DE69333757T2

DE69333757T2 - Polymeres Isoliermaterial und daraus hergestelltem Formartikel

Info

Publication number: DE69333757T2
Application number: DE69333757T
Authority: DE
Inventors: Takeo Kawachinagano-shi Inoue; Shigeru Takaishi-shi Kimura; Tutomu Takaishi-shi Iwatani; Takayukii Takaishi-shi Yamada; Yukio Takaishi-shi Ishii; Ryuichi Takaishi-shi Sugimoto
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2013-06-12
Also published as: KR940005721A; EP0575111A2; EP0575111A3; US5573840A; US5476709A; DE69333757D1; KR100252418B1; EP0575111B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein polymeres Isoliermaterial mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein polymeres Isoliermaterial mit guten elektrischen Isoliereigenschaften, hergestellt aus Polypropylen mit besonderen physikalischen Eigenschaften, sowie einen daraus hergestellten Formartikel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein polymeres Isoliermaterial, das selbst, wenn es dünn ist, hervorragende elektrische Eigenschaften hat, sowie einen Formartikel mit geringer Dicke, der aus dem Material hergestellt wurde.
Polymermaterialien, wie beispielsweise Polyolefine, Polyester, polyfluoriertes Vinyliden, Siliconharze, Epoxyharze und Polystyrol haben im Allgemeinen eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und werden vielfältig als elektrische Materialien verwendet, indem man sich ihre elektrischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Isoliereigenschaft, zunutze macht. Zusätzlich zu dieser hervorragenden elektrischen Eigenschaft haben diese Polymermaterialien auch eine hohe Flexibilität, Wärmebeständigkeit und Hydrophobie, so dass sie in vielen Produkten eine breite Anwendung gefunden haben.
Polyolefine, insbesondere Polypropylen, können leicht formgegossen oder anderweitig geformt oder verarbeitet werden, besitzen überragende elektrische, mechanische und chemische Eigenschaften, und werden wegen ihrer Verfügbar keit zu niedrigem Preis intensiv für verschiedene elektrische Materialien eingesetzt. Sie finden breite Verwendung als elektrische Isoliermaterialien, beispielsweise als Elektretmaterialien in Form von Filtern oder Filmen, als elektrische Isolierbänder oder Ummantelungsmaterialien oder als Kondensator-Isolierfilme in Form von zweiachsig orientierten Filmen. Wenn Propylen für solche Produkte verwendet wird, ist es umso besser, je höher der Isolierwert ist. Eine hohe dielektrische Durchschlagsfestigkeit ergibt Produkte mit hoher Leistung. In dieser Hinsicht wurden Fortschritte gemacht.
Die Isoliereigenschaften des derzeit eingesetzten Polypropylens gelten jedoch nicht als sehr gut. Wenn es machbar wäre, wäre die Produktion von Polypropylen mit noch besseren Isoliereigenschaften vom industriellen Standpunkt her außerordentlich verdienstvoll. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde daher bislang die Hochreinigung von Polypropylen untersucht. Beispielsweise beschreiben die offengelegten japanischen Patente Nrn. 110906/1986, 63609/1984 und 188627/1983, usw., dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit von zweiachsig orientiertem Polypropylen verstärkt werden kann, indem man die Stereoregularität des Ausgangs-Polypropylens erhöht, den Gehalt an Material, das in siedendem n-Heptan löslich ist, reduziert, und somit den Kristallisationsgrad erhöht. Weiterhin beschreiben die offengelegten japanischen Patente Nrn. 113548/1987, 254749/1989, 166955/1989 und 150443/1990, usw., dass die Isoliereigenschaften von Polypropylen verbessert werden können, indem man die Gehalte an Katalysatorrückständen oder Chlor, die im Polypropylen zurückbleiben, so stark wie möglich erniedrigt.
Die Industrieproduktion von derartig verbessertem, hochreinem Polypropylen führt jedoch zum Problem der hohen Produktionskosten. Eine Erhöhung der Stereoregularität führt zu einem höheren Kristallisationsgrad, was umgekehrt zu den Problemen führt, dass die gebildeten Produkte härter werden, und sich ihre Formbarkeit oder Verarbeitbarkeit verschlechtern. Beim Erspinnen ist es beispielsweise schwierig, solches Polypropylen zu erspinnen, und beim Strecken kann dieses Polypropylen Dehnungsbruch erleiden. Wenn daraus ein Film gebildet wird, können sich Poren bilden. Als Folge davon liefert eine solche erhöhte Stereoregularität als Produkte nur Formprodukte mit schlechten Isoliereigenschaften. In der Praxis ist es sehr schwierig, Verunreinigungen vollständig auszu schließen, so dass mehr oder weniger Verunreinigungen als Rückstand aus einem Katalysator und ähnlichem enthalten sind.
Es besteht ein außerordentlich hoher Bedarf an der Größenverkleinerung von elektrischen und elektronischen Teilen. In solchen elektrischen und elektronischen Teilen wird Polypropylen als Isoliermaterial verwendet, wie beispielsweise als Kondensatorfilme. Um dem oben erwähnten Bedarf gerecht zu werden, ist es wünschenswert, den Durchschlagswiderstand des Isoliermaterials so zu erhöhen, dass die Dicke des Isoliermaterials verringert werden kann, damit es kleinere Abmessungen hat.
Gestreckte Polypropylenfilme, die nach solchen herkömmlichen Verfahren erhalten wurden, haben einen ziemlich hohen dielektrischen Durchschlagswiderstand, wenn sie eine Dicke von etwa 10 μm oder mehr haben, aber wenn ihre Dicke auf etwa 6 μm oder weniger, insbesondere etwa 4 μm oder weniger verringert wird, entwickeln sie den Nachteil, dass der dielektrische Durchschlagswiderstand pro Einheit der Dicke extrem verringert wird. Es ist somit schwierig, dünne Filme mit einem hohen dielektrischen Durchschlagswiderstand zu erhalten, wobei man immer noch nicht dem Bedarf an einer Größenverkleinerung von elektrischen und elektronischen Teilen gerecht wird.
Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Forschungen durchgeführt, um ein Polyolefinmaterial zur Verfügung zu stellen, welches kostengünstig erhalten werden kann, ohne seine Formbarkeit zu beeinträchtigen, wobei es in Form eines Filters oder Films als Elektretmaterial, oder in Form eines zweiachsig orientierten Films als elektrisches Isoliermaterial, wie beispielsweise ein Kondensatorfilm, verwendet wird. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass die elektrischen Isoliereigenschaften eines Polymermaterials durch Verunreinigungen, die im Polymermaterial enthalten sind, erheblich beeinflusst werden. Es wurde festgestellt, dass diese Verunreinigungen einen Katalysatorrückstand, Staub aus der Luft und ähnliches einschließen. Es wurde auch festgestellt, dass bestimmte, spezielle Komponenten solcher Verunreinigungen die elektrischen Isoliereigenschaften beeinflussen, und dass es die Kontrolle solcher Komponenten hinsichtlich Art und Eigenschaft möglich macht, gute Isoliereigenschaften hervorzubringen, selbst wenn Verunreinigungen, wie beispielsweise ein Katalysatorrückstand, mit relativ hoher Konzentration im Polymer verbleiben. Anstelle der Erhöhung des Kristallisationsgrades durch Reduzieren des Gehalts an Anteilen, die in siedendem n-Heptan löslich sind, wie im herkömmlichen Stand der Technik, wurde auch festgestellt, dass Polypropylen, das bestimmte, in siedendem n-Heptan lösliche Anteile enthält, eine gute elektrische Isoliereigenschaft hat und darüber hinaus eine gut ausbalancierte Formbarkeit und physikalische Eigenschaften. Diese Befunde führten zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung.
In einem Aspekt dieser Erfindung wird somit ein polymeres Isoliermaterial mit einer hohen Durchschlagsspannung zur Verfügung gestellt. Das Material umfasst Polypropylen, welches Asche in einer Menge von nicht mehr als 40 Gew.-ppm enthält, wenn es durch vollständige Verbrennung des Polypropylens an Luft analysiert wird, wobei die Asche Titan in einer Menge von nicht mehr als 1 Gew.-ppm, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens, enthält, und auch Chlor in einer Menge von nicht mehr als 2 Gew.-ppm, und in siedendem n-Heptan Unlösliches in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-%, aber nicht mehr als 10 Gew.-% enthält.
Vorzugsweise umfasst das Material hochreines Polypropylen, das pro Kubikzentimeter nicht mehr als 6000 Fremdpartikel von jeweils einschließlich 1 μm bis 10 μm, nicht mehr als 1000 Fremdpartikel von jeweils einschließlich 5 μm bis 10 μm und keine Fremdpartikel enthält, die größer sind als 10 μm.
In einem anderen Aspekt dieser Erfindung wird auch ein hergestellter Polypropylenartikel mit hoher elektrischer Isoliereigenschaft zur Verfügung gestellt, wobei der Artikel hergestellt wird durch Strecken des polymeren Isoliermaterials oder des bevorzugten polymeren Isoliermaterials in mindestens einer Richtung.
In der vorliegenden Erfindung kann die dielektrische Durchschlagsspannung des oben genannten polymeren Isoliermaterials oder des bevorzugten polymeren Isoliermaterials durch Einbringen eines bestimmten Additivs weiter erhöht werden.
In einem bevorzugten Aspekt dieser Erfindung wird ein polymeres Isoliermaterial mit einer hohen dielektrischen Durchschlagsspannung zur Verfügung gestellt, das erhalten wird durch Zugabe eines anorganischen Oxids oder Hydroxids in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-% zu dem Polypropylen. Das anorganische Oxid oder Hydroxid kann vorzugsweise das Oxid oder Hydroxid des Magnesiums, Aluminiums oder Eisens sein, welches frei ist von Partikeln mit einem Durchmesser von 10 μm oder mehr, und eine mittlere Partikelgröße von nicht mehr als 1 μm hat.
Als Additive können auch Organopolysilane, Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen und Silanverbindungen mit mindestens einer organischen Polyethergruppe hervorragende Wirkungen zeigen.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt dieser Erfindung wird ein polymeres Isoliermaterial zur Verfügung gestellt, das erhalten wird durch Versetzen des Polypropylens mit einem Organopolysilan in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, mit Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, oder mit einer Silanverbindung in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, wobei die Silanverbindung mindestens eine organische Polyethergruppe enthält.
In einem noch anderen bevorzugten Aspekt dieser Erfindung wird ein hergestelltes Polypropylenmaterial mit hoher elektrischer Isoliereigenschaft zur Verfü gung gestellt. Dieser Artikel wurde erhalten durch Strecken des polymeren Isoliermaterials mit einem der verschiedenen oben genannten Additive und einer hohen dielektrischen Durchschlagsspannung in mindestens einer Richtung.
In einem noch anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Isolierfilm zur Verfügung gestellt, der erhalten wird durch zweiachsiges Strecken des polymeren Isoliermaterials, das eines der oben genannten Additive enthält oder auch nicht.
Um das Polypropylen zu erhalten, das zur Herstellung eines polymeren Isoliermaterials gemäß dieser Erfindung verwendbar ist, ist es bevorzugt, Propylen in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators zu polymerisieren, welche eine feste Titankatalysator-Komponente, die Titan, Magnesium, ein Halogen und eine interne Elektronendonorverbindung enthält, eine Organometallverbindung eines Metalls der Gruppen 1, 2 und 3 des Periodensystems, und eine externe Elektronendonorverbindung umfasst. Bei diesem Verfahren ist es entscheidend, dass das Polypropylen bei der Polymerisation in einer Ausbeute von mindestens 300000 g/g-Ti, vorzugsweise mindestens 1000000 g/g-Ti, und noch bevorzugter mindestens 3000000 g/g-Ti, bezogen auf das Titan im Katalysator, erhalten wird. Ein besonders bevorzugtes polymeres Isoliermaterial gemäß dieser Erfindung kann erhalten werden, indem das Polypropylen, das nach dem oben genannten Polymerisationsverfahren erhalten wurde, einer Enthalogenierungsbehandlung unterzogen wird.
Im Falle des elektrischen Isolierfilms, der durch zweiachsiges Strecken des polymeren Isoliermaterials dieser Erfindung erhalten wurde, können die überragenden Vorteile der vorliegenden Erfindung vollständig erzielt werden, wenn die Dicke des Films im Bereich von 1 μm bis 6 μm liegt.
Die Erfindung wird nun in der folgenden, nicht einschränkenden Beschreibung noch genauer beschrieben.
Da es herkömmlicherweise erforderlich war, Polypropylen mit niedrigem Aschegehalt zu verwenden, wenn es als polymeres Isoliermaterial eingesetzt wird, wird das Polypropylen nach der Polymerisation einer speziellen Nachbehandlung unterzogen, um den Aschegehalt zu erniedrigen. Durch die Nachbehandlung ist es somit möglich, den Aschegehalt im Polypropylen zu verringern. Wenn für das Polypropylen, das in einer Ausbeute von 300000 g/g-Ti oder weniger, bezogen auf das Titan im Katalysator, bei der Polymerisation erhalten wird, und der Gehalt der gesamten Asche im Polypropylen verringert wird, wenn eine bestimmte Nachbehandlung durchgeführt wird, kann das so erhaltene Polypropylen einen gestreckten Film mit einem beträchtlich hohen dielektrischen Durchschlagswiderstand liefern, wenn die Dicke des Films etwa 10 μm oder mehr ist, aber wenn die Dicke des Films auf etwa 6 μm oder weniger, insbesondere etwa 4 μm verringert wird, entwickelt das Polypropylen den Nachteil, dass der dielektrische Durchschlagswiderstand pro Einheit der Dicke extrem abfällt. Selbst bei solchem Polypropylen ist es demgemäss schwierig, einen hohen dielektrischen Durchschlagswiderstand bei einem dünnen Film zu erhalten.
Obgleich noch kein besonderer Grund dafür festgestellt wurde, gehen die Erfinder der vorliegenden Erfindung davon aus, dass in dem Falle, wo die Ausbeute an Propylen, bezogen auf das Titan in einem Katalysator, bei der Polymerisation nicht hoch ist, eine aschereduzierende Nachbehandlung das Titan im Wesentlichen insgesamt abtrennen kann, aber dass das so behandelte Polypropylen immer noch einige lokalisierte Bereiche enthält, wo noch unabgetrenntes Titan zurückbleibt, und dass die lokalisierten Bereiche als Defektpunkte zur Erniedrigung des dielektrischen Durchschlagswiderstands wirken, wenn aus dem Polypropylen ein dünner Film gebildet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine umfangreiche Untersuchung durchgeführt. Im Ergebnis wurde zunächst festgestellt, dass das Titan, um in der vorliegenden Erfindung verwendbar zu sein, ohne Agglomeration vollständig im durch Polymerisation erhaltenen Polypropylen dispergiert sein muss. Es wurde dann festgestellt, dass es zur vollständigen Verteilung des Titans wichtig ist, als Ausgangsmaterial ein Polypropylen zu verwenden, dass bei der Polymerisation in ausreichend hoher Ausbeute, bezogen auf das Titanmetall, erhalten wurde. Diese Befunde haben zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung geführt.
In der vorliegenden Erfindung darf der Gehalt an Titan in der Asche nicht höher als 1 Gew.-ppm, vorzugsweise 0,5 Gew.-ppm oder weniger, und noch bevorzugter 0,3 Gew.-ppm oder weniger, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens, sein. Wenn die Ausbeute niedrig ist, ist es erforderlich, aus dem durch Polymerisation erhaltenen Polypropylen das Titan aus dem Katalysatorrückstand zu entfernen. Wenn die Ausbeute an Polypropylen 1000000 g/g-Ti oder mehr, bezogen auf Titan, bei der Polymerisation beträgt, ist es überhaupt nicht erforderlich, das Titan aus dem Polypropylen abzutrennen. Die Auswahl eines geeigneten Katalysatorsystems und entsprechender Polymerisationsbedingungen machen es somit möglich, die Nachbehandlung des durch Polymerisation erhaltenen Polypropylens erheblich zu vereinfachen.
Katalysatorrückstand, der im Polymer zurückbleibt, verursacht keine Probleme, vorausgesetzt, er ist in Form von sehr feinen Partikeln im Polymer verteilt. In einem solchen Katalysatorrückstand neigt das Titan zum Agglomerieren, und die resultierenden großen Kerne wirken sich nachteilig auf die elektrischen Eigenschaften aus, da sie durch die Nachbehandlung nicht entfernt werden können. Selbst wenn die Asche 40 Gew.-ppm oder weniger beträgt, gemessen durch Verbrennen des Polypropylens an Luft, werden die elektrischen Eigenschaften nachteilig beeinflusst, solange der Titangehalt aus der Asche 1 Gew.-ppm oder höher ist, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens. Wenn die Aktivität des Katalysators nicht sehr hoch ist, kann der Gehalt an Katalysatorrückstand durch Waschen des erhaltenen Polymers verringert werden. Selbst in diesem Fall beeinträchtigt das Vorliegen von Titan in agglomerierter Form immer noch die elektrischen Eigenschaften, selbst wenn es in sehr geringer Konzentration zurückbleibt.
Im polymeren Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Aschegehalt im Polypropylen nicht höher als 40 Gew.-ppm, vorzugsweise 20 Gew.-ppm oder weniger, und noch bevorzugter 15 Gew.-ppm oder weniger. Wenn der Aschegehalt 40 Gew.-ppm übersteigt, tritt beim Formen zu Fasern oder einem Film Dehnungsbruch auf, oder es werden Poren gebildet. Die Isoliereigenschaften verschlechtern sich demzufolge.
Anders als in der herkömmlichen Praxis, wo Polypropylen als Ausgangsmaterial verwendet wird, das bei der Polymerisation in niedriger Ausbeute, bezogen auf Titan, erhalten wird, und wo dann eine Nachbehandlung durchgeführt wird, um Katalysatorrückstand bis zu einem extrem niedrigen Gehalt abzutrennen, gibt es bei der vorliegenden Erfindung keine Unannehmlichkeiten oder sonstigen Probleme, selbst wenn der Aschegehalt höher ist, als für die herkömmliche Praxis erforderlich. Die vorliegende Erfindung macht es daher möglich, die Nachbehandlung zu vereinfachen, und sie hat einen erheblichen industriellen Nutzen.
Im polymeren Isoliermaterial gemäß dieser Erfindung enthält das Polypropylen in siedendem n-Heptan Unlösliches in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-%, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger als 1,0 Gew.-%, aber nicht mehr als 9,0 Gew.-%, und noch bevorzugter nicht weniger als 1,5 Gew.-%, aber nicht mehr als 8,5 Gew.-%. Der Begriff "in siedendem n-Heptan Unlösliches", wie hier verwendet, bedeutet die Menge des in n-Heptan löslichen Materials, das durch 6-stündiges Extrahieren von 2 g Polypropylen in siedendem n-Heptan mittels eines Soxhlet-Extraktors erhalten wurde, ausgedrückt als Gewichtsprozent bezogen auf die so eingebrachte Menge Polypropylen. Wenn der Gehalt an in siedendem n-Heptan Unlöslichem weniger als 1 Gew.-% beträgt, hat das Polypropylen einen übermäßig hohen Polymerisationsgrad, so dass das daraus hergestellte Produkt leicht härter wird. Ein solches Polypropylen hat eine schlechte Formbarkeit und kann nur hergestellte Produkte mit schlechten elektrischen Isoliereigenschaften liefern. Entgegen den herkömmlichen Befunden zeigt Polypropylen, das für die Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, keine Verschlechterung der elektrischen Isoliereigenschaften, nachdem es zu einem Artikel geformt wurde, sondern zeigt umgekehrt bessere Streckbarkeit und liefert bevorzugte Ergebnisse, selbst wenn sein Prozentgehalt an Rückstand nach der Extraktion in siedendem n-Heptan im Bereich von 95 bis 90 Gew.-% liegt.
Darüber hinaus beträgt die isotaktische Pentadenfraktion dieses in siedendem n-Heptan unlöslichen Materials mindestens 0,900, vorzugsweise mindestens 0,92, und noch bevorzugter mindestens 0,950.
In der vorliegenden Erfindung ist der Chlorgehalt im Polypropylen nicht höher als 2 Gew.-ppm, und vorzugsweise 1 Gew.-ppm oder weniger. Man weiß, dass sich ionische Verunreinigungen schädlich auf die elektrischen Eigenschaften auswirken. Besonders Chlor ist dafür bekannt, dass es signifikante Effekte erzeugt, selbst wenn es nur in einer Spurenmenge enthalten ist, wie beschrieben u. a. in den offengelegten japanischen Patenten Nrn. 113548/1987, 254749/1989, 166955/1989 und 150443/1990, auf die oben Bezug genommen wurde. Diese Veröffentlichungen aus dem Stand der Technik enthalten jedoch keinen Hinweis auf die elektrische Isoliereigenschaft, obwohl beschrieben wurde, dass die Verringerung des Chlorgehalts auf weniger als 10 ppm eine Auswirkung auf den dielektrischen Verlustfaktor hat. Es wurde übrigens festgestellt, dass das Verhältnis zwischen dem Chlorgehalt in einem Polymer und der elektrischen Isoliereigenschaft des Polymers über einem Chlorgehalt von 2 Gew.-ppm im Polymer deutlich variiert. Genauer gesagt, verschlechtern sich die Isoliereigenschaften, wenn der Chlorgehalt 2 Gew.-ppm übersteigt, aber sie werden wesentlich verbessert, wenn der Chlorgehalt 2 Gew.-ppm oder weniger wird. Polymerisationskatalysatoren, die später beschrieben werden sollen, enthalten einen hohen Anteil an Chlor. In dem Fall, wo der Chlorgehalt in einem Polymer selbst dann noch hoch ist, wenn das Chlor ausgewaschen wurde, ist es bevorzugt, das Polymer einer Dechlorierung mit einer Aminverbindung, einer Epoxyverbindung, Ammoniak oder einer organischen Fettsäure zu unterwerfen, so dass der Chlorgehalt im Polymer auf 2 Gew.-ppm oder weniger verringert wird.
Unter diesen Dechlorierungs-Behandlungen ist die Dechlorierung unter Verwendung einer Epoxyverbindung besonders bevorzugt. Als Epoxyverbindung kann ein Alkylenoxid, wie beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butenoxid oder Cyclohexenoxid, Glycidylalkohol, Glycidsäure, ein Glycidylester oder Ähnliches in geeigneter Weise verwendet werden. Bei der Durchführung der Dechlorierung eines Polymers mit einer solchen Epoxyverbindung, ist es sehr wirksam, zusätzlich eine Verbindung, die eine OH-Gruppe enthält, in mindestens äquimolarer Menge zur Epoxyverbindung zu verwenden. Beispielhafte OH-haltige Verbindungen umfassen Wasser und Alkoholverbindungen. Die Epoxyverbindung kann in mindestens äquimolarer Menge zu dem im Polymer enthaltenen Chlor verwendet werden, vorzugsweise in einer molaren Menge von 2- bis 10000-mal, und noch bevorzugter 10- bis 1000-mal soviel wie das Chlor. Die Art der Dechlorierung eines Polymers mit einer Epoxyverbindung ist nicht besonders eingeschränkt, so dass die Dechlorierung entweder nach einem diskontinuierlichen Verfahren oder einem Strömungsverfahren durchgeführt werden kann. Im Wesentlichen ist es ausreichend, das Auftreten einer Reaktion zu erleichtern, solange Chlor und diese Verbindungen miteinander in Kontakt stehen können. Obgleich die Temperatur der Dechlorierung auch nicht besonders eingeschränkt ist, ist es im Allgemeinen ausreichend, wenn die Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis zum Schmelzpunkt des Polymers liegt. Die bevorzugte Temperatur kann bei 50 bis 100°C liegen. Der Behandlungszeitraum für die Durchführung der Dechlorierung ist die Zeit, die erforderlich ist, um die Dechlorierungsreaktion mit der Epoxyverbindung zu vervollständigen. Diese Zeit beträgt im Allgemeinen 10 Sekunden bis 1 Stunde, und vorzugsweise 1 Minute bis 30 Minuten. Darüber hinaus ist es bevorzugt, das Reaktionsprodukt aus dem Reaktionssystem zu entfernen. Es kann aus dem Reaktionssystem entfernt werden, indem der Druck im Reaktionssystem reduziert wird, oder indem man Luft oder Stickstoff durch das Reaktionssystem fließen lässt.
In dem Fall, wo die Ausbeute an Polypropylen pro Einheitsmenge eines Katalysators niedrig ist, ist es erforderlich, eine Nachbehandlung durchzuführen, um Katalysatorrückstand zu entfernen. In dem Fall, wo ein Katalysator eine hohe Aktivität hat, ist es auch bevorzugt, eine Nachbehandlung durchzuführen, um Katalysatorrückstand zu entfernen, selbst wenn die Ausbeute an Polymer hoch ist. Die Nachbehandlung kann durchgeführt werden durch Waschen des Polypropylens, welches durch Polymerisation erhalten wurde, mit verflüssigtem Propylen, Butan, Hexan, Heptan oder Ähnlichem. Es wird bei der Nachbehandlung auch praktiziert, Wasser, eine Alkoholverbindung, eine Ketonverbindung, eine Etherverbindung, eine Esterverbindung, eine Aminverbindung, eine organische Säureverbindung, eine anorganische Säure oder Ähnliches zuzugeben, so dass Katalysatorkomponenten, wie beispielsweise Titan und Magnesium, löslich gemacht werden, um ihre Extraktion zu erleichtern. Es ist auch bevorzugt, das Polypropylen mit einer polaren Verbindung, wie beispielsweise Wasser oder einem Alkohol zu waschen.
Die oben genannte Dechlorierung kann vor, während oder nach dem oben beschriebenen Waschen durchgeführt werden. Wenn die Dechlorierung vor, während oder nach dem Waschen durchgeführt wird, werden die Aminverbindung, die Epoxyverbindung, Ammoniak oder die organische Fettsäure zum Gemisch aus Polymer und Waschlösungsmittel zugegeben, um es gründlich mit dem Polymer in Kontakt zu bringen. Alternativ ist es auch bevorzugt, eine solche Verbindung in gasförmiger Form mit dem Polymer in Kontakt zu bringen, nachdem das Waschlösungsmittel abgetrennt wurde. Als weitere Alternative ist es auch bevorzugt, eine solche Verbindung in einen Extruder zu geben, wenn das Polymer mit einem Stabilisator zugegeben wird und dann mittels des Extruders zu Pellets geformt wird.
Der Begriff "Polypropylen", wie hier verwendet, umfasst nicht nur das Homopolymer von Propylen, sondern auch statistische Copolymere oder Blockcopolymere mit einem oder mehreren anderen ungesättigten Kohlenwasserstoffen oder ungesättigten Silanverbindungen. Beispiele für solche anderen ungesättigten Kohlenwasserstoffe umfassen Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 3-Methylpenten-1, 1-Penten, 3-Methylbuten-1, 1-Hexen, 4-Methylpenten-1, 5-Ethylhexen-1, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, Vinylcyclohexen, Styrol, Allylbenzol, Cyclopenten, Norbornen und 5-Methyl-2-norbornen, während Beispiele für ungesättigte Silanverbindungen Allylsilan umfassen. Um die Menge an Material, das in siedendem n-Heptan löslich ist, in diesen Polymeren im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% zu halten, ist es bevorzugt, den Anteil eines anderen Comonomers bzw. anderer Comonomere als Propylen auf weniger als 10 Gew.-% bei der statistischen Copolymerisation zu begrenzen, oder den Anteil polymerisierter Einheiten aus Propylen allein auf mindestens 50 Gew.-% des gesamten Copolymers bei der Blockcopolymerisation ansteigen zu lassen.
Es ist auch möglich, Polypropylen als Polymermischung mit einem oder mehreren anderen Polymeren zu verwenden. Beispielhafte Polymermischungen umfassen Polymermischungen aus Polypropylen und Poly-α-olefinen, wie beispielsweise Polybuten, Polypenten, Polyhexen, Polyhepten und Polyocten, oder cyclischen Polyolefinen, wie beispielsweise Polycyclopenten und Polynorbornen; und Polymermischungen aus einem Copolymer aus Propylen und Olefinen mit 2–20 Kohlenstoffatomen und den oben beschriebenen anderen Polymeren.
In all diesen Polymermischungen ist es bevorzugt, den Anteil eines anderen Polymers bzw. anderer Polymere als Polypropylen auf einen Gehalt von nicht mehr als 30 Gew.-% in der Polymermischung einzustellen.
Als Katalysator, der für die Produktion des Polypropylens in dieser Erfindung verwendbar ist, kann irgendein Katalysator verwendet werden, der normalerweise für die industrielle Produktion von Polypropylen verwendet wird. Beispielhafte verwendbare Katalysatoren umfassen eine Kombination aus Titantrichlorid und einer Organoaluminiumverbindung, sowie eine Kombination aus Titantrichlorid oder -tetrachlorid, das auf einem Träger, wie beispielsweise Magnesiumhalogenid, geträgert ist, und eine Organoaluminiumverbindung.
Als Titankatalysator im Katalysatorsystem für die Produktion von Polypropy len ist es bevorzugt, einen Katalysator zu verwenden, der eine hohe Aktivität besitzt und von Natur aus eine kleine Menge Titan enthält. Unter den oben aufgeführten Titankatalysatoren ist es bevorzugt, anstelle von Titantrichlorid einen Katalysator zu verwenden, der aus Titantrichlorid oder Titantetrachlorid besteht, das auf einem Träger, wie beispielsweise Magnesiumhalogenid geträgert ist.
Bevorzugt unter diesen ist ein Katalysator, der aus einer Übergangsmetallkatalysatorkomponente, die auf einem Magnesiumhalogenidträger geträgert ist, einer Organoaluminiumverbindung und einer externen Elektronendonorverbindung besteht, wobei die Übergangsmetallkatalysatorkomponente zusammengesetzt ist aus einer Verbindung, die eine C-O- oder C-N-Bindung als interne Elektronendonorverbindung enthält, und einer vierwertigen Titanverbindung, die mindestens ein Halogenatom enthält.
Verwendbare Beispiele des Magnesiumhalogenids in einem solchen Kataly sator umfassen Magnesiumchlorid und Magnesiumbromid; ihre Komplexe mit Ethern oder Monoestern; und ein eutektisches Gemisch aus Magnesiumchlorid und Magnesiumbromid. Bevorzugte Beispiele für eine Verbindung, die eine C-O- oder C-N-Bindung enthält, wobei die Verbindung als interne Elektronendonorverbindung verwendet wird, umfassen Ester, Ether, Orthoester und Alkoxysiliciumverbindungen. Unter diesen sind Esterverbindungen von aromatischen Säuren, wie beispielsweise Benzoatester und Phthalatester, bevorzugt. Bevorzugt verwendet werden insbesondere Ester aus Phthalsäure und Alkoholen mit 1–12 Kohlenstoffatomen.
Im Halogenid des vierwertigen Titans kann Chlor als bevorzugtes Halogen genannt werden. Am bevorzugtesten wird Titantetrachlorid verwendet, obgleich vierwertige Titanhalogenide, in denen einige der Halogenatome durch eine entsprechende Anzahl von Alkylgruppen ersetzt wurden, verwendet werden können. Der Ester der aromatischen Säure und das Titanhalogenid können in einem Molverhältnis von 0,3 : 1 bis 1 : 0,3, und vorzugsweise 0,5 : 1 bis 1 : 0,5 verwendet werden. Das Verhältnis des Titanhalogenids zum Magnesiumhalogenid liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 : 0,001 bis 1 : 0,5, bezogen auf das Gewicht.
Verwendbare Beispiele für externe Elektronendonorverbindungen umfassen Ester, Ether, Orthoester und Alkoxysiliciumverbindungen. Spezielle Beispiele umfassen die Ester der Benzoesäure oder kernsubstituierten Benzoesäuren mit Alkoholen mit 1–10 Kohlenstoffatomen, sowie Alkoxysilane.
Verwendbare Alkoxysilane umfassen solche, die durch die folgende allgemeine Formel dargestellt sind: R_xSi(OR')_4-x in der R eine Alkylgruppe mit 3–12 Kohlenstoffatomen, R' eine Alkylgruppe mit 1–12 Kohlenstoffatomen und x 1, 2 oder 3 ist.
Bevorzugte externe Elektronendonorverbindungen umfassen beispielsweise Methyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, t-Butyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Phenylmethyldimethoxysilan, Cyclohexylmethyldimethoxysilan, Dicyclohexyldimethoxysilan, 2-Norbornantriethoxysilan, 2-Norbornanmethyldimethoxysilan, Dicyclopentyldimethoxysilan, Cyclopentylmethyldimethoxysilan, Cyclopentyldimethylmethoxysilan, Tricyclopentylmethoxysilan, Diisopropyldimethoxysilan, t-Butylmethyldimethoxysilan und Di-n-propyldimethoxysilan. Noch bevorzugter werden Diphenyldimethoxysilan, Cyclohexylmethyldimethoxysilan, Dicyclohexyldimethoxysilan, Dicyclopentyldimethoxysilan, Diisopropyldimethoxysilan, t-Butylmethyldimethoxysilan, Di-n-propyldimethoxysilan und Ähnliche verwendet.
Bevorzugte Beispiele der Organoaluminiumverbindungen umfassen Trialkylaluminiumverbindungen, wie beispielsweise Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Tripropylaluminium und Tributylaluminium; Alkylaluminiumhalogenide, die erhalten werden durch Substituieren von einem oder zwei Chlor- oder Bromatomen durch eine gleiche Zahl von Kohlenwasserstoffresten, beispielsweise Dialkylaluminiumchloride, wie beispielsweise Diethylaluminiumchlorid, Dipropylaluminiumchlorid und Dihexylaluminiumchlorid und deren Kombinationen.
Die Organoaluminiumverbindung und die externe Elektronendonorverbindung können jeweils in einem Molverhältnis von 1 bis 10000, im Allgemeinen 1 bis 1000 pro Mol des Titans in der Übergangsmetallkatalysatorkomponente verwendet werden.
Für die Herstellung der Titanhalogenid-Katalysatorkomponente, geträgert auf dem Magnesiumhalogenid, kann jedes bekannte Verfahren verwendet werden, und dieses ist nicht besonders eingeschränkt. Bevorzugt sind jedoch Kataly satoren mit hoher Aktivität, insbesondere solche, die in der Lage sind, Polypropylen in einer Ausbeute von mindestens 1000000 g/g-Ti, und insbesondere mindestens 3000000 g/g-Ti bei der Polymerisation zu produzieren.
Diese geträgerten Katalysatoren haben eine hohe Aktivität. Da Magnesiumchlorid als Träger weich ist, ist es nach der Polymerisation in Form von feinen Partikeln dispergiert und führt nicht zum Agglomerieren des Titans. Die geträgerten Katalysatoren sind daher bevorzugt.
Bei der Polymerisation liegen die Temperatur und der Druck im Allgemeinen im Bereich von Raumtemperatur bis 150°C bzw. Normaldruck bis 100 kg/cm². Herkömmliche Polymerisationsverfahren werden verwendet, einschließlich Lösungspolymerisation, Massepolymerisation und Dampfphasenpolymerisation. Um die Ausbeute pro Titan zu verbessern und die Forderung nach einer Ausbeute von mindestens 300000 g/g-Ti, die in der vorliegenden Erfindung angegeben ist, zu erfüllen, sind Massepolymerisation oder Dampfphasenpolymerisation bevorzugt.
Zur oben genannten quantitativen Bestimmung von Asche, Titan und Chlor können bekannte Verfahren verwendet werden. Als Verfahren zur Bestimmung der Asche wird beispielsweise eine Probe von etwa 1 bis 100 g hergestellt, und anschließend in einem Platin-, Siliciumdioxid- oder Porzellantiegel oder einer Schale verbrannt. Anschließend wird der erhaltene Kohlenstoff in einem elektrischen Ofen bei etwa 800°C vollständig verbrannt, und nachdem das Gewicht des Tiegels konstant geworden ist, wird das Gewicht der darin verbliebenen Asche bestimmt, und der Gewichtsprozentanteil der Asche wird dann auf Grundlage der Probe berechnet. Danach wird die Zusammensetzung der Asche nach einem üblichen analytischen Verfahren, wie beispielsweise Atomabsorptionsspektrometrie, Fluoreszenz-Röntgenanalyse oder Kolorimetrie bestimmt.
Beispielhafte Verfahren für die quantitative Bestimmung von Chlor auf der anderen Seite umfassen Kolorimetrie, Coulometrie, Ionenchromatographie, Fluoreszenz-Röntgenanalyse und radiochemische Aktivierungsanalyse. Bei der Kolorimetrie wird Natriumstearat zur Probe zugegeben und anschließend ohne Verbrennen verdampft. Nach dem Veraschen wird das als NaCl angefallene Chlor mit Wasser extrahiert und dann unter Verwendung von Quecksilberthiocyanat mittels Kolorimetrie quantitativ bestimmt. Bei der Coulometrie wird eine Probe in einem Strom von Mischgas aus Argongas und Sauerstoffgas verbrannt. Die erhaltenen Chloridionen werden mit coulometrisch hergestellten Silberionen titriert.
Bei der Ionenchromatographie wird eine Probe in gleicher Weise verbrannt, und die so gebildeten Chloridionen werden mittels eines Ionenchromatographen quantitativ bestimmt. Bei der Fluoreszenz-Röntgenanalyse wird eine Probe, die zur einer Platte oder Tablette geformt wurde, Röntgenstrahlen ausgesetzt, und die quantitative Bestimmung erfolgt auf der Grundlage der Intensität der erhaltenen fluoreszierenden Röntgenstrahlen. Bei der radiochemischen Aktivierungsanalyse wird eine Probe mit thermischen Neutronen bestrahlt, und die Radioaktivität der durch Kernreaktionen gebildeten Chlor-Radionuklide wird gemessen.
Als bevorzugter Nutzen der vorliegenden Erfindung kann ein gestreckter Film als elektrischer Isolierfilm genannt werden. Die Eigenschaften des gestreckten Films werden durch die Eigenschaften des Ausgangsfilms erheblich beeinflusst, d. h. des als Ausgangsmaterial extrudierten Films. Als elektrischer Isolierfilm muss ein gestreckter Film eine hohe dielektrische Durchschlagsspannung haben. Um diese Forderung zu erfüllen, ist es notwendig, die Fremdpartikel im Film zu verringern. Um dies zu erreichen, ist es wesentlich, die Zahl der Fremdpartikel im extrudierten Ausgangsfilm als Ausgangsmaterial zu verringern. Diese Fremdpartikel bestehen hauptsächlich aus Katalysatorrückstand. Sie können durch sorgfältige Beobachtung eines jeden extrudierten Ausgangsfilms unter einem Mikroskop gezählt werden.
Als Verfahren zum Zählen der Anzahl von Fremdpartikeln in einem Ausgangsfilm kann ein Mikroskop verwendet werden, um die Anzahl von Fremdpartikeln zu zählen. Es ist jedoch sehr schwierig, durch ein Mikroskop direkt Fremdpartikel von etwa 1 μm zu finden. Deshalb wird der Ausgangsfilm weiter zu einem zweiachsig gestreckten dünnen Film gestreckt, so dass Poren gebildet werden, die sich um die Fremdpartikel herum ausdehnen. Durch diesen Vorgang wird die Größe jeder Pore um den Kern des Fremdpartikels herum auf eine Größe erhöht, die dem Zugverhältnis proportional ist. Dadurch wird die Pore leicht erkennbar. Der Fremdpartikel ist in der Pore enthalten, so dass der Fremdpartikel durch eine genauere Beobachtung der Pore gefunden werden kann. Genauer beschrieben wird ein Ausgangsfilm von 140 μm Dicke als Probe aus Polypropylen durch eine Doppeldeck-T-Düse von 20 mm Durchmesser hergestellt. Nach Vorheizen des Ausgangsfilms auf 145°C über 1 Minute wird der Ausgangsfilm bei einer Streckgeschwindigkeit von 15 cm/s fünf Mal in Maschinenrichtung und dann sieben Mal in Querrichtung gestreckt. Unter Verwendung eines Phasenkontrastmikroskops wird der so gebildete Film untersucht, um Poren von 1 μm oder größer zu finden. Diese Poren werden sorgfältig untersucht, um die Größe der festen Fremdpartikel zu messen, die sich als Kerne darin befinden. Die Anzahl der Fremdpartikel pro Flächeneinheit wird dann berechnet, um die Anzahl der Fremdpartikel mit einem Durchmesser von 1 μm oder mehr zu berechnen, die in einem Kubikzentimeter des extrudierten Ausgangsfilms enthalten sind.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Anzahl der Fremdpartikel mit einem Durchmesser von 1 μm bis 10 μm, die pro Kubikzentimeter in einem extrudierten Ausgangsfilm enthalten sind, vorzugsweise 6000 oder weniger, und noch bevorzugter 5000 oder weniger. Das Vorliegen von Fremdpartikeln mit einem Durchmesser von mehr als 10 μm ist nicht bevorzugt.
Da diese Fremdpartikel nicht nur solche sind, die aus Katalysatorrückstand stammen, sondern auch solche, die während des Polymerisationsverfahrens oder der Bildung eines Films eingemischt werden, ist es bevorzugt, solches Vermischen soweit wie möglich zu vermeiden.
In der vorliegenden Erfindung kann das oben genannte Polypropylen nach einem Verfahren, das per se aus dem Stand der Technik bekannt ist, zu einem polymeren Isoliermaterial geformt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, den dielektrischen Durchschlagswiderstand des Polypropylens weiter zu verbessern durch Zugabe eines anorganischen Oxids oder Hydroxids, das eine mittlere Partikelgröße von nicht mehr als 1 μm hat und frei ist von Partikeln mit einer Partikelgröße von 10 μm oder mehr, eines Organopolysilans, Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen oder einer Silanverbindung, die eine oder mehrere organische Polyethergruppen enthält.
Bislang wurde es als notwendig angesehen, Verunreinigungen, wie beispielsweise eine anorganische Verbindung, auf einen extrem niedrigen Gehalt zu verringern, um das Polypropylen als polymeres Isoliermaterial zu verwenden. Es wurde daher eine komplizierte Nachbehandlung angewendet, um Asche aus dem durch Polymerisation erhaltenen Polypropylen zu eliminieren, so dass Produktionsverfahren mit extrem hohen Kosten verwendet wurden. In der vorliegenden Erfindung wurde jedoch festgestellt, dass die Zugabe von einer oder mehreren der oben beschriebenen speziellen Verbindungen im Gegenteil den dielektrischen Durchschlagswiderstand weiter verbessert. Dies ist eine große Überraschung.
Bisher wurde nicht ermittelt, warum der dielektrische Durchschlagswiderstand durch Zugabe eines solchen Additivs verbessert wird. Möglicherweise kann davon ausgegangen werden, dass sich diese winzigen Mengen auf das Einfangen von Elektronen auswirken, oder im Gegensatz dazu Elektronen dispergiert haben. Die Additive wirken nicht nur bei der Verbesserung der dielektrischen Durchschlagsspannung, sondern sie verleihen auch die Eigenschaft, dass die dielektrische Durchschlagsspannung sogar bei hohen Temperaturen nicht abfällt. Obgleich die dielektrische Durchschlagsspannung eines zweiachsig gestreckten Polypropylenfilms allgemein bei etwa Raumtemperatur gemessen wird, weiß man, dass der Film den Nachteil hat, dass seine dielektrische Durchschlagsspannung beispielsweise bei 80 bis 100°C erheblich kleiner ist im Vergleich zu der Spannung, die bei etwa Raumtemperatur gemessen wird. Ein Kondensator wird wiederholt geladen und entladen, so dass Wärme produziert wird. Bei der tatsächlichen Verwendung wird die Temperatur daher wesentlich höher als Raumtemperatur. In diesem Fall wird die dielektrische Durchschlagsspannung eines Kondensators, der einen zweiachsig gestreckten Polypropylenfilm verwendet, durch einen Temperaturanstieg verringert, so dass sich nachteilige Effekte auf die Leistung des Kondensators auswirken. Obgleich das isolierende Polypropylenmaterial gemäß dieser Erfindung selbst ausgezeichnete Eigenschaften hat, kann seine Wärmebeständigkeit durch Zugabe des Organopolysilans, des Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylens oder der Silanverbindung, die eine organische Polyethergruppe enthält, wesentlich verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch polymere Isoliermaterialien mit einer hohen dielektrischen Durchschlagsspannung zur Verfügung, die erhalten wurden durch Versetzen dieser polymeren Isoliermaterialien mit einem anorganischen Oxid oder Hydroxid in einer Menge von weniger als 1 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger als 30 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 5 Gew.-%, und noch bevorzugter 100 Gew.-ppm bis 5 Gew.-%. Das anorganische Oxid oder Hydroxid kann hier das Oxid oder Hydroxid des Magnesiums, Aluminiums oder Eisens mit einer mittleren Partikelgröße von nicht mehr als 1 μm, noch bevorzugter 0,1 μm oder kleiner sein, das keine Partikel von 10 μm oder mehr enthält. Obgleich der Mechanismus der Effekte, die durch Zugabe dieser Verbindungen erzielt werden können, bisher nicht aufgeklärt wurde, bewirken diese Verbindungen eine Verbesserung der elektrischen Isoliereigenschaft.
Die Oxide oder Hydroxide von Magnesium, Aluminium und Eisen werden industriell hergestellt und sind in Pulverform erhältlich. Solche mit einer mittleren Partikelgröße über dem oben genannten Wert können verwendet werden, indem man sie zermahlt und/oder nach Größe sortiert. Solche, die oberflächenbehandelt wurden, um die Dispergierbarkeit zu verbessern, können auch verwendet werden.
Um eine erhöhte Dispergierbarkeit zur Verfügung zu stellen, ist es auch möglich, zunächst eine Magnesium-, Aluminium- oder Eisenverbindung mit guter Dispergierbarkeit in Propylen vorher zu dispergieren, und dann die Magnesium-, Aluminium- oder Eisenverbindung in das Magnesium-, Aluminium- oder Eisenoxid oder -hydroxid umzuwandeln.
Genauer beschrieben, kann eine Verbindung, wie beispielsweise ein Halogenid, das Sulfat oder das Salz einer organischen Säure von Magnesium, Aluminium oder Eisen in das entsprechende Hydroxid oder Oxid umgewandelt werden, indem man die Verbindung mit einer Alkali- oder Aminverbindung, einer Oxylanverbindung, Ammoniak oder Ähnlichem reagieren lässt. Die oben genannte Reaktion kann entweder in flüssiger Phase oder in der Dampfphase durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch polymere Isoliermaterialien mit einer hohen dielektrischen Durchschlagsspannung zur Verfügung, die erhalten werden durch Versetzen der oben genannten polymeren Isoliermaterialien mit einer hochmolekularen Verbindung, wie beispielsweise einem Organopolysilan, Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen oder einer Silanverbindung, die eine oder mehrere organische Polyethergruppen enthält, in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-%, und vorzugsweise nicht weniger als 100 Gew.-ppm bis 5 Gew.-%.
Beispiele für das Organopolysilan umfassen Homopolymere, Copolymere und Terpolymere aus Organopolysilanen, dessen Hauptketten aus Siliciumatomen gebildet sind, dargestellt durch die folgende Formel (1):
worin R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aryl-, Alkoxyl- oder -Silylalkylgruppe darstellen, und n, m und p ganze Zahlen sind, welche die Anteile der entsprechenden Monomereinheiten in der Polymerverbindung anzeigen, einschließlich 0, und der folgenden Ungleichung gehorchend: n + m + p ≥ 3.
Diese Organopolysilane werden industriell hergestellt. Sie können auch hergestellt werden durch dehalogenierende Polykondensation von Silandihalogeniden in Gegenwart von Natrium oder ähnlichem, durch Polymerisieren von Disilylenverbindungen oder cyclischen Silanverbindungen, oder Dehydropolykondensation von Monosilanen in Gegenwart einer Übergangsmetallverbindung.
Spezielle Beispiele umfassen Polyphenylmethylsilan, Polydiphenylsilan, Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan, Polyphenylethylsilan, Polydihexylsilan, Polyphenylmethyl-co-Diphenylsilan, Polypropylmethylsilan, Polydipentylsilan, Polydi-t-butyl-co-Dimethylsilan, Polybutylmethylsilan, Polydibutylsilan, Polypentylmethylsilan, Polydioctylsilan, Polydodecylmethylsilan, Polytrimethylsilylmethylsilan, Polytrimethoxysilylmethylsilan, Polyphenylsilan, Polycyclohexylmethylsilan, Polycyanethylmethylsilan, Poly(2-acetoxyethylmethylsilan) und Poly(2-carbomethoxyethylmethylsilan). Die Art und Weise des Vermischens der Organopolysilanverbindung mit dem Polypropylen ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise können sie einfach geschmolzen und miteinander vermischt werden. Alternativ ist es möglich, das Propylen in Gegenwart eines Katalysators zu polymerisieren, der das Organopolysilan enthält, so dass das Organopolysilan im erhaltenen Polypropylen dispergiert werden kann. Als weitere Alternative wird ein Konzentrat hergestellt, welches das Organopolysilan mit hoher Konzentration enthält, und, wenn nötig, wird das Konzentrat dann mit einem anderen Polyolefin auf eine geeignete Konzentration verdünnt.
Der Anteil des Organopolysilans, bezogen auf das Polypropylen liegt vorzugsweise im Bereich von 50 Gew.-ppm bis 10 Gew.-%, und noch bevorzugter von 100 Gew.-ppm bis 5 Gew.-%. Anteile von weniger als 50 Gew.-ppm können die Wirkungen des Organopolysilans nicht vollständig hervorrufen. Selbst wenn der Anteil 10 Gew.-% übersteigt, werden die Wirkungen des Organopolysilans nicht wesentlich verstärkt, aber beim Verarbeiten zu Fasern oder einem Film führt ein solch übermäßig hoher Anteil zu Dehnungsbruch oder zu Poren und kann die Isoliereigenschaften verschlechtern. Es ist daher nicht bevorzugt, das Organopolysilan in einem Anteil außerhalb des oben genannten Bereichs zu verwenden.
Das Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polypropylen, das in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, wird industriell hergestellt und ist in verschiedenen Sorten erhältlich. Es kann auch hergestellt werden durch Zugabe von Maleinsäureanhydrid zusammen mit einem Radikalstarter zu Polypropylen und anschließendes Erhitzen des erhaltenen Gemisches.
Das Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid, das im Maleinsäureanhydridgepfropften Polypropylen enthalten ist, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 25%. Die Art und Weise des Vermischens des Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylens mit Polypropylen ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise können sie einfach geschmolzen und miteinander vermischt werden. Alternativ wird ein Konzentrat hergestellt, welches das Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polypropylen in hoher Konzentration enthält, und, wenn nötig, wird das Konzentrat dann mit einem anderen Polyolefin auf eine geeignete Konzentration verdünnt.
Der Anteil des Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylens bezogen auf das Polypropylen liegt im Bereich von 50 Gew.-ppm bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 100 Gew.-ppm bis 5 Gew.-%, wobei allerdings der Anteil in Abhängigkeit vom Pfropfverhältnis des Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylens variiert. Anteile von weniger als 50 Gew.-ppm können die Wirkungen des Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylens nicht vollständig entfalten. Selbst wenn der Anteil 10 Gew.-% übersteigt, werden die Wirkungen des Maleinsäureanhydridgepfropften Polypropylens nicht wesentlich verstärkt, aber bei der Verarbeitung zu Fasern oder einem Film führt ein solch übermäßig hoher Anteil zu Dehnungsbruch oder Poren und kann die Isoliereigenschaften verschlechtern. Es ist daher nicht bevorzugt, das Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polypropylen in einem Anteil außerhalb des oben genannten Bereichs zu verwenden.
Die Silanverbindung, die eine oder mehrere organische Polyethergruppen enthält, kann beispielsweise durch die folgende Formel (2) dargestellt werden:
worin die R¹ gleich oder verschieden sind und jeweils einen Kohlenwasserstoffrest darstellen, die R² gleich oder verschieden sind und jeweils einen Kohlenwasserstoffrest darstellen, n und m jeweils die Anteile der entsprechenden Struktureinheiten in Klammern darstellen, und m 0 oder eine ganze Zahl ist, n eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, m + n im Bereich von 1 bis 1000 liegt, k gleich 0 oder eine ganze Zahl ist und I eine ganze Zahl von mindestens 1 ist.
Diese polyetherhaltigen Silanverbindungen werden industriell hergestellt und sind leicht kommerziell erhältlich. Spezielle Beispiele umfassen Tris(2-methoxyethoxy)vinylsilan, Tris(2-methoxyethoxy)methylsilan, Trimethoxysilyl(polyether) und Polyether-modifizierte Silikonöle.
Die Art und Weise des Vermischens der polyetherhaltigen Silanverbindung mit dem Polypropylen ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise können sie einfach geschmolzen und miteinander vermischt werden. Alternativ ist es möglich, das Propylen in Gegenwart eines Katalysators zu polymerisieren, der die polyetherhaltige Silanverbindung enthält, so dass die polyetherhaltige Silanverbindung im erhaltenen Polypropylen dispergiert werden kann. Alternativ wird ein Konzentrat hergestellt, welches die polyetherhaltige Silanverbindung in hoher Konzentration enthält, und, wenn nötig, wird das Konzentrat dann mit einem anderen Polyolefin auf eine geeignete Konzentration verdünnt.
Der Anteil der polyetherhaltigen Silanverbindung, bezogen auf das Polypropylen, liegt vorzugsweise im Bereich von 50 Gew.-ppm bis 10 Gew.-%, und noch bevorzugter von 100 Gew.-ppm bis 5 Gew.-%. Anteile von weniger als 50 Gew.-ppm können die Wirkungen der polyetherhaltigen Silanverbindung nicht vollständig hervorrufen. Selbst wenn der Anteil 10 Gew.-% übersteigt, werden die Wirkungen der polyetherhaltigen Silanverbindung nicht wesentlich verstärkt, aber bei der Verarbeitung zu Fasern oder einem Film führt ein solch übermäßig hoher Anteil zu Dehnungsbruch oder Poren, und kann die Isoliereigenschaften ver schlechtern. Es ist daher nicht bevorzugt, die polyetherhaltige Silanverbindung in einem Anteil außerhalb des oben genannten Bereichs zu verwenden.
Das polymere Isoliermaterial der vorliegenden Erfindung wird in Form von hergestellten Artikeln verwendet. Insbesondere kann es in Form von Fasern oder Filmen verwendet werden. Diese hergestellten Artikel werden vorzugsweise als ungestreckte Filme, einachsig gestreckte Filme und zweiachsig gestreckte Filme verwendet. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein hergestellter Polypropylenartikel, welcher eine hohe elektrische Isoliereigenschaft hat und erhalten wird durch Strecken des oben genannten polymeren Isoliermaterials in mindestens einer Richtung. Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Isolierfilm, der erhalten wird durch zweiachsiges Strecken des oben genannten polymeren Isoliermaterials. Das Strecken des Films kann in einer Art und Weise durchgeführt werden, die per se im Stand der Technik bekannt ist, und es ist nicht besonders eingeschränkt. Verwendbare Streckverfahren umfassen als einachsige Streckverfahren übliches einachsiges Strecken und Walzstrecken, und, als zweiachsige Streckverfahren Aufblasstrecken, wobei der Film sowohl in der Maschinenrichtung als auch in Querrichtung gleichzeitig gestreckt wird, und Spannen, wobei ein Film nacheinander in Maschinenrichtung und Querrichtung gestreckt wird. Beim Spannen wird beispielsweise ein geschmolzener Film, der aus einer T-Düse extrudiert wurde, durch Kühlwalzen verfestigt, und nach Vorheizen, falls erforderlich, wird der schmelzextrudierte Film einer Streckzone zugeführt und dann bei 120–150°C 1,5-fach bis 8-fach in Maschinenrichtung gestreckt. Dieses Zugverhältnis kann von 1,5-fach bis 8-fach, und vorzugsweise von 2-fach bis 7-fach reichen. Zugverhältnisse von weniger als 1,5-fach sind zu klein, um die Stärke des Films zu erhöhen. Zugverhältnisse von mehr als 8-fach führen andererseits leicht zu Poren im Film, verringern die Stärke in der Querrichtung und machen den Film anfällig für Reißen in Längsrichtung. Anschließend wird der Film weiter bei 140–170°C 6-fach bis 12-fach in der Querrichtung gestreckt. Falls erforderlich, kann der so zweiachsig gestreckte Film bei 160–190°C heiß fixiert werden.
Polymere Isoliermaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung sind selbst Materialien, die eine sehr hohe elektrische Isoliereigenschaft besitzen. Die unter Verwendung solcher polymeren Isoliermaterialien erhaltenen Formartikel, insbesondere gestreckte Formartikel, wie beispielsweise Filme und Fasern, zeigen als charakteristisches Merkmal eine extrem hohe elektrische Isoliereigenschaft. Insbesondere haben die zweiachsig gestreckten Filme auch hohe mechanische Festigkeit und können mit unterschiedlicher Dicke hergestellt werden, was die Produktion von Filmen ermöglicht, die von dünnen Filmen bis hin zu dicken Filmen reichen. Die polymeren Isoliermaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen bessere elektrische Eigenschaften als herkömmliche Materialien, insbesondere wenn sie zu dünnen Filmen von 20 μm oder weniger verarbeitet werden, und besonders wenn sie zu zweiachsig gestreckten Filmen mit einer Dicke von 10 μm oder weniger, und vorzugsweise im Bereich von 1 μm bis 6 μm verarbeitet werden.
Bei der Herstellung des Formartikels gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Polypropylen, das bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, mit verschiedenen Stabilisatoren oder Additiven versetzt werden, die bei normalem Propylen verwendet werden.
In dieser Erfindung wurde jede dielektrische Durchschlagsspannung nach folgendem Verfahren gemessen.
Eine Gleichstrom-Durchschlagsfestigkeits-Testapparatur, hergestellt von KASUGA DENKT K. K., wurde verwendet. Gemäß JIS-2330 wurde der Bereich auf 20 KV eingestellt; eine Spannung wurde in Spannungsschritten von 100 V/s über einen Film angelegt, um dessen dielektrische Durchschlagsspannung zu messen, und die Spannungswiderstandseigenschaften des Films wurden dann bestimmt. Die dielektrische Durchschlagsspannung ist der Wert, der erhalten wird durch Teilen des gemessenen Werts (V) der dielektrischen Durchschlagsspannung durch die Dicke (μm) des Films.
Als Film zur Verwendung bei dieser Messung wurde ein zweiachsig gestreckter Film von 4 μm Dicke verwendet, der hergestellt wurde durch Extrudieren von Polypropylenpellets bei 270°C zu einem blattartigen Film von 140 μm Dicke und anschließendes Strecken des blattartigen Films zunächst 5-fach in Maschinenrichtung und anschließend 7-fach in Querrichtung bei 150°C auf einer zweiachsigen Streckmaschine, hergestellt von T. M. Long Corp. Der zweiachsig gestreckte Film wurde dann in quadratische Teststücke von 150 mm × 150 mm geschnitten. 50 Teststücke wurden dann vermessen, wobei die Messstelle auf eine Stelle pro Teststück begrenzt wurde.
Die Messung wurde wie nachfolgend beschrieben durchgeführt. Als obere Elektrode, d. h. als (+)-Elektrode, wurde ein gut polierter, zylindrischer Messingstab verwendet, der einen Durchmesser von 25 mm hatte und mit einem Krümmungsradius von 3 mm abgerundet war. Als untere Elektrode, d. h. als (–)-Elektrode, wurde eine elastische Gummiplatte mit einer Shore-Härte von 60–70 auf einer Metallplatte aufgebracht, die etwa 150 mm × 150 mm breit und 30 mm dick war. Eine Aluminiumfolie, spezifiziert unter JIS-H-4160, und mit einer Dicke von mindestens 0,007 mm und einer Breite von 80 mm wurde um die elastische Platte und die Metallplatte gewickelt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch die folgenden, nichteinschränkenden Beispiele weiter beschrieben.
Beispiel 1
Die Ausrüstung bestand aus einer Schwingmühle, ausgestattet mit vier Mahltiegeln, von denen jeder 9 kg Stahlkugeln mit 12 mm Durchmesser enthielt und ein inneres Fassungsvermögen von 4 Litern hatte. Unter einer Stickstoffatmosphäre wurden 300 g Magnesiumchlorid, 75 ml Diisobutylphthalat, und 60 ml Titantetrachlorid in jeden Tiegel eingebracht und 40 Stunden lang vermahlen.
Zehn Gramm des so erhaltenen, miteinander vermahlenen Gemisches wurden in einen 200 ml-Kolben gegeben und mit 60 ml Toluol versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 30 Minuten lang bei 114°C gerührt und dann ruhig stehengelassen. Die überstehende Lösung wurde dekantiert. Der Feststoff wurde dann bei 20°C dreimal mit 100 ml-Portionen n-Heptan gewaschen. Der Feststoff wurde dann in 100 ml n-Heptan dispergiert, um eine Aufschlämmung einer festen Katalysatorkomponente zur Verfügung zu stellen. Die so erhaltene feste Katalysatorkomponente enthielt 1,9 Gew.-% Titan und 14,2 Gew.-% Diisobutylphthalat.
Die folgende Ausrüstung bestand aus einem Autoklaven, der ein inneres Fassungsvermögen von 70 l hatte und vollständig getrocknet und anschließend mit Stickstoffgas gespült worden war. Anschließend wurden 2 ml Triethylaluminium, 0,8 ml Di-n-propyldimethoxysilan und 150 mg der oben beschriebenen Übergangsmetallkatalysatorkomponente, alles zusammen mit 1000 ml Heptan verdünnt, in den Autoklaven eingebracht. Der Autoklav wurde dann mit 20 kg Propylen und 17 N I Wasserstoff beschickt, gefolgt von Polymerisation bei 70°C über 2 Stunden. Nach der Polymerisation wurde unumgesetztes Propylen durch Dekantieren abgetrennt, und das Polymerisationsprodukt wurde dreimal mit ver flüssigtem Propylen gewaschen. Anschließend wurde das Polymerisationsprodukt 15 Minuten lang bei 90°C mit 0,2 g Wasser und 10 ml Propylenoxid behandelt und 5 Minuten lang unter reduziertem Druck getrocknet. Diese Propylenoxidbehandlung wurde dreimal wiederholt. Das so hergestellte Polymer wurde herausgenommen und gewogen. Polypropylen wurde in einer Menge von 13,45 kg erhalten. Die Ausbeute des Polyethylens pro Titan bei der oben beschriebenen Polymerisation betrug 4720000 g/g-Ti.
Die intrinsische Viskosität (nachstehend als "η" abgekürzt) des Polypropylens, gemessen in einer Tetralinlösung bei 135°C, betrug 1,65. Sein Prozentgehalt an Rückstand bei der Extraktion mit siedendem n-Heptan, gemessen mit einem Soxhlet-Extraktor (das Gewicht des zurückbleibenden Polymers nach der Extraktion/das Gewicht des Polymers vor der Extraktion, ausgedrückt als Prozentgehalt; nachstehend abgekürzt als "II") betrug 98,1%. Das Verhältnis seines Gewichtsmittels der Molmasse zu seinem Zahlenmittel der Molmasse, gemessen mit einem Gelpermeationschromatographen unter Verwendung von 1,2,4-Trichlorbenzol als Lösungsmittel bei 135°C (nachstehend als "MW/MN" abgekürzt), betrug 5,5.
100 Gewichtsteile des oben erhaltenen Polypropylens, 0,2 Gewichtsteile "Irganox-1330" (Markenname; Produkt von Ciba-Geigy Ltd.) und 0,002 Gewichtsteile Calciumstearat wurden vermischt und anschließend bei 250°C pelletisiert.
Zur Messung des Aschegehalts im Propylen wurden 20 g Pellets als Probe in einen Porzellantiegel gegeben und anschließend verascht, wobei abruptes Brennen vermieden wurde. Der Tiegel wurde dann bei 850°C in einen elektrischen Ofen gestellt, wodurch die Probe vollständig verascht wurde. Der Träger mit der darin enthaltenen Asche wurde in einem Exsikkator abgekühlt, und die Asche wurde gewogen. Der Aschegehalt in den Pellets wurde so zu 14 Gew.-ppm bestimmt. Die Asche wurde weiter analysiert, wodurch die Gehalte an Titan und Calcium in den Pellets zu 0,2 ppm bzw. 1,3 ppm bestimmt wurden. Weiterhin betrug der Chlorgehalt in den erhaltenen Pellets in diesem Beispiel 0,31 ppm.
Die Pellets wurden anschließend bei 270°C extrudiert, wodurch blattartige Filme von 140 μm bzw. 525 μm Dicke erhalten wurden. Unter Verwendung der zweiachsigen Streckmaschine, hergestellt von T. M. Long Corp., wurden diese Filme zunächst 5-fach in Maschinenrichtung und anschließend 7-fach in Querrichtung gestreckt, so dass zweiachsig gestreckte Filme von 4 μm bzw. 15 μm Dicke erhalten wurden. Wenn der blattartige Film von 140 μm Dicke gestreckt wurde, betrug die Streckspannung 35 kg/cm² beim Beginn des Streckens in Querrichtung und 42 kg/cm² beim 7-fachen Strecken. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen dieser Filme betrugen 610 V/μm bzw. 725 V/μm. Sie hatten den gleichen tan δ, nämlich 0,001.
Ein 100 cm²-Stück des gestreckten Films von 4 μm Dicke wurde unter einem Phasenkontrastmikroskop untersucht, um Poren von 1 μm oder größer zu beobachten, wodurch die Anzahl und Größe von festen Fremdpartikeln bestimmt wurde, die als Kerne in solchen Poren enthalten waren. Sechzig Fremdpartikel von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (1500 Fremdpartikel bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten, und keine Fremdstücke von mehr als 5 μm waren enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 534 V/μm.
Beispiel 2
Wasserfreies Magnesiumchlorid (300 g), 1,6 l Kerosin und 1,5 l 2-Ethylhexylalkohol wurden 3 Stunden lang auf 140°C erhitzt, bis sich ein homogenes, flüssiges Gemisch gebildet hatte. Das flüssige Gemisch wurde mit 70 g Phthalsäureanhydrid versetzt und anschließend 1 Stunde lang bei 130°C gerührt, damit sich das Phthalsäureanhydrid auflöste. Das so gebildete Gemisch ließ man auf Raumtemperatur abkühlen. Das flüssige Gemisch, dessen Temperatur auf Raumtemperatur gesunken war, wurde langsam tropfenweise zu 8,5 l Titantetrachlorid zugegeben, welches auf –20°C gekühlt war. Nach der Vervollständigung der tropfenweisen Zugabe wurde das Gemisch auf 110°C erwärmt, 215 ml Diisobutylphthalat wurden dann zugegeben, und anschließend wurde noch 2 Stunden lang gerührt. Der Feststoff wurde durch Heißfiltration gesammelt. Der so erhaltene Feststoff wurde erneut in 10 l Titantetrachlorid suspendiert und anschließend nochmals 2 Stunden lang bei 110°C gerührt. Der Feststoff wurde durch Heißfiltration gesammelt. Der so erhaltene Feststoff wurde mit n-Heptan gewaschen, bis praktisch kein Titan mehr in der Waschflüssigkeit nachgewiesen wurde. Die so erhaltene feste Katalysatorkomponente enthielt 2,3 Gew.-% Titan und 11,6 Gew.-% Diisobutylphthalat.
Anschließend wurde die Polymerisation in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass als Katalysator 4 ml Triethylaluminium, 1,6 ml Di-n-Pro pyldimethoxysilan und 300 mg der oben erhaltenen festen Katalysatorkomponente, alle zusammen mit 1000 ml Heptan verdünnt, verwendet wurde. Im Ergebnis der Polymerisation wurde Polypropylen in einer Menge von 9,97 kg erhalten. Die Ausbeute an Polypropylen pro Titan in der obigen Polymerisation betrug 1450000 g/g-Ti.
Das Polypropylen wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 nachbehandelt, wodurch Polypropylenpulver erhalten wurde. Das η des Polypropylenpulvers betrug 1,70, II: 98,3%, MW/MN: 5,1, Asche: 33 Gew.-ppm, Titan: 0,7 ppm und Chlor 0,53 ppm.
Aus dem Polypropylenpulver wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 zweiachsig gestreckte Filme von 4 μm bzw. 15 μm Dicke hergestellt. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen dieser Filme betrugen 600 V/μm bzw. 710 V/μm. Sie hatten den gleichen tan δ, nämlich 0,001.
Ein 100 cm²-Stück des gestreckten Films von 4 μm Dicke wurde unter dem Phasenkontrastmikroskop untersucht, um Poren von 1 μm oder mehr zu beobachten, wodurch die Größe und Anzahl von festen Fremdpartikeln, die als Kerne in solchen Poren enthalten waren, bestimmt wurden. Einhundertzwanzig Fremdteilchen von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (3000 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) und 5 Fremdteilchen von mehr als 5 μm (75 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten, und keine Fremdteilchen von mehr als 10 μm waren enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 520 V/μm.
Beispiel 3
Die Polymerisation wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass 180 mg der festen Katalysatorkomponente, 1,5 ml Triethylaluminium und 0,4 ml Di-n-propyldimethoxysilan verwendet wurden. Im Ergebnis der Polymerisation wurde Polypropylen in einer Menge von 15,28 kg erhalten. Die Ausbeute des Polypropylens pro Titan in der obigen Polymerisation betrug 4470000 g/g Ti.
Das Polypropylen wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 nachbehandelt, wodurch Polypropylenpulver erhalten wurde. Das η des Polypropylenpulvers betrug 1,75, II: 92,7%, MW/MN: 5,0, Asche: 9 Gew.-ppm, Titan: 0,2 ppm und Chlor: 0,74 ppm. Aus dem Polypropylenpulver wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 zweiachsig gestreckte Filme hergestellt. Wenn der blattartige Film von 140 μm Dicke gestreckt wurde, betrug die Streckspannung beim Beginn des Streckens in Querrichtung 25 kg/cm², und 35 kg/cm² beim 7-fachen Strecken. Die Streckbarkeit war somit sehr gut. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen dieser Filme betrugen 640 V/μm (Dicke: 4 μm) bzw. 720 V/μm (Dicke: 15 μm). Sie hatten den gleichen tan δ, nämlich 0,001.
Ein 100 cm²-Stück des gestreckten Films mit 4 μm Dicke wurde unter dem Phasenkontrastmikroskop untersucht, um Poren von 1 μm oder mehr zu beobachten, wodurch die Größe und Anzahl von festen Fremdpartikeln, die als Kerne in solchen Poren enthalten waren, bestimmt wurden. Fünfzig Fremdteilchen von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (1250 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten, und keine Fremdteilchen von mehr als 5 μm waren enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 548 V/μm.
Vergleichsbeispiel 1
In gleicher Weise wie in Beispiel 1, außer dass weder Wasser noch Propylenoxid nach Vervollständigung der Polymerisation zugegeben wurden, wurde Polypropylen in einer Menge von 13,2 kg erhalten (Ausbeute: 4630000 g/g Ti). Das η des Polypropylens betrug 1,65, II: 98,0% und MW/MN: 5,3. Der Aschegehalt im Polypropylen wurde zu 16 Gew.-ppm bestimmt. Eine quantitative Chlorbestimmung zeigte 3,6 Gew.-ppm. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen der Filme, die aus dem Polypropylen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, betrugen 440 V/μm (Dicke: 4 μm) bzw. 635 V/μm (Dicke: 15 μm).
Ein 100 cm²-Stück des gestreckten Films von 4 μm Dicke wurde unter dem Phasenkontrastmikroskop untersucht, um Poren von 1 μm oder mehr zu beobachten, wodurch die Größe und Anzahl von festen Fremdpartikeln, die als Kerne in solchen Poren enthalten waren, bestimmt wurden. Achtzig Fremdteilchen von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (2000 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) und 2 Fremdteilchen von nicht weniger als 5 μm, aber nicht mehr als 10 μm (50 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten, und keine Fremdteilchen von mehr als 10 μm waren enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 395 V/μm.
Vergleichsbeispiel 2
Die Ausrüstung bestand aus einem Autoklaven, der ein inneres Fassungsvermögen von 70 l hatte und vollständig getrocknet und anschließend mit Stickstoffgas gespült worden war. Heptan (1000 ml), 32 mmol Diethylaluminiumchlorid, 1,4 mmol Triphenylphosphit und, als Titankatalysator, 1,42 g eines festen Titantrichloridkatalysators (welcher erhalten wurde durch Reduzieren von Titantetrachlorid mit einer Organoaluminiumverbindung und anschließendes Aktivieren des Reduktionsprodukts mit Di-iso-amylether und Titantetrachlorid) wurden anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Übergangsmetallkatalysators in den Autoklaven gegeben. Der Autoklav wurde weiterhin mit 15 kg verflüssigtem Propylen und Wasserstoffgas beschickt und erhitzt. Man ließ die Polymerisation 4,5 Stunden lang unter Rühren fortschreiten, wobei die Innentemperatur des Autoklaven auf 60°C eingestellt wurde. 4,5 Stunden später wurden Propylen und Wasserstoffgas ausgespült. Nach Einbringen von 8,5 l Methanol, 14 l n-Heptan und 200 mmol Methylacetoacetat wurde dann die Katalysatorkomponente 2 Stunden lang bei 110°C einer Solubilisationsbehandlung unterzogen. Nach Dekantieren wurde der Feststoff bei 55°C mit 10 l Wasser gewaschen. Dieses Verfahren wurde viermal wiederholt. Das so gebildete Polypropylen wurde durch Filtration gesammelt und anschließend getrocknet, wodurch Polypropylen in einer Menge von 10,05 kg erhalten wurde. Die Ausbeute des Polypropylens pro Titanmetall in der oben beschriebenen Polymerisationsreaktion betrug 21100 g/g-Ti.
Das η des Polypropylens betrug 1,83, II: 99,3% und MW/MN: 8,3. Der Aschegehalt im Polypropylen wurde zu 5 Gew.-ppm bestimmt. Der Titangehalt betrug 1,5 Gew.-ppm. Die quantitative Chlorbestimmung zeigte 3 Gew.-ppm an. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen von Filmen, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 aus dem Polypropylenpulver hergestellt wurden, betrugen 405 V/μm (Dicke: 4 μm) bzw. 635 V/μm (Dicke: 15 μm). Wenn der blattartige Film von 140 μm Dicke gestreckt wurde, betrug die Streckspannung zu Beginn des Streckens in Querrichtung 37 kg/cm² und 47 kg/cm² beim 7-fachen Strecken. Die Streckbarkeit war schlecht.
Ein 10 cm²-Stück des gestreckten Films von 4 μm Dicke wurde unter dem Phasenkontrastmikroskop untersucht, wodurch die Größe und Anzahl von festen Fremdpartikeln, die als Kerne in solchen Poren enthalten waren, bestimmt wurden. Fünfundzwanzig Fremdteilchen von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (6250 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) und 7 Fremdteilchen von nicht weniger als 5 μm, aber mehr als 10 μm (1750 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten, und zwei Fremdteilchen von mehr als 10 μm (500 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren ebenfalls enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 320 V/μm.
Vergleichsbeispiel 3
Die Ausrüstung bestand aus einem Autoklaven, der ein inneres Fassungsvermögen von 20 l hatte und vollständig getrocknet und anschließend mit Stickstoffgas gespült worden war. Heptan (10 l), 30 mmol Diethylaluminiumchlorid und, als Titankatalysator, 2,5 g eines festen Titantrichloridkatalysators (welcher erhalten worden war durch Reduktion von Titantetrachlorid mit Aluminiummetall und aktiviert worden war) anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Übergangsmetallkatalysators wurden in den Autoklaven zugeführt. Nach Beschicken mit Wasserstoffgas wurde der Autoklav erhitzt. Propylengas wurde eingebracht, um 5 kg/cm²-G bei 70°C aufrechtzuerhalten, gefolgt von der Polymerisation. Sechs Stunden später wurde die Zufuhr von Propylengas unterbrochen. Die erhaltene Polypropylenaufschlämmung wurde in einen Autoklaven mit einer Innenkapazität von 70 l überführt. Nach Einbringen von 4,4 l Methanol und 150 mmol Methylacetoacetat wurde die Katalysatorkomponente 2 Stunden lang bei 100°C einer Solubilisationsbehandlung unterzogen. Nach Dekantieren wurde der Feststoff bei 55°C mit 5 l Wasser gewaschen. Dieses Verfahren wurde viermal wiederholt. Das so gebildete Polypropylen wurde durch Filtration gesammelt und anschließend getrocknet, um 4,2 kg Polypropylenpulver zu erhalten. Die Ausbeute des Polypropylens pro Titanmetall in der obigen Polymerisationsreaktion betrug 5040 g/g-Ti.
Das η des Polypropylens betrug 1,83, II: 97,4% und MW/MN: 6,5. Der Aschegehalt im Polypropylen wurde zu 16 Gew.-ppm bestimmt. Der Titangehalt betrug 3,5 Gew.-ppm. Die quantitative Chlorbestimmung zeigte 4 Gew.-ppm an. Die dielektrischen Durchschlagsspannungen von Filmen, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 aus dem Polypropylenpulver hergestellt wurden, betrugen 390 V/μm (Dicke: 4 μm) bzw. 570 V/μm (Dicke: 15 μm).
Ein 10 cm²-Stück des gestreckten Films von 4 μm Dicke wurde unter dem Phasenkontrastmikroskop untersucht, um Poren von 1 μm oder mehr zu beobachten, wodurch die Größe und Anzahl von festen Fremdpartikeln, die in solchen Poren als Kerne enthalten waren, bestimmt wurden. Einhundert oder mehr Fremdpartikel von nicht weniger als 1 μm, aber nicht mehr als 5 μm (mindestens 25000 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) waren enthalten. Weiterhin waren 42 Fremdteilchen von nicht weniger als 5 μm, aber nicht mehr als 10 μm (10500 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) ebenfalls enthalten. Darüber hinaus waren auch 11 Fremdteilchen von mehr als 10 μm (2700 Fremdteilchen bei Umrechnung in die Zahl pro Kubikzentimeter) enthalten.
Weiterhin betrug die dielektrische Durchschlagsspannung des Films von 4 μm Dicke bei 80°C 310 V/μm.
Beispiel 4
Das in Beispiel 1 erhaltene Polypropylenpulver wurde verwendet. Zu 100 Gewichtsteilen des Polypropylenpulvers wurden 0,1 Gewichtsteile 2,6-Di-t-butyl-p-kresol, 0,005 Gewichtsteile Calciumstearat und 0,2 Gewichtsteile "Irganox 1330" (Markenname; Produkt von Ciba-Geigy Ltd.) zugegeben und vermischt. Weiterhin wurden 3 Gewichtsteile Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan ("PPS-100", Markenname; Produkt von Nisso Chemicals Co., Ltd.; Copolymer aus Polyphenylmethylsilandichlorid und Dimethylsilandichlorid in einem Monomerverhältnis von 1 : 1) zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde bei 250°C zu Pellets extrudiert. Die Pellets wurden dann bei 270°C so extrudiert, dass ein blattartiger Film von 140 μm Dicke erhalten wurde. Unter Verwendung der zweiachsigen Streckmaschine, hergestellt von T. M. Long Corp., wurde der Film zunächst 5-fach in Maschinenrichtung und anschließend 7-fach in Querrichtung bei 150°C gestreckt, wodurch ein zweiachsig gestreckter Film von 4 μm Dicke hergestellt wurde. Die dielektrische Durchschlagsspannung (nachstehend als "BDV" bezeichnet) des so erhaltenen Films wurde bei 23°C bzw. 80°C gemessen. Seine BDV's betrugen 641 V/μm bzw. 585 V/μm. Die BDV bei Raumtemperatur war nämlich sehr hoch, und darüber hinaus war das Ausmaß der Verringerung der BDV bei hoher Temperatur gering.
Beispiel 5
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass die Menge an Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan auf 0,1 Gewichtsteile, bezogen auf Polypropylen, verändert wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 641 V/μm bzw. 582 V/μm.
Beispiel 6
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass 1 Gewichtsteil Polydihexylsilan, welches durch Reaktion von Dihexylsilandichlorid mit Natriummetall in Toluol bei dessen Siedetemperatur synthetisiert worden war, anstelle des Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilans verwendet wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 638 V/μm bzw. 583 V/μm.
Beispiel 7
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass 1 Gewichtsteil Polymethylbutylsilan, welches durch Reaktion von Methylbutylsilandichlorid mit Natriummetall in Toluol bei dessen Siedetemperatur synthetisiert worden war, anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan verwendet wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 625 V/μm bzw. 581 V/μm.
Beispiel 8
Zu 100 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 erhaltenen Polypropylenpulvers wurden 0,1 Gewichtsteile 2,6-Di-t-butyl-p-kresol, 0,005 Gewichtsteile Calciumstearat und 0,2 Gewichtsteile "Irganox 1330" (Markenname; Produkt von Ciba-Geigy Ltd.) zugegeben und vermischt. Weiterhin wurden 3 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen (Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid: 5%) zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde bei 250°C zu Pellets extrudiert.
Die Pellets wurden dann bei 270°C so extrudiert, dass ein blattartiger Film von 140 μm Dicke erhalten wurde. Unter Verwendung der zweiachsigen Streckmaschine, hergestellt von T. M. Long Corp., wurde der Film zunächst 5-fach in Maschinenrichtung und dann 7-fach in Querrichtung bei 150°C gestreckt, wodurch ein zweiachsig gestreckter Film von 4 μm Dicke hergestellt wurde. Die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C betrugen 636 V/μm bzw. 589 V/μm. Die BDV bei Raumtemperatur war nämlich sehr hoch, und darüber hinaus zeigte die BDV keinen wesentlichen Abfall bei der hohen Temperatur.
Beispiel 9
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 8 durchgeführt, außer dass das Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polypropylen (Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid: 8%) verwendet wurde, und dass seine Menge auf 50 Gew.-ppm, bezogen auf das Polypropylen, verändert wurde. Die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C betrugen 635 V/μm bzw. 584 V/μm.
Beispiel 10
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass Trimethoxysilyl(polyether) anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan verwendet wurde, und seine Menge auf 0,1 Gewichtsteile, bezogen auf das Polypropylen, verändert wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 615 V/μm bzw. 583 V/μm.
Beispiel 11
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass 1 Gewichtsteil Tris(2-methoxyethoxy)methylsilan ("LS-3660", Markenname: Produkt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan verwendet wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 624 V/μm bzw. 583 V/μm.
Beispiel 12
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass 1 Gewichtsteil eines polyethermodifizierten Silikonöls ("TSF-160", Markenname: Produkt von Thoshiba Silicone Co., Ltd.) anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan verwendet wurde. Im Ergebnis betrugen die BDV's des so erhaltenen Films bei 23°C und 80°C 616 V/μm bzw. 578 V/μm.
Beispiel 13
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan Aluminiumhydroxid [welches erhalten wurde durch Größensortierung von "S-100" (Markenname, Produkt von Ishizu Seiyaku Ltd.), um Teilchen von 10 μm oder mehr abzutrennen, so dass der mittlere Teilchendurchmesser auf 1 μm oder kleiner eingestellt wurde] in einer Menge zugegeben wurde, um 30 Gew.-ppm im Polymer zu ergeben.
Im Ergebnis betrug die BDV des so erhaltenen Films bei 23°C 635 V/μm.
Beispiel 14
Ein Experiment wurde in gleicher wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan Magnesiumhydroxid [welches erhalten wurde durch Größensortierung von "KISUMA 5A" (Markenname, Produkt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), um Partikel von 10 μm und mehr abzutrennen, so dass die mittlere Partikelgröße auf 1 μm oder kleiner eingestellt wurde] in einer Menge zugegeben wurde, um 30 Gew.-ppm im Polymer zu ergeben. Im Ergebnis betrug die BDV des so erhaltenen Films bei 23°C 640 V/μm.
Beispiel 15
Ein Experiment wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer dass anstelle von Polyphenylmethyl-co-Dimethylsilan Eisenoxid ("NANOTITE", Markenname; Produkt von Showa Denko K. K.; Eisen(III)oxid mit einer mittleren Partikelgröße von 0,02 μm) in einer Menge zugegeben wurde, um 30 Gew.-ppm im Polymer zu ergeben. Im Ergebnis betrug die BDV des so erhaltenen Films bei 23°C 655 V/μm.
Beispiel 16
Die Ausrüstung bestand aus einer Schwingmühle, ausgestattet mit vier Mahltiegeln, von denen jeder 9 kg Stahlkugeln von 12 mm Durchmesser enthielt und ein inneres Fassungsvermögen von 4 l hatte. Unter einer Stickstoff atmosphäre wurden 300 g Magnesiumchlorid, 75 ml Diisobutylphthalat und 20 ml Titantetrachlorid in jeden Tiegel eingebracht und 40 Stunden lang vermahlen.
Zehn Gramm des so erhaltenen, miteinander vermahlenen Gemisches wurden in einen 200 ml-Kolben gegeben und mit 60 ml Toluol versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 30 Minuten lang bei 114°C gerührt und dann ruhig stehengelassen. Die überstehende Lösung wurde dekantiert. Der Feststoff wurde dann dreimal mit 100 ml Portionen in n-Heptan bei 20°C gewaschen. Der Feststoff wurde dann in 100 ml n-Heptan dispergiert, um eine Aufschlämmung einer festen Katalysatorkomponente zur Verfügung zu stellen. Die so erhaltene feste Katalysatorkomponente enthielt 0,1 Gew.-% Titan und 14,2 Gew.-% Diisobutylphthalat.
Die weitere Ausrüstung bestand aus einem Autoklaven, der ein inneres Fassungsvermögen von 3 l hatte und vollständig getrocknet und anschließend mit Stickstoffgas gespült worden war. Heptan (1000 ml) wurde in den Autoklaven eingebracht. Weiterhin wurden 5 g Triethylaluminium, 2,5 ml Cyclohexylmethyldimethoxysilan, 750 mg der oben erhaltenen festen Katalysatorkomponente, die alle zusammen mit 100 ml Heptan verdünnt waren, zugegeben. Propylen wurde mit 5 kg/cm²-G aufgepresst, gefolgt von der Polymerisation bei 70°C über 2 Stunden. Nach der Polymerisation wurde das Reaktionsprodukt durch Filtration gesammelt und bei 80°C unter reduziertem Druck getrocknet. Das so erhaltene Pulver wurde bei 90°C 15 Minuten lang mit einem Gemisch aus Propylenoxid und Wasser, dessen Gewichtsverhältnis 1 : 0,02 betrug, in Kontakt gebracht und behandelt. Unter reduziertem Druck wurde eine 5-minütige Trocknungsbehandlung dreimal wiederholt. Das so hergestellte Polymer wurde dann herausgenommen und gewogen. Polypropylen wurde in einer Menge von 599 g erhalten.
Das η des Polypropylens betrug 0,83, während sein Aschegehalt 1,13 Gew.-% betrug. Die Asche enthielt ein Gemisch aus Magnesiumoxid und Magnesiumhydroxid in einer Gesamtmenge von 230 ppm, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens. Weiterhin wurde der Chlorgehalt mittels radiochemischer Aktivierungsanalyse gemessen. Er wurde zu 5,5 Gew.-ppm bestimmt.
Zu 100 Gewichtsteilen des wie in Beispiel 1 erhaltenen Polypropylenpulvers wurde das oben hergestellte Polypropylenpulver, welches das Gemisch aus Magnesiumoxid und Magnesiumhydroxid enthielt, in einer solchen Menge zugegeben, dass die Magnesiumkonzentration 30 Gew.-ppm des gesamten Gemisches betrug. Nach Zugabe von 0,1 Gewichtsteilen 2,6-Di-t-butyl-p-kresol, 0,01 Gewichtsteilen Calciumstearat und 0,2 Gewichtsteilen "Irganox-1330" (Markenname; Produkt von Ciba-Geigy Ltd.), wurde das erhaltene Gemisch bei 250°C zu Pellets extrudiert. Die Menge an Chlor in den Pellets wurde mittels radiochemischer Aktivierungsanalyse gemessen. Er wurde zu 0,95 Gew.-ppm bestimmt. Die dielektrische Durchschlagsspannung eines Films, der aus den Pellets in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, betrug 640 V/μm. Weiterhin betrug der tan δ des Films 0,001.

Claims

Polymeres Isoliermaterial mit einer hohen dielektrischen Durchschlagsspannung, das Polypropylen umfasst und Asche in einer Menge von nicht mehr als 40 Gew.-ppm enthält, wenn es durch vollständige Verbrennung des Polypropylens an Luft analysiert wird, wobei die Asche Titan in einer Menge von nicht mehr als 1 Gew.-ppm, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens, enthält, und auch Chlor in einer Menge von nicht mehr als 2 Gew.-ppm, und in siedendem n-Heptan Unlösliches in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-%, aber nicht mehr als 10 Gew.-% enthält.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 1, worin das Material hochreines Polypropylen umfasst, das pro Kubikzentimeter nicht mehr als 6000 Fremdpartikel von jeweils einschließlich 1 bis 10 μm, nicht mehr als 1000 Fremdpartikel von jeweils einschließlich 5 bis 10 μm, und keine Fremdpartikel enthält, die größer sind als 10 μm.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 1, worin das Polypropylen mindestens ein Additiv enthält, ausgewählt aus einem anorganischen Oxid, einem anorganischen Hydroxid, einem Organopolysilan, einem Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylen und einer Silanverbindung, die mindestens eine organische Polyethergruppe enthält.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 3, worin das anorganische Oxid oder Hydroxid als Additiv in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-% zugegeben wird, und worin beispielsweise das anorganische Oxid oder Hydroxid das Oxid oder Hydroxid des Magnesiums, Aluminiums oder Eisens ist, welches frei ist von Partikeln mit einem Durchmesser von 10 μm oder mehr, und eine mittlere Partikelgröße von nicht mehr als 1 μm hat.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 3, worin das Additiv in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-ppm, aber nicht mehr als 10 Gew.-% vorliegt, und das Organopolysilan oder das Maleinsäureanhydridgepfropfte Polypropylen oder die Silanverbindung mit mindestens einer organischen Polyethergruppe ist.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 1, worin das Polypropylen erhalten wurde durch Polymerisieren von Propylen in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, umfassend eine feste Titankatalysator-Komponente, die Titan, Magnesium, ein Halogen und eine Elektronendonorverbindung (eine interne Elektronendonorverbindung) enthält, eine Organometallverbindung eines Metalls der Gruppen 1, 2 oder 3 des Periodensystems, und eine andere Elektronendonorverbindung (eine externe Elektronendonorverbindung), in einer Ausbeute von mindestens 300000 g/g-Ti bezogen auf das Titan im Katalysator.
Polymeres Isoliermaterial nach Anspruch 6, worin das Propylen einer Enthalogenierungsbehandlung unterzogen wurde, indem es beispielsweise mit einem inerten Kohlenwasserstoff gewaschen und dann der Enthalogenierungsbehandlung unterzogen wurde.
Hergestellter Polypropylenartikel mit hoher elektrischer Isoliereigenschaft, der erhalten wird durch Strecken des polymeren Isoliermaterials aus einem der Ansprüche 1 bis 5 in mindestens einer Richtung.
Elektrisch isolierender Film, erhalten durch zweiachsiges Strecken des polymeren Isoliermaterials aus einem der Ansprüche 1 bis 7.
Elektrisch isolierender Film mit einer Dicke von 1 bis 6 μm, erhalten durch zweiachsiges Strecken des polymeren Isoliermaterials aus einem der Ansprüche 1 bis 7.