203166. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy merev alakszilárdságú csőszerű termék, különösen kábelbevonat előállítására
1 HU 203 166 A 2 A találmány tárgya eljárás nagy alakszilárdságú csőszerű tennék, különösen kábelbevonat előállítására, amikor is térhálósítható polimer egy adagját 0,1-20 tömegek, célszerűen 0,8-13 tömeg% telítetlen szilánészter monomerrel, célszerűen legfeljebb 150 molekulatömegű metilészterrel kikeverünk, és az így kapott alapkeveréket homogenizáljuk, majd'a homogenizált alapkeverékből iniciátort és szükség szerinti további összetevőket tartalmazó alapanyagot készítünk, amelyet 100 és 250 °C közötti hőmérsékletre felhevítve extruderbe adagolunk és belőle 100 és 250 °C közötti hőmérsékleten, 9 és 43 MPa között nyomáson extrudálással és az anyag térhálósításával a csőszerű terméket létrehozzuk. A poliolefinek, elsősorban a polietilén és ennek is a kissűrűségű termékváltozata igen széles körben elterjedt a kábelek szigetelő- és köpenyanyagaként. Készítenek belőle csővezetékeket és egyéb extrudált profilokat is. Számos előnyös tulajdonságuk mellett széles körű felhasználásukat jelentős mértékben korlátozza az a tény, hogy az ezekből az anyagokból készült termékek alaktartó szilárdsága meleg állapotban viszonylag kicsi. Az alkalmazástechnikai szempontból gyenge tulajdonságok javítását szolgálja a polimermátrix térhálósítása. Számos térhálósítási eljárás ismeretes a poliolefinek és poliolefín kopolimerek, illetve anyagkeverékek térhálósítására. 1) Legismertebb a peroxidos, magas hőmérsékletű térhálósítási eljárás, ehhez azonban igen drága célberendezésre van szükség. 2) Ismeretes a nagyenergiájú sugárzással történő térhálósítási eljárás, de ez a peroxidos eljárásnál költségesebb. 3) Közismert továbbá a szilános térhálósítási eljárás, mely két fő változatban terjedt el, mégpedig- szilán kopolimer alapú és- ojtott polimer rendszerű eljárásként. A szilános térhálósítási eljárások előnye, hogy különleges gépi berendezéseket nem igényelnek. Hagyományos, lágyított PVC vagy PE feldolgozására alkalmas (kábelipari) gyártósorokon feldolgozható késztermékké, tehát kábelérszigeteléssé, köpennyé, cső és egyéb extrudált profillá. Az eljárás főbb hátrányai a következők: a) A komponensek olvadékindexe magas, MFI - 7-8. Ennek következtében a kábelipari extrudálási gyakorlatban felhasznált alakítószerszámokat nem lehet alkalmazni, vagyis új szerszámokat kell készíteni azért, hogy egyenletes falvastagságú termékeket nyerjünk. A magas olvadékindexű anyag a vezető felületén gyorsan lehűlve „orientációra” is hajlamos. Ezért a vezetőt kb. 80 °C-ra kell előmelegíteni, de sokszor ez sem segít, amit bizonyít, hogy a termék „hot-set” vizsgálatánál sokszor értékelhetetlen eredményeket kapunk. További hátránya a magas olvadásindexű műanyag alkalmazásának az a körülmény, hogy a nagysűrűségű polietilén lehűlése során jelentős mértékű sűrűségváltozáson és zsugorodáson megy át, ezért a nagyobb falvastagságot igénylő termékek előállításánál buborékképződés veszélye áll fenn. b) Két granulált állapotú komponenst kell összekeverni a feldolgozás előtt. Ezek tárolása kizárólag nedvességtől hermetikusan elzárva történhet, ami költséges fém- és műanyagfólia, mint csomagolóeszköz felhasználását teszi szükségessé. Amennyiben a tárolás során a granulátum nedvességtartalma 40-80 ppm fölé nő, úgy már az extruderben megindul a térhálósodás és az extrudált termékben „beégett pontok” jelennek meg, lerontva a szigetelés villamos és mechanikai tulajdonságait. Ismeretes továbbá az ojtott szilános kopolimer előállítási eljárása is, amelynél a poliolefín mátrixba ojtási folyamat révén juttatják be a későbbi térhálósítási művelethez szükséges szilánvegyületet. Ekkor a sziláncsoport a polimer ojtott oldalláncában helyezkedik el és így a megfigyelések szerint az olvadék viszkozitása kisebb mértékben csökken, mint a szilán kopolimerre épülő eljárásoknál. Az US-A 4 117 195 lsz. US szabadalmi leírás a térhálósított, szilántartalmú keverékek kábelipari alkalmazására mutat be megoldást, amelynek értelmében extruder beömlése előtt elrendezett keverő garatban hidrolizálható telítetlen szilán felhasználásával térhálósítható polimert kevernek ki hidroliziálható telítetlen szilánnal, továbbá szabad gyököket szolgáltató iniciátor jellegű anyaggal és katalizátorral. A szabad gyököket adó összetevő mennyiségét úgy választják meg, hogy azzal meghatározott ideig a térhálósodási folyamatok az extrudálási folyamatot ne korlátozzák. A kikeverési folyamat célja homogén keverék készítése, amelyet 130 °C hőmérsékletről 230 °C hőmérsékletre hevítenek, majd extrudálnak és nedvesség hatásával biztosítják a térhálósodási folyamat befejezését. Kábelipari felhasználásra szintén alkalmas szilán alapú térhálósított termékek előállítására az említett szabadalmi leíráson kívül a DE-A2 19 63 571, továbbá a DE-A2 17 94 028 számú szabadalmi okirat is példákat mutat be. Az ismertté vált valamennyi eljárás közös alapja, hogy a poliolefín polimerhez (kopolimerhez) telítetlen szilánvegyületet kevernek. Ojtásos polimeriziálás után ún. nedvességaktivátort alkalmazva víz közbehatásával a polimermátrix térhálósodását idézik elő a jelen lévő sziloxán csoportok hidrolízise, majd a szilanol csoportok vízkilépéssel történő kondenzációja révén. Valamennyi ismertetett elárásnak közös hátránya, hogy a kábelipari termékek, csövek és extrudált idomok gyártásához előkészített polimergranulátumok tárolásuk, feldolgozásuk során az extruderben végzett ojtási és alakítási műveletet megelőzően nedvességérzékenyek. A légnedvesség hatására elővulkanizálási, előkondenzációs folyamat játszódik le, aminek következtében a késztermék felülete és tömege „elővulkaniziált” szemcséket, az ipari gyakorlat számára beégett szemcséket tartalmaz. Ezek a szemcsék a „hot-set test” 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
