抵抗性纜線和導(dǎo)線用的護(hù)套混合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及護(hù)套混合物或具有交聯(lián)的護(hù)套混合物的導(dǎo)線，該混合物具有氯化聚乙烯(CPE)、氯丁二烯或者它們的混合物作為基礎(chǔ)聚合物，任選地具有額外的粘著促進(jìn)劑，所述護(hù)套混合物特別地在各情況中具有30%～40%的氯含量以及在各情況中具有在121℃(38.1mm轉(zhuǎn)子)下的約80-150門尼單位(ME)的門尼粘度，其特征在于通過混合過程分布在混合物中的纖維成分。
【專利說明】抵抗性纜線和導(dǎo)線用的護(hù)套混合物
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及纜線和導(dǎo)線用的護(hù)套混合物，其在交聯(lián)后產(chǎn)生高強(qiáng)度的硫化產(chǎn)物，并且特別對于用作導(dǎo)線和纜線中的護(hù)套混合物是最合適的，尤其是作為交聯(lián)的護(hù)套混合物應(yīng)用于機(jī)械上高負(fù)荷的纜線，例如，用于礦用纜線和起重機(jī)纜線。
[0002]所述護(hù)套混合物的組成基于氯化聚乙烯(CPE)和/或作為可交聯(lián)成分的氯丁二烯，并且其特征在于，用所述混合物制造的護(hù)套具有高的機(jī)械抵抗性，特別具有比類似的組合物明顯更高的Mod50值或Mod200值，該值描述了混合物伸長50%或200%時(shí)的力。
【背景技術(shù)】
[0003]W02010/002878描述了一種架空導(dǎo)線，其具有圍繞由纖維增強(qiáng)聚合物制成的芯的
管狀導(dǎo)體。
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于氯丁二烯和/或CPE的護(hù)套混合物，其具有高的機(jī)械承載能力。
[0005]本發(fā)明以權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)目的，特別以一種護(hù)套混合物或者一種具有交聯(lián)的護(hù)套混合物的導(dǎo)線來實(shí)現(xiàn)目的，尤其是以一種由交聯(lián)護(hù)套混合物制成的外護(hù)套來實(shí)現(xiàn)目的。所述護(hù)套混合物具有氯化聚乙烯 (CPE)、氯丁二烯或者它們的混合物作為基礎(chǔ)聚合物，任選地具有額外的粘著促進(jìn)劑，所述護(hù)套混合物特別地在各情況中具有30%~40%的氯含量以及在各情況中具有在121°C (38.1mm轉(zhuǎn)子)下的約80-150門尼單位(ME)的門尼粘度，其特征在于通過混合過程分布在混合物中的纖維成分。含有纖維的護(hù)套混合物可用在纜線或?qū)Ь€的制造過程中，特別是可通過擠出施用在纜線的底層上并且隨后進(jìn)行交聯(lián)。相應(yīng)地，本發(fā)明還涉及用于制造纜線和導(dǎo)線的方法，其中，含纖維的護(hù)套混合物通過擠出形成護(hù)套并被交聯(lián)。該護(hù)套混合物的一個(gè)特別的優(yōu)勢在于，它可以通過常規(guī)的擠出工藝來處理，擠出后產(chǎn)生一個(gè)足夠光滑和密封的護(hù)套表面，并且該護(hù)套具有非常高的機(jī)械抵抗性，特別是對于微小的變形而言。相應(yīng)地，該聚合物混合物特別適合用作微小變形情況下的纜線和導(dǎo)線的護(hù)套。微小的變形是指，例如，在頻率為I至eOmirT1，特別是I至IOmirT1的情況下，例如在2cm的路徑上最大至100%范圍內(nèi)的扭轉(zhuǎn)或圓周拉伸。
[0006]護(hù)套混合物具有或由以下組成:氯丁二烯和/或CPE或者包含氯丁二烯和/或CPE的混合物，和至少另一種可交聯(lián)的有機(jī)聚合物、給定的填料和輔料，特別是不可聚合的輔料(例如加工助劑和軟化劑)，以及交聯(lián)體系，以及粘著促進(jìn)劑，和纖維，其中該交聯(lián)體系特別具有交聯(lián)劑和/或硫化促進(jìn)劑、任選的緩凝劑和活化劑(優(yōu)選ZnO)。優(yōu)選的是含有穩(wěn)定劑、抗老化劑、任選的著色劑(優(yōu)選具有增白劑)作為輔料。作為填料含有硅酸(二氧化硅)，優(yōu)選比表面積高的硅酸(二氧化硅)。硅酸的高比表面積優(yōu)選至少為140qm/g，特別為160qm/g。纖維，優(yōu)選為合成纖維，特別為聚酰胺纖維，其優(yōu)選具有在10~IOOym范圍內(nèi)的直徑。所述纖維優(yōu)選具有I~2_的平均長度。該纖維可以干燥成纖維漿(由干燥的纖維構(gòu)成)，或者在與加工助劑和/或粘著促進(jìn)劑混合后加入混合物中，例如具有含量為I~3%的馬來酸酐。[0007]護(hù)套混合物優(yōu)選具有或由以下組成:
[0008]-1OOphr CPE 和 / 或氯丁二烯，
[0009]-穩(wěn)定劑，例如氧化鎂，特別為5_15phr，優(yōu)選6_8phr，
[0010]-抗老化劑,優(yōu)選l-7phr,更優(yōu)選為l_3phr,特別為l_2phr,
[0011]-防臭氧劑，特別為lphr,
[0012]-無機(jī)填料(mineralischerFiillstoff),例如煅燒二氧化娃或熱解二氧化娃(kalzinierte order pyrogene Kieselsaure )，優(yōu)選 25_35phr,更優(yōu)選 30phr,
[0013]-硬質(zhì)高嶺土，優(yōu)選45~55phr,更優(yōu)選為50phr,
[0014]-顏料,例如總計(jì)為3~6phr,優(yōu)選為3~5phr的二氧化鈦,其任選與另一種顏料混合，后者例如為0.8~1.6phr,特別為1.2phr,
[0015]-軟化劑，優(yōu)選鄰苯二甲酸酯(Phthlalat)軟化劑，20~45phr，優(yōu)選為20~30phr,更優(yōu)選為22~44phr,
[0016]-加工助劑(StruktolWB222)，例如，I~3phr,優(yōu)選2phr,以及2~3phr,優(yōu)選
2.5phr,例如硬脂酸和/或石臘，
[0017]-任選的粘著促進(jìn)劑，例如官能化的聚-α-烯烴(POE)，其接枝有I~3重量％、特別是2~3重量％的馬來酸酐，
[0018]-交聯(lián)體系(Startersystem),例如2~3phr的共活化劑,其與7~8phr的過氧化物混合
[0019]以及
[0020]-纖維衆(zhòng),至少0.5phr,優(yōu)選 l_4phr,更優(yōu)選 1.5_2phr。
[0021]在該混合物中給出的份額均以phr(相對每100份橡膠的份數(shù),parts per hundredrubber)來表示，即，在混合物中相對于100重量份聚合物的各成分的重量份。
[0022]本發(fā)明的護(hù)套混合物在交聯(lián)后具有良好的機(jī)械性能，特別具有針對拉伸負(fù)荷和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷的高的抵抗性。
[0023]通常顯示，相對于不含纖維但在其它方面相同的混合物，纖維成分明顯地提高了Mod50值和Mod200值，例如，比無纖維的對比混合物的值顯著提高50%，優(yōu)選100%。
[0024]所述纖維是合成聚合物纖維，優(yōu)選由聚酰胺、特別是由芳族聚酰胺制成，例如可以名稱Twaron或Kevlar獲得。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方式中，護(hù)套混合物不具有粘著促進(jìn)劑，因?yàn)橐呀?jīng)證實(shí)，不含粘著促進(jìn)劑也能實(shí)現(xiàn)良好的強(qiáng)度值。特別地，該護(hù)套混合物在未交聯(lián)的狀態(tài)下具有良好的可加工性，使得可以使用常規(guī)的捏合機(jī)和擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)由交聯(lián)的護(hù)套混合物制造具有護(hù)套的導(dǎo)線的方法。
[0026]抗老化劑可包含或由以下組成，例如:季戊四醇-雙(四氫縮苯甲醛)(tetrahydrobenzaldehydacetal),例如特別為I~2phr,優(yōu)選為1.5phr ;抗氧化劑,特別為0.7~1.3phr,優(yōu)選為lphr,例如聯(lián)苯化合物,優(yōu)選為2phr。
[0027]加工助劑可包含或由以下組成，例如:防臭氧蠟，優(yōu)選為3~6phr，更優(yōu)選為4phr，例如微晶臘、石臘，優(yōu)選為4~8phr,更優(yōu)選為5~7phr ;硬脂酸,特別為O~Iphr ;和/或硅油及其混合物，特別地總計(jì)為8~15phr。
[0028]交聯(lián)體系可特別地包含或由以下組成:緩凝劑，優(yōu)選為0.9~1.5phr，更優(yōu)選為1.2phr,例如二硫化二苯并噻唑；交聯(lián)劑和/或硫化促進(jìn)劑，特別為0.95~1.55phr，更優(yōu)選為1.25phr，例如N，N’ -亞乙基硫脲，或者1.0~4.0phr的3-甲基噻唑烷_2_硫酮(MTT)或者2，4，6-三巰基-S-三嗪(TCY);交聯(lián)劑/抗老化劑，特別為1.4~2phr，更優(yōu)選為1.7phr,例如甲基硫醇基苯并咪唑，特別地，其在彈性體粘合劑和分散劑中的含量最高達(dá)70% ;以及活化劑，特別為4~6phr，優(yōu)選為5phr，例如ZnO ;以及它們的混合物。
[0029]為制備混合物要將其成分例如在捏合機(jī)中混合。纖維可以單獨(dú)地加入，以及優(yōu)選地將纖維與至少一部分的軟化劑、任選額外與至少一部分的粘著促進(jìn)劑預(yù)先混合并且將這種混合物添加進(jìn)所述混合物的其它成分。
[0030]本發(fā)明的護(hù)套混合物在交聯(lián)后具有高的抗扭轉(zhuǎn)和拉伸負(fù)荷的能力，其中，與不含纖維但在其它方面相同的交聯(lián)混合物相比，纖維成分不會(huì)影響導(dǎo)電性和耐熱性、耐化學(xué)性。通常優(yōu)選在擠出混合物后在150°C下，特別是在180~220°C，優(yōu)選在200°C以及至少在14~22bar,優(yōu)選在20bar進(jìn)行交聯(lián)。優(yōu)選進(jìn)行交聯(lián)歷時(shí)tc90xl.4至2,特別歷時(shí)tc90xl.4 ；其中將tc90確定為達(dá)到交聯(lián)等溫線最大值的90%的時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0031]現(xiàn)在將根據(jù)實(shí)施例混合物及其機(jī)械性能，特別是高的機(jī)械抵抗性來描述本發(fā)明的護(hù)套混合物。
[0032]表1示出了本發(fā)明的混合物。在標(biāo)準(zhǔn)周期內(nèi)在2.9L的具有切向轉(zhuǎn)子體系和60~80%的填充系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室用攪拌機(jī)中攪拌該混合物成分，其在測試板上成型并且通過加熱至18(TC、在經(jīng)加熱印模 施加的230bar液壓下交聯(lián),歷時(shí)tc90xl.4分鐘。所述tc90值取自流變曲線。
[0033]表1:本發(fā)明的混合物以及對比混合物
[0034]
【權(quán)利要求】
1.電學(xué)和/或光學(xué)的纜線和導(dǎo)線用的聚合物混合物，其含有以下成分: -1OOphr的氯化聚乙烯和/或氯丁二烯， -5~IOphr的穩(wěn)定劑， -1~7phr的抗老化劑， -防臭氧劑， -25~35phr的無機(jī)填料， -45~55phr的硬質(zhì)高嶺土， -顏料， -20~45phr的軟化劑， -加工助劑， -O~1.5phr的粘著促進(jìn)劑， -交聯(lián)體系， -至少0.5phr的合成纖維。
2.權(quán)利要求1所述的聚合物混合物，其中，所述無機(jī)填料為煅燒二氧化硅或熱解二氧化硅。
3.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物,其中，所述纖維具有1.5~3mm的平均長度，并分散在聚合物混合物中。
4.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，所述穩(wěn)定劑為MgO;所述抗老化劑為季戊四醇-雙(四氫縮苯甲醛)和聯(lián)苯化合物；以及所述交聯(lián)體系為緩凝劑、交聯(lián)劑和/或硫化促進(jìn)劑和活化劑。
5.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，所述粘著促進(jìn)劑為官能化的聚合物，特別為馬來酸接枝的聚-α -烯烴。
6.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，所述加工助劑為包含防臭氧蠟、石蠟、硬脂酸和/或硅油的混合物。
7.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，它是由以下成分組成的: -1OOphr的氯化聚乙烯和/或氯丁二烯， -5~IOphr的穩(wěn)定劑， -1~7phr的抗老化劑， -防臭氧劑， -25~35phr的無機(jī)填料， -45~55phr的硬質(zhì)高嶺土， -顏料， -20~45phr的軟化劑， -加工助劑， -O~1.5phr的粘著促進(jìn)劑， -交聯(lián)體系， -至少0.5phr的合成纖維。
8.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，其在交聯(lián)后具有至少為2MPa的Mod50值和至少為5MPa的Mod200值。
9.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，其中，所述合成纖維是平均長度為1.5~3mm的芳族聚酰胺纖維。
10.電學(xué)和/或光學(xué)的導(dǎo)線或纜線，其特征在于由上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的交聯(lián)的聚合物混合物形成的外護(hù)套。
11.權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物作為電學(xué)和/或光學(xué)的導(dǎo)線或纜線的護(hù)套的用途。
12.權(quán)利要求11所述的用途，其中，所述護(hù)套經(jīng)受角度為2°至最大20°的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。
13.通過圍繞至少一個(gè)電學(xué)和/或光學(xué)的導(dǎo)體擠出聚合物混合物并交聯(lián)該聚合物混合物來制造導(dǎo)線或纜線的方法，其特征在于，所述聚合物混合物是權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的聚合物混合物，該聚合物混合物通過混合其成分來制造、擠出以及隨后進(jìn)行交聯(lián)。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中，將所述混合物擠出成導(dǎo)線或纜線的護(hù)套并通過加熱進(jìn)行交聯(lián)。
15.權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，所述加熱在14~22bar的蒸氣壓進(jìn)行至150 ~220°C。
【文檔編號(hào)】C08L23/28GK103709535SQ201310444691
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月2日
【發(fā)明者】C.科內(nèi)利森, A.尼豪斯 申請人:尼克桑斯公司