DE2159668C3 - Elektrisches Kabel - Google Patents

Description

niederes Alkyl

HO

C₁H₂,, — P— O —

(C_xH_2x)H

OR

ist, in welcher M die Wertigkeit von π besitzt und Lithium, Natrium, Kalium, Kupfer, Magnesium, Calcium, Zink, Strontium, Cadmium, Barium, Aluminium, Titan, Zirkon, Zinn, Vanadin, Antimon, Chrom, Wolfram, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel oder Dibutylzinn ist; R ein aliphatisches, cycloaliphatische oder aromatisches Radikal mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist; χ gleich Null bis 6 ist; y gleich 1 bis 4 ist; und η gleich 1 bis 4 ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator Nickel-bis-(3,5-di-tert.-

butyl-4-hydroxybenzyI-phosphonsäure-monoäthylat) ist.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung auch 0,01 bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, eines Kupferinhibitors enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel mit ein aus mehreren Polyolefin-isolierten, elektrischen Leitern, die von einer Kohlenwasserstoffgallerte umschlossen sind.

Telefonkabel, welche in der Erde verlegt sind, weisen im allgemeinen eine Anzahl einzelner isolierter Leiter auf, welche die Erdölgallerte bzw. Vaseline oder in ähnliches Material auf der Basis halbflüssiger Kohlenwasserstoffe eingetaucht sind. Die Erdölgallerte ist dazu da, um den Zutritt von Wasser zum Leiter im Falle eines Bruches der Isolation zu verhindern. Die Kabel werden jedoch häufig über lange Zeitspannen bei erhöhten Temperaturen betrieben, so daß es notwendig ist, Oxidationsstabilisatoren in Polyolefinisolierungsmaterialien, insbesondere Polyäthylen- oder Polypropylenisolierungen, einzuarbeiten.

Viele gegenwärtig verfügbare Stabilisatoren werden jedoch durch die Erdölgallerte aus dem Polyolefin extrahiert, und daher wird die Stabilität des Polyolefins durch verlängertes Eintauchen in die Erdölgallerte vermindert, was zur Zersetzung des Polyolefins mit einhergehendem Bruch der Isolierung rings um den Leiter führt.

Aus der französischen Patentschrift 14 63 543 sind bestimmte Mctallphosphonatinonoalkylaie bekannt, die zur Verbesserung der Wärmuslabilität von Polyolefinen während der Formgebung verwendet werden können. In dieser Druckschrift findet sich jedoch kein Hinweis darauf, daß diese Verbindungen über längere Zeit wirksame Oxidationsstabilisatoren sind, wenn die mit den bekannten Verbindungen stabilisierten Polyolefine in einer Erdölgallerte eingebettet vorliegen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines elektrischen Kabels, das einen oder mehrere Polyolefin-isolierte Leiter aufweist, die von einer halbflüssigen Kohlenwasserstoffgallerte umgeben sind, wobei das Kabel auch bei erhöhten Temperaturen über lange Zeitspannen funktionsfähig bleiben soll, ohne daß

to eine Zersetzung der Polyolefinisolierung eintritt.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Kabel aus einem oder mehreren isolierten elektrischen Leitern mit einer Isolierung aus einem Olefinpolymeren, die von einer Kohlenwasserstoffgallerte umschlossen sind, wobei das Polymere 0,001 bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, eines Stabilisators enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein Derivat einer phosphorhaltigen Säure der Formel:

niederes Alkyl

HO

C_yH_2y—P—O-

(CH_2x)H

OR

ist, in welcher M die Wertigkeit von η besitzt und Lithium, Natrium, Kalium, Kupfer, Magnesium, Calcium, Zink, Strontium, Cadmium, Barium, Aluminium, Titan,

jo Zirkon, Zinn, Vanadin, Antimon, Chrom, Wolfram, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel oder Dibutylzinn ist; R ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder aromatisches Radikal mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist; λ gleich Null bis 6 ist; /gleich 1 bis 4 ist; und η gleich 1 bis 4 ist.

j5 Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen wirksame Oxidationsstpbilisatoren für Polyolefine sind, und eine ausreichende Beständigkeit gegenüber einer Extraktion durch Erdölgallerte bzw. ein Material auf Basis halbfiüssiger Kohlenwasserstoffe aufweisen, selbst wenn die erfindungsgemäßen Kabel längere Zeit bei erhöhter Temperatur gehalten werden.

Das Kation M kann ein Metall sein wie Lithium, Natrium, Kalium, Kupfer, Magnesium, Calcium, Zink,

4^r> Strontium, Cadmium, Barium, Aluminium, Titan, Zirkon, Zinn, Vanadin, Antimon, Chrom, Wolfrain, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel, es kann aber auch ein Komplex sein wie Dibutylzinn und Nickelacctat.

Die HO-Gruppe steht vorzugsweise in p-Stellung zu der Gruppierung

C)

C,.H_2vP O

OR

Das Radikal R ist zweckmäßig Phenyl oder niederes

Alkyl wie Äthyl. Die niedere Alkylgruppe und die ho Gruppe (C₁H)₁)H sind vorzugsweise beide tertiäre Alkylgruppen wie beispielsweise tertiäres Butyl, und stehen zweckmäßig in o-Stellungcn zur —OH-Gruppe.

Der Wert von γ betrügt vorzugsweise I.

Ein besonders bevorzugtes Derivat der pho'phorh. haltigen Säure ist Nickul-bis-(].5-di-turt.-buiyl-4-hy-

Iroxybcnzyl-phosphon.säuru-monoiithylat).
Befriedigende .Stabilisierung des Olefinpolymeren

kann erreicht werden, wenn man das Derivat der phos-

phorhaltigen Säure in Mengen im Bereich von 0,001 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, verwendet. Die Menge an Derivat der phosphorhaltigen Säure liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,5 Gew.-°/o, beispielsweise bei etwa 0,5 Gew.-%.

Das Olefinpolymere ist zweckmäßig ein Propylenpolymeres wie Polypropylen, ist jedoch vorzugsweise ein Copolymeres des Propylens mit Äthylen oder einem anderen alpha-Olefin wie beispielsweise Buten-1. Copolymere des Propylens mit Äthylen besitzen eine besonders brauchbare Kombir.ation von Eigenschaften, einschließlich guter Schlagfestigkeit und Schnittbeständigkeit.

Jeder isolierte Leiter kann zweckmäßig einen Einzelleiter mit einer einzelnen isolierenden Schicht aufweisen, wobei die einzelne Schicht aus einem Olefinpolymeren gebildet wird, welches ein Derivat einer phosphorhaltigen Säure der definierten Art enthält. Kabel, welche aus solchen isolierten Leitern gebildet werden, sind besonders geeignet für Niederspannungsanwendungen wie Telephonverteilerkabel. Die Isolierung auf dem Leiter kann fest oder geschäumt sein.

Zusätzlich zu dem Derivat der phosphorhaltigen Säure kann das Polymere, welches das Isoliermaterial bildet, andere bekannte Zusätze enthalten wie Antisäuren, Metallabbauinhibitoren und auch andere Antioxydationsmittel. Bei Verwendung eines Fropylenpolymeren enthält dieses typischerweise einen Diester einer Thiodicarbonsäure die den Dilauryl- oder Distearylester der Thiodipropionsäure. Das Polymere kann auch als weiteres Antioxydationsmittel einen Komplex gehinderter phenolischer Verbindung des Typs enthalten, wie er zur Stabilisierung von Propylenpolymeren bekannt ist. Zu solchen phenolischen Verbindungen zählen: Tris-(3,5-di-tert.-Butyl-4-hydroxybenzyl)-isoeyanurat; Pentaerythrit-tetra-[j}(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]; l,l,3-Tris-(2'-Methyl-5'-tert.-butyl-4'-hydroxyphenyl)butan und l,3,5-Trimethyl-2.4.6-tris-[3'5'-di-tert.-butyI-4'-hydroxy-benzyl]benzcl.

Eine Querschnittsansichi durch ein erfindungsgemäßes elektrisches Kabel ist in der Zeichnung veranschaulicht.

D?s Kabel ist ein Telephonverteilerkabel und weist eine Anzahl einzelner Telephonleitungen 1 auf, von denen eine jede aus einer einzelnen Isolierschicht 2 und einem zentralen Leiter 3 besteht. Die Isolierschicht 2 ist aus einem Propylenpolymeren gebildet, welches 0,5 Gew.-% Nickel-bis-(3.5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonsäure-monoäthylat) und 0,5 Gew.-°/o Dilaurylthiodipropionat enthält. Die Einzelleitungen 1 sind in Erdölgallerte 4 eingetaucht und diese wiederum ist in einer äußeren Hülle 5 enthalten, welch letztere aus dem gleichen Polymeren gebildet sein kann wie das Polymere, welches die Isolierschicht 2 bildet.

Es wird eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Wirkung des Eintauchens in Erdölgallerte auf die Lebensdauer von Polymerproben im Ofen zu bestimmen, weiche verschiedene Stabilisatorsysteme enthalten.

Spritzgegossene Tafeln, welche unterschiedliche Stabilisatorsysteme enthalten, werden für unterschiedliche Zeitdauer in Erdölgallerte eingetaucht, welche bei 80^cC gehalten wird. Die Tafeln werden dann aus der Erdölgallerte entfernt und mit einem Tuch gereinigt, um überschüssige Erdölgallerte von den Tafeln zu entfernen. Die Lebensdauer der Tafeln im Ofen werden dann durch Altern in einem Luftumwälzofen bestimm;, weleher bei 150°C gehalten wird. Das Altern des Polymeren wird durch visuelle Prüfung und Versprödung eingeschätzt.

Die Tafeln werden bereitet, indem man die Stabilisatoren in das Polymerpulver unter Bildung eines Pulvei-Vorgemisches einverleibt, welches dann zur Bildung einer Tafel bei 270³C spritzgegossen wird.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben:

Versuch bzw.	Zusätze und	Lebensdauer im	I	Ofen bei	150" C	(Tage) nach	Eintauchen	in Erdölgallerte bei	2	11	80°C für
Vcrgleichs-	zugesetzte Menge		Tag						Wochen Monate	14
vcrsuch	(Gew.-%)	kein	18	2	4	1	2	4	17	5	4
			21	Tage	Tage	Woche	Wochen		29	>28	Monat
a	0,5 A+ 0.5 B	23	56	21	13	25	13	32	>28	11
b	0,75 A+ 0,75 B	23	25	31	21	28	20	51	8	17
C	0,3 C + 0,7 5 B	45	29	63	48	36	29	51	3	4
1	0,5 D + 0,5 B	25	33	31	31	30	29	21	9	>35
2	0,2C + 0,5B + 0,5D	33	24	38	33	35	31	11	8	>35
d	0,5 E+ 0,5 B	44	41	34	31	24	20	29	4
e	0,5 F+ 0,5 B	33	>35	29	21	19	—	13	—
r	0,2 C+ 0,5 B+ 0,5 F		42	41	30	25
g	0,2 C + 0.5 B		.> 35	>35

Λ ist U.3-tris-(2'-Melhyl·"/ lcn.-but>T4'-hydroxyphen>l)-biitaii.

Ii ist Dilauryl-lhioilinropionat.

C ist Pcntaerylhrit-letra-[|i-( 3.'5-cliteri.-buiyl-4-hyi.lro\yphcnyl) piopionai],

I) isl Nickel-bis-ti.S-di-tLTt.-biilyl^-hydnixybcn/ylphosplionsa'.irc-moiioiiiliylat).

K ist Tri-(3,5-ili-tcrt.-buiyl-4-hyi'lroxybeii/yl) isncyiimirai.

I·" ist Di-(n-octadecyl)-3.^Γ>-ιϋ-ΐιΜΊ.-^:· ■ .M-hyilroxyben/yl-phosplvinal.

lan weiterer Test wird an einer Tafel aus l'olypropy- (,-. Formel:

Jen iluixhgL-ri.hr., welche 0.1 Oeu.% des /usa./es I); _{( ( (}, „ ₍._{() (}.

(),·) dew.-"/Ii lies /usal/es I): 0.0^ dew.-"/ei C aiciumslearal und 0.25 (ie\\.-"/(i eines Kunfeiinhibitois der enthüll. Nach I2()iii>;i)jcr Finiaiic'hunjr in Frdölfiallerte

bei 80°C besitzt die Tafel eine Lebensdauer im Ofen bei 150° C von 26 Tagen.

Ein Kupferdraht von 0.5 mm Durchmesser wird mit einem Überzug von 0.2 mm Dicke aus der gleichen Polypropylenrr sse isoliert. Man erzielt befriedigende Isolation.

Die erfindungsgemäß verwendeten Leiter sind besonders geeignet zum Gebrauch bei Konstruktio welche in den britischen Patentschriften 9 95 10 95 639. 11 04 450. 11 54 886 und 11 75 850 bescl· ben sind.

Verfahren zur Herstellung dieser Konstruktio sind in den britischen Patentschriften 1120011
12 03 138 beschrieben.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Kabel aus einem oder mehreren isolierten, elektrischen Leitern mit einer Isolierung aus einem Olefinpolymeren, die von einer Kohlenwasserstoffgallerte umschlossen sind, wobei das Polymere 0,001 bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, eines Stabilisators enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein Derivat einer phosphorhaltigen Säure der Formel: