DE2439490C2 - Äthylenvinylacetat-Copolymermasse - Google Patents

Äthylenvinylacetat-Copolymermasse

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Description

besteht.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenvinylacetat-Copolymer aus 70 bis 95 Gew.-Teilen Äthylen und 30 bis 5 Gew.-Teilen Vinylacetat hergestellt ist.
3. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikon-Elastomer ein Dimethylpolysiloxan ist oder Methylphenylpolysiloxan.
4. Verwendung der Äthylenvinylacetat-Copolymermassen gemäß einem der Ansprüche 1 —3 zur Herstellung von vernetzend gehärteten Formkörpern, insbesondere von Überzügen metallischer Leiter.
Die Erfindung betrifft eine Äthylenvinylacetat-Copolymermasse, die beständig gegen Fließen und Tropfen bei Flammentemperaturen ist. Organische polymere Massen, wie Pol>olefine und Elastomere, die üblicherweise als dielektrische Isolationsmaterialien für elektrische Drähte und andere Leiter benutzt werden, umfassen Materialien, die typischerweise stark einem Verlust der physischen Form oder der strukturellen Integrität unterliegen. wenn man sie Flammen- oder Verbrennungstemperaturen aussetzt. Der Verlust der physischen Form oder der strukturellen Integrität in diesen polymeren Massen bei den Temperaturen einer Flamme oder unter Verbrennungsbedingungen ist normalerweise begleitet vom Fließen und Tropfen ihrer brennbaren Komponenten, die eine besonders gefährliche Quelle des Materials für die Ausbreitung von Flammen und Feuer sein können.
Die Begriffe Flammentemperaturen oder Verbrennungstemperaturen, wie sie in der vorstehenden Beschreibung und den nachfolgenden Patentansprüchen verwendet werden, sind als solche Temperaturen zu verstehen, bei denen die Oxidation so rasch stattfindet, daß die Oxidationsprodukte glühen.
Diese Quelle der Flammen- und Feuerausbreitung aufgrund des Fließens und Tropfens brennbarer organischer elektrischer Isolationsmaterialien ist wegen der allgemeinen Anwesenheit oder großen Nähe von Ölen und anderen hoch brennbaren Schmiermitteln und Materialien, die wiederum die Feuergefahr und ihre Ausbreitung weiter fördern können, besonders kritisch an Örtlichkeiten innerhalb und um Motoren und Maschinen herum.
Es gibt auch Isoliermaterialien auf der Grundlage von Silikonkautschuk, wie in der J P-PS 37-7884 beschrieben, für die man z. B. 90Gewichtstei!e Polymethylvinylsiloxan, 10 Gewichtsteile Polyäthylen und 20 Gewichtsteile S1O2 mischt und mit 3 Gewichtsteilen Be,izoylperoxid härtet. Diese Isoliermaterialien auf der Grundlage von Silikonkautschuk sind aufgrund ihres hohen Gehaltes an Silikonkautschuk zwar thermisch sehr beständig aber auch verhältnismäßig teuer, was ihren Einsatz nur für besondere Zwecke gestattet.
Die vorliegende Erfindung betrifft demgegenüber eine allgemein verwendbare Äthylenvinylacetat-Copolymermasse mit dielektrischen Eigenschaften, die nach dem Härten als elektrische Isolation für elektrische Drähte und Kabel und andere Leiter brauchbar ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Masse zu schaffen, die nach dem Härten einen hohen Grad der Beständigkeit gegen einen Verlust der physischen Integrität oder gegen Fließen und Tropfen bei Flammen- oder Verbrennungstemperaturen aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Masse aus:
100 Gew.-Teilen Äthylenvinylacetat-Copolymer,
25 bis 150 Teilen hydratisiertem Aluminiumoxid,
2 bis 25 Teilen Silikon-Elastomer mit einer Viskosität von mehr als 1 000 000 Centipoise und
2 bis 10 Teilen eines tertiären Organoperoxid-Härtungsmittels.
Elektrische Leiter, isoliert mit der Copolymcrmasse der vorliegenden Erfindung, sind besonders geeignet für den Gebrauch als Starkstromleitungen oder Zuleitungsdrähte und für die Verdrahtung elektrischer Motoren und Maschinen, in denen sie besonders brauchbar und wirksam sind bei der Verhinderung der Ausbreitung von Feuer oder Verbrennung. Es ist überraschend, daß bereits ein verhältnismäßig geringer Anteil an Silikon-Elastomer das Tropfen der Isolation beim Erhitzen auf Flammeniemperaiur verhindert (vgl. die Beispiele).
Innerhalb der obigen Bereiche enthält die erfindungsgcniäßc Masse die genannten Bestandteile vorzugsweise in folgenden Mengenbereichen in Gew.-Teilen:
Bestandteil
Äthylenvinylucetal-Copolymer 100
hydratisiertes Aluminiumoxid 50—125
Silikon-Elastomer 5 — 20
Das Äthylenvinylacetat-Copolymer für den Einsat/, in der vorliegenden Erfindung umfaßt solche Copolymere, die zusammengesetzt sind und aus etwa 70 bis 95 Gew.-Tcilen Äthylen und etwa 30 bis 5 Gew.-Teilen Vinylacetat und typischerweise solche aus etwa 80 Gew.-Teilcn Äthylen und etwa 20 Gew.-Teilen Vinylacetat. Das Älhylenvinylacetat-Copolymer umfaßt vorzugsweise etwa 1 Mol Äthylen auf 1 MoI Vinylacetat.
Das hydratisierte Aluminiumoxid (AfeOi ■ 3 H)O) ist vorzugsweise in Form relativ feiner Teilchen von etwa 0.1 bis 1 μηι vorhanden.
Silikon-Elastomere, die für die Copolymermas.se der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, schließen Organopolysiloxane ein, die zu einem gummiartigen, elastischen, im wesentlichen festen Zustand kondensiert wurden und eine Brookfield-Viskosität von mindestens 1 000 000 Centipoise haben und vorzugsweise eine Drookfield-Viskosität von mehr als etwa 8 000 000 Centipoise aufweisen. Ein typisches Silikon-Elastomer für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Copolymermasse ist z. B. ein Dimethylpolysiloxan der folgenden chemischen Struktur:
CH3 -Si-O-CH3
Eine andere Klasse von Silikon-Elaslomcrcn für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung sind Methylenphenylpolysiloxane. Weitere Beispiele von Silikon-Elastomeren, die brauchbar sind für die erfindungsgemäßen Copolymermassen, umfassen die Organopolysiloxane, die in der US-PS 28 88 419 genannt und im einzelnen in den US-PS 24 48 756,24 57 688,24 84 595,24 90 357,25 21 528 und 25 41 137 beschrieben sind.
Die Copolymermassen der vorliegenden Erfindung werden durch Erhitzen zu einem hitzegehärteten Zustand vernetzt.
Beispiele für als Härtungsmitiel brauchbare Organoperoxide, die sich unter Bildung freier Radikale zersetzen, wenn man sie auf erhöhte Temperaturen erhitzt, sind vorzugsweise tertiäre organische Peroxide, wie Di-«-cumylperoxid, da deren Temperaturen für die Zersetzung und Einleitung des vernetzenden Härtens in einem praktischen Bereich für die meisten Herstellungsschritte liegen. Weitere geeignete Peroxid-Härtungssysteme für das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Copolymer sind in den US-PS 28 88 424, 30 79 370,30 86 966 und 32 14 422 beschrieben. Spezifische tertiäre Dipfroxide schließen folgende ein: 2,5-Dimethyl-2,5-(t-butyl-peroxi)-hexan, 2,5-Dimethyl-2, 5-(t-butyl-peroxi)-hexin-3, Di-«-bis-(t-butyl-peroxi)-diisopropylbenzol und ähnliche Diperoxiverbindungen.
innerhalb der obigen Bereiche hängt das Verhältnis von Peroxid-Härtungsmittel zu dem Copolymer von den in dem gehärteten Produkt gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften ab, wie dem Grad der Lösungsmittelbeständigkeit oder der Zugfestigkeit in der Hitze. Üblicherweise sind etwa 3 bis 8 Gewichtsteile Peroxid für die meisten elektrischen Isolationszwecke ausreichend.
Die Copolymermasse der vorliegenden Erfindung kann je nach dem beabsichtigten Einsatzzweck der Produkte und den erforderlichen oder erwünschten Eigenschaften noch andere Ingredienzien, Additive und Agenzien enthalten. So können z. B. die anderen Komponenten Antioxidantien, Schutzmittel Schmiermittel, Entformungsmittel, Pigmente oder Färbemittel, anorganische Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, wasserfest machende Mittel, Kupplungsmittel usw. sein.
Die folgenden Beispiele sind bevorzugte und typische Copolymermassen der vorliegenden Erfindung, und sie demonstrieren deren erhöhte Beständigkeit gegen Fließen und Tropfen bei Flammen- oder Verbrennungstemperaturen. In den Beispielen sind die Anteile der Bestandteile jeder Masse in relativen Gew ichtsteilen angegeben.
20 25 30 35 40 45
Bestandteile
Beispiele I 2
Äthylenvinylacetat-Copolymer 100 100*) 100 100 100
(82 Teile Äthylen/18 Teile Vinylacetat)
hydratisiertes Aluminiumoxid 100 100 50 50 25
Silikon-Elastomer 6 6 5 — 5
(Dimethylpolysiloxan**))
Dicumylperoxid-Härtungsmittel 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
Antioxidant (polymerisiertes 2 2 2 2 2
l,2-Dihydro-2,2,4-trimethylchinolin)
Kalziumstearat 0,5 0,5 — — —
Vinylsilan 1 1 1,2 1,2 1,2
*) Copolymer aus 91,5 Teilen Äthylen und 8,5 Teilen Vinylacetat.
*·) Mooney-Plastizität(ML88'Ci-4)von8-lr).
Die Bestandteile der Massen jedes Beispiels wurden in einem erhitzten Polymermischer bei Temperaturen im Bereich von bis /u etwa 88°C vermischt, wobei das Peroxid-Härtungsmittel zuletzt hinzugegeben und die Temperatur der Bestandteile danach unterhalb der Härtungstemperatur gehalten wurde, um ein »Anbrennen«
50 55
60
oder vorzeitiges Härten der Masse zu verhindern.
Die Massen jedes Beispiels wurden durch Extrudieren auf einen Kupferdrahtleiter mit einem Durchmesser von etwa 0,8 mm (entsprechend AWG Nr. 20) in einer Wandstärke von etwa 0,8 mm aufgebracht und durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 2040C für etwa 0,6 Minuten gehärtet. Mit jeder Masse isolierte Proben 5 der Drähte wurden dem vertikalen UL-Flammentest (UL 83) ausgesetzt, um ihre Tropfeigenschaften bei Flammentemperatur zu bestimmen. Die gehärteten Massen der Beispiele 1, 2,3 und 5 zeigten kein Tropfen, während die gehärtete Masse des Beispiels 4 starkes Tropfen brennender, geschmolzener Isolation aufwies. In der Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht eines typischen, mit der erfindungsgemäßen Masse isolierter
elektrischer Leiter dargestellt. Dieser isolierte Leiter 10 umfaßt einen metallischen Leiter 12. der, wie dargestellt,
10 aus einem einzigen Strang besteht, oder der ein Bündel einzelner Stränge sein kann: und er weist einen elektrisch isolierenden Überzug 14 aus einer Copolymermasse nach der vorliegenden Erfindung auf, die nach dem Härten beständig gegen Fließen und Tropfen bei Flammentemperatur ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    l.Äthylenvinylacetat-Copolymermasse. die beständig gegen Fließen und Tropfen bei Flarnmentemperaturen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
    100 Gew.-Teilen Äthylenvinylacetat-Copolymer,
    25 bis 150 Teilen hydratisiertem Aluminiumoxid,
    2 bis 25 Teilen Silikon-Elastomer mit einer Viskosität von mehr als 1 000 000 Cenlipoise und
    2 bis 10 Teilen eines tertiären Organoperoxid-Härtungsmiitels
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