DE2457402A1

DE2457402A1 - Ausziehbarer verbundstoff aus polymeren materialien zum gebrauch bei isolierten elektrischen leitern sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2457402A1
Application number: DE19742457402
Authority: DE
Inventors: Joseph Elwood Betts; Joseph Edward Vostovich
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1975-06-12
Also published as: US3909507A; BE823074A; IT1026812B; NO744396L; JPS5090680A; CA1013441A; SE7415274L; ES451607A1; AU7560074A; ES432617A1; BR7410262A; DK632674A; FR2253622B1; NL7415794A; ZA747417B; FR2253622A1

Description

Ausziehbarer Verbundstoff aus polymeren Materialien zum Gebrauch bei isolierten elektrischen Leitern sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Ein älterer Vorschlag der Anmelderin ist in der DT-OS 2 405 012 beschrieben.

Eine übliche Konstruktion für elektrische Drähte oder Kabel,, die für Anwendungen bei mittleren bis hohen Spannungen vorgesehen sind, z.B. etwa 15 bis 35 kV, ebenso wie andere Klassen elektrischer Anwendungen umfaßt Kombinationen einer oder mehrerer isolierender und halbleitender Schichten. In einer typischen Kabelstruktur kann z. B. der metallische Leiter mit einer polymeren organischen

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Isolation, wie vernetztem Polyäthylen und einem darüber liegenden Körper aus halbleitendem Material, der eine polymere organische Zusammensetzung umfaßt, die durch die Aufnahme eine elektrische Leitfähigkeit verleihender Mittel oder Füllstoffe, wie Ruß, elektrisch leitend gemacht worden ist, versehen sein. Obwohl diese Kabelkonstruktionen in gewissen Elementen variieren können und häufig eine Zwischenkomponente zwischen dem metallischen Leiter und dem ersten Körper'der dielektrischen Isolation einschließen, wie eine Schicht aus trennendem Band oder eine innere Schicht aus halbleitendem Material oder in schützenden Umhüllungen eingeschlossen sind, weisen alle diese Kabelkonstruktionen üblicherweise mindestens einen Körper primärer Isolation auf, die den Leiter umgibt, wobei ein darüberliegender Körper aus halbleitendem Material in physischem Kontakt mit der Isolation steht. Diese Anordnung einer Isolationsschicht mit einer darüber angeordneten Schicht aus halbleitendem Material weist jedoch gewisse Nachteile auf.

So ist es z. B. notwendig, die Anwesenheit oder das mögliche Auftreten jeglichen freien Raumes oder von Hohlräumen in der Grenzfläche oder von der Grenzfläche zwischen den einander berührenden Oberflächen des Isolationskörpers und des Körpers aus halbleitendem Material herrührend, zu eliminieren, um das Auftreten von Ionisation oder Koronabildung auf Grund von inneren Hohlräumen oder Taschen innerhalb der Kabelkonstruktion und dem daraus folgenden Durchschlagen der Isolation z.u vermeiden. In der US-PS 3 677 849 ist dieses Problem der Zwischenhohlräume an der Grenzfläche des Isolations- und des halbleitenden Materials durch Anwenden einer Wärmebehandlung auf das zusammengebaute Produkt zum dichten Aufschrumpfen des halbleitenden Materials auf die Isolation behandelt. In der US-PS 3 259 688 ist eine andere Lösung dieses Problems vorgeschlagen, die eine bestimmte Konstruktion und eine Bestrahlungsbehandlung umfaßt. Weiter ist in der US-PS 3 646 248 ausgeführt, daß dieses Problem durch Verwenden einer olefinischen Terpolymer-Isolation mit einem ersten Härtungssystem und einem olefinischen Terpolymer-halbleitenden Material mit einem zweiten

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- 3 Härtungssystem, das ein anderes Härtungsmittel umfaßt, gelöst sei.

Weiter können die Isolationsschicht und die darüberliegende halbleitende Schicht für ein elektrisches Kabel gleichzeitig auf den Draht oder Metalleiter durch kontinuierliches gleichzeitiges Extrudieren mit einem Extruder aufgebracht werden oder diese Schichten können nacheinander unter Anwendung tandemartig aufeinanderfolgender Extruder aufgebracht werden und man kann beide Schichten danach gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang härten, um die Zahl der Herstellungs.stufen und Apparaturen möglichst klein zu halten. Das gleichzeitige Härten beider Schichten oder sogar das Härten nur einer Schicht allein während sie sich in Berührung mit der anderen Schicht befindet, kann zu einer offensichtlichen Bildung vernetzender Bindungen führen, welche die Grenzfläche zwischen den sich berührenden Oberflächen jeder Phase überbrücken. Das Auftreten solcher vernetzender Bindungen, die die Grenzfläche zwischen den Oberflächen der genannten Phasen überbrücken, macht die nachfolgende Trennung, wie die Entfernung eines Teiles des Körpers aus halbleitendem Material von der Isolation durch Abziehen, zum Zwecke der Herstellung von Spleissungen oder Abschlußverbindungen, sehr schwierig. Eine solche Trennung erfordert die Anwendung großer Kraft, und beim Abziehen neigt das halbleitende Material dazu, einen beträchtlichen Teil seiner Masse fest an der anderen Oberfläche oder Isolation haftend zurückzulassen. Wie bekannt, ist es beim Spleissen und Behandeln von Kabelenden erforderlich, daß das halbleitende Material sauber abgezogen oder vollständig vom Abschlußteil des Kabelendes entfernt wird, ohne daß eine Beschädigung oder ein Haftenbleiben von Material an der darunter liegenden Oberfläche der Isolation stattfindet. Die Abtrennung kann daher eine beträchtliche Menge an zusätzlicher Arbeltszeit und Kosten verursachen, wenn das halbleitende Material durch Abziehen schwierig zu entfernen ist und/oder ein Rest davon fest haftend auf der Oberfläche der Isolation zurückbleibt. Die Schwierigkeiten dieses Aspektes solcher Kabelkonstruktionen sind Gegenstand der US-PS 3 684 821 und 3 643 004.

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Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Kombination spezifischer polymerer organischer Materialien, die mit unterschiedlichen Härtungssystemen gehärtet werden, sowie eine Verbundkonstruktion aus solchen Materialien, bei der zwei Phasen oder Körper der härtbaren Materialien aneinander haftend mit ihren gegeneinanderliegenden Oberflächen verbunden sind, um eine im wesentlichen kontinuierliche und sichere Verbindung ihrer sich berührenden Oberflächen zu schaffen, die sich über ihre gemeinsame Grenzfläche erstreckt. Die Kombination und die Härtungssysteme der vorliegenden Erfindung vermeiden wirksam das Auftreten von Zwischenhohlräumen in der Grenzfläche der beiden Phasen oder Körper, während gleichzeitig eine Grenzflächenverbindung zwischen den Phasen geschaffen wird, die mit einer relativ geringen Zugkraft leicht getrennt werden kann, wobei die Bestandteile sich mit reinen Oberflächen, die beide frei sind von Resten der anderen Phase, voneinander trennen. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Herstellen elektrisch isolierter und abgeschirmter Kabel.

Die Erfindung schließt die Kombination eines ersten Körpers aus mit Peroxid härtbarem äthylenhaltigen Polymer mit einem zweiten Körper ein, der aus einem mit Schwefel härtbaren chlorsulfonierten Polyäthylenkautschuk (Hypalon) zusammengesetzt ist. Das mit Schwefel härtbare chlorsulfonierte Polyäthylen kann geringe Mengen eines Äthylen/Propylen-Kautschukes enthalten, der darin dispergiert ist, um die plastischen Eigenschaften des chlorsulfonierten Polyäthylen-Kautschukes zu verstärken.

Die Zusammensetzungen und die Eigenschaften dieser Kombination sind in einzigartiger Weise geeignet und vorteilhaft für die Anwendung bei der Konstruktion Isolierter elektrischer Drähte und Kabel bei der Bildung einer Verbundisolation aus einem äthylenhaltigen Polymer mit einem leicht und sauber abziehbaren halbleitenden Material, das über der Isolation angeordnet ist. Das polymere Material, das das chlorsulfonierte Polyäthylen-Elastomer

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umfaßt, kann in geeigneter Weise elektrisch leitend gemacht werden, damit es als halbleitendes Material wirkt, indem man es in geeigneter Weise mit einem typischen, eine elektrische Leitfähigkeit verleihenden Mittel oder Füllstoff füllt, wie Ruß, der darin dispergiert wird, oder indem man einige andere elektrisch leitende, teilchenförmige Materialien, wie Siliziumkarbid, Eisen, Aluminium usw. in solchen Mengen einarbeitet, um den gewünschten Grad der Leitfähigkeit zu verleihen.

Die Erfindung wird nachfolgend hinsichtlich ihres Hauptanwendungsgebietes beschrieben, der' Konstruktion und des Verfahrens· zur Herstellung elektrischer Drähte und Kabel, doch kann die Anwendung der Erfindung auch auf anderen Gebieten erfolgen.

Die Erfindung umfaßt im spezifischen eine neue' Kombination gege-' bener härtbarer polymerer Materialien oder daraus zusammengesetzter kombinierter Körper, die einzigartige Grenzflächeneigenschaften aufweisen^ wenn ihre sich berührenden Oberflächen durch Härten des polymeren Materials mindestens eines der beiden kombinierten Körper haftend miteinander verbunden sind. Die härtbaren polymeren Materialien nach der vorliegenden Erfindung umfassen für die eine Phase einen Körper oder eine Einheit aus Peroxid-härtbarem äthylenhaltigen Polymer und für die andere Phase des Verbundstoffes einen Körper oder eine Einheit aus einem Schwefelhärtbaren chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomer.

Das Peroxid-härtbare äthylenhaltige Polymer der einen Phase der kombinierten polymeren Körper enthält Polyäthylen, das ein übliches und in großem Umfange verwendetes elektrisches Isolationsmaterial für Drähte und Kabel ist und das mittels Peroxld-Härtungamitteln zu einem hitzegehärteten Zustand, der die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllt, vernetzend härtbar ist. Es sind auch ähnliche Copolymere von Äthylen und anderen polymerisierbaren Materialien und Mischungen solcher Polymerer und Copolymerer brauchbar, die wenigstens vorwiegend aus Äthylen zusammengesetzt sind

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und von denen bekannt 1st, daß sie wirksame, vernetzend hart- " bare elektrische Isolationen ergeben. So können z. B. Copolymere aus' Äthylen und Vinylacetat und ähnliche Copolymere, in denen der Äthylengehalt mehr als 50 Gew.-% ausmacht und vorzugsweise solche mit mindestens etwa 75 Gew.-% Äthylengehalt, verwendet werden. Die letztere Klasse von Copolymeren des Äthylens und der Mischungen für elektrische·Isolationsmaterialien für Drähte und Kjäbel sind in den oben genannten US-PS 3 259 688 und 3 684 821 und anderen Veröffentlichungen beschrieben.

Die Schwefel-härtbare chlorsulfoniert^ Polyäthylen (Hypalon)-Elastomerphase, die, wenn sie mit der Peroxid-härtbaren äthylenhaltigen Polymerphase- verbunden wird, mit dieser zusammen die bestimmten Grenzflächeneigenschaften und Punktionen, der vorliegenden Erfindung mit sich bringt, kann geringe Mengen eines Äthylen/ Propylen-Copolymer- oder -terpolymer-Kautschukes als Weichmacher enthalten, um das chlorsulfonierte Polyäthylen beim Vermengen mit dem elektrisch leitenden Füllstoff und anderen Ingredienzien und beim Behandeln und Formen bearbeitbarer zu machen. Da die Terpolymeren aus Äthylen, Propylen und einem Dien mit den gleichen Schwefel-Härtungssystemen wie das chlorsulfonierte Polyäthylen härtbar sind, können die Terpolymeren in Mengen bis zu etwa 30 .Gevt.-% von der Mischung mit dem chlorsulfonierten Polyäthylen verwendet werden. Die Copolymeren von Äthylen und Propylen, die mit Schwefelsystemen nicht härtbar sind, können nicht in Anteilen von mehr als etwa 20 Gew.-% von der Mischung mit dem chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomer toleriert werden. Terpolymere von Äthylen-Propylen schließen käuflich erhältliche Kautschuke ein, die durch Copolymerisation von Äthylen und Propylen zusammen mit geringen Anteilen von Dienen, wie Äthylidien-norbornen oder Cyclopentadien oder 1,4-Hexadlen erhalten wurden. Die Terpolymeren von Äthylen-Propylen mit Dienen ergeben, wie bekannt, einen weiteren Spielraum hinsichtlich der verfügbaren Härtungssysteme, verglichen mit den nur aus Äthylen und Propylen bestehenden Copolymeren. So erfordern die Copolymeren spezifisch einen freie

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Radikale-Härtungsmechanismus, wie er durch eine Peroxid-Verbindung ermöglicht wird, während die Terpolymeren mit den zusätzlichen ungesättigten Resten ebenso mit einem üblichen Schwefel/ Beschleuniger-Härtungssystem, wie mit einem peroxidischen, freie Radikale erzeugenden System gehärtet werden können.

Die auf Schwefel beruhenden Härtungssysterne, für das chlorsulfonierte Polyäthylen (Hypalon) und die Äthylen/Propylen-Terpolymeren sind bekannt und Beispiele hierfür sind Tetramethylthiuramdisulfid (Methyl/Tuads), Tetraäthylthiuramdisulfid (Äthyl/Tuads), Dipentamethylenthiuramtetrasulfid (Sulfads) und ähnliche käufliche auf Schwefel beruhende Härtungsmittel.

Für den Gebrauch in elektrischen Anwendungen, wie als halbleitende Komponente in Kabeln für mittlere bis hohe Spannung, kann das Schwefel-härtbare chlorsulfonierte Polyäthylen-Elastomer leicht durch Füllen mit einer geeigneten Menge eines elektrische Leitfähigkeit verleihenden iMittels in irgendeinem geeigneten Grade elektrisch leitend gemacht■werden. Nach üblichen Praktiken werden hierzu z. B. 15 bis 75 Gew.-% Ruß oder Metallteilchen Vom Gewicht der polymeren Bestandteile verwendet. Wenn das chlorsulfonierte Polyäthylen in geeigneter Weise mit einer brauchbaren Menge eines leitenden Materials, das darin dispergiert worden ist, elektrisch leitend gemacht wurde, dann kann das chlorsulfonierte Polyäthylen die erforderlichen elektrischen Funktionen eines halbleitenden Materials in einem elektrischen Kabel ausüben, und wenn es mit einer äthylenhaltigen Polymer-Isolation kombiniert und gemäß den Anforderungen der vorliegenden Erfindung gehärtet worden ist, dann erhält man die einzigartigen Grenzflächeneigenschaften, die wirksam das Auftreten von Zwischenhohlräumen in der Grenzfläche zwischen dem Isolations- und dem halbleitenden Material verhindern und auch ein leichtes und sauberes Trennen des halbleitenden Materials von der Isolation ermöglichen.

Das äthylenhaltige polymere Material bzw. die entsprechende Phase der Kombination der vorliegenden Erfindung ist bis zu einem im

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wesentlichen hitzegehärteten Zustand durch Vernetzen mit einem freie Radikale bildenden Peroxid gemäß den in den US-PS 2 888 und 3 079 317 und anderen Druckschriften beschriebenen Verfahren härtbar. Ein bevorzugtes vernetzendes Härtungssystem für das äthylenhaltige polymere Material umfaßt ein tertiäres Peroxid-Härtungsmittel, wie Dicumylperoxid.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, daß mindestens einer der polymeren Körper, entweder das Peroxid-härtbare äthylenhaltige Polymer oder das Schwefel-härtbare chlorsulfonierte Polyäthylen, eine Härtung durchmacht, während seine Oberfläche in innigem physischen Kontakt mit der Oberfläche des anderen polymeren Körpers steht, wobei der Härtungsmechanismus der einen Phase die offensichtlichen Bindungen, welche die Oberflächen überbrücken, beeinflussen kann, um die in Berührung miteinander stehenden Oberflächen an der Grenzfläche haftend miteinander zu vereinigen. Bei der praktischen Ausführung würden jedoch die zweckmäßigsten Herstellungssysteme, wie das schrittweise oder aufeinanderfolgende Extrudieren der Doppelschichten aus äthylenhaltigem Polymer und darüberliegendem chlorsulfonierten Polyäthylen auf dem Drahtkern, gefolgt vom gleichzeitigen Härten beider Phasen, das bevorzugte Härten jeder polymeren Phase der Kombination zur gleichen Zeit bedingen, um die optimalen Wirkungen zu erhalten.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines isolierten Leiters mit einer halbleitenden Abschirmung darauf und

Figur 2 einen Querschnitt der Isolation und der darüberliegenden halbleitenden Schicht auf einem Teil des metallischen Leiters.

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In Figur 1 ist ein typisches Kabel 10 für mittlere bis hohe Spannung gezeigt, bei dem die vorliegende Erfindung besonders anwendbar und vorteilhaft ist. Das Kabel 10 umfaßt einen metallischen Leiter 12, einen relativ dicken ersten Körper aus einer Peroxidgehärteten äthylenhaltigen polymeren Isolation 14, die den Leiter umgibt und über der Isolation ist ein zweiter Körper bzw. eine zweite Schicht aus einem Schwefel-gehärteten chlorsulfonierten Polyäthylen-Halbleitermaterial 16 angeordnet. In der Kabelstruktur können gemäß bekannten Ausführungsformen noch' andere Bestandteile vorhanden sein, wie z. B. trennendes Papier oder Band oder eine halbleitende Schicht zwischen dem metallischen Leiter 12 und der ersten Isolation 14, wie sie in den US-PS 3 259 688 und 3 684 821 gezeigt sind, und die vorliegende Erfindung ist mit den ihr verbundenen Vorteilen darauf anwendbar, wann immer die Isolation an die halbleitende.Komponente stößt, wie dies in Kabeln für mittlere bis hohe Spannung üblich ist. Nach dem Härten mindestens einer Komponente der übereinander angeordneten Kombination, entweder des Körpers 14 aus Peroxid-härtbarer äthylenhaltiger Polymer-Isolation oder des. Körpers 16 aus Schwefel-härtbarem chlorsulfonierten Polyäthylen, gefüllt mit halbleitendem Material, und vorzugsweise beider sind die Isolation und das halbleitende Material, das die Isolation bedeckt, haftend miteinander verbunden und erzeugen eine verbundene Grenzfläche 18 einzigartiger Eigenschaften, in der keine Zwischenhohlräume vorhanden sind. Darüber hinaus kann die so gebildete Haftbindung zwischen diesen Komponenten durch Anwendung einer geringen Zugkraft von nur wenigen Kilogramm getrennt werden, und die Oberflächen an der Grenzfläche trennen sich sauber voneinander und es bleibt jede Oberfläche frei von anhaftenden Bestandteilen der anderen Oberfläche zurück.

Die nachfolgenden spezifischen Beispiele geeigneter und bevorzugter polymerer Materialien für die Anwendung bei der Konstruktion von Hochspannungskabeln gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen einen Körper-aus Peroxid-härtbarer Polyäthylen-Isolation, kombiniert mit einem darüberliegenden Körper aus halbleitendem Material aus einem polymeren Träger oder einer Matrix aus Schwefel-

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härtbarem chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomer, gefüllt mit festkörperteilchenförmigem leitenden Material.

Die äthylenhaltige Polymer-Zusammensetzung, welche die Isolation oder die eine Phase oder den polymeren Körper der Kombination der vorliegenden Erfindung umfaßt, bestand aus dem folgenden üblichen kommerziellen isolierenden Ansatz:

Beispiel A

Polyäthylen, geringe Dichte -R-4 der Sinclair Koppers Company kalzinierter Ton - Whitetex-Ton Titandioxyd-Pigment - Titanox RA-NC

Antioxydant Polytrimethyldihydrochinolin-Monsanto Flectol-H

Vinylsilan

Härtungsmittel Di-oC-cumylperoxyd -

Hercules Di Cup T 1,77 2,85

Diese Bestandteile wurden in einem geeigneten Mischer, einer Walzenmühle, so lange miteinander vermengt, bis sie im wesentlichen homogen dispergiert waren. Gemäß den üblichen Verfahren wurden jedoch alle Bestandteile mit Ausnahme des Peroxids zuerst bei erhöhten Temperaturen von etwa 120⁰C (entsprechend 250⁰P) oder innerhalb eines Bereiches von etwa 90 bis etwa 150⁰C (entsprechend 200 bis 300⁰P) miteinander vermischt, um das Polymer zum Fließen zu bringen und das Vermischen zu beschleunigen. Danach wurde die Mischung auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des jeweiligen Per.oxid-Härtungsmittels abgekühlt, im vorliegenden Falle unterhalb von etwa 105⁰C (entsprechend 22O⁰F) und danach das Peroxid-Härtungsmittel hinzugegeben und in der Mischung dispergiert. Das Gemisch konnte dann zu einer gegebenen Gestalt geformt und durch Anwendung von Hitze gehärtet werden.

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	Gewichts
Gew.-%	teile
62,70	100,00
31,Oil	50,00
3,10	5,00
1,09	1,75
0,93	1,50

- li -

Das Folgende umfaßt Beispiele des Schwefel-gehärteten chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomers, das als ein Körper oder-eine Schicht in Kombination mit einem Körper oder einer Schicht aus Peroxid-gehärtetem äthylenhaltigem Polymer die einzigartigen Grenzflächeneigenschaften nach der vorliegenden Erfindung hervorbringt. In diesen Beispielen ist. das Schwefel-härtbare chlorsulfonierte Polyäthylen mit elektrisch leitendem Ruß gefüllt, damit es in einem elektrischen Kabel in Kombination mit einer Polyäthylen-Isolation der obigen Zusammensetzung als ein halbleitendes Material wirken kann.

Beispiel 1 bis k

In den folgenden Beispielen wurden Proben, zusammengesetzt aus der Peroxid-härtbaren Polyäthylen-Zusammensetzung des Beispiels A und eine Probe von Schwefel-härtbarem chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomer und einer Mischung davon mit einem Äthylen/ Propylen-Terpolymer der in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Zusammensetzung einzeln auf einer heißen Walze zu Folien verarbeitet, und ein warmer Streifen mit einer Dicke von etwa 1,5 bis 1,9 mm (entsprechend 0,06 bis 0,075 Zoll) der Polyäthylen-Zusammensetzung wurde mit einem ähnlichen warmen Streifen jeder einzelnen der Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 in etwa der gleichen Dicke kombiniert. Die so gebildeten kombinierten Streifenproben, welche die Verbundbeispiele A/l und A/2 umfaßten, wurden jede einzeln als "Verbundplatten in einer Presse geformt und für etwa 45 Minuten bei etwa 155°C (entsprechend 310⁰F) gehärtet, um ein schrittweises Extrusionsformen einer warmen Schicht auf die andere, gefolgt von einem gleichzeitigen Härten, zu simulieren.

Nach dem Abkühlen jedes Probestückes auf Zimmertemperatur und einem Konditionieren für etwa 16 Stunden bei Umgebungsbedingungen wurde ein etwa 10 cm (entsprechend 4 Zoll) langes und etwa 1,3 cm (entsprechend 1/2 Zoll) breites- Teilstück jedes gehärteten Verbundkörpers in einem Scott-Tester auf Abziehbarkeit untersucht

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und die Zugkraft in Kilogramm, die für die Beispiele 1 und 2 zur Abtrennung der aneinander haftenden Schichten jedes Probekörpers erforderlich war, ist in der folgenden Tabelle angegeben.

Die für die Beispiele 3 und 4 angegebenen Ansätze wurden jeweils in einer Dicke von etwa 1,2 mm (entsprechend 0,045 Zoll) über eine ungehärtete Polyäthylen-Isolation der Zusammensetzung des Beispiels A extrudiert, die mit einem Extruder um einen Kern aus einem Draht leiter mit einem Durchmesser von etwa 0,95 mm (entsprechend AWG Nr. 20) in einer Dicke von etwa 4,9 mm (entsprechend 0,175 Zoll) geformt worden war. Jeder der Probendrähte mit dem Verbundstoff aus Peroxid-härtbarem Polyäthylen und Schwefel-hartbarem chlorsulfonierten Polyäthylen wurde dann mit Dampf bei einer Temperatur von etwa 20O⁰C (entsprechend etwa 392⁰P) und einem Überdruck von etwa 15 atü (entsprechend 210 US-Pfund/ Zoll ) für etwa 3 Minuten gehärtet. Nach dem Abkühlen und Konditionieren bei Zimmertemperatur wurden die für das Abziehen oder Abtrennen der Schicht von jeder Probe des polymeren Verbundstoffes erforderliche Zugkraft und seine Trenneigenschaften bestimmt. Die Zugkraft zum Abziehen eines etwa 1,3 cm (entsprechend 1/2 Zoll) breiten Abschnittes der chlorsulfonierten Polyäthylen-Zusammensetzung der Beispiele 3 und 4 von der haftend damit verbundenen Polyäthylen-Zusammensetzung des Beispiels A ist auch in der folgenden Tabelle der Beispiele 1 bis 4 angegeben. Es wurde dabei festgestellt, daß sich jeder Probekörper sauber und frei von irgendwelchen Rückständen trennen ließ.

Ingredienzien Beispiele

I II III IV

Cnlorsulfoniertes Polyäthylen

(Hypalon 4OS von duPont) 100,0 70,0 80,0 90,0

Äthylen-Propylen-Terpolymer

(Nordeil 1320 von duPont) - 30,0 20,0 10,0 Leitender Ruß

(Vulkan XC-72 von Cabot) 45,0 45,0 45,0 45,0

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Ingredienzien

Kohlenwasserstofföl als ■Verarbeitungsmittel (Circasol 4240 von Sun Oil)

Bleioxid (90%) in Äthylen-Propylen-Binder (TLD-90) MikrcL-kristallines Wachs (Anti-Check von Sunoco)

Dihydrotrimethylchinolin-Antioxidationsmittel (Agerite Resin D von Vanderbilt)

Ν,Ν'-m-Phenylendimaleimid (HVA-2 von duPont)

Dipentamethylenthiuram-hexasulfid als Härtungsmittel (Sulfads von Vanderbilt)

	Beispiele	III	IV
I	II	17,0	17,0
17,0	17,0	20,0	20,0
20,0	20,0	2,0'	2,0
2,0	2,0	1,0	1,0
0,5	0,5	0,5	0,5
0,5	0,6

0,6 0,6

Ungefähre Kraft in Kilogramm (US-Pfund); die zum Abziehen der gehärteten Hypalon-Zusammensetzung von der gehärteten Polyä^-thylen-Zusammensetzung des Beispiels A erforderlich war. 0,35

0,6

0,71 1,08

0,6

(0,78) (1,58) (2,4)

0,95 (2,1)

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Claims

Patent ansprüche

ί) Leicht und sauber abziehbarer Verbundstoff aus einer gehärteten polymeren- Zusammensetzung und einem gehärteten Elastomer, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Körper aus einem Peroxid-gehärteten Produkt eines äthylenhaltigen Polymers mit einer Oberfläche, die haftend mit einer damit in Kontakt stehenden Oberfläche eines Körpers aus einem Schwefel-gehärteten Produkt eines Elastomers aus chlorsulfoniertem Polyäthylen verbunden ist, umfaßt, wobei die in Kontakt stehenden Oberflächen des Peroxid-gehärteten Produktes des äthylenhaltigen Polymers und des Schwefel-gehärteten Produktes des Elastomers dadurch haftend miteinander verbunden sind, daß mindestens eines der gehärteten Produkte gehärtet wurde, während die genannten Oberflächen der Körper in physischem Kontakt miteinander standen.
2. Abziehbarer Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwefel-gehärtete Produkt eines Elastomers aus chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu etwa 30 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Terpolymers enthält.
3. Abziehbarer Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwefelfgehärtete Produkt eines Elastomers von chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu etwa 20 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Copolymers enthält .
4. Abziehbarer Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Peroxid-gehärtete Produkt eines äthylenhaltigen Polymers ein mit einem orga nischen tertiären Peroxid-Härtungsmittel gehärtetes Polyäthylen ist.

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5. Isolierter elektrischer Metalleiter mit einer Beschichtung darauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer Kombination polymerer Zusammensetzungen besteht, die einen Verbundstoff aus einem elektrisch isolierenden Körper eines Peroxid-gehärteten Produktes aus einem äthylenhaltigen Polymer .mit einer Oberfläche, die haftend mit einer damit in Berührung stehenden Oberfläche eines leicht und sauber abziehbaren darüberliegenden halbleitenden Körpers eines'Schwefel-gehärteten Produktes eines Elastomers aus chlorsulfoniertem Polyäthylen umfaßt, wobei die in Berührung stehenden Oberflächen des isolierenden Körpers und des darüberliegenden halbleitenden Körpers dadurch/miteinander verbunden sind, daß mindestens eines der polymeren Materialien gehärtet worden ist, während die genannten Oberflächen beider Körper sich in physischem Kontakt miteinander befanden.
6. Leiter nach Anspruch 5, dadurch" gekennzeichnet, daß die in Berührung stehenden Oberflächen des isolierenden Körpers und des darüberliegenden halbleitenden Körhaftend

pers/dadurch miteinander verbunden sind, daß sowohl das äthylenhaltige Polymer als auch das Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen gleichzeitig gehärtet wurden, während sich die Oberflächen ihrer Körper in physischem Kontakt miteinander befanden.
7. Leiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper aus .Schwefel-gehärtetem Produkt eines Elastomers aus chlorsulfoniertem Polyäthylen einen elektrisch leitenden Füllstoff darin dispergiert enthält.
8. Leiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Füllstoff in einer Menge von etwa 15 his etwa 75 Gew.-^ von dem chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomer vorhanden ist.

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9. Leiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrisch leitende Füllstoff Ruß umfaßt.
10. Leiter nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß der halbleitende Körper eines Schwefelgehärteten Produktes eines Elastomers aus chlorsulfoniertem . Polyäthylen bis zu 30 Gevt.-% eines Ä'thylen/Propylen-Terpolymers enthält.
11. Leiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Körper eines Schwefelgehärteten Produktes eines Elastomers aus chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu 20 Gew.-% eines Äthylen/Propylen-Copolymers enthält.
12. Leiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrisch isolierende Körper aus einem Peroxid-gehärteten Produkt eines äthylenhaltigen Polymers ein mit einem organischen tertiären Peroxid-Härtungsmittel gehärtetes Polyäthylen ist.
13· Isolierter elektrischer metallischer Leiter mit einer Beschichtung darauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Kombination aus polymeren Zusammensetzungen umfaßt, die ein Verbundstoff ist aus einem elektrisch isolierenden Körper eines Peroxid-gehärteten Produktes von Polyäthylen und einem organischen tertiären Peroxid-Härtungsmittel, der eine Oberfläche aufweist, die härtend mit einer damit in Berührung stehenden Oberfläche eines leicht und sauber abziehbaren darüberliegenden halbleitenden Körpers aus einem Schwefel-gehärteten Produkt eines Elastomers von chlorsulfoniertem Polyäthylen und einem schwefelhaltigen Härtungsmittel verbunden ist, wobei der halbleitende Körper einen elektrisch leitenden Füllstoff in einer Menge von etwa 15 bis etwa 75 Gew.-5

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von dem Elastomer darin dispergiert enthält und wobei die in Berührung stehenden Oberflächen des isolierenden Körpers und des darüberliegenden halbleitenden Körpers dadurch miteinander haftend verbunden sind, daß sowohl das Polyäthylen als auch das Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen gleichzeitig gehärtet worden sind, während die Oberflächen dieser Körper in physischem Kontakt miteinander standen.
14. Leiter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der halbleitende Körper aus einem Schwefel-gehärteten Produkt eines Elastomers von chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu etwa 20 Gew.-% mindestens eines Ä'thylen/Propylen-Kautschuks enthält, der ausgewählt ist aus Copolymeren und Terpolymeren von Äthylen und Propylen.
15. Verfahren zum Herstellen eines isolierten und elektrisch abge-

elektrischen
schirmten/Leiters, gekennzeichnet durch

folgende Stufen: .

a) Formen einer elektrischen Isolation auf einem Leiter durch Extrudieren eines bedeckenden Körpers aus einer härtbaren polymeren Zusammensetzung auf den Leiter, wobei die Zusammensetzung ein äthylenhaltiges Polymer und ein Peroxid-Härtungsmittel umfaßt,

b) Formen einer halbleitenden Abschirmung über der elektrischen Isolation, die den Leiter bedeckt, indem man auf die Oberfläche der elektrischen Isolation einen Körper aus härtbarem Elastomer aufbringt, das ein chlorsulfoniertes Polyäthylen und ein schwefelhaltiges Härtungsmittel umfaßt, und

c) Härten mindestens eines der härtbaren Körper während sich die Oberflächen in Kontakt miteinander befinden, wodurch die Oberflächen haftend miteinander unter Bildung einer leicht und sauber trennbaren Bindung aneinander haften.
16. Verfahren nach Anspruch 15 ₃ dadurch gekennzeichnet, daß das härtbare Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen einen darin dispergieren elektrisch

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leitenden Füllstoff in einer Menge von etwa 15 bis etwa 75 Gew.-5? des chlorsulfonierten Polyäthylen-Elastomers ent-• hält.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet j daß das härtbare Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu 30 Gew.-? eines Äthylen-Propylen-Terpolymers enthält.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß das äthylenhaltige Polymer Polyäthylen ist und das Peroxid-Härtungsmittel ein organisches tertiäres Peroxid ist.
19. Verfahren zum Herstellen eines isolierten und elektrisch abgeschirmten elektrischen Leiters, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

a) Formen einer elektrischen Isolation auf einem Leiter durch Extrudieren eines bedeckenden Körpers einer härtbaren polymeren Zusammensetzung .darauf, die Polyäthylen und ein organisches tertiäres Peroxid umfaßt,

b) Formen einer halbleitenden Abschirmung über der elektrischen Isolation, die den Leiter bedeckt, durch Aufbringen auf die Oberfläche der Isolation eines Körpers aus einem härtbaren Elastomer, das chlorsulfoniertes Polyäthylen und ein schwefelhaltiges Härtungsmittel umfaßt, wobei das härtbare Elastomer einen elektrisch leitenden Füllstoff in einer Menge von etwa 15 bis etwa 75 Gew.-? von dem Elastomer darin dispergiert enthält,

c) gleichzeitiges Härten beider genannter härtbarer Körper während sich diese in einem Oberflächenkontakt miteinander befinden, wodurch ihre Oberflächen mittels einer leicht und sauber trennbaren Bindung haftend miteinander verbunden werden.

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20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das härtbare Elastomer aus chlorsulfoniertem Polyäthylen bis zu 20 Gew.-/? mindestens eines Äthylen-Propyien-Kautschukes enthält, der ausgewählt ist aus Copolymeren und Terpolymeren von Äthylen und Propylen.

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