Polovodivá polymerná kábelárska zmes

Číslo patentu: 236123

Dátum: 01.08.1987

Autori: Rado Rudolf, Zeleňák Pavel

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Polovodičová polymerná kabelárská zmes sieťovateľná peroxidmi pri teplotách nad 300 °C vhodná ako polovodivý tieniací materiál pre elektrovodivé jádra a vn káble. Zmes obsahuje kryštalinický poliolefín a v vysokoštrukturálne sadze s veľkou členitosťou povrchu pórov agregátov a objemom pórov v rozsahu 280 - 440 cm3/100g, pričom na dosiahnutie požadovaných elektrických a mechanických vlastností postačuje plnenie 12 - 20 % hm. sadzí.

Text

Pozerať všetko

Predmetom vynálezu je polovodívápolymérnankúbelárska zmes,sieťovateľhá peroxidmi pre účelyzhotovenia polovodivych tienení elektrovodívých jadier a.po 1 ovodivych izolácií vysokonapäťových káblov technológiou tepelného žiarenia. Riešenie je založené na použití špeciálneho druhu eedzí, ktorých veľká členitosť povrchu pőrov agregátov dovoľuje dosahovať vysoké vodivosti pri nízkom plnení polyméru, čo umožňuje použiť polyméry s vyšším stupñom kryštalinity, bez degradácie meohanických.vlastností výslednej zmesi, teda termoplastioké materiály odolávajúce teplotám sieťo vania nad 300 °C.Účelom vynálezu je technicky jednoduchým a hoepodárnym spôsobom umožniť aplikáciu polovodivýoh tienení u vyenkonepäťovýchkáb 1 ov, ktorých funkčné vrstvy sa sieťujú pri zvýšených teplotách, t. j. za podmienok, kedy bežné polovodivé zmesi podliehajú už deštrukcii s následným zhoršením vlastností a životnosti kábla.Pre dosiahnutie požadovaného merného vnútorného odporu polovodivého tienenie jadra a izolácie vysokonapäťových káblov rádu 10 ° - l 0 l ohm.m, sa používajú vodivě sadze, ktorých množstvo V zmesi sa z hľadiska uvedeného určujúceho kritéria pohybuje v rozsahu 25 až 40 hmotnoatných . Takúto vysokú plniteľhosť umožňujú polyméry so zníženou kryštalinitou, u ktorých množstvo plniva neredukuje ťžnosť polovodivej vrstvy a nezhoršuje spracovateľnosť zmesi. Pre uvažovany účel je nevhodný polyetylén,ktorý pri plnení uvedeným množstvom stužujúoich sadzí skrehne.Z tohto hľadiska vyhovujú kopolyněry etylénu, väčšinou s vinylacetátom alebo s etylakrylátom a butylakrylátom, s vyšším obsahom komononérov. zmesi na podklade týchto kopolymérov vyhovujúoo plnia svoju funkciu v prípade ich aplikácie v nezosietenej forme,alebo ej ako sieťované vrstvy plášťa kábla, avšak iba ohrevom prostredníctvom pary alebo tekutého média.-Pri technológii sieťovůnia tepelným žiarením, kde vzhľadom na nízky koeficient preezu 2 v p y p 7 280123 atupu tepla je pre docielenieproduktívnych rýchlostí výroby potrebná použit vyookąĺteplotnćgradienty, sa teplota vrstvy absorbujúcej žiarenie pohybúje.v okolí 350 90. Za podmienok týchto vysokých teplôt gochádza k pyrolytickej deštrukcii kopolymérov etyléno používaných ako polymérna zložka polovodivej zmesi, pri ktorej sa uvoľňujú plynné splodinyinarušujúce kontakt medzi vrstvami polovodivého tienehia a izoláciouąs následným pokľesom prierazového napätia, ako aj skrátenia životnosti kábla pri jeho prevádzke. Tak kým teplota pyrolitickej deštrukcie polyetylénu je 374 OC, dosahuje táto u etylénetylakrylátověho łopolyméru e obsahom 16 hmotnostných etylakrylátu-331 °C a u etylénvinylacetátového kopolyméru à 33 hmotnostnými zabudovaněho vinylacetátu len 285.90 Preto zamedzenie uvedeného nepriaznivého efektu si vynucuje zníženie tgplotného gradientu, ktoré pre docielenie rov-. nakého síeťovacieho efektu má za následok zníženie výrobnej rýchnloeti, a teda citeľne nižšiu využiteľnosť produkčného zariadeniaUvedenénedostatky rieši vynález, ktorého podstatou je, že vodivoatnou komponentnupol 0 vodivého polyméru sú v tavenine polymérnej zložky diapergované vysokoštrukturálne vodívé sadze s veľ-A kou členitosťou povrchu pőrov agregátov, charakterízovaných pome rom povrchu pőrov k ich objemu väčším ako l,2.l 06 cmŕl, kde objempőrov stanovený dibutyltalátovou absorpciou je v rozsahu 280 ~á 440 cm 3/100 g. Vodivé sadze sú diapergovaně v tavenine polyméru. Ako polymérna zložka kompozície aa použije homopolymérny alebo ko~polymérny polyolefín, výhodne rozvetvený homopolymérny polyetylén,príp. polyetylén modifikovaný 5 -10 hmotnostnými vinylacetátu vzakopolymerizovanom tvare, alebo ako prímes etylénvinylacetátovéhoV Výhodou riešenia podľa vynálezu je, že umožňuje znížené pl-. nenie týchto polyolefínov, pri zaietení vyhovujúcich mechanických,spracovateľských a elektrických vlastností polovodivej vrstvy v požadovanom rozàahu 10 °.- 104, ohmm. Zvtakejto zmesi nevzniká pri zvýšených teplotách sieťovania megateľné množaxvompyrolýznych produktov,t. j. nedochádza k tepelne degradácii polymep, k Ľomu okrem zloženia polymérnehoĺkomponenuu ý§§§g§Hvaí zgýšená abgopp čná schopnosť vysokoštrukturálnych sadziąPo roztaveni 100 hmotnostných dielov rozvetveného polyetylé inu e indexom toku taveniny 2 g/10 min v 1,2 dm 3 hnetači sa priteplote 125 °C pridalo do taveniny 0,6 hmotnostných dielov antioxidantu fenolického typu 0,4 hmotnostných dielov dezaktivátorl kovov a 18 hmotnostných dielov sadzi s pomerom povrchu pőrov k ich objemu 2.106 cmŤ 1 a dibutylftalátovou absorpciou 320 om 3/100 g. Takto aditivovaný polymér sa za uvedených podmienok miešal 4 min,pričom zmes, ktorej teplota sa počas miešania zvýšila, aa pred pridaním peroxidu ochladila ne 130 °C, po čom sa pridalo 1,5 hmotnostných dielov dikumylperoxidu a v miešeni sa pokračovalo 2 min. Zmes v tomto ešte nezosietenom stave mala relatívnu viakozítu taveniny PPĎ 120 OC 7.l 02 Pete pri šmykovej rýchlosti 102 al.Zo zmesi pripravenej podľa predtým opisaného postupu sa lisovali doštičky hrúbky 1,5 mm, ktoré sa v lise 5 min sieťovali pri teplote 320 OC. zhotovené skúěobné vzorky vykazovali merný vnútorný odpor 2 ohm.m a ťažnosť 190 , merené pri teplote okolia.Ako polymérny komponent tu bol použitý etylénvinylacetátový kopolymér s indexom toku taveniny 1,5 g/10 min obsahujúci 7 hmotnostných vinylacetátu, ku ktorému sa pridalo 20 hmotnñstných dielov vysokoštrukturálnych sadzi 5 pomerom povrchu pőrov E ichobjemu 2,8.lO 6 cml a dibutylftąlátovou absoryciou 340 cm 3/100 g,pričom ostatné zložky zmesi, ako aj postup jej prípravy a zho- tovenia skúšobných vzoriek boli rovnaké ako predtým v príklade 1. Relatívna viskozita taveniny zmesi pozostávajúcej z týchto komp ponentov bola pri 120 °C a šmykovej rýchlosti 102 sl 3,6.102 Pa.s. Zosietené vzorky mali merný vnútorný odpor 0,1 ohm.m a ťažnosť 240 . Termogravimetrickou analyzou sieťovaných vzoriek kondiciovaných 4 dni pri teplote 70 °C sa nezietil merateľný hmotnoatný úbytok do 350 °c.Pri zhotovení zmesi a jej eieťovaní sa postupovala rovnako,použili se i rovnaká zložky zmesi ako aj v množstve uvedenom v príklade 1, len e tým rozdielom, že sadze sa špecifikáeiou a množstvom podľa príkladu 2 sa pridávali do taveniny polyméru pripravenej 5 min miešaním 80 hmotnostnýeh dielov rozvetveného polyetylénu s indexom toku taveniny 2 g/10 min a 20 hmotnostných dielov etylénvinylecetátového kopolymérus obsahom 40 hmotnostných Š vinylacetátug Charakteristiky tejto kompozície sú nasledovné. Felatívna viakozita taveniny pri ämvkovej rýchlosti 102 s 1 bola 2,5.l 02 Pa.s, merný vnútorný odpor zosietenej vzorky 0,1 ohm.m a jej ťažnosť 255 . Termogravimetrická analýzy poskytovalarovnako negatívny výsledok ako aj v príklade 2.Riešenie podľa vynálezu prichádza do úvahy jednak v káblovnn niach pri výrobe vysokonepäťových káblov s izoláciou zo zosiete-~ ného polyetýlénu, Jednak v produkčnom odbore polymérov, kde bude možné príslušné polovodivé zmesi pripravovať a tieto dodávať spracovateľom v takom stave, aby sa mohli už bez ďalších operácií používať pri hotovovaní polovodivých vrstiev káblových výrobkov.

MPK / Značky

MPK: C08L 23/04, C08K 3/04, H01B 11/06

Značky: polovodivá, polymérna, kábelárska

Odkaz

<a href="https://skpatents.com/6-236123-polovodiva-polymerna-kabelarska-zmes.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Polovodivá polymerná kábelárska zmes</a>

Podobne patenty