DE19545582C2 - Halogenfreies Isoliermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein halogenfreies Isoliermaterial für elektrische Kabel bzw. Leitungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE 29 30 521 A1).

Solche Kabel bzw. Leitungen sind beispielsweise und insbesondere Installationsleitungen, die in Gebäuden zur Stromversorgung unterschiedlichster Verbraucher verlegt werden. Als Isoliermaterial wird bei diesen Leitungen bisher vorwiegend Polyvinylchlorid (PVC) verwendet, und zwar hauptsächlich aus preislichen Gründen. Neben guten elektrischen Eigenschaften hat PVC allerdings den Nachteil, daß im Brandfall das darin enthaltene Halogen als Wasserstoffverbindung abgespalten wird und eine Zersetzung unter starker Rauchentwicklung stattfindet. Die heutigen Anforderungen an ein für Installationsleitungen verwendbares Material, werden vom PVC daher nicht erfüllt. Ein solches Isoliermaterial darf im Brandfall kaum toxische Gase abgeben und es muß raucharm sein.

Zur Erfüllung dieser Forderungen ist das PVC beispielweise durch Polyolefine, wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), ersetzt worden. Das eingesetzte Polyolefin hat eine gegenüber PVC erhöhte Brandlast und das entsprechende Isoliermaterial kann im Brandfall brennend abtropfen. Die "Brandlast" ist die Energiemenge, die durch Verbrennung freigesetzt werden kann. Sie liegt etwa bei 44 MJ/l, während die des PVCs 27 MJ/l beträgt. Das jeweils verwendete Polyolefin ist durch Zugabe von Metallhydroxyden flammwidrig eingestellt. Dabei werden beispielsweise Aluminiumtrihydrat oder Magnesiumhydroxid verwendet. Die entsprechenden Mischungen sind sehr teuer und sie haben relativ schlechte elektrische Eigenschaften.

Das bekannte Isoliermaterial nach der eingangs erwähnten DE 29 30 521 A1 auf der Basis von Polymermischungen aus Polyethylenen unterschiedlicher Dichte ist mit funktionalen Zusätzen zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie mit Verträglichkeitsvermittlern versehen. Dieses Isoliermaterial enthält in bestimmten Prozentsätzen Hochdruckpolyethylen, Niederdruckpolyethylen und Olefincopolymerisat. Es soll mit diesem Isoliermaterial eine sehr hohe Abzugsgeschwindigkeit beim Isolieren dünner metallischer Leiter erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Isoliermaterial so zu gestalten, daß es bei preiswerter Ausführung keine toxischen Gase abgibt, im Brandfall raucharm ist und nicht brennend abtropft sowie in seinen Eigenschaften weitestgehend dem heute verwendeten PVC entspricht.

Diese Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Bestandteilen gelöst.

Dieses Isoliermaterial ist preiswert, da es keine aufwendigen Zusätze enthält. Es hat hervorragende elektrische Eigenschaften, die denen des PVC entsprechen. Durch die Kreide ergeben sich außerdem gute mechanische Eigenschaften bezüglich Reißdehnung und Zugfestigkeit. Das Isoliermaterial ist außerdem temperaturbeständig, schwer entflammbar, raucharm, einfach zu verarbeiten und es tropft im Brandfall nicht brennend ab. Das Säureanhydrid reagiert bei gepfropften Polyolefinen mit der Kreide und der Polyolefinanteil verteilt sich homogen im zu füllenden Polymeren. Bei gepfropften Terpolymeren nimmt eine Komponente desselben die Kreide auf und die andere vermischt sich mit dem zu füllenden Polymeren. Als PE mit dem Dichtewert 0,92 g/cm³ können Ultra Low Density PE (ULDPE), Linear Low Density PE (LLDPE) oder Very Density PE (VLDPE) eingesetzt werden. PE mit dem Dichtewert 0,94 g/cm³ können Low Density PE (LDPE) oder Medium Density PE (MDPE) sein. Die Brandlast des Isoliermaterials liegt etwa bei 16 MJ/l.

Isoliermischungen auf der Basis von Polyethylen sind auch aus anderen Druckschriften bekannt. Die DE 38 13 200 A1 beschreibt eine nicht klebende, thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmischung, bei der einem modifizierten Polyethylen Füllstoffe in größerer Menge zugesetzt sind. Die Kunststoffmischung kann durch Zugabe von Verschnittkomponenten schwerbrennbar gemacht werden. Ebenfalls an sich bekannte Verträglichkeitsvermittler gehen aus der DE-Z "Kunststoffberater", 7-8/95, Seiten 40 bis 42 hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden erläutert:
Dem PE werden maximal 180 Teile Kreide zugegeben. In bevorzugter Ausführungsform sind es 120 Teile.

Die Verträglichkeitsvermittler (Kompatibilisatoren) werden bis zu 20 Teilen hinzugegeben. In bevorzugter Ausführungsform sind es 2 bis 15 Teile. Eingesetzt werden beispielsweise mit Säureanhydrid gepfropfte Polyolefine oder Terpolymere. Durch die Verträglichkeitsvermittler soll die Kreide besser in die Polymerstruktur des PEs eingebettet werden. Beim Einsatz von mit Säureanhydrid gepropften Polyolefinen reagiert das Säureanhydrid mit der Kreide, während der Polyolefinanteil sich homogen im zu füllenden Polymeren verteilt. Bei Verwendung von Terpolymeren nimmt eine Komponente des Terpolymeren die Kreide auf und die andere Komponente vermischt sich mit dem zu füllenden Polymeren.

Als weitere Zusatzstoffe können Gleitmittel, wie beispielsweise Stearinsäure, Stabilisatoren und Pigmente mit bis zu 20 Teilen hinzugegeben werden.

Claims (3)

1. Halogenfreies Isoliermaterial für elektrische Kabel bzw. Leitungen auf der Basis von Polymermischungen aus Polyethylenen unterschiedlicher Dichte, funktionalen Zusätzen zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften und Verträglichkeitsvermittlern, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:
30 bis 70 Teile Polyethylen mit einer Dichte von maximal 0,94 g/cm³,
30 bis 100 Teile Polyethylen mit einer Dichte von maximal 0,92 g/cm³,
60 bis 180 Teile Kreide und
bis zu 20 Teile Verträglichkeitsvermittler in Form von mit Säureanhydrid gepfropften Polyolefinen oder Terpolymeren.

2. Isoliermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 120 Teile Kreide eingesetzt werden.

3. Isoliermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 15 Teile Verträglichkeitsvermittler eingesetzt werden.