196439. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 25-50 t% töltőanyagot, előnyösen kormot, krétát, kaolint tartalmazó kompozíció előállításárara kábelipari célokra
2 196439 3 A találmány tárgya eljárás 25-50 t% töltőanyagot, előnyösen kormot, krétát, kaolint tartalmazó kompozíció előállításéra kábelipari célokra. A kábelekben szükséges érszigetelések, vezetővé tett árnyékoló és simító rétegek, kitöltő köpenyek és a kábelre kerülő külső köpenyek (burkolatok) alapanyagaként - előnyösen feldolgozástechnikai és alkalmazástechnikai tulajdonságaik következtében nagy mennyiségben alkalmaznak poliolefineket és minél magasabb diszperzitás mellett, töltő- és adalékanyagokat, melyeknek a polimer mátrixba való megfelelő elosztása, diszpergálása a kábelkészités egyik legnehezebb problémája. A töltőanyagok közül a korom bevitele és eloszlatása a legkritikusabb, ezért ennek problémájával foglalkoznak a legtöbbet. A kábeliparban például a kissűrűségü polietilén alacsony, 2-3 t% korommal töltött változatát jó időjárásállósága miatt előnyösen lehet felhasználni köpenyanyagként. A koromnak a kissűrűségü polietilénbe történő beadagolása az alkalmazástechnikai tulajdonságok javítását eredményezi, de egyúttal az extrudálási sebesség lényeges csökkentésével jár. Az igy kapott keveréket 24 D étmérőviszonyú, 60 mm csigaátméröjű, a kábeliparbar használatos extruderen csak 100-120 kg/h kitolási sebességgel extrudálva kapunk közel kifogástalan felületminőséget, mig a töltőanyag nélküli műanyagnál ez a sebesség 240 kg/h-nak adódott, és ekkor is az extrudált felület simasága az előzőnél jobb volt. Amennyiben fokozni kívánják a koromtartalmat a polietilén mátrix tulajdonságainak javítása érdekében, kb. 100 Ohm.cm szigetelési ellenállással rendelkező keverék előállításéra 30-40 t% megfelelő tulajdonságú kormot kellene adagolni, amivel közvetlen korombevitel esetén gyakorlatilag feldolgozhatatlan anyagkeverék állna elő. Ezen kivént segíteni az US 3 836 482 lsz. szabadalmi leírásban ismertetett kompozíció, amely klórozott poliolefin, különösen polietilén és kis olvadékviszkozitású etilén és etilén-akrilét kopolimer, valamint a polimerek mennyiségéhez viszonyítva 25 t% körüli mennyiségű félvezető korom keveréke. Ennél a kompozíciónál nem tapasztalhatóak a kábelbevonat öregedését hosszú távon, többhónapos, illetve többéves távlatban kísérő jelenségek. Az ismertetett kompozíció viszkozitáscsökkentő adalékot tartalmaz. Ugyanezek a hátrányok jellemzik az US 3 735 125 szabadalmi leírásban bemutatott kompozíciót, amely a kopolimer mátrix alkalmazására mutat példát. A kopolimer mátrixot etilén-etilakrilét alkotja. Erre is jellemző a jó átütési szilárdság és a kis veszteség, a megfelelő felületi simaság és a viszonylag jó extrudálhatóság, de ez hátrányosan társul a magas termékárral és az anyag mechanikai tulajdonságainak hőmérséklet függőségével. A GB 1 151 386 lsz. angol szabadalom olyan kompozíciót ismertet, amelynek célja a kész keverék feszültségkorróziós tulajdonságainak javítása és ezt úgy érik el, hogy 7- -15 t% etilén és vinil-acetát kopolimert (amelynek 22-40 t%-át vinil-acetát homopolimer alkotja), 1-5 t% szintetikus paraffinviaszt, valamint a stabilizációhoz szükséges kis (a példák szerint 2-5 t%) mennyiségű kormot és antioxidánst adagolnak a kissűrűségü polietilén homopolimerhez. A kész kompozícióból extrudálással készült kábelköpenyekben a koromeloszlás homogenitása nem mindig megfelelő. A HU 194 918 szabadalmi leírás a kábelbevonatokhoz szükséges térhálósitószer homogén eloszlásának biztosítása céljából mesterkeverék alkalmazásét javasolja: 10-40 t% térhólósítószert etilén alapú ko- vagy terpolimerbe adagolva mesterkeveréket készítenek, amelyet extrudálás előtt homopolimer 3,5-20- -szoros mennyiségével hígítanak. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy az extrudált kompozícióban a mindössze 0,8-2,5 t% térhélósítószer eloszlásának homogenitása igen jó legyen, de az alapelv nem vihető át a nagy koromtartalmú, illetve nagy viszkozitású töltőanyag nagy, esetleg 50 t%-ot kitevő részarányéval jellemzett kábelipari kompozíciók előállítására. Feladatul olyan eljárás kidolgozásét tűztük ki, amelynek alapján lehetővé válik, hogy a poliolefin alapú, töltőanyagot, különösen kormot nagy mennyiségben tartalmazó kábelipari keverékek kissűrűségü polietilén vagy polivinil-klorid homopolimer - adott esetben kopolimer - mátrixszal készüljenek és ugyanakkor jó feldolgozás- és alkalmazástechnikai tulajdonságokkal rendelkezzenek és az ilyen műanyag alapú szerkezeti elemekkel rendelkező kábelek előállítása gazdaságos legyen. A találmány alapja az a felismerés, hogy etilén-propilén-dién terpolimert (EPDM) elasztomernek és ataktikus polipropilént és/vagy polietilén viaszt tartalmazó dinamikus vulkanizátumot használva lehetővé vélik nagymennyiségű, 25-50 t% töltőanyag, például korom vagy kaolin bevitele a rendszerbe, ahol a dinamikus vulkanizátum viszkozitásét szerves peroxiddal, mint térhálósitóval szükség szerinti mértékig növeljük. Az igy kapott keverék jól granulálható. A kitűzött feladat megoldáséra, tehát 25-50 t% töltőanyagot tartalmazó kábelipari alkalmazásra szánt kompozíció előállítására eljárást dolgoztunk ki, amikoris a találmány szerint 30-70 t% hőre lágyuló dinamikus vulkanizátumot - amely 50-70 t% töltőanyag, 15-25 t% ataktikus polipropilén és/vagy polietilénviasz, 15-30 t% etilén-propilén-dién (EPDB) terpolimer és legfeljebb 2 t% szerves peroxid alapú térhálósitószer keve5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
