Thermoplastic, flexible mix of polymers

Abstract: 1. A thermoplastic, halogen-free, flame-resistant polymer mixture, particularly for cable sheathing having an elastomer component of ethylene copolymer or ethylene terpolymer with a proportion of at least 38 % od comonomer and a plastomer component containing at least 70 % of internal ethylene monomer, wherein, in relation to the weight of all the polymer components, the proportion of the elastomer component amounts to at least 15 % and the proportion of the plastomer component amounts to 40 % to 85 %, and having a mineral filling of from 180 % to 320 % of the weight of the polymer mixture, which filling contains at least one metallic hydroxide, and also having carboxyl groups, characterized in that the carboxyl groups are introduced in a form bonded on a polymer in such a manner that this polymer contains 0.5 % to 14 % by weight of COOH groups.

Description: Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf eine thermoplastische, flexible Polymermischung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten und nach der DE-AS 22 62 126 bekannten Art. Im bekannten Fall werden die Su¯llstoffe vor dem Einbringen in die Polymermischung mit einer ungesättigten Carbonsäure umge- setzt. Dabei entstehen Stoffe relativ hoher Steifigkeit, die für galmmiartig flexible Güter, insbesondere für Kabelumhüllungen, nicht brauchbar sind. Bei einem sehr hohen Anteil an mineralischen Füllstoffen, wie er bei Halogenfreiheit zur Erzielung einer ausreichenden Fla:nrnwidrigkeit erforderlich ist, weisen die bekannten Mischungen im thermoplastischen Zustand eine zu geringe Zerreissfestigkeit auf, so dass eine aufwendige Vernetzung erforderlich ist. Doch selbst dann ergeben sich keine ausreichenden Festigkeitswerte, Darüberhinaus ergeben sich bei der Extrusion der bekannten hoch gefüllten Mischungen, beispielsweise für Zabelumhüllungen, Schwierigkeiten, weil eine genügend homogene Vermischung der Bestandteile bei akzeptabler Fertigungs- geschwindigkeit nicht erreichbar ist. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine zur Erzielung sehr guter Flammwidrigkeit extrem hoch mit mineralischen Füllstoffen gefüllte Polymermischung der eingangs genannten Art zu finden, welche auch ohne Vernetzung die beispielsweise für Kabelumhüllungen erforderlichen mechanischen Festigkeitswerte einschliesslich guter Wärmedruckfestig- keit e=nöglicht, gut verarbeitbar ist, im Brandfall nicht tropft und dabei für eine gewisse Notlaufzeit eine gute mechanische idnsistenz behält. Die Lösung gelingt durch die nm Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Diese mineralisch hoch gefüllten thermoplastischen Polymer mischungen weisen Eigenschaften auf, welche man bisher nicht einmal bei Vernetzung erreichen zu können glaubte. Dabei werden folgende Werte erreicht: - hervorragende Blammvidrigkeit, welche sogar erheblich besser als bei Polyvinylchlorid (PVC) ist und eine wesentlich#geringere Lichtabsorbvion - sehr raucharm und bildet im Brandfall keine korrosiven Gase - hoher Oxygen-Index, IOI-Werte > 4O, in der Regel 45 - 50 - tropft nicht im Brandfall, selbst ohne Vernetzung - mechanisch fest () 8 - flexibel - wärme druckfest - ermöglicht Xabelumhüllungen, welche auch im Brandfall über eine lange Zeit C > 20 Minuten) einen Notlaufbetrieb gewäbr- leisten. Da zur Erzielung dieser hervorragenden Eigenschaften keine Vernetzung erforderlich ist, ist die erfindungsgemässe Mischung geruchsarm. Die erfindungsgemässe mischung kann trotz der hohen mineralischen Füllung mit konventionellen Extrudern, wie sie beispielsweise für PVC üblich sind, verarbeitet werden. Die Bestandteile dieser llischung sind preisgünstig in hinreichender Menge erhältlich. Die hervorragenden Eigenschaften ergeben sich also ohne Verwendung teurer Polgmerbestandteile und insbesondere ohne Vernetzung. Dabei kann selbstverständlich eine Vernetzung durchge-#hrt werden, wenn bei extremen Anforderungen an die mechanische Festigkeiten noch günstigere Eigenschaften insbesondere im Brandfall ge#ranscht werden. Die erfindUngsgemässen Mischungen können mittels geeigneter Zusätze oder durch Gaseinbringunn verschäurit werden. Der entscheidende Lösungsgedanke der Erfindung ist, dass freie Carboxylgruppen enthaltende Verbindungen vor der Einbringung der Füllstoffe und vor der Herstellung der Mischung, durch Einpolymerisation in einem bzw. an. eines der Polymere standteile gebunden werden, so dass ein Co- bzw. Terpolymer mit -COOH-Gruppen entsteht. Diese Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen sind in einer solchen Menge hinzugefügt, dass sie mit den Füllstoffen, insbesondere mit den als Eationen vorliegenden Bestandteilen der mineralischen Füllstoffe, reagieren. Kationen können vorteilhafterweise auch vor Herstellung der Polymermischung der Polymerkomponente zugegeben werden. Die in dem oder den Polymerbestandteilen des Polymergemisches fest an die Polymerketten gebundenen Garboxyl - gruppen (-COOH) können bei oder nach Herstellung der Gesamtmischung mit den mineralischen Komponenten reagieren und Bindungen zwischen Polymer und Füllst off schaffen. Diese Niirk-#g wird bei 1'gecoateten", d.h. vorher mit kurzkettigen organischen Säuren behandelten Füllstoffen, wie in der vorbekannten Lösung geschildert, nicht erreicht, da diese Säuren nicht an die Polymerketten ge bunden sind und auch später nicht mehr so gebunden werden. Es ergeben sich steife, unflexible #schungen. Durch die erfindungsgenässe, feste chemische Bindung in bzw. an die Polymerkette bzw. Polymerphase einerseits und die anschliessenden Verbindungen mit den Füllstoffen, ergibt sich eine für solche Compounds hohe mechanische Festigkeit. Die polymergebundenen, freie Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen bzw. Polymere können mit anderen Polymeren vorgemischt sein, oder bei der Herstellung der fertigen Polymermischeung mit den anderen Polymeren und den Füllstoffen in eine Yiischanlage gegeben werden. Vörteilhaft ist eine Temperatur von 100 - 12000 bei der genannten Vermischung und Verbindung der verschiedenen Phasen. Wichtig zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist weiterhin, dass plastomere und elastomere Polymerbestandteile im angegebenen Verhältnis vorhanden sein müssen. Durch eine Variation des Verhältnisses dieser Bestandteile im Rahmen des erfindungsgemäss angegebenen Bereichs lassen sich bestimmte Eigenschaften bevorzugt verbessern, ohne dass die übrigen Eigenschaften wesentlich verschlechtert werden. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft und wirtschaftlich ist, Carboxylgruppen enthaltende monomere Verbindungen in ein Terpolymer der Elastomerbestandteile einzubringen bzw. bei deren Polymerisation mit einzuroldmerisieren. Es ist auch besonders vorteilhaft, den plastomeren und elastomeren Bestandteilen ein weiteres Copolymer hinzuzufügen, in welches Carboxylgrupten enthaltende monomere Verbindungen einpolymerisiert sind. Die Füllstoffe enthalten vorteilhaft in kationischer Form vorliegende Metallatome, insbesondere Mg, Al, Na, Ca oder Zn, während die Polymere vornehmlich Kationen auf der Basis von Na, K, Mg oder Zn enthalten. Gute Ergebnisse ¯##urden erzielt, wenn der Anteil der in.kationischer Forn vorliegenden Metalle mehr als 1 %, vorzugsweise mindestens 3 % des Gewichtes des die Carboxylgruppen enthaltenden Polymers beträgt. Die mineralischen Füllstoffe sollten mindestens 70 ,0 Hetall- hydroxyde enthalten. Als restliche Bestandteile kann Magnesiumoxyd hinzugegeben werden, welches synergistisch mit Aluminiumhydroxyd einen höheren Oxygen-Index ermöglicht. Weiterhin ist es vorteilhaft, im Brandfall Inertgas abspaltende Stoffe wie Metallkarbonate, insbesondere Magne- siumkarbonat, hinzuzufügen. Darüberhinaus ist auch der Zusatz von kaolin erlaubt. Die Verarbeitung der erfindungsgemässen Mischung mit herkömm- licher Misch- und/oder Extrusionsanlagen ist ohne weiteres möglich, jedoch wurden besonders gute Ergebnisse bei Verwendung einer Schnecke gemäss Anspruch 12 erzielt. 13 Patentansprüche 6 Seiten Beschreibung

Claims: A thermoplastic, halogen-free, flame-resistant polymer mixture, particularly for cable coating, containing 100 parts per weight polymer and from 180 parts to 320 parts per weight mineral filler, said filler containing at least one metal hydroxide and also having carboxyl groups, wherein at least 15 parts per weight of the polymer comprise elastomer components based on ethylene copolymer or ethylene terpolymer comprising maximum 62% by weight ethylene and at least 38% by weight comonomers, and 40 parts to 85 parts per weight of the polymer comprise plastomer components comprising at least 70% by weight polymerised ethylene and additional comonomers, characterised in that the elastomer or plastomer components contain from 0.5% to 14% by weight carboxyl groups bonded to polymer. A polymer mixture according to claim 1, characterised in that the comonomers are unsaturated esters such as vinyl ester, acrylic ester, ethyl acrylate or butyl acrylate for example. A polymer mixture according to claim 1 or 2, characterised in that the carboxyl groups are contained in a terpolymer of the elastomer group. A polymer mixture according to claim 1 or 2, characterised in that added to the polymer mixture there is a further polymer which has a proportion by weight of 0.5% to 25%, preferably 3% to 18% of the whole polymer mixture and in which a monomer containing a carboxyl group is incorporated during the polymerisation. A polymer mixture according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the fillers contain metal atoms present in cationic form, particularly Mg, Al, Ca or Zn, with which the polymers containing carboxyl groups are ionically combined. A polymer mixture according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the polymers containing the carboxyl groups contain metal atoms present in cationic form, particularly Na, K, Mg or Zn, with which they are ionically combined. A polymer mixture according to claim 6, characterised in that the proportion of cations amounts to at least 1%, preferably at least 3% of the weight of the polymers containing the carboxyl groups. A polymer mixture according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the mineral filling contains at least 70% of metallic hydroxides, particularly metallic hydroxides low in electrolytes. A polymer mixture according to claim 8, characterised in that the mineral filling contains metallic oxides such as magnesium oxide as a component. A polymer mixture according to claim 8 or 9, characterised in that the substances giving off inert gas in the event of fire, such as metallic carbonates, particularly magnesium carbonates, are contained in the mineral filling as components. A polymer mixture according to any one of claims 7 to 10, characterised in that the mineral filling contains kaolin as a component.

Inventors: IVANFY BARTHOLOMEUS DIPL-ING, MAYER HANS-ANTON DIPL-ING, MUNO WILHELM, PARMAR DALJIT-SINGH DIPL-ING, IVANFY, BARTHOLOMEUS, DIPL.-ING., MAYER, HANS-ANTON, DIPL.-ING., MUNO, WILHELM, PARMAR, DALJIT-SINGH, DIPL.-ING.
Applicants: IVANFY BARTHOLOMEUS DIPL ING, MAYER HANS ANTON DIPL ING, PARMAR DALJIT SINGH DIPL ING, IVANFY, BARTHOLOMEUS, DIPL.-ING., MAYER, HANS-ANTON, DIPL.-ING., PARMAR, DALJIT-SINGH, DIPL.-ING.
Application year: 1982
Main classification: C08L23
IPC codes: B29C47, C08K3, H01B3, C08L23, H01B7