DE2953070C1 - Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis mit hoher Konzentration an anorganischen Materialien - Google Patents

Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis mit hoher Konzentration an anorganischen Materialien

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Description

(1) den Zusatz von Halogenverbindungen,
(2) den Zusatz von Halogenverbindungen+ Antimontrioxid,
(3) den Zusatz von Halogenverbindungen + Phosphorverbindungen.
Es wird als unbedingt notwendig erachtet, Halogene, wie Chlor oder Brom, anzuwenden, um Polyolefine flammhemmend zu machen. Der Zusatz eines Flammschutzmittels aus der Halogenreihe ist tatsächlich sehr gut geeignet, Polyolefine flammfest auszurüsten, jedoch ist dies von dem Nachteil begleitet, daß die Polyolefine beim Verbrennen merklich schwarzen Rauch und korrodierende und giftige Gase, einschließlich Kohlenmonoxid und aus den halogenhaltigen Verbindungen freigesetzte Gase, entwickeln. Es sind daher verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, die den Zusatz eines speziellen Rauchhemmers, wie Molybdäntrioxid, zu den Polyolefinen oder das Vermischen der Polyolefine mit einem anorganischen Material umfassen.
In der JP-AS 34 866/76 ist z. B. eine flammhemmende Masse beschrieben, die ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Silan und einen hydratisierten anorganischen Füllstoff enthält. Diese Mischung dient zum Isolieren von Gebäude-, Geräte- und Automobilkabeln und vernetzt in dem sehr hohen Grad von 95% beim Bestrahlen mit hochenergetischen Elektronen oder bei Anwendung eines chemischen Vernetzungsmittels.
Aus der JP-OS 78 741/79 ist bekannt, daß Olefinharzmassen mit ausgezeichneten Wärmespeicher- und Wärmedämmeigenschaften erhalten werden können, wenn man einer Polymermischung, aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und einem Polyolefinharz AIuminiumoxid-trihydrat und ein Metalloxid zumischt. Ein Füllstoff aus Aluminiumoxid-trihydrat und Metalloxid wird in einer Gesamtmenge von mehr als 1000 Teilen pro 100 des Harzes eingesetzt. Das Ethylen-Vinylacetat-Copolymer wird zugemischt, um die Haftung des Produkts z. B. auf einer Aluminiumplatte zu erhöhen. Das Metalloxid ist obligatorisch, weil sonst keine ausreichende Wärmestabilität erzielt wird.
Die JP-OS 1 45 448/75 und 12 134/77 betreffen einen Füllstoff bzw. eine Mischung, die eine Titanatverbindung enthalten. Dort wird beschrieben, daß einer der vorteilhaften Effekte des Zusatzes einer Titanverbindung darin besteht, die Bruchdehnung von verschiede-
nen Polymeren zu erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis mit hoher Konzentration a anorganischen Materialien bereitzustellen, die neben einer hohen Flammfestigkeit eine für die praktische Anwendung ausreichende Dehnung sowie eine selbst zusammenhaltende Asche und gute Schäumeigenschaften besitzen. Diese Aufgabe wird durch Kunstharzmassen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Ausführungsformen. ι"
Das erfindungsgemäße Produkt ist folgendermaßen charakterisiert:
(1) Das Produkt ist eine hochflammhemmende Kunstharzmasse auf Polyethylenbasis, die ein pulverförmiges anorganisches Material enthält, und einen Sauerstoffindex von mehr als 24 ergibt, d. h. denselben oder einen höheren Sauerstoffindex als ein Weich-Vinylchloridharz.
(2) Obwohl das Produkt eine große Menge an pulverförmigem anorganischem Material enthält, hat es eine Bruchdehnung von mehr als 350%, bestimmt nach dem Zugfestigkeitstest der japanischen Industrienorm JlS C3005-1977 betreffend ein »Prüfverfahren für kunststoffisolierte Elektrodrähte«. Das Produkt hat zufriedenstellende Eigenschaften z. B. als Kabelmantelmaterial und Schaumstoff. Das Produkt behält mit anderen Worten die ursprüngliche große Zähigkeit oder hohe Dehnbarkeit und große mechanische Festigkeit des Grundpolymers bei.
(3) Obwohl das Produkt einen entflammbaren Kunststoff als Grundmaterial erhält, erzeugt es beim Verbrennen eine große Menge an zusammenhaftender Asche, so daß eine elektrische und thermische Isolierung und ein Oberflächenschutz erwartet werden kann.
(4) Polyolefine, die große Mengen an pulverförmigen anorganischen Materialien enthalten, haben im allgemeinen den Nachteil, daß beim Schäumen Treibgas nennenswert entweicht. Das Produkt zeigt jedoch diese Erscheinung nicht, sondern ist leicht schäumbar. Außerdem behält der entstehende Schaumstoff die vorstehend genannten Eigenschaften bei.
(5) Das Produkt ist ausgezeichnet verarbeitbar, z. B. durch Kneten und Extrudieren.
Bevorzugte Ausführungsformen
Das Polyethylen hat eine Dichte im Bereich von 0,910 bis 0,945 g/cm3 und einen Schmelzindex (MI) im Bereich von 0,01 bis 2,0 g/10 min. Die Dichte des Polymers ist im allgemeinen Ausdruck seiner Struktur. Diese Struktur hängt jedoch zum großen Teil von der Struktur und der Menge an verzweigten Ketten innerhalb der Molekülketten ab. Ferner kann die Verzweigung durch Zusatz einer geringen Menge an «-Olefinen, wie Propylen und Buten-1, als Komponenten eines Copolymers gesteuert werden.
Der hier verwendete Ausdruck »Polyethylen« umfaßt daher nicht nur Polyethylen, das allein aus Ethylen polymerisiert worden ist, sondern auch aus Ethylen und anderen a-Olefinen polymerisierte Typen.
Bei einem Gehalt von 5 bis 75 Gewichtsprozent Vinylacetat als Comonomer erfüllt ein erfindungsgemäß verwendetes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) seinen Zweck gut, sowohl als statistisches als auch als Block-Copolymer. Das statistische oder Block-Copoly-
40
4'
b0
65 mer kann ferner in teilweise verseifter Form eingesetzt werden. Wenn der Vinylacetatgehalt unter die Untergrenze fällt, zeigt das erhaltene Copolymer nicht die für die erfindungsgemäße Masse charakteristische Flammhemmung. Wenn der Vinylacetatgehalt die Obergrenze überschreitet, bereitet das Vinylacetat Schwierigkeiten hinsichtlich der Verträglichkeit mit Polyolefinen.
Um eine tropffreie Masse entsprechend der vertikalen Verbrennungstestmethode UL-94 zu erhalten, verwendet man vorzugsweise ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, das mehr als 50 Gewichtsprozent Vinylacetat enthält. Außerdem hat dieses Ethylen-Vinylacetat-Copolymer vorzugsweise einen Schmelzindex von weniger als 20, oder vorzugsweise 10.
Bei der aus Polyethylen und einem EVA-Copolymer hergestellten erfindungsgemäßen Masse wird aus folgenden Gründen ein Anteil des Polyethylene von 10 bis 75 Gewichtsprozent und ein Anteil des EVA-Copolymers von 90 bis 25 Gewichtsprozent angewandt, wobei die Summe der Anteile beider Komponenten 100 Gewichtsprozent ausmacht. Bei einem Polyethylengehalt von weniger als 10 Gewichtsprozent behält das erhaltene Produkt nicht im wesentlichen dieselbe Wärmebeständigkeit wie Polyethylen. Erhitzt man daher auf etwa 90 bis 100° C, so behält die Probe aufgrund der thermischen Erweichung ihre ursprüngliche Form nicht bei. Im Verbrennungstest treten bei der Probe Dimensionsänderungen und ein Abtropfen der Schmelze auf, was auf Mängel hinsichtlich des Verbrennungsverhaltens oder der Flammhemmung hinweist. Bei einem Polyethylengehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent nimmt die Dehnbarkeit des erhaltenen Produkts zu stark ab.
Wenn eine Masse aus 100 Gewichtsteilen einer Kunstharzkomponente, hergestellt aus 25 bis 60 Gewichtsteilen eines EVA-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 10 bis 75 Gewichtsprozent, sowie 75 bis 40 Gewichtsteilen Polyethylen, und 80 bis 250 Teilen eines pulverförmigen Aluminiumhydroxids, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kunstharzkomponente, besteht, so zeigt die Masse einen wesentlich höheren Sauerstoffindex als er sich arithmetisch durch einfache Addition des Sauerstoffindex einer Masse, hergestellt aus dem EVA-Copolymer und dem Aluminiumhydroxid, und dem Sauerstoffindex einer Masse, hergestellt aus dem Polyethylen und dem Aluminiumhydroxid, ergibt.
Das Aluminiumhydroxid wird in Form eines Pulvers eingesetzt, dessen mittlere Teilchengröße üblicherweise 0,01 bis 30μπι, vorzugsweise 0,05 bis 10 μίτι und insbesondere 0,1 bis 2,0 μπι beträgt. Bei einer Teilchengröße über diesem Bereich hat das geformte Produkt eine unerwünscht rauhe Oberfläche und die mechanische Festigkeit sowie die Flammwidrigkeit nehmen ab. Bei einer Teilchengröße unter 0,01 μπι nimmt die Verbesserung der Zugeigenschaften des erhaltenen Produkts durch Zugabe eines Oberflächenbehandlungsmittels ab. Erfindungsgemäß kann ein hydratisiertes Metalloxid in Faserform angewandt werden, z. B. Dawsonit.
Der Gehalt an Aluminiumhydroxid liegt im Bereich von 80 bis 250 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Harzkomponente. Wenn der Gehalt die Untergrenze nicht erreicht, hat die erhaltene Masse nicht die erfindungsgemäß angestrebte hohe Flammwidrigkeit. Wenn der Gehalt über der Obergrenze liegt, nehmen die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Produkts auf einen für die praktische Anwendung ungeeigneten Wert ab.
Behandelt man die Oberfläche des erfindungsgemäß verwendeten pulverförmigen Aluminiumhydroxids vorher mit einem Kupplungsmittel auf Titanatbasis, so hat das erhaltene Produkt eine wesentlich verbesserte Dehnbarkeit. ·>
Die Titanatverbindung ist ein organisches Monoalkoxytitanat, z. B. Isopropyl-triisostearoyltitanat, Isopropyl-isostearoyldimethacryl-titanat, Isopropyl-isostearoyl-diallyl-titanat, lsopropyl-tri-(dioctylphosphat)-titanat und Isopropyl-tri^dioctylpyrophosphatJ-titanat. Un- ι ο ter diesen Titanatverbindungen sind Monoalkoxy-isopropyl-triisostearoyl-titanate mit einem gesättigten aliphatischen Säurerest besonders bevorzugt, da sie leicht handhabbar und mit Polyolefinen sehr gut verträglich sind und die Dehnbarkeit der Masse besonders verbessern. Diese letztgenannte Titanatverbindung wird in einer Menge von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des anorganischen Materials, verwendet. Die Vorbehandlung der Oberfläche des pulverförmigen Aluminiumhydroxids wird vorzugsweise durchgeführt, da sie es ermöglicht, die anschließende Vollbehandlung mit der Titanatverbindung wirksam und kostengünstig durchzuführen. Es ist jedoch auch möglich, Polyolefinen das pulverförmige Aluminiumhydroxid zuzusetzen und die Titanatverbindung beim Kneten des Gemisches zuzugeben.
Vorzugsweise wird auch ein gewöhnliches Gleitmittel angewandt, um die Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Masse zu verbessern. Besonders bevorzugt sind Gleitmittel mit einer Zusammensetzung entsprechend der folgenden Strukturformel:
R-C-O
(R- C
wobei:
35
40
45
R = Alkyl mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen,
A = OH, NH2, Alkyloxy mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Alkenyloxy,
N = Metallatome aus den Gruppen Ia, Ha, Hb, IHa, IHb, IVa und IVb des Periodensystems,
π = positive ganze Zahl, entsprechend der Wertigkeit des Metalls.
Die Verwendung einer gesättigten aliphatischen Säure mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen oder deren Ester, Amide oder Metallsalze in Kombination mit der Titanatverbindung verbessert wesentlich die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften, z. B. die Dehnbarkeit, der erhaltenen Masse.
Gesättigte aliphatische Säuren mit 4 bis 22 Kohlen- e>o Stoffatomen, sowie deren Ester, Amide und Metallsalze sind als Gleitmittel für Polyolefine bekannt. Bei ihrer alleinigen Verwendung in der erfindungsgemäßen Masse zeigen diese Gleitmittel jedoch nicht den erwarteten Effekt in vollem Umfang. Es wird daher b5 angenommen, daß eine gewisse Wechselwirkung zwischen dem aliphatischen Säurerest des Gleitmittels und der Titanatverbindung stattfindet, wodurch die Haftbedingungen der Polymerphase an der Grenzfläche zwischen dem Polymerisat und dem hydratisiertem Metalloxid verändert werden.
Gesättigte aliphatische Säuren mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen der vorstehenden Strukturformel und deren Metallsalze, Ester und Amide, umfassen z. B. Salze von Metallen, wie Na, Al, Zn und Sn, von Stearinsäure, Isostearinsäure, Milchsäure, Caprinsäure, Capronsäure, Laurinsäure und ölsäure. Ester der genannten aliphatischen Säuren sind z. B. Vinylstearat und n-Butylstearat. Amide dieser aliphatischen Säuren sind z. B. Stearinsäure-, Oxystearinsäure-, Ölsäure- und Ricinolsäureamid. Die Menge der gesättigten aliphatischen Säure mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen bzw. deren Metallsalze, Ester und Amide beträgt 0,5 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Harzkomponente. Bei einem Gehalt unter der Untergrenze klebt die geknetete Masse an dem Kneter. Bei einem Gehalt über der Obergrenze wird die geknetete Masse zu schlüpfrig und die gleichmäßige Dispersion des Füllstoffs wird beeinträchtigt.
Der erfindungsgemäßen Masse können z. B. UV-Absorptionsmittel, Antioxidantien, Kupfertoxizitätsinhibitoren, Antistatikmittel, Färbemittel, Weichmacher, Dispergiermittel, Vernetzungsmittel, Vernetzungshilfsmittel und Schäummittel zugesetzt werden. Außerdem kann die Masse z. B. mit ionisierender Strahlung, z. B. Elektronenstrahlen, vernetzt werden.
Die Komponenten der erfindungsgemäßen Masse werden in einem Zweiwalzenstuhl, einem Banbury-Mischer, einem Kneter, Extruder od. dgl. vermischt. Die Masse wird dann nach üblichen Formverfahren, z. B. durch Extrudieren, Kalandrieren oder Spritzgießen, zu Filmen, Folien, Platten, Rohren etc. verarbeitet. Die Filme oder Folien können uniaxial oder biaxial unter Bildung eines Bandes orientiert werden. Außerdem kann der Masse ein Treibmittel zugesetzt werden, so daß die Masse in Form einer Folie auf geeignete Weise verbunden und dann durch Erhitzen geschäumt werden kann, wobei ihr Gelanteil bei 40 bis 80% gehalten wird.
Während des Mischens der Komponenten wird die Masse vorzugsweise nicht auf 2000C oder mehr erhitzt. Beim Erhitzen der Masse auf eine derart hohe Temperatur wird das hydratisierte Metalloxid unvermeidlich dehydratisiert. Vorzugsweise beträgt die Temperatur der Masse daher 1800C oder weniger.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiele 1 bis 5
Vergleichsbeispiele A bis C
Es werden die in der folgenden Tabelle I genannten Massen hergestellt. Jede Masse besteht aus 60 Gewichtsteilen Polyethylen von bestimmter Dichte und Schmelzindex, 40 Gewichtsteilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers, das 25 Gewichtsprozent Vinylacetat enthält, und 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid als hydratisiertem Metalloxid (mittlere Teilchengröße 1,0 μπι). Diese Massen wurden dadurch hergestellt, daß man die Komponenten in einem Zweiwalzenstuhl gründlich vermengt, wobei jede Komponente bei 148° C gehalten wird. Die Massen werden dann bei 1450C zu Platten von 1 mm Dicke gepreßt. Aus diesen Platten werden hanteiförmige Prüfkörper nach JIS Nr. 3 gestanzt. Die Prüfkörper werden einem Zugfestigkeitstest entsprechend Ziffer 16, JIS C 3005-1977 ^Prüfverfahren für kunststoffisolierte Elektrodrähte« unterworfen, wobei ihre Dehnung und Festigkeit gemessen wird.
Außerdem werden die Massen zu Platten von 3 mm Dicke geformt. Aus diesen Platten werden weitere Prüfkörper gestanzt. Unter Verwendung dieser Prüfkörper wird der Sauerstoffindex der Massen entsprechend JIS-K 7201-1976 »Verbrennungstestmethode für Polymere nach dem Sauerstoffindexverfahren« bestimmt. Außerdem werden hanteiförmige Prüfkörper aus den Platten der Massen ausgestanzt. Die hergestellten hanteiförmigen Prüfkörper werden an einem Ende gestützt und 48 Stunden in ein Heißluftbad von 1000C eingebracht, um ihre Verformung in der Wärme zu untersuchen. Um zu prüfen, ob die Vermischung der Komponenten jeder Masse in dem Zweiwalzenstuhl leicht oder schwer erfolgt, wird außerdem untersucht, wieviel Masse an den Walzen klebt. Die Ergebnisse der vorstehenden Tests und Untersu-
Tabelle I
10
15 chungen sind in Tabelle I genannt. Es werden Polyethylene verschiedener Hersteller verwendet:
Beispiele 1—5 und Vergleichsbeispiele A, B und C
Die in Tabelle I genannten Werte für K'770 werden aus dem Infrarotspektrum von filmähnlichen Prüfkörpern auf die in der Beschreibung genannten Weise bestimmt.
Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß nur jene Massen, deren Grundpolymer, d. h. Polyethylen, den Vorschriften hinsichtlich Dichte und Schmelzindex (MI) entspricht, eine hohe Dehnung (350% oder mehr) und andere ausgezeichnete Eigenschaften besitzen.
Beispiel und Vergleichsbeispiel 1 2 3
Polyethylen 60 60 60 60 60 60 60 60
Dichte (g/cm3) 0,940 0,935 0,922 0,920 0,918 0,954 0,960 0,920
MI (g/10 min) 0,20 0,20 0,7 1,0 2,0 1,2 6,0 4,0
K'770 1,07 1,10 4,05 1,01 0,93 1,31 0 1,03
EVA 40 40 40 40 40 40 40 40
Hydratisiertes Metalloxid 100 100 100 100 100 100 100 100
Al(OH)3
Dehnung (%) 565 498 586 510 580 268 75 230
Zugfestigkeit (kg/cm2) 128 120 131 117 125 110 135 78
Sauerstoffindex (%) 27 27 27 27 26 27 26 27
Wärmebeständigkeit*) O O O O O O O X
Verarbeitbarkeit**) O O O O O X X O
Anmerkung:
*) Die thermische Verformung beträgt bei »O« 5% oder weniger und bei »x« mehr als 5%.
**) Bei »x« haftet die Folie so fest an den Walzen, daß sie nicht leicht abgeschält werden kann, während sie bei »O« leicht abschälbar ist. Dies gilt auch für die folgenden Tabellen.
Beispiel 6 Vergleichsbeispiel D
Es werden die in Tabelle II genannten Massen hergestellt. Jede dieser Massen besteht aus 50 Gewichtsteilen Polyethylen mit einer Dichte von 0,922 g/cm3 und einem Schmelzindex von 0,7, 50 Gewichtsteilen eines EVA-Copolymers und 150 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver. Die Massen werden durch gründliches Vermischen der Komponenten in der Mischeinheit eines Brabender-Plastographen hergestellt. Unter Verwendung des erhaltenen Gemisches werden Prüfkörper gemäß Beispiel 1 hergestellt. Die Prüfkörper werden ähnlichen Tests wie in Beispiel 1 unterworfen, um ihre Eigenschaften zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II genannt. Alle Produkte der Beispiele 6 bis 9 zeigen eine hohe Bruchdehnung und einen großen Sauerstoffindex, obwohl sie eine große Menge an anorganischem Material enthalten.
Es werden folgende Ethylen-Copolymere verwendet:
Beispiel 6
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Vinylacetatgehalt 25 Gewichtsprozent.
55
60
65
Tabelle II
Beispiel und Vergleichsbeispiel
6 D*)
50
100
50
Polyethylen
Dichte (g/cm3) 0,922
MI (g/10 min) 0,7
K'770 = 4,05
Al(OH)3
Dehnung (%)
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Sauerstoffindex
Wärmebeständigkeit
Verarbeitbarkeit**)
Anmerkung:
*) Die Masse von Vergleichsbeispiel D wird erst nach dreimaligem Mischen der Komponenten homogen. »x« bedeutet starke Haftung an der Innenwand der Mischeinheit, während »O« keine Probleme in dieser Hinsicht bedeutet.
150 150
460 35
77 56
35 28
O O
O X
Beispiele 7 und Vergleichsbeispiele E bis G
10
Es werden Massen hergestellt, die jeweils aus 20 Gewichtsteilen Polyethylen mit einer Dichte von -, 0,935 g/cm3, MI =0,2 und K/770= 1,10, 80 Gewichtsteilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent und 100 Gewichtsteilen eines pulverförmigen anorganischen Materials bestehen. Diese Komponenten werden ι ο vermischt und wie in Beispiel 1 geformt. Die Eigenschaften der Massen werden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III genannt. Es werden folgende anorganische Pulver verwendet: Wie aus Tabelle III hervorgeht, besitzen die Massen ausreichende Zugfestigkeit, Wärmebeständigkeit und Verarbeitbarkeit, unabhängig vom enthaltenen anorganischen Material. Die Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid enthaltenden Massen haben jedoch einen weit höheren Sauerstoffindex als jene Massen, die Calciumcarbonat, Hartton und Talkum enthalten. In Tabelle III ist auch der Zustand der Asche angegeben, d. h. des Verbrennungsrückstands der zur Bestimmung des Sauerstoffindex verwendeten Prüfkörper beim Verbrennen mit einem Methangasbrenner. Calciumcarbonat und Talkum verlieren ihre ursprüngliche Form auf
Aluminiumhydroxid, Beispiel und 20 natürliche Weise. Die 20 20 ω Aschen der Hydroxide, die G
Magnesiumhydroxid, 7 selbst-zusammenhaltend 20 sind, behalten die ursprüngli- 20
Calciumcarbonat, ehe Form ( Vergleichsbeispiel bei. Bei Einfluß äußerer Kräfte
Hartton, der Hydroxide 8
Talkum. 80 fallen sie zusammen. 80
Tabelle III 100 80 80
100
F
Polyethylen 100 20
Dichte (g/cm3) 0,935
MI (g/10 min) 0,2 565 540 100
K'770 = 1,10 130 135 470 490
EVA 28 28 148 80 147
Aluminiumhydroxid O O 23 23
Magnesiumhydroxid O O O O
Calciumcarbonat selbst-zusammenhaltend O O
Hartton hält die ι 100 Form nicht
Talkum
Dehnung (%) 440
Zugfestigkeit (kg/cm2) 151
Sauerstoffindex (%) 24
Wärmebeständigkeit O
Verarbeitbarkeit O
Zustand der Asche jrsprüngliche
Beispiele 9 bis Vergleichsbeispiele H bis J
Aus Polyethylen mit einer Dichte von 0,940 g/cm3, MI = 0,2 und K'770= 1,07, einem EVA-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent, Dichte=0,94 g/cm3 und MI = 2,0 in den in Tabelle IV genannten Mengen sowie 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver, wobei die Summe aus Polyethylen und Copolymerisat 100 Gewichtsteile beträgt, werden durch Vermischen Massen hergestellt. Diese werden wie in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV genannt. Die Masse mit einem Polyethylengehalt von 80 Gewichtsteilen oder mehr hat eine Dehnung von weit weniger als 350% und haftet darüber hinaus an den Walzen, so daß sich die Komponenten nicht glatt vermischen lassen. Die kein Polyethylen enthaltende Masse weist eine ungenügende Wärmebeständigkeit auf, klebt an den Walzen und ist schlecht verarbeitbar. Im Gegensatz dazu zeigen Massen mit einem Polyethylengehalt von 20 bis 60 Gewichtsteilen eine Dehnung von weit mehr als 350%, hohe Wärmebeständigkeit und gute Verarbeitbarkeit. Überraschenderweise haben sie einen außerordentlich hohen Sauerstoffindex. Sie besitzen dementsprechend ausgezeichnete Flammwidrigkeit.
Aus den Beispielen 12 und 13, in denen das
b5 EVA-Copolymer in einer Menge von weniger als 60 Gewichtsteilen bzw. mehr als 20 Gewichtsteilen verwendet wird, geht hervor, daß die Masse einen besonders erhöhten Sauerstoffindex aufweist.
Tabelle IV
Beispiel und Vergleichsbeispiel H 1
10
12
100
80
Polyethylen
Dichte (g/cm3) 0,940
MI (g/10 min) 0,2
K'77O = 1,07
Al(OH)3
Dehnung (%)
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Sauerstoffindex (%)
Wärmebeständigkeit
Verarbeitbarkeit
Beispiele 13 bis 19
15 Gewichtsteile Polyethylen mit einer Dichte von 0,935 g/cm3 und MI = 0,20, 85 Gewichtsteile eines EVA-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent, 100 bis 170 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver, wobei das aus Polyethylen und Copolymer bestehende Harz zu 100 Gewichtsteile beträgt, 3 Gewichtsteile Isopropyl-triisostearoyl-titanat pro 100 Teilen Aluminiumhydroxidpulver und t Gewichtsteil Zinkstearat (chemisch rein), pro 100 Gewichtsteilen Harz, werden zu Massen vermischt. Die Massen werden wie in Beispiel 6 getestet. Die Masse von Beispiel 18 enthält kein Zinkstearat und die Masse von Beispiel 19 enthält weder Zinkstearat noch das Titanat.
Aus Tabelle V geht hervor, daß alle genannten Massen eine Dehnung von 350% oder mehr, einen hohen Sauerstoffindex, gute Wärmebeständigkeit und ausgezeichnete Verarbeitbarkeit besitzen. Die Dehnung wird besonders bei Zusatz der Titanatverbindung verbessert. Eine weitere Erhöhung der Dehnung erreicht man durch Verwendung von Zinkstearat, d. h. einer Fettsäureverbindung der allgemeinen Formel
Tabelle V
45
oder
ill R-C-
R-C
wobei
R = A =
M =
η =
20
0 20 40 55 60 80 100
100 100 100 100 100 100 100
40 120 410 555 565 590 650
50 85 95 125 128 131 155
24 25 30 32 27 28 29
O O O O O O X
X X O O O O X
C4-C22-Alkyl;
OH, NH2, Ci -C22A^yIoXy- oder Alkenyloxy; Metallatome der Gruppen Ia, Ha, lib, IHa, HIb, IVa und IVb und
positive ganze Zahl, entsprechend der Wertigkeit des Metalls.
Die Massen haften nicht an der Innenfläche der Mischeinheit eines Brabender-Plastographen, was ihre stark verbesserte Verarbeitbarkeit unterstreicht.
Beispiel
13
14
15 16
18
Polyethylen 15 15 15 15 15 15 15
Dichte (g/cm3) 0,94
MI (g/10 min) 0,20
K'770 = 1,07
EVA 85 85 85 85 85 85 85
Aluminiumhydroxid 80 100 120 150 170 150 150
Oberflächenbehandlungsmittel 2,4 3,0 3,6 4,5 5,1 4,5 0
Zinkstearat 0 1 1 1 1 0 0
Dehnung (%) 660 658 592 525 350 490 440
Zugfestigkeit (kg/cm2) 130 128 95 84 50 76 80
Sauerstoffindex (%) 25 28 31 35 38 35 35
Wärmebeständigkeit O O O O O O O
Verarbeitbarkeit O © ® ® O O O
© bedeutet sehr gute Verarbeitbarkeit.
Beispiele 20 bis 28
50 Gewichtsteile eines EVA-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent (MI = 0,2), 50 Gewichtsteile eines Mitteldruck-Polyethylens (Dich- ■> te = 0,922 g/cm3, MI =0,7) und 100, 150 bzw. 200 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver (mittlere Teilchengröße 3,5 μπι) werden gemäß Beispiel 6 zu Massen vermischt. Der Sauerstoffindex jeder dieser Massen wird wie in Beispiel 1 gemessen. Aus 1 mm dicken ι ο Platten dieser Massen werden hanteiförmige Prüfkörper gestanzt, die nach dem Test von Ziffer 16, JIS C 3005-1977 »Prüfverfahren für kunststoff isolierte Elektrodrähte« auf ihre Zugfestigkeit und Bruchdehnung untersucht werden. Die Testergebnisse sind in Tabelle VII genannt.
Andere Massen mit derselben Zusammensetzung wie im vorstehenden Abschnitt werden hergestellt, jedoch wird das Aluminiumhydroxidpulver vorher mit Isopropyl-triisostearoyltitanat in einer Menge von 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver oberflächenbehandelt. Der Test wird auch mit diesen Massen durchgeführt.
Weitere Massen mit derselben Zusammensetzung wie im vorstehenden Abschnitt werden hergestellt, jedoch wird zusätzlich zu der Oberflächenbehandlung des Aluminiumhydroxidpulvers mit Isopropyl-triisostearoyl-titanat Zinkstearat in einer Menge von 1,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Kunstharz zugesetzt. Der Test wird auch mit diesen Massen durchgeführt.
Aus Tabelle VI geht hervor, daß das als Oberflächenbehandlungsmittel verwendete Isopropyl-triisostearoyltitanat den Sauerstoffindex in keiner Weise beeinflußt. Der Sauerstoffindex wird auch nicht beeinflußt, wenn Zinkstearat dieser Verbindung zugegeben wird. Massen, die mit Isopropyl-triisostearoyl-titanat oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxidpulver enthalten, haben eine weit bessere Zugfestigkeit und andere Eigenschaften als Massen, die nicht oberflächenbehandeltes Aluminiumhydroxidpulver enthalten. Aus Tabelle VII ist ersichtlich, daß die Zugfestigkeit und andere Eigenschaften weiter verbessert werden, wenn Zinkstearat zusammen mit Isopropyl-triisostearoyl-titanat eingesetzt wird.
Um die Mischbarkeit der einzelnen Massen zu bewerten, werden die Komponenten jeder Masse in einem Banbury-Mischer gemischt, wobei das Kunstharz bei 156°C gehalten wird. Jene Massen, die Isopropyltriisostearoyl-titanat und Zinkstearat enthalten, zeigen gute Verarbeitbarkeit im Vergleich zu den anderen Massen. Die gesamte Masse kann dem Banbury-Mischer auf einmal entnommen werden. Im Gegensatz dazu haften die anderen Massen an der Innenfläche des Banbury-Mischers und in vielen Fällen kann die gesamte Masse nicht durch einfaches Umkippen aus dem Mischer entnommen werden.
Tabelle VI Beispiel
Aluminiumhydroxid
(Gew.-teile,
Isopropyl-triiso- Zinkstearat stearoyl-titanat
(Gew.-teile)
(Gew.-teile) Sauerstoffindex
Zugfestigkeit
(kg/cm2)
Bruchdehnung
20 100 5
21 100 5
22 100
23 150 5
24 150 5
25 150
26 200 5
27 200 5
28 200
1,5
1,5
1,5
31 103 550
31 105 660
31 102 720
38 85 360
38 103 410
38 99 500
44 78 210
44 85 330
44 93 400
Beispiele 29 und 30
Vergleichsbeispiele K und L
55
60 Gewichtsteile Polyethylen mit einer Dichte von 0,920 g/cm3, MI = 1,5 und K'770 = 2,87,40 Gewichtsteile eines EVA-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 19 Gewichtsprozent, einer Dichte von 0,94 g/cm3 und einem Schmelzindex von 2,5, Isopropyl-dimethacryl-isostearoyl-titanat (TSM2-7) und Aluminiumhydroxidpulver werden gemäß Beispiel 1 zu Massen vermischt, wobei das Oberflächenbehandlungsmittel und das Aluminiumhydroxidpulver in den in Tabelle VII genannten Mengen verwendet werden. Das Aluminiumhydroxidpulver wurde vorher mit dem Titanat unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsmühle oberflächenbehandelt.
Andere Massen (Vergleichsbeispiele K und L) mit derselben Zusammensetzung wie im vorstehenden Abschnitt werden hergestellt, jedoch verwendet man ein Silan-Kupplungsmittel.d. h. Vinyl-tri-(2-methoxyethoxy)-silan (A-172) in der in Tabelle VIII genannten Menge. Das Silan wird mit einer wäßrigen Alkohollösung verdünnt und dann zur Oberflächenbehandlung des Aluminiumhydroxids unter Verwendung des Hochgeschwindigkeitsrührers eingesetzt.
In den Beispielen 29 und 30 sowie den Vergleichsbeispielen K und L wird eine Zugfestigkeitsprüfung durchgeführt. Aus Tabelle VII ist ersichtlich, daß das Titanat im Gegensatz zum Silan-Kupplungsmittel eine Masse mit hoher Dehnung ergibt.
Tabelle VII
Beispiel und
Vergleichsbeispiel
PE
EVA Aluminiumhydroxid
(Gew.-teile)
Oberflächenbehandlungsmittel
(Gew.-teile)
Dehnung
Zugfestigkeit
(kg/cm2)
29 60 40 100 TSM2-7:2 550 85
30 60 40 150 TSM2-7:3 400 73
K 60 40 100 A-72 : 2 215 58
L 60 40 150 A-72 : 3 50 30
Beispiel 31
Vergleichsbeispiele M bis O
Ein Mitteldruck-Polyethylen mit hoher Dichte, ein EVA-Copolymer, Aluminiumhydroxidpulver, ein Titanat, Azodicarbonamid als Treibmittel und Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel werden in den in Tabelle IX genannten Mengen in einem Zweiwalzenstuhl, dessen Oberflächentemperatur bei 1400C gehalten wird, zu Massen vermengt. Die Massen werden heiß zu Platten von 3 mm Dicke gepreßt. Aus diesen Platten werden Streifen von 3 χ 3 cm ausgeschnitten. Die Streifen
Tabelle VIII
werden mit einer Aluminiumfolie umwickelt und dann 10 Minuten in ein Bad aus Wood's-Legierung von 1000C getaucht. Hierauf entnimmt man sie dem Bad und kühlt sie ab.
Die Schüttdichte der entstandenen geschäumten Proben sowie ihre Blasengröße werden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII genannt.
Die erfindungsgemäße Probe hat die niedrigste Schüttdichte und eine gleichmäßige Blasengröße. Die Menge des Vernetzungsmittels DCP ist so gewählt worden, daß jede Masse eine möglichst niedrige Schüttdichte hat.
Beispiel und Vergleichsbeispiel 31 M
Zusammensetzung (Gew.-teile)
PE 1, Dichte 0,935 g/cm3
MI 0,20
PE 2, Dichte 0,945 g/cm3
MI 0,25
Al(OH)3
ADCA
Dichte der geschäumten Masse (g/cm3)
Gleichmäßigkeit der Blasen
60 100
60
40 40 — 100
150 150 150 150
10 10 10 10
4,5 4,5 4,5 4,5
0,8 0,8 1,0 0,7
0,08 0,13 0,11 0,24
gleichmäßig groß,
ungleichmäßig		 ungleichmäßig,
groß		 relativ
ungleich
mäßig
Dichte 0,95 g/cm3, Schmelzindex 2,0.
Isopropyl-triisostearoyl-titanat.
Azodicarbonamid.
Dicumylperoxid.
Beispiel 32
Bei der Verwendung als feuerfester Kabelmantel zeigt die Masse dieses Beispiels gute Ergebnisse.
Um einen Weichkupferdraht mit einem Querschnitt von 3,5 mm2, der aus zusammengedrehten Feinkupferdrähten besteht, wird ein 0,13 mm dickes Glas-Glimmer-Band gewickelt, so daß es sich jeweils um die halbe Breite überlappt. Hierauf wird ein weiteres 0,13 mm dickes Glas-Glimmer-Band auf dieselbe Weise aufgewickelt, so daß eine feuerfeste Schicht von 0,5 mm Dicke erhalten wird. Auf die feuerfeste Schicht wird ein 0,8 mm dicker Überzug aus Polyethylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm3 und einem Schmelzindex von 1,0 aufextrudiert. Auf diese Weise erhält man isolierte Drähte. Drei dieser isolierten Drähte werden mit Polypropylen-Spaltfaser zusammengedreht, so daß ein Strang entsteht. Um diesen Strang wird ein 0,05 mm dickes Nylonband gewickelt. Anschließend extrudiert man auf den Strang einen 1,5 mm dicken Überzug, so daß ein feuerfestes Kabel erhalten wird. Der extrudierte Überzug oder Mantel besteht aus einer Masse, die durch Vermischen von 85 Gewichtsteilen eines EVA-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent, 15 Gewichtsteilen Polyethylen mit einem Schmelz-
308 131/312
index von 0,2, 100 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver und einem Gleitmittel, Färbemittel und Stabilisator in den erforderlichen Mengen in einem Banbury-Mischer erhalten worden ist. Diese Masse entspricht in ihren Eigenschaften der von Beispiel 22. Das erhaltene feuerfeste Kabel hat gleich gute mechanische und thermische Eigenschaften wie bekannte feuerfeste Kabel.
Andere feuerfeste Kabel (Kontrollen) werden zum Vergleich auf dieselbe Weise hergestellt, jedoch verwendet man einen extrudierten Überzug von 1,5 mm Dicke aus Weich-PVC (entsprechend Nr. 2, JIS K 6723).
Die aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellten feuerfesten Kabel und die anderen Kabel werden entsprechend den in Tabelle IX genannten Feuerbeständigkeit-Standards geprüft. Die Testergebnisse sind in Tabelle X genannt. Aus der Tabelle geht hervor, daß die feuerbeständigen Kabel, deren Mäntel aus der erfindungsgemäßen Masse bestehen, weit bessere Feuerbeständigkeit besitzen als die Mäntel der bekannten Kabel (Kontrollen). Außerdem entwickelt das erfindungsgemäße Produkt beim Verbrennen fast keinen schwarzen Rauch und es wird keinerlei Chlorwasserstoff emittiert.
20 18
Tabelle IX
Standards für die Prüfung von feuerbeständigen Kabeln
Vor der Prüfung
Prüfkörper muß einen Isolierwiderstand von 50 Mti oder mehr aufweisen und 1500 V/min standhalten
10 Erhitzen
(Erhitzen des Prüfkörpers
entlang der Feuertemperaturkurve JIS A 1340 innerhalb 30 Minuten auf eine
Endtemperatur von 8400C)
Nach der Prüfung
Verbrennungs-Charakteristik
Prüfkörper muß 600 V standhalten und einen Isolierwiderstand von 0,4 Mi» oder mehr aufweisen
Prüfkörper muß 1500 V/min standhalten Prüfkörper darf bei einem Abstand von 1500 mm oder mehr von der Ofeninnenwand nicht brennen
Tabelle X
Ergebnisse der Feuerfestigkeitsprüfung
Kabel Nr. 3 Kontrollen Nr. 3
(Beispiel 32)
Nr. 1 Nr. 2 9,5 Nr. 1 Nr. 2 2
Vor dem Test Test bestanden Test bestanden
Isolierwiderstand (Mii) nach 8,0 9,5 1,2 1,0
30minütigem Erhitzen
Spannung, der die Isolierung standhält
während dem Erhitzen 600 V Test bestanden Test bestanden
nach dem Verbrennen 1500 V/min Test bestanden 50 Test bestanden 55
Verbrennungscharakteristik (mm) 50 50
links 50 50 2850 60 55 2000
rechts 60 50 50 50
DurchschlaessDannune CV) 2700 2800 1700 1700
Beispiele 33-39
50
Vergleichsbeispiel P
Massen werden gemäß Beispiel 6 durch Vermischen von 50 Gewichtsteilen Polyethylen mit einer Dichte von 0,922 g/cm3, MI =0,7 und K'770 = 4,05, 50 Gewichtsteilen eines EVA-Copolymers mit dem in Tabelle XI genannten Vinylacetatgehalt und 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver hergestellt. Die Massen werden wie in Beispiel 6 geformt und getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle XI genannt.
Es werden folgende Ethylen-Vinylacetat-Copolymere verwendet:
Beispiel 33
Dichte 0,93 g/cm3, Schmelzindex 3.
Beispiel 34
Dichte 0,93 g/cm3, Schmelzindex 3,5.
65 Beispiel 35
Dichte 0,94 g/cm3, Schmelzindex 2,5.
Beispiel 36
Dichte 0,95 g/cm3, Schmelzindex 2.
Beispiel 37
Dichte 0,95 g/cm3, Schmelzindex 6.
Beispiel 38
Dichte 1,04 g/cm3, Schmelzindex 1 oder weniger.
Beispiel 39
Dichte 10,7 g/cm3, Schmelzindex 1 oder weniger.
Vergleichsbeispiel P
Dichte 0,92 g/cm3, Schmelzindex 1.
Aus Tabelle XI ist ersichtlich, daß der Sauerstoffindex mit dem Vinylacetatgehalt zunimmt, solange der Vinylacetatgehalt im Bereich von 10 bis 19% liegt. Bei einem Vinylacetatgehalt von mehr als 19% bleibt der Sauerstoffindex praktisch unverändert. Andererseits werden eine gute Dehnung und Zugfestigkeit erzielt,
wenn der Vinylacetatgehalt 19 bis 33% beträgt. Die Wärmebeständigkeit und Verarbeitbarkeit sind ebenfalls gut. Vorzugsweise verwendet man daher ein EVA-Copolymer, das 15 bis 30% Vinylacetat enthält, um eine Masse mit hoher Flammwidrigkeit und ausgezeichneter Zugfestigkeit zu erhalten.
Tabelle XI
Beispiel und Vergleichsbeispiel
33 34
36
37
39
Polyethylen 50 50 50 50 50 50 50 50
EVA 50 50 50 50 50 50 50 50
(VA-Gehalt in Gew.-%) 10 14 19 25 33 60 75 0
Al(OH)3 100 100 100 100 100 100 100 100
Dehnung (%) 355 440 530 560 560 540 510 8
Zugfestigkeit (kg/cm2) 67 82 97 115 99 76 65 105
Sauerstoffindex (%) 26 30 32 32 33 32 32 24
Wärmebeständigkeit O O O O O O O O
Verarbeitbarkeit O O O O O O O O
Beispiele 40—42 so
Vergleichsbeispiele Q-S
Eine Masse (Beispiel 40) wird gemäß Beispiel 6 hergestellt durch Vermischen von 40 Gewichtsteilen des Polyethylens von Beispiel 33, 50 Gewichtsteilen eines r> Ethylen-Vinylacetat-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent, 10 Gewichtsteilen Polybuten-1 mit einer Dichte von 0,915 g/cm3 (Handelsname Witrono 100, Hersteller Witro Chemical, Inc.) als dritter Polymerkomponente und 100 Gewichtsteilen 4« Aluminiumhydroxidpulver (Handelsname Hydilite H-42M, Hersteller Showa Denko Kabushiki Kaisha). Eine weitere Masse (Beispiel 41) wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 40 hergestellt, jedoch wird der Polyethylengehalt auf 30 Gewichtsteile verringert und der Polybuten-1-Gehalt auf 20 Gewichtsteile erhöht. Eine andere Masse wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 40 hergestellt, jedoch verwendet man als dritte Polymerkomponente Polypropylen (Dichte 0,90 g/cm3, Schmelzindex 1,3). Außerdem werden Massen hergestellt, die kein Polyethylen enthalten (Vergleichsbeispiele Q-S). Alle diese Massen werden wie die Masse von Beispiel 6 geprüft. Die Testergebnisse sind in Tabelle XII genannt.
Aus Tabelle XII ist ersichtlich, daß Massen, die eine geringe Menge einer dritten Polymerkomponente zusätzlich zu dem Polyethylen- und Ethylen-Copolymer enthalten, ebenfalls eine hohe Dehnung und einen hohen Sauerstoffindex aufweisen. Demgegenüber haben Massen, die nur das Ethylen-Copolymer und die dritte Polymerkomponente enthalten, eine weit niedrigere Dehnung.
Tabelle XII Beispiel und Vergleichsbeispiel 42 Q R S
40 41 40 — - —
40 30 50 50 70 30
Polyethylen 50 50 10 50 30 70
EVA 10 20 100 100 100 100
3. Polymer
1 Polybuten-1
2 Polypropylen		 100 100 525 57 48 32
Aluminiumhydroxid 540 395 68 98 59 120
Dehnung (%) 77 64 32 27 27 26
Zugfestigkeit (kg/cm2) 31 32 O O O O
Sauerstoffindex (%) O O O O O O
Wärmebeständigkeit O O
Verarbeitbarkeit
Beispiele 43 bis 48
Massen werden gemäß Beispiel 6 hergestellt durch Vermischen von 20 Gewichtsteilen Polyethylen mit einer Dichte von 0,940 g/cm3, MI = 0,2 und K'770= 1,07, 80 Gewichtsteilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von 25 Gewichtsprozent, 110 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid-Pulver, 11 Gewichtsteilen Isopropyl-triisostearoyl-titanat und 1 Gewichtsteil einer der folgenden Fettsäureverbindungen. Die Massen werden wie in Beispiel 6 geformt und getestet.
Beispiel 43 n-Caprinsäure /CH3(CH2)J-C-OH
\ O
Beispiel 44 Stearinsäure /CH3(CH2)16—C —OH
\ O
Beispiel 45 Vinylstearat /C17H35-C-O-CH =
Tabelle XIII
10
15
20
25
Beispiel 46
Stearinsäureamid /C17H35—C — NH2\
I ο ι
Beispiel 47
n-Buttersäure /CH3(CHj)2 — C — OH\
Beispiel 48
Cerotinsäure /CH3(C H2^4—C — OH\
I A )
Die Testergebnisse sind in Tabelle XIII genannt. Alle Massen besitzen ausgezeichnete Zugfestigkeit, Flammwidrigkeit und Wärmebeständigkeit.
Die Verarbeitbarkeit dieser Massen wird nach dem Ausmaß bewertet, in dem sie an der Innenoberfläche der Mischeinheit des Brabender-Plastographen haften bleiben. Die Beispiele 43 bis 46 ergeben eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit im Vergleich zu den Beispielen 47 und 48 und es ist sehr leicht, die Massen aus der Mischeinheit zu entnehmen. Dies bedeutet, daß der Zusatz spezifischer Fettsäureverbindungen besondere Effekte mit sich bringt. Derselbe Trend zeigt sich hinsichtlich der Dehnung und Festigkeit.
Beispiel
43
45
46
47
Polyethylen
EVA
. Aluminiumhydroxid
Titanatverbindung
Fettsäureverbindung
n-Buttersäure
n-Caprinsäure
Stearinsäure
Vinylstearat
Stearinsäureamid
Cerotinsäure
Dehnung (%)
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Sauerstoffindex (%)
Wärmebeständigkeit
Verarbeitbarkeit
20 20 20 20 20 20
80 80 80 80 80 80
110 110 110 110 110 110
1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1
595 128 28 O
610
127
28
O
620
124
28
O
570
116
28

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis mit hoher Konzentration an anorganischen Materialien, bestehend aus
a) einer Kunstharzkomponente gebildet aus
al) 10 bis 75 Gew.-Teilen Polyethylen mit einer Dichte im Bereich von 0,910 bis 0,945 g/cm3 und einem Schmelzindex im Bereich von 0,01 bis 2,0 g/10 min, bei dem der Wert des Absorptionskoeffizienten K'770 der Absorptionsbande in der Nähe von 770 cm-' im Infrarotabsorptionsspektrum im Bereich von 0,5 bis 6 liegt
a2) 90 bis 25 Gew.-Teilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und
b) 80 bis 250 Gew.-Teilen pulverförmigem Aluminiumhydroxid pro 100 Gew.-Teilen der Kunstharzkomponente a)
sowie gegebenenfalls üblichen Additiven.
2. Kunstharzmasse nach Anspruch 1, enthaltend zusätzlich
c) eine organische Monoalkoxytitanatverbindung.
3. Hunstharzmasse nach Anspruch 2, enthaltend 100 bis 200 Gew.-Teile b) Aluminiumhydroxid, dessen Oberfläche mit der Titanatverbindung c) behandelt ist pro 100 Gew.-Teilen der Kunstharzkomponente a).
4. Kunstharzmasse nach Anspruch 1, enthaltend als Additiv zusätzlich
d)
eine Fettsäureverbindung der allgemeinen Formel
oder
/R-C
wobei:
R =
A =
M =
η =
Alkyl mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, OH, NH2, Alkyloxy oder Alkenyloxy mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Metallatome aus den Gruppen Ia, Ha, Hb, HIa, IHb, IVa und IVb des Periodensystems,
positive ganze Zahl, entsprechend der Wertigkeit des Metalls.
Die Erfindung betrifft Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis, die durch Füllen einer Polymermischung aus Polyethylen und einem Ethylen-Copolymerisat mit einer hohen Konzentration an hydratisiertem Metalloxid äußerst flammhemmend gemacht sind, eine ausreichende Dehnbarkeit haben, bei der absichtlichen Verbrennung eine beträchtliche Menge an selbst-zusammenhaltender Asche produzieren und gute Schäumeigenschaften besitzen.
Stand der Technik
Bei Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybuten-1 oder Ethylen-Propylen-Kautschuk, hat der Sauerstoffindex, wie er in der japanischen Industrienorm JIS K 7201-1976 mit dem Titel »Verbrennungstest ίο für Polymere nach der Sauerstoffindex-Methode« definiert ist, einen Wert zwischen 17 und 19. Die vorstehend genannten Polyolefine sind äußerst entflammbar und es wird als schwierig erachtet, sie stark flammhemmend zu machen. Insbesondere Polyethylen, ein Mehrzweckharz, hat ausgezeichnete Eigenschaften mit Ausnahme des Verbrennungsverhaltens und stellt ein äußerst billiges synthetisches Polymerisat dar. Es besteht daher ein großes Bedürfnis, dieses Polymerisat flammhemmend zu machen. Das herkömmliche Verfahren zur Flammfestausrüstung von Polyolefinen umfaßt:
DE2953070A 1978-08-29 1979-08-29 Kunstharzmassen auf Polyethylenbasis mit hoher Konzentration an anorganischen Materialien Expired DE2953070C1 (de)

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