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Dokumentenidentifikation DE69801848T2 08.08.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0853100
Titel Polyamid-Beschichtungszusammensetzungen
Anmelder Judd Wire, Inc., Turner Falls, Mass., US
Erfinder Jozokos, Mark A., Pelham, US;
Kim, Young Joon, Greenfield, US;
Zhu, Wei, Sunderland, US
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69801848
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.01.1998
EP-Aktenzeichen 981004674
EP-Offenlegungsdatum 15.07.1998
EP date of grant 04.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.08.2002
IPC-Hauptklasse C08L 77/00
IPC-Nebenklasse C08L 77/02   C08L 77/06   

Beschreibung[de]

1 Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Polyamidzusammensetzungen und insbesondere Polyamidbeschichtungszusammensetzungen mit einer Ausgewogenheit in Beständigkeitseigenschaften, einschließlich Flamm- und Korrosionsbeständigkeit zusätzlich zu einer Beständigkeit gegenüber Wärmealtern, Abrieb und Hydrolyse.

Automobilteile, wie Kabelbäume bzw. Kabelbündel zum Verbinden einer Anzahl von elektrischen Vorrichtungen, welche in einem Automobil befestigt sind, werden typischerweise durch volle Motorenabteile geleitet, welche Temperaturen im Bereich von -40ºC bis 200ºC erreichen. Die isolierten Drähte, welche diese Kabelbäume ausmachen, sind nicht nur diesen ausgedehnten und fluktuierenden Temperaturbereichen ausgesetzt, sondern werden ebenso Wasser und möglicherweise Flammen und korrosiven Fluiden ausgesetzt, welche das Potential zum Erodieren, Quellen oder anderweitigem Zersetzen der Isolierung, welche diese Drähte umgibt, besitzen. Daher muß die Isolierung notwendigerweise Festigkeit und Widerstandsfähigkeit, Flamm- und Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Hydrolyse sowie thermischer Zersetzung aufweisen.

Trends in der Automobilindustrie resultierten in einem Anstieg in der Anzahl von elektrischen Vorrichtungen, welche in einem Automobil befestigt sind, zusätzlich zu Verminderungen in der Größe der Motorteile. Als ein Ergebnis davon wurden den Komponenten, welche in den Motorteilen beherbergt sind, Gewichts- und Volumenbegrenzungen auferlegt. In spezieller Hinsicht auf Automobilkabelbäume wurden Begrenzungen der Dicke der Isolierungsbeschichtung auf den Drähten, welche die Kabelbäume ausmachen, von der Automobilindustie gefordert.

Die isolierten Drähte, welche herkömmlich in elektrischen Strängen verwendet werden, setzen typischerweise eine Polyvinylchlorid- (PVC) Isolierbeschichtung mit einer Wanddicke von ungefähr 0,40 mm ein. Während diese PVC-isolierten Drähte die minimalen Leistungserfordernisse, welche von der Automobilindustrie festgesetzt sind, erfüllen, wenn sie Temperaturen bis zu ungefähr 105ºC ausgesetzt werden, wurde eine Verschlechterung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Isolierbeschichtung verzeichnet, wenn diese isolierten Drähte Temperaturen oberhalb von 105ºC ausgesetzt werden.

Herkömmliche Spezifikationen von Autoherstellern erfordern nun ultradünnwandige Kabelbäume mit Isolierungswanddicken von 0,25 mm oder 0,15 mm. Bei solchen Dicken würden die Nachteile oder Probleme, welche mit PVC-isolierten Drähten verbunden sind, ultradünnwandige PVC-isolierte Drähte jedoch für die oben referenzierten Automobilanwendungen ungeeignet werden lassen.

Es ist bekannt, daß Polyamide in dem allgemeinen heutigen Gebrauch, wie Nylon 6, Nylon 6, 6 und die verschiedenen Copolymere, für die meisten Anwendungen wünschenswert sind. Deren Erwünschtheit nimmt jedoch bei speziellen Anwendungen, wie bei elektrischen Isolierungen von Automobilteilen, ab, welche außerordentliche physikalische, mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften, wie bereits oben erwähnt, erfordern. Insbesondere werden Nylons hydrolytisch bei erhöhten Temperaturen zersetzt und zudem bis zu einem bestimmten Grad durch starke Säuren abgebaut. Gute mechanische Eigenschaften werden nur bis ungefähr 125ºC aufrechterhalten.

Der Stand der Technik beschreibt verschiedene Techniken zum Modifizieren von Polyamiden mit Schlagfestmachern. Solche Schlagfestmacher umschließen Niedrigmodul-Ethylencopolymere, welche Carboxyl- oder Anhydridfunktionalitäten enthalten. Andere Schlagfestmacher umschließen Ethylen-Säure-Copolymere, neutralisiert mit Metallkationen. (siehe das US-Patent 5,126,407 von Subramanian). Die JP 7082480 beschreibt Blas- und Extrusionsformungszusammensetzungen auf der Basis von Polyamiden, wie Nylon 11, pfropfmodifizierten Ionomerharzen und pfropfmodifizierten Polyolefinen. Diese Mischungen wurden nicht für Drahtisolierungen verwendet.

Kombinationen von Polyamiden mit solchen Schlagfestmachern ergeben Zusammensetzungen, welche zähe bzw. schlagfest und für Spritzformung und Extrudierung geeignet, allerdings für die oben genannten elektrischen Anwendungen noch ungeeignet sind. Insbesondere verleihen solche Kombinationen weiterhin Zusammensetzungen einen Mangel an der notwendigen Widerstandsfähigkeit gegenüber Hydrolyse und starken Säuren, insbesondere bei erhöhten Temperaturen und unter feuchten Bedingungen.

Dementsprechend besteht für Kabelbäume und insbesondere für ultradünnwandige Kabelbäume ein Bedarf, diese mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu überwinden und Festigkeit, Widerstandsfähigkeit und eine Ausgewogenheit in Beständigkeitseigenschaften aufzuzeigen.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine thermoplastische Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die als eine Isolierbeschichtung für Drähte verwendet werden kann und die Festigkeit. Widerstandsfähigkeit und eine Ausgewogenheit in Beständigkeitseigenschaften zeigt.

Es ist insbesondere ein Ziel, eine Isolierbeschichtungszusammensetzung für Drähte vorzusehen, die Festigkeit, Widerstandsfähigkeit und eine Ausgewogenheit in Beständigkeitseigenschaften aufweist, wenn sie mit einer Beschichtungsdicke von weniger als oder gleich 0,25 mm oder 0,15 mm aufgetragen wird.

Es ist weiterhin ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein ultradünnwandiges isoliertes Drahtprodukt zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Eigenschaften aufzeigt.

Es ist noch ein weiteres Ziel, einen isolierten Leiter vorzusehen, hergestellt aus einer Vielzahl von ultradünnwandigen isolierten Drähten, welche jeweils die oben genannten Eigenschaften zeigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft daher thermoplastische Beschichtungszusammensetzungen, umfassend:

a) ein Polyamid, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nylon 610, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12 und Mischungen hiervon;

b) ein ionisches Copolymer aus mindestens einem α-Oiefin mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und mindestens einer α,β-ungesättigten organischen Carbonsäure mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, welche teilweise oder vollständig mit Zinkionen neutralisiert ist und

c) ein Kompatibilisierungsmittel aus einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid, das entweder ein ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid oder ein mit einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid modifiziertes, thermoplastisches Polymer darstellt;

wobei das ionische Copolymer in einer Menge im Bereich von etwa 18 bis etwa Gew.-% vorliegt, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorliegenden Polyamids; und

wobei das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid des Kompatibilisierungsmittels aus einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid in einem Mengenbereich von etwa 0,2 bis etwa 4,0 Gew.-% vorliegt, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorliegenden, ionischen Copolymeren.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso einen isolierten Draht, umfassend einen Draht mit einer thermoplastischen Beschichtungszusammensetzung, wie oben beschrieben, welche daran ablösbar haftend ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen isolierten Leiter, umfassend eine Vielzahl gebüscheiter, verdrillter oder gebündelter isolierter Drähte, wie direkt oben beschrieben.

Die oben stehenden und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung noch deutlicher hervorgehen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Obwohl die thermoplastische Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung hierin in Bezug auf isolierte Drähte, beherbergt oder gebündelt in Automobilkabelbäumen, beschrieben wird, ist sie darauf keinesfalls begrenzt. Die Beschichtungszusammensetzung kann auf einer jeden Oberfläche verwendet werden, bei der Festigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie eine Ausgewogenheit in den Beständigkeitseigenschaften, einschließlich Flamm- und Korrosionsbeständigkeit, zusätzlich zur Beständigkeit gegenüber Hitzealterung, Abrieb und Hydrolyse erwünscht sind.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyamide sind höhere Nylons, wie Polyhexamethylensebacamid (Nylon 610), Polyhexamethylendodecanoamid (Nylon 612), Polyundecanolactam (Nylon 11) und Polydodecanolactam (Nylon 12), und können durch jede im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt, werden.

Bevorzugte Polyamide umschließen Nylon 11 und Nylon 12 sowie Mischungen von diesen. Unter den bevorzugten Polyamiden ist. Nylon 11 das am meisten bevorzugte.

Die Polyamidkomponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzung liegt in Anteilen von ungefähr 45 bis ungefähr 70 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vor.

Die ionischen Copolymere, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, weisen sich wiederholende Einheiten von mindestens einem α-Olefin und mindestens einer α,β-ungesättigten Carbonsäure auf, wobei die Säureeinheit mindestens teilweise mit Zink- oder Magnesiumionen neutralisiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das α-Olefin 2 bis 6 Kohlenstoffatome, und die Carbonsäure enthält 3 bis 6 Kohlenstoffatome. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das α-Olefin Ethylen, und die Säure stellt Methacrylsäure dar. Andere polymerisierbare Comonomere, wie Acrylate oder Methacrylate, können ebenso vorliegen. Geeignete ionische Copolymere werden von der E. I. DuPont de Nemours Co. unter dem Handelsnamen "Surlyn" vertrieben, welcher eine Familie ionischer Copolymere bezeichnet.

Die ionische Copolymerkomponente liegt bevorzugt in einer Menge im Bereich von ungefähr 18 bis ungefähr 27 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des in der Zusammensetzung vorliegenden Polyamids vor. Es wurde herausgefunden, daß, wenn die ionische Copolymerkomponente in einem Anteil unterhalb dieses Bereichs vorliegt, die resultierende Zusammensetzung eine Verminderung in der Hydrolysebeständigkeit und der Wärmealterungsbeständigkeit aufweist. Wenn die ionische Copolymerkomponente in einer Menge oberhalb dieses Bereichs vorliegt, zeigt die resultierende Zusammensetzung eine Verminderung in der Sandpapierabriebsbeständigkeit und Verformung oder Klemm- (Pinch-) Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kompatibilisierungsmittel stellen entweder ungesättigte Dicarbonsäureanhydride, wie Maleinsäure-, Itaconsäure-, Aconitsäure- oder Citraconsäureanhydride, oder mit ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden modifizierte thermoplastische Copolymere dar. Die Anhydride können insgesamt oder teilweise durch Carboxyl- oder Carboxylatfunktionalitäten ersetzt sein. Die thermoplastischen Polymere, welche für die Verwendung in der Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umschließen Polyethylenhomopolymere und Ethylen-Propylen-Copolymere. Ein bevorzugtes ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid stellt Maleinsäureanhydrid dar, während ein bevorzugtes Anhydrid-modifiziertes thermoplastisches Polymer Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen darstellt.

Das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid der Kompatibilisierungsmittelkomponente aus einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid liegt bevorzugt in einem Anteil im Bereich von ungefähr 0,2 bis ungefähr 4,0 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des in der Zusammensetzung vorliegenden ionischen Copolymers vor. Wenn das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid in einer Menge unterhalb dieses Bereichs vorliegt, neigt die resultierende Zusammensetzung zum Aufweisen einer schlechteren Wärmealterungs- und Hydrolysebeständigkeit. Wenn das Anhydrid in einer Menge oberhalb dieses Bereichs vorliegt, zeigt die resultierende. Zusammensetzung schlechtere Sandpapierabriebsbeständigkeit und Klemm- (Pinch-) Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Zusätzlich zu den obigen Komponenten kann die thermoplastische Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise andere Additive, wie Weichmacher, Antioxidantien, Stabilisatoren, Verfahrenshilfsmittel, Flammschutzmittel, Vernetzungsmittel, Fasern, Mineralien, Farbstoffe und Pigmente, enthalten, die die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie die Beständigkeitseigenschaften der resultierenden Beschichtungszusammensetzung nicht nachteilig beeinflussen.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung können mittels eines jeden konventionellen Verfahrens zusammengemischt werden, solange eine einheitliche Mischung erhalten wird. Insbesondere können die Komponenten in einen Extruder eingeleitet werden, schmelzgemischt und anschließend über einen Draht oder ein Kabel extrudiert werden. Der Begriff. "schmelzvermischt", wie er hierin verwendet wird, bedeutet das Mischen bei einer Temperatur, welche hoch genug ist, das Polyamid in einem geschmolzenen Zustand zu halten. Es sind keine spezifischen Schmelzmisch-Bedingungen erforderlich.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, welche nur zum Zweck der Verdeutlichung angegeben sind und welche keinerlei Begrenzung des Umfangs der Erfindung bedeuten sollen.

Spezielle Ausführungsformen Verwendete Komponenten

N11 - ein wärme- und lichtstabilisiertes Polyamid-11-Harz vom Extrusionsgrad, erhältlich von Elf Atochem, Glen Rock, NC, unter der Produktbezeichnungen RILSAN® BESNO P40 TL.

IONOMER - ein Copolymer aus Ethylen und Methacrylsäure, welches teilweise mit Zinkionen neutralisiert ist, erhältlich von E. I. DuPont, Wilmington. DE, unter der Produktbezeichnung SURLYNº 9910.

KOMPATIBILISIERUNGSMITTEL - ein Maleinsäureanhydrid modifiziertes lineares Polyethylen mit niedriger Dichte, erhältlich von der E. I. DuPont unter der Bezeichnung FUSABOND® NB-226D.

TRANSLINK - ein calciniertes und oberflächenmodifiziertes Aluminiumsilicat, erhältlich von Engelhard, Iselin, NJ unter der Bezeichnung TRANSLINK® 37.

IRGANOX 1010 - ein gehindertes phenolisches Antioxidans, erhältlich von Ciba- Geigy Corp., Hawthorne, NY unter der Bezeichnung IRGANOXº 1010.

SEENOX - ein wenigflüchtiges, hochmolekulargewichtiges, organisches schwefelhaltiges Antioxidans, erhältlich von der Witco Corporation, Oakland, NJ unter der Bezeichnung SEENOX® 412S.

IRGANOX MD-1024 - ein gehindertes phenolische(s/r) Antioxidans/Metalldeaktivator, erhältlich von Ciba-Geigy unter der Bezeichnung IRGANOX® MD 1024.

SAY TEX - ein br omier tes Flalnmschutzmittel, erhältiieh von Albemarie, Baton Rouge, LA unter der Bezeichnung SAYTEX® BT-93 W.

TMS - ein Antimontrioxid-Flammschutzmittel, erhältlich von Anzon Inc., Philadelphia. PA unter der Bezeichnung TMSTM-Antimontrioxid.

200VSW SILICA - ein Quarzglaspulver, erhältlich von der Degussa Corporation, Ridgefield Park, NJ unter der Bezeichnung AEROSIL® 200VS.

TAIC - ein Triallylisocyanurat-Vernetzungsmittel, erhältlich von der Nippon Kasei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan unter der Bezeichnung TAIC®-Triallylisocyanurat.

Probenherstellung und Testverfahren

Die in den Arbeitsbeispielen verwendeten Komponenten wurden compoundiert bei ungefähr 210ºC und anschließend pelletisiert. Die Pellets wurden anschließend getrocknet, schmelzvermischt bei ungefähr 210ºC und anschließend über Kupferdraht bis zu einer Dicke von 0,15 mm ± 0,03 und 0,025 mm ± 0,05 extrudiert.

Die resultierenden beschichteten Drahtproben wurden den folgenden Tests unterzogen:

Sandpapierabriebsbeständigkeitstest (mm): Testproben mit einer Isolierungsdicke von entweder 0,15 mm oder 0,25 mm und einer gemessenen Länge von 900 mm wurden in Bezug auf die Sandpapierabriebsbeständigkeit durch Entfernen von 25 mm der Isolierung von einem Ende einer jeden Testprobe und durch horizontales Befestigen einer jeden Testprobe (straff und ohne Dehnen) auf einem kontinuierlichen Streifen Schmirgelpapier in einem Apparat getestet, der einen gewöhnlichen Aufbau gemäß der Military Specification MIL-T-5438 aufwies und der fähig war, eine Kraft auf die Probe anzuwenden, während das Schmirgelpapier unter der Probe bei einer fixierten Rate gezogen wurde. Für jeden Test wurden unter der Probe bei einer Rate von 1500 ± 75 mm/min 150 J Granatsandpapier (mit 10 mm leitenden Streifen senkrecht zu der Kante des Sandpapiers im Abstand von maximal jeweils 75 mm) gezogen, während eine Gesamtkraft von entweder 0,98 ± 0,05 N (für Testproben mit einer Isolierungsdicke von 0.,15 mm) oder 2,16 ± 0,05 N (für Testproben mit einer Isolierungsdicke von 0,25 mm) auf. die Testprobe angewendet wurde. Das Sandpapier setzte an und. trat aus aus jeder Testprobe von unten bei einem Winkel von 29 ± 2º zu der Achse der Testprobe und wurde durch einen Stab mit einem Durchmesser von 6,9 mm getragen. Die Länge des Sandpapiers, welches zum Freisetzen des Inneren oder des Drahts notwendig war, wurde aufgezeichnet, und die Testprobe wurde ungefähr 50 mm bewegt und im Uhrzeigersinn 90º gedreht. Das oben angegebene Verfa bren wurde für insgesamt vier Ablesungen wiederholt. Das Mittel der vier Ablesungen stellte die Sandpapierabriebsbeständigkeit der einzelenen Testprobe dar.

Kurzzeitwärmealterung (P,F): Testproben mit einer Isolationsdicke von entweder 0,15 mm oder 0,25 mm sowie einer gemessenen Länge von ungefähr 600 mm wurden im Bezug auf die Kurzzeitwärmealterung durch Entfernen von 25 mm der Isolation von beiden Ende der jeweiligen Testprobe und durch Plazieren der jeweiligen Probe in einem Heißluftofen, Modell Nr. 206, hergestellt von Blue M, eine Einheit von General Signal, Blue Island, IL, getestet. Die Proben wurden im Abstand von mindestens 20 mm von benachbarten Testproben angeordnet und wurden anschließend auf Träger, welche innerhalb des Ofens lokalisiert waren, durch die Leiter oder Drähte befestigt, so daß ein jeglicher Kontakt zwischen der Isolation und den Trägern vermieden wurde. Der Ofen wurde. anschließend versiegelt, und die Temperatur wurde bei 150 ± 2ºC 240 Stunden lang gehalten. Die Luft, welche in dem Ofen enthalten war, wurde vollständig ungefähr 300 mal pro Stunde während der 240 Stundendauer ausgetauscht. Direkt nach dem Altern wurden die Proben aus dem Ofen genommen und bei 23 ±5ºC mindestens 16 Stunden lang ohne direktes Sonnenlicht gehalten. Nach solch einer Konditionierung bei Raumtemperatur wurde ein "Wickeltest", wie nachstehend beschrieben, bei einer jeden Probe durchgeführt.

Wickeltest (P,F): Für diesen Test wurde jede konditionierte Testprobe auf einem rotierbaren Dorn befestigt, einmal um den Dorn gewickelt, und die freien Enden wurden mit 500 g Gewichten beladen und vertikal hängengelassen. Die Testproben und Dorne wurden anschließend in eine Gefrierkammer gegeben, die anschließend versiegelt und auf eine Temperatur von -40 ± 2ºC abgekühlt wurde. Diese Temperatur wurde 4 Stunden lang gehalten. Die Testproben wurden anschließend um den Dorn gewickelt durch Drehen des Dorns um 3 Umdrehungen bei einer Wickelgeschwindigkeit von 1 s&supmin;¹. Wenn keine sichtbaren Defekte verzeichnet wurden, wurde ein "Widerstandsspannungstest", wie nachstehend beschrieben, bei der Probe durchgeführt.

Widerstandsspannungstest (P,F): Für diesen Test wurden die Enden der jeweiligen Testprobe unter Bildung einer Schlinge zusammen verdrillt. Die geschlungene Testprobe wurde anschließend in eine.Salzlösung [3%(m/m) NaCl in Wasser], welche in einem 2000 ml Becher enthalten war, getaucht. Die Enden der jeweiligen Testprobe wurden oberhalb der Lösung angebracht. Eine Testspannung von 1 kV (rms) wurde anschließend durch eine Elektrode zwischen dem Leiter und der Lösung 30 Minuten lang angelegt. Die Spannung wurde anschließend in einer Rate von 500 V/s bis zum Erreichen von 3 kV erhöht. Dieser Test wurde als "bestanden" angesehen, wenn kein elektrischer Zusammenbruch stattfand.

Hydrolysetest (P,F): Die Testproben mit einer Isolationsdicke von entweder 0,15 mm oder 0,25 mm und einer gemessenen Länge von ungefähr 2000 mm wurden getrennt befestigt und auf Dorne gewickelt und in ein Wasserbad gegeben. Die Enden der jeweiligen gewickelten Testprobe wurden außerhalb oder oberhalb des Wassers in dem Wasserbad positioniert. Ein Ende der jeweiligen Testprobe wurde an den positiven Pol einer 48 V DC-Leistungsquelle angeschlossen, und das Wasserbad wurde an den negativen Pol angeschlossen. Der spezifische Volumenwiderstand der Isolierung einer jeden Testprobe wurde direkt nach dem Eintauchen der einzelnen Testprobe durch Messen des Isolierungswiderstandes und durch Berechnen des spezifischen Volumenwiderstandes gemessen. Die Testproben wurden anschließend in Wasser 21 Tage lang (504 Stunden) bei 80ºC ± 2ºC altern gelassen. Der spezifische Volumenwiderstand der Isolierung einer jeden Testprobe wurde alle 3 Tage während der Alterungsdauer gemessen. Nach dem 21. Tag der Alterungsdauer wurden die Testproben optisch inspiziert und anschließend dem Widerstandsspannungstest, welcher oben beschrieben ist, unterzogen. Der Hydrolysetest wurde als "bestanden" angesehen, wenn: der spezifische Volumenwiderstand der Isolation der jeweiligen Testprobe > 108 Ohm/cm während der gesamten 21 Tage der Alterungsdauer beibehalten wurde; die optische Inspizierung keine Risse, Brüche oder andere Defekte in der Isolierung zeigten; und die Testprobe nach Unterziehen des Widerstandsspannungstests keinen elektrischen Zusammenbruch zeigte.

Arbeitsbeispiele und Testergebnisse

In den Beispielen 1 bis 15 wurden verschiedene Polyamidzusammensetzungen hergestellt und getestet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 tabellarisch aufgeführt. Die verwendeten Mengen der Komponenten sind Gewichtsteile und sind berechnet, so daß bis zu 100 Gewichtsteile insgesamt zugesetzt wurden.

TABELLE 1 ZUSAMMENFASSUNG DER BEISPIELE 1 BIS 15

Die Arbeitsbeispiele 10 bis 15 zeigen die Ausgewogenheit der Beständigkeitseigenschaften (d. h. Beständigkeit gegenüber Wärmealterung, Abrieb und Hydrolyse), welche innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung erhalten werden können. Es wird hierin verzeichnet, daß die Kurzzeitwärmealterungs- (0,15 mm Wand) Mißerfolge der Arbeitsbeispiele 11 und 14 angeblich das Ergebnis von kleinen Oberflächenverformungen in den ultradünnen Isolationsbeschichtungen dieser Beispiele darstellen, wahrscheinlich bedingt durch Variationen in dem Extrudierungsverfahren. Beispiel 1 zeigt, daß IONOMER-basierte Zusammensetzungen keine notwendige Beständigkeit gegenüber Hydrolyse und thermischer Zersetzung aufzeigen. Beispiel 2 zeigt, daß die N11/IONOMER-basierten Zusammensetzungen keine notwendige Beständigkeit gegenüber thermischer Zersetzung zeigen, während sie eine erhöhte Abriebsbeständigkeit und eine annehmbare Hydrolysebeständigkeit aufweisen. Beispiele 3 bis 5 zeigen, daß N11 /IONO- MER/KOMPATIBILISIERUNGSMITTEL-basierte Zusammensetzungen mit einem %-MA/IONOMER-Verhältnis, welches unter 0,2% fällt, die notwendige Beständigkeit gegenüber thermischer Zersetzung nicht aufweisen. Beispiel 6 zeigt, daß Zusammensetzungen mit einem %-IONOMER/N11-Verhältnis unterhalb von 18% ebenso scheitern, die notwendige Beständigkeit gegenüber thermischer Zersetzung zu zeigen, während Beispiele 7 bis 9 zeigen, daß die Zusammensetzungen mit einem %-IONOMER/N11-Verhältnis oberhalb von 27% eine verminderte Abriebsbeständigkeit aufweisen.

Obwohl diese Erfindung gezeigt und beschrieben wurde im Hinblick auf detaillierte Ausführungsformen davon, wird der Fachmann verstehen, daß verschiedene Änderungen in der Form und dem Detail davon vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen der beanspruchten Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]

1. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung, umfassend:

a) ein Polyamid, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nylon 610, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12 und Mischungen hiervon;

b) ein ionisches Copolymer aus mindestens einem a-Olefin mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und mindestens einer α,β-ungesättigten organischen Carbonsäure mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, welche teilweise oder vollständig mit Zink- oder Magensiumionen neutralisiert ist; und

c) ein Kompatibilisierungsmittel aus einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid, das entweder ein ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid oder ein mit einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid modifiziertes, thermoplastisches Polymer darstellt;

wobei das ionische Copolymer in einer Menge im Bereich von etwa 8 bis etwa 27 Gew.-% vorliegt, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorliegenden Poylamids; und

wobei das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid des Kompatibilisierungsmittels aus einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid in einem Mengenbereich von etwa 0,2 bis etwa 4,0 Gew.-% vorliegt, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorliegenden, ionischen Copolymeren.

2. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyamid Nylon 11 ist.

3. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das ionische Copolymer ein mit Zink neutralisiertes Ethylen- Methacrylsäure-Copolymer ist.

4. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, wobei das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid des Kompatibilisierungsmittels aus ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Maleinsäure-, Itaconsäure-, Aconitsäure- und Citraconsäureanhydriden.

5. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Kompatibilisierungsmittel aus ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid Maleinsäureanhydrid ist.

6. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, wobei das Kompatibilisierungsmittel aus ungesät

tigtem Dicarbonsäureanhydrid ein mit ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid modifiziertes, thermoplastisches Polymer-Kompatibilisierungsmittel ist, wobei das ungesättigte Dicarbonsäureanhydrid aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Maleinsäure-, Itaconsäure-, Aconitsäure- und Citraconsäureanhydriden, und wobei das thermoplastische Polymer aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Polyethylenhomopolymeren und Ethylen-Propylen-Copolymeren.

7. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das mit ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid modifizierte, thermoplastische Polymer-Kompatibilisierungsmittel mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polyethylen ist.

8. Thermoplastische Beschichtungszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3. 6 oder 7, wobei das Polyamid Nylon 11 ist, das ionische Copolymer mit Zink neutralisiertes Ethlyen-Methacrylsäure-Copolymer ist, und das Kompatibilisierungsmittel aus ungesättigtem Dicarbonsäureanhydrid mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polyethylen ist.

9. Isolierter Draht, umfassend einen Draht mit einer daran ablösbar haftenden Isolationsbeschichtung, wobei die Isolationsbeschichtung eine Dicke aufweist und eine thermoplastische Beschichtungszusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1-8 umfaßt.

10. Isolierter Draht nach Anspruch 9, wobei die Isolationsbeschichtung eine Dicke von weniger als oder gleich 0,25 mm, vorzugsweise von weniger als oder gleich 0,15 mm, aufweist.

11. Isolierter Leiter, umfassend eine Vielzahl gebüschelter, verdrillter oder gebündelter Drähte, wobei jeder Draht eine daran ablösbar haftende Isolationsbeschichtung aufweist, und wobei die Beschichtung eine Dicke besitzt und eine thermoplastische Beschichtungszusammenetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1-8 umfaßt.

12. Isolierter Leiter nach Anspruch 11, wobei die Isolationsbeschichtung eine Dicke von weniger als oder gleich 0,25 mm, vorzugsweise von weniger als oder gleich 0,15 mm, besitzt.







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