

- 15 -

Pulver oder sogar in flüssigem Zustand) in der sie für die verwendete Mischvorrichtung geeignet sind zugeführt werden.

Die Extrudier- und Härtungsvorrichtung und das ausgeübte Verfahren können vollständig konventionell sein mit der Ausnahme, daß das dem Extruder zugeführte Material heterogen ist (vermischte Polyäthylen-Granulate und Vormischungsgranulate) und nicht homogen (Granulate aus einer einheitlich vorgemischten endgültigen Beschichtungsmasse) wie bei den Verfahren des Standes der Technik. Insbesondere kann die Schnecke des Extruders ein ganz üblicher Mischer sein, wie er bisher zu dem Zwecke verwendet wurde um die Beschichtungsmasse durch die Düsenöffnung zu zwingen und die Stufe bei dem die Hauptmenge des Polyäthylens (die dem Extruder als frische, unvermischte Polyäthylen-Granulate zugeführt werden) mit der Vormischung kann gleichzeitig unter den normalen Betriebsbedingungen der Schnecke erfolgen, d.h. das keine besonderen Verfahrensbedingungen erforderlich sind bis auf die Sicherstellung, daß im wesentlichen nichtentmischte Granulate der Vormischung und des Polyäthylens dem Extruder zugeführt werden.

Nach dem vorgehenden Verfahren erhält man eine isolierende Beschichtung auf Polyäthylenbasis für elektrische Leiterkabel aus einem größtron Anteil (d.h. mehr als 5o/S) Polyäthylen und einem kleineren Anteil an Ruß als Füllstoff und weiteren Additiven. Die Beschichtung isb äquivalent hinsichtlich ihrer Homogenität und anderen Eigenschaften den üblichen Beschichtungen die man aus Beschichtungsmassen erhält die vor dem Aufgeben auf einem Extruder vollständig in einem Banbury-Mischer vermischt worden sind. Im Gegensatz zu der üblichen Verfahrensweise durchläuft jedoch weniger als die Hälfte der fertigen Beschichtungsmasse einen Banbury-Mischer und der größere Anteil der Beschichtungsmasse wird in Form von frischen Polyäthylen-Granulaten direkt dem Extruder, ohne jede Vormischung, zugeführt.

- 16 -

709838/0869

Bei dem vorliegendem Verfahren ist ersichtlich, daß der Äthylen-Propylen-Kautschuk im wesentlichen als ein Verarbeitungsmittel dient um eine homogene Vermischung (des Füllstoffes und weiterer Additive mit der Hauptmenge des Polyäthylens) in der Extruderschnecke zu ermöglichen. In der fertigen Mischung ist der EPR nur als ein sehr kleiner Bestandteil (weniger als ein Sechstel oder darunter) des polymeren Trägers, der hauptsächlich aus Polyäthylen besteht,vorhanden. Das heißt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringe Menge eines EPR als Verarbeitungsmittel in einem Konzentrat oder einer Vormischung der Zusatzstoffe verwendet wird, urn erhebliche Kosten beim Gesamtverfahren zu vermindern, weil einer Verminderung von mehr als 5° % (oder mehr als sogar 6o %) der Menge des Materials, welches in den Banbury-Mischer vermischt werden muß um eine gegebene Menge einer Kabelbeschichtung zu erhalten,erfolgt.

In der folgenden Tabelle werden beispielsweise relative Anteile der Bestandteile für die beiden Mischung A und B nach dem vorliegenden Verfahren, wie es in der Pig. I beschrieben wird hergestellt.

Ungefähre Gewichtsprozent

	Vor	Zugabe zu	Fertig
MISCHUNG A	mischung	dem Extruder	mischung
EPR	27,6		12,o
Polyäthylen	2o,7	—	65,5
Ruß	46,ο	—	2o,o
Antioxidans	1,1	--	o,5
Vernetzungsmittel	4,6	—	2,o
Vormischung	—	43,5	--
Frisches Polyäthylen	--	56,5	—

709838/0869

- 17 -

-yf-

Ungefähre Gewichtsprozent

	Vor	Zugabe zu	Fertig
MISCHUNG B	mischung	dem Extruder	mischung
EPR	24,8	__	11,5
Polyäthylen	8,0	—	57,5
Ruß	62,0	--	28,6
Antioxidans	l,o	—	o,5
Vernetzungsmittel	4,2	—	1,9
Vormischung	—	46,2	—
Frisches Polyäthylen		53,8	--

Bei der Mischung A macht EPR 15,5 % des fertigen polymeren Trägers aus und 86,3 % des Polyäthylens werden in der letzten Mischstufe zugegeben und inder Mischung B macht EPR 16,7 % des endgültigen polymeren Trägers aus und 93,6 % des Polyäthylens werden in der letzten Mischstufe zugegeben.

Die vorher beschriebenen Mischungen sind nur beschreibend und man kann bei der Ausübung des Verfahrens den Anteil an frischen dem Extruder zugeführten Polyäthylen so abändern, daß es zwei Drittel der gesamten Mischung übersteigt.

Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und ist wiederum zur Herstellung von isolierenden Beschichtungen für Kabel geeignet. Bei dieser Ausführungsform kann die Anfangsstufe für die Herstellung eines homogenen Konzentrates aus dem Füllstoff und weiteren Additiven in einem Träger aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk und einem kleineren Anteil Polyäthylen durch Vermischen dieser Bestandteile in einen Banbury-Mischer identisch zu der in bezug auf Fig. 1 beschrieben sein. In Fig. 2 stellt dieses Konzentrat jedoch die fertige Vormischung dar, d.h. daß das Ver-

709838/0869

- 18 -

netzungsmittel (Dicumylperoxid) nicht zu dem Konzentrat in einer nachfolgenden Mischstufe gegeben wird, sondern zu einer zweiten, getrennten Vormischung unter Verwendung einer geringen Menge des gleichen Kthylen-Propylen-Kautschuks als Träger (gewünschtenfalls einschließlich etwas Polyäthylen) wobei man wiederum in einem Banbury-Mischer mischt, jedoch unter solchen Bedingungen, bei denen die Temperatur des zu vermischenden Materials nicht in den Vernetzungsbereich erhöht wird. Nachdem diese beiden Vormischungen getrennt miteinander vermischt worden sind, werden sie einzeln granuliert und dem Extruder Io in geeigneten relativen Anteilen zusammen mit einem größeren Anteil der Granulate aus frischem Polyäthylen zum Vermischen in einem Schneckenextruder zugeführt. Wie im Falle des Verfahrens gemäß Pig. 1 werden die Granulate der beiden Vormischungen und aus dem frischen Polyäthylen gleichzeitig dem Extruder aus miteinander vermischten Ansätzen zugeführt .

Ein Vorteil der Verfahrensweise gemäß Fig. 2 liegt darin, daß dadurch eine weitere Verminderung der für die Herstellung einer gegebenen Menge der Endbeschichtungszusammensetzung erforderlichen Materialmenge die durch einen Banbury-Mischer geführt werden muß erfolgt, falls ein Vernetzungsmittel verwendet wird. In Fig. 1 wurde praktisch die gesamte Vormischung zweimal durch einen Banbury-Mischer gegeben, zuerst um das Grundkonzentrat zu bilden und dann um das Vernetzungsmittel zuzugeben. In Fig. 2 wird jedoch das Hauptkonzentrat dem Banbury-Mischer nur einmal zugeführt und die Menge der zweiten, getrennt vermischten Vormischung (enthaltend das Vernetzungsmittel) die in eine gegebene Menge der fertigen Be.-schichtungsmasse einverleibt wird ist gering im Verhältnis zu der Menge der ersten oder Hauptvormischung die in der fertigen Mischung enthalten ist.

- 19 -

709838/0869

Wie bei einer Betrachtung der Fig. 2 ersichtlich wird, ermöglicht das vorliegende Verfahren dem Hersteller von beschichteten Kabeln eine große Flexibilität bei der Auswahlung der relativen Anteile an Bestandteilen für die jeweiligen Beschichtungsmassen. Durch einfaches Anpassen der Anteile der Granulate der beiden Vormischungen und des Polyäthylens die dem Extruder zugeführt werden können Faktoren, wie der Anteil an Füllstoff, in gewünschtem Maße variiert v/erden. Um beispielsweise eine nichtvernetzende Beschichtung herzustellen wird die Stufe der Herstellung einer zweiten Vormischung (wie sie rechts in der Fig. 2 gezeigt wird) einfach fortgelassen. In diesem Falle besteht die Zufuhr zu dem Extruder einfach aus den vereinten Granulaten der Hauptvormischung und den Granulaten des frischen Polyäthylens. Andererseits ist es manchmal erwünscht eine ungefüllte aber vernetzte Beschichtung, bei v/elcher das einzige Additiv nur ein Vernetzungsmittel ist, herzustellen. Die Stufe der Herstellung der Hauptvormischung wird dann fortgelassen, d.h. die Granulate der Haupt- bzw. ersten Vormischung werden von der Zufuhr zu dem Extruder fortgelassen und diese Zufuhr besteht dann aus den vermischten Granulaten der zweiten Vormischung und den Granulaten des frischen Polyäthylens.

Die Betriebsweise des Banbury-Mischers zur Herstellung der verschiedenen Vormischungsstufen, wie sie vorher beschrieben wurden kann ganz konventionell sein. Insbesondere ist für den Fachmann ersichtlich, daß er die Verarbeitungsbedingungen um ein Mischen unter hohen Scherkräften zu erzielen (bei der ersten Stufe zum Vermischen des Konzentrates) oder zur Verminderung der Endtemperatur des zu vermischenden Materials (wenn ein Vernetzungsmittel anwesend ist) auswählen kann, so daß diese Bedingungen nicht im einzelnen beschrieben werden müssen. Es ist auch klar, daß der Ausdruck "homogen" wie er hier verwendet wird für die Kabelbeschichtung homogen im mikroskopischen Sinne bedeutet. Schnitte von Kabelbeschichtungen die nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 hergestellt worden sind haben bei einer mikroskopischen Untersuchung einen Homogenitätsgrad gezeigt, der darin gekennzeichnet ist,

709838/0869

- 2o -

daß nicht mehr als drei Verunreinigungen pro 6,45 cm vorliegen (der Ausdruck "Verunreinigungen" wie er hier gebraucht wird, wird für Teilchen verwendet, die wenigstens o,o254 mm groß sind) und es wurden keine Verunreinigungen gefunden, die größer als etwa o,o5 mm waren. Dieser Homogenitätsgrad ist für Isolierüberzüge vollständig ausreichend.

Allgemeiner gesagt, bedeutet der Anteil an polymeren Träger (EPR) mit oder ohne Polyäthylen der in eine Vormischung gemäß der Erfindung eingebracht wird, den Anteil der wirksam ist, um eine homogene Dispersion oder Mischung der AdUItIVe_x die zugemischt werden, zu erzielen und aufrechtzuhalten, beispielsweise bei der Verfestigung und beim Granulieren. Insbesondere ist der Anteil an EPR der in einen solchen Träger eingebracht wird so, daß er wirksam ist das homogene Vermischung der Vormischung mit dem frischen Polyäthylen durch eine Mischvorrichtung mit niedriger Scherkraft, wie sie in einem Schneckenextruder vorliegt zu gewährleisten. Die Vorteile, die durch die Verwendung eines Ä'thylen-Propylen-Kautschuks der vorgenannten Art erzielt werden als Verarbeitungsmittel liegen in dem Vereinfachen des Zumischens der Additive zu Polyäthylen, in der Verträglichkeit mit Polyäthylen bei den Mischtemperaturen und in der Tatsache, daß er mit dem gleichen Vernetzungsmittel (Dicumylperoxid) vernetzt werden kann, wie es für Polyäthylen verwendet wird.

Die Anteile der anderen Bestandteile (beispielsweise Antioxidanzien und Vernetzungsmittel) können in üblicher V/eise ausgewählt werden, d.h. diese Anteile sind die gleichen wie bei üblichen auf Polyäthylen aufgebauten Kabelbeschichtungsmassen. Die Erfindung wurde bisher beschrieben für die Herstellung von mit Ruß gefüllten Isolierbeschichtungen für Kabel aber es ist ersichtlich, daß mann das Beschichtungsverfahren auch mit anderen Füllstoffen (beispielsweise Ton) oder ohne Füllstoffe durchführen kann und auch bei Beschichtungen in denen der polymere Träger nicht vernetzt ist, sowie mit halbleitenden Beschichtungen, d.h. solchen die leitfähigen Ruß enthalten und auf Polyäthylen aufgebauten

709838/0869

- 21 -

Produkten die nicht für Kabelbeschichtungen verwendet werden, beispielsweise extrudierten und spritzgegossenen Produkten die in Formvorrichtungen mit einer Extruderschnecke oder dergleichen zur Herstellung der fertigen Mischung gebildet werden. Das heißt, daß die Erfindung breitanwendbar ist auf Verfahren bei denen Additive zu auf Polyäthylen aufgebauten Zusammensetzungen zugegeben werden unabhängig von der jeweiligen Art des Additives und der jeweiligen Endverwendung für die Zus ammens e t zung.

Die nachfolgenden Beispiele für die Herstellung von Beschichtungen für isolierte Kabel dienen der Beschreibung der Erfindung.

Beispiel 1:

Die nachfolgenden Bestandteile wurden zur Herstellung einer Reihe von Isolierbeschichtungsmassen für Kabel verwendet, wobei die Namen der Hersteller in Klammern angegeben sind:

Äthylen-Propylen-Kautschuk: Nordel 27 22 (DuPont), ein

Äthylen-Propy1en-Di en-Terpolymer (EPDM) mit einer Äthylengehalt zwischen etwa 7o oder etwa 75 $;

Polyäthylen: LDPE 4oo (Exxon) ein Homopolymer oder EVA 4ol (Exxon), ein Copolymer aus Äthylen und Vinylazetatj

Füllstoff: Thermax N99o, nichtleitender Ruß Antioxidans: AgeRite Harz D, ein polymerisiertes Trimethyldihydrochinolin;

öl: Sunpar 228o

Vernetzungsmittel: DiCup R (Hercules) Dicumylperoxid.

Gemäß der Erfindung wurden vier Vormischungen hergestellt in dem man zunächst die folgenden Bestandteile unter der Einwirkung von hohen mechanischen Scherkräften in einem Banbury-Mischer vermischte bis ein homogenes Konzentrat erhalten wurde:

709838/0869

- 22 -

Vormischung (Gewichtsteile)

	_1	2	1	4
Nordel 2722	37,6o	37,51	37,6o	37,51
LDPE 4oo	28,18	12,15	23,49	7,46
Ruß	62,65	93,78	62,65	93,78
AgeRite Harz D	1,56	1,47	1,56	1,47
Sunpar 228ο	__	__	4,69	4,69

spezifisches Gewicht 1,185 1,325 1*185 1,325

/mit

Die vier Konzentrate wurden dann'Dicumylperoxid in den folgenden Anteilen unter Ausbildung der fertigen Vormischung vermischt :

Vormischung	Gewichtsteile	Dicumylperoxid
	498	Gewichtsteile
531	24
498	23
531	24
	23

Diese fertige Vormischung wird verfestigt und granuliert und die erhaltenen Granulate v/erden mit Granulaten von frischem Polyäthylen vermischt und der Schnecke eines üblichen Kabelbe· Schichtungsextruders zugeführt und es wird eine Reihe von 8 fertigen Beschichtungsmassen erzeugt:

- 23 709838/0869

	Vormischung	Polyäthylen	LDPE 4oo	jewichtsteile
Mischung	Nr.	Gewichtsteile Typ (	It	678
A⁺	1	522	tf	646
B⁺	2	554	ti	678
C		522	EVA 4ol	646
D	4	554	If	678
E	1	522	ti	646
P	2	554	Il	678
G		522	646
H	4	554

+ Gleich den vorhererwähnten Mischungen A und B.

In jedem Falle wurden die Granulate in aufeinanderfolgenden Ansätzen der vermischten Granulate dem Extruder zugeführt, wobei jeder Ansatz etwa 0,029 nr ausmachte. Die Ansätze wurden durch eine Granulatmischvorrichtung die direkt oberhalb der Extruderschnecke montiert war zugegeben, so daß die vermischten Granulate sich nicht während des Transportes zu dem Extruder entmischten. Die Granulate wurden durch Erhitzen des Extruder flüssig und durch die Wirkung der Extruderschnecke vermischt und die erhaltenen vermischten Zusammensetzungen wurden auf einem Nr. 6 festen weichgezogenen Kupferleitungsdraht aufextrudiert unter Ausbildung einer isolierenden Beschichtung von etwa 1,2 mm Dicke. Alle so hergestellten Beschichtungen wurden als ausreichend homogen befunden. Nach dem Härten (durch Durchleiten des beschichteten Drahtes durch ein Dampfrohr) hatten die Beschichtungen die folgenden Eigenschaften:

- 24 -

709838/0869

Bes chi chtungsmas s en

Eigenschaften ABCDEPGrH

Vor der Alterung

^{j5 17}°'^{8 161<} ' ¹⁷°'⁸ Dehnung («£) 360 43o 360 370 380 45o 380 4oo

Nach 14-tägiger
Alterung bei 15ο C
in einem Heißluftumlaufofen

Beibehaltene Zugfestigkeit Io2 99 Ho 112 99 !o2 Io2 91

Beibehaltene

Dehnung 9k 87 88 89 80 9k 85 77

Durchschnittliche

Hitzezerstörung (Ji)Io 15 9 H H H 7 8

Heißmodul bei 15o ⁰C

kg/ cm2 4,24 2,59 4,79 4,06 3,5^ 4,55 6,23 5,6o

Härtung (#) 86 80 82 89 89 88 9h 91

Der im vorhergehenden Beispiel verwendete Extruder war ein Extruder vom Typ "Spirobe" hergestellt von John Royle and Son, Paterson, N.J. mit einer 4-l/2-inch/Durc^InTnesser Schneckenkammer mit einem Verhältnis der Schneckenlänge zum inneren Kammerdurchmesser von 2o:l.

Beispiel 2;

Eine Reihe von homogenen Vormischungen wurde hergestellt, wobei jede (in Gewichtsteilen) 487 Teile Ä'thylen-Propylen-Kautschuk, 123 Teile Polyäthylen, 5o,2 Teile AgeRite Resin D, 95,6 Teile Dicumylperoxid

709838/0869

als Vernetzungsmittel, 25 Teile eines Verarbeitungshilfsmittels und die weiteren nachfolgend angegebenen Bestandteile enthielt.

Acht dieser Vormischungen (numeriert 5 bis 12) hatten die folgenden spezifischen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Zusammensetzung:

Enthaltene Bestandteile

Vormischung EPR Poly- Verarbeitungs-Nr. äthylen hilfsmittel

5, 6, 7 und 8 Nordel 2722 LDPE 4oo Silane A-172 9, lo, 11 und 12 Vistalon 7Ο7¹ EVA 4ol TAC²

Ein Äthylen-Propylen-Copolymer hergestellt von der Exxon Chemical Company mit einem Äthylengehalt im Bereich von etwa 7o - 75 %

(75 $ Trockenmischung) eine Dispersion von Triallylcyanurat auf Microcel

Weitere Additive

Vormischung (Gewichtsteile)

5 & 9 6&lo 7&11 8 &

Thermax N99o Ruß

KE Clay Burges Zinkoxid M.B.^ Red Lead Μ.βΛ

3o6	565,3	547,6	386,9
306	_-	--	306
153	—	153	—
153	153

2 Eine Vormischung aus 75 % Zinkoxid in Styrol-Butadien-Kautschuk Eine Vormischung aus 90 % rotem Blei in EPR

709838/0869 - 26 -

- 9fr-

Die anderen 8 Vormischungen (numeriert 13 bis 2o) unterschieden sich von den Nummern 5 bis 12 durch die folgenden Merkmale :

Enthaltene Bestandteile

Vormischung Nr.

EPR

Polyäthylen

Verarbeitungshilfsmittel

13, 14, 15 und 16 17, 18, 19 und 2o

Nordel 2722 Vistalon 707

EVA 4ol LDPE 4oo

Silane A-172 TAC

Weitere Additive

Vormischung (Gewichtsteile)

& 17 14 & 18 15 & 19 16 & 2o

Thermax	N 99o	516	355,	3	337,	6
KE Clay	Burges	-	3o6		3o6
Zinkoxid	M.B.	153	-		153
Red Lead	M.B.	153	153		_

596,9

Die 16 Vormischungen lagen mit ihren spezifischen Gewichten im Bereich von 1,17 (Vormischungen 16 und 2o) bis 1,43 (Vormischungen 5 und 9).

Die vorstehend beschriebenen 16 Mischungen wurden granuliert, mit Granulaten von frischem Polyäthylen vermischt, so daß 32 fertige Beschichtungsmassen gebildet wurden. Jeweils 2 fertige Beschichtungsmassen wurden aus jeder Vormischung gebildet, wobei einer 800 Gewichtsteile LDPE 4oo Polyäthylen enthielt und der andere 800 Gewichtsteile EVA 4ol Polyäthylen.

- 27 -

709838/0869

Die Menge an verwendeter Vormischung und die spezifischen Gewichte der erhaltenen fertigen Beschichtungsmassen wird nachfolgend angegeben:

Vormischung

Gewichtsteile (gemischt mit 800 Gewichtsteilen Polyäthylen)

Spezifisches Gewicht der fertigen Mischung

& 9

& Io

& 11

& 12

& 17

& 18

& 19

& 2o

422 376 372 370 4o2 4oo

395 346

l,o49

1,006 I,oo4 I,o32

I,o26 0,983

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch auf andere V/eise ausgeführt werden, ohne daß man vom Geist der Erfindung abweicht.

709838/0869

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Überzugsmassen aus einem größeren Anteil Polyäthylen und einem kleineren Anteil an Additiven, wobei eine Menge einer Vormischung mit wenigstens etwa einer gleichen Menge Polyäthylen vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischung eine vorher hergestellte homogene Mischung ist, die im wesentlichen aus den genannten Additiven und einem Träger besteht, der im wesentlichen aus Polyäthylen und einem A'thylen-Propylen-Kautschuk mit einem A'thylengehalt von etwa 50 Gew.$ besteht, wobei das Verhältnis von Polyäthylen in dem genannten Träger im Bereich von O bis etwa zur Hälfte des genannten Trägers liegt und das Verhältnis der genannten Additive zu den genannten Äthylen-Propylen-Kautschuk in der Vormischung etwa 1:1 bis etwa 5ί1* bezogen auf das Gewicht, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv ein Vernetzungsmittel enthält, welches in der Lage ist, Polyäthylen und den Äthylen-Propylen-Kautschuk zu härten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel in einem Anteil vorhanden ist, der äquivalent zu nicht mehr als etwa 5 Gew.# bezogen auf die Menge der Vormischung ist.

709838/0869

ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge eines Konzentrates eines Vernetzungsmittels, das wirksam ist um Polyäthylen und Äthylen-Propylen-Kautschuk zu härten mit der genannten Menge einer Vormischung und der zuerst genannten Menge Polyäthylen vermischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Additiv wenigstens einen größeren Anteil an feinteiligen festen Material,das inert in bezug auf Polyäthylen ist, enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige feste Material im wesentlichen aus Ruß besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn . zeichnet, daß feste Granulate von Polyäthylen und feste Granulate der genannten Vormischung miteinander vermischt werden und daß die Granulate auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der sie flüssig werden und sich miteinander vermischen.

8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander vermischten Granulate einem Extruder zugeführt werden, der eine Förderschnecke und einen Auslaß hat, wobei die genannten Granulate innerhalb des Extruders aufschmelzen und miteinander vermischt werden, während sie zusammen mittels der Schnecke verknetet werden und daß die erhaltene Mischung dann durch die Knetwirkung der genannten Schnecke durch die Extruderöffnung ausgestoßen wird.

709838/0869 - 3 -

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk ein Copolymer aus Äthylen und Propylen ist.

lo. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kautschuk ein Terpolymer aus Äthylen und Propylen mit einem Dien ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen ein Homopolymeres ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen ein Copolymer aus Äthylen mit einem geringeren Anteil an Vinylazetat ist.

13. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtungsmasse auf ein Kabel unter Ausbildung einer Beschichtung darauf aufgetragen werden.

14. Beschichtungsmasse hergestellt nach Ansprüchen 1 -

15. Eine Vormischung gekennzeichnet dadurch, daß sie in homogener Mischung einen polymeren Träger aus einem Äthylen-Propylen-Kautschuk und Ruß enthält in einem Verhältnis von Ruß zu dem Äthylen-Propylen-Kautschuk von wenigstens 2:1, bezogen auf das Gewicht.

16. Mischung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Äthylen-Propylen-Kautschuk einen Äthylengehalt von wenigstens etwa 50 Gew.Jö hat.

- 4 709838/0869

17. Mischung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Träger im wesentlichen aus einem größeren Anteil an den genannten Äthylen-Propylen-Kautschuk und einem kleineren Anteil an Polyäthylen besteht.

18 Mischung gemäß Anspruch 16, dadurch g e k e η η -

zeich net, daß sie nicht mehr als 5 Gew.% öl enthält.

709838/0869