CS219174B1 - Spósob výroby produktov, najma kabelárskwh profilov z chemickysieťovaného polyetylénu - Google Patents

Description

3

Predmetom vynálezu je spósob výroby produk-tov, najma kábelárskych profilov, z chemicky,peroxidom sieťovaného polyetylénu, připravenéhovýhodné spósobmi podlá čs. patentov č. 102 313,126 092 a autorského osvedčenia č. 205 490, kdesa přitom peroxid do polyetylénu přidává akokoncentrát priamo do vytláčacieho stroja. Účelomvynálezu je eliminovat’ z výrobného procesu časťpredchádzajúcej přípravy zosieťovatelnej zmesiběžným dispergováníňi komponentov, umožnit’zjednodušenie a zlacneníe technologického proce-su a úsporu energie.

Zosietený polyetylén, sa osvědčil okrem inýchodborov zvlášť v eiektrotechnike, a to predovšet-kým ako kvalitný elektroizolačný materiál, vhodný :aj pre izoláciu silových káblov, kde poskytujevýrobku zvýšenú prevádzkovú a skratovú zaťaži-telnosť. Takáto izolácia sa bežne zhotovuje vytlá-čaním zosieťovatelnej zmesi, obsahujúcej termo-oxidačné stabilizátory a peroxid, na elektrovodnéjádro s nasledujúcim kontinuálnym sieťovánímnanesenej vrstvy pri zvýšenej teplote pod tlakomv inertnom prostředí. Pre takýto spósob výrobnejtechnologie sa vychádza z predom pripravenejzosieťovatelnej zmesi obsahujúcej potřebné funk-čné komponenty. Jej příprava priamym dávková-ním týchto přísad do produkčného vytláčaciehostroja nie je možná pre ich práškový, resp. krysta-lický charakter. Preto táto vyžaduje zvláštny tech-nologický proces, a teda aj separátně, poměrněnákladné ďalšie výrobné zariadenia, ako aj spotře-bu energie na tavenie velkého množstva polyméru,jeho miešania s přísadami, chladenie a granuláciu,čo v konečnom dósledku cenu materiálu výraznézdražuje. V snahe o odstránenie týchto nedostatkov robilisa pokusy zafixovat’ spomenuté přísady na povrchgranúl polyetylénu, za účelom dispergovania kom- ;ponentov v polymérnej tavenine priamo závitov-kou spracovatelského vytláčacieho stroja pri vytlá-čaní izolácie. Pri týchto pokusoch sa však ukázalo,že potřebné množstvo přísad — výše 2 hmnotnost-ných percent — na povrchu granúl kvantitativnéneulipne a naviac skladováním granulátu přísadyz něho opadávajú. Okrem toho poměrně nízký bodtojhenia k tomuto účelu vhodných peroxidov spóso-bujje neziadúce mazanie granulátu, a tým aj jeho-préšmykávanie v dopravnej zóně závitovky, a tedatvorbu tzv. mostového efektu a znížénie výtlakupolyméru. Preto možno takýmto spósobom aditi- :vovať polyetylén iba práškovými antioxidantami's vyšším bodom topenia, ktorých množstvo sav zosieťovatefnom polyetyléne zvyčajne pohybujéokolo 0,5 hmotnostných percent. í Východiskom z tejto situácie sa ukázalo přidává-,nie peroxidu v tekutom stave pod tlakom, a totlakovým dávkovacím čerpadlom priamo do valcazávitovky spracovatelského vytláčacieho stroja na izačiatku jej kompresnej, připadne až do plastifi-kačnej zóny, alebo medzi pracovný válec a krížovúhlavu. Týmto sa sice odstraňujú uvedené nedostat-ky, ale na druhej straně je potřebné vytláčací stroj 219174 vybaviť poměrně nákladným přídavným tlakovýmdávkovacím čerpadlom, adaptovat’ ho k tomutoúčelu, připadne vybavit* ho aj špeciálnou závitov-kou alebo miešacím torpédom. Dalšou podstatnounevýhodou takéhoto riešenia je i zvýšenie pracov-nej rizikovosti, vyplývajúcej zo skutočnosti, že tuI třeba používat’ peroxidy, ktoré sú prchavé tekutinyso značné vysokým tlakom nasýtených pár, čopotom v dósledkoch vyžaduje zvláštnu opatmosťa ipimoriadne opatrenia pri manipulácii s nimi a ichskladovaní. U bežtlakovo sieťovatelných polyetylénových,výrpbkov je známy áj spósob, pri ktorom třeba; použít’ špeciálne, zvlášť pre tento účel připravované! taveninové koncentráty, ktoré sa tu priebežnezhótovujú a dávkujú pri vytláčaní ako vákuovood^lyňované přísady zmesného polymérneho nosi-ča s peroxidom. — Pre výrobu kvalitativně nároč- iných elektrotechnických produktov, najma vyso- !koiiapáťových silnoprúdových a špeciálnych káb-lov, technológia beztlakového sieťovania polyety-lénu peroxidmi nie je použitelná. Je tu značnárizikovost’ vzniku dutin v materiáli, ku ktorémudochádza v dósledku rozpínania produktov rozpa-du peroxidu pri zvýšených teplotách, čo potom iprakticky znemožňuje získanie monolitnej, bezde-fektnej izolačnej vrstvy z polymérneho materiálu.Odhliadnuc od technických aj ekonomických ne-výhod takéhoto riešenia, v případe technologietlakového sieťovania analogická aplikácia by bolanevýhodná a výsledky negativné už i z tohodóvodu, že produkty připravované za vákuaa zvlášť z polyetylénu alebo kopolymérov etylénu Is nepolárným komonoméMm, sú kompozičně vždy ínestabilné, len obmedzené sú skladovatelné a po-užitelné a okrem toho v dósledku odštepovania ! peroxidu od nosiča neumožňujú dosiahnuť ani potrebnú homogénnu dispergáciu zosieťovaciehočinipla v polyetyléne a ani jeho požadovanú presnú koncentráciu. : N evýhody doterajšieho stavu sa odstraňujú po-dlá! vynálezu riešením, ktorého podstata spočívá ií v tom, že v množstve 2 až 8 hmotnostných dielov na ii 10Ó hmotnostných dielov polyetylénu sa do vytlá-i čánej polymérnej zmesi přidává peroxid formou ; granulovaného koncentrátu v etylénvinylacetáto-1 vom kopolyméri s obsahom 25 až 45 hmotnostnýchpercent peroxidu s bodom topenia 35 až 45 °C,pričom tento zmesný ppdiei sa do vytláčaneji polymérnej zmesi dávkuje alebo kontinuálně, na-!i příklad do násypky produkčného vytláčaciehostroja objemovým alebo vážkovým dávkovačom, jalebo sa přidává diskontinuálnym spósobom tak,že sa najskór zmieša s polyetylénovým granulátom,například v ramenovej miešačke a získanou zme-sou sa plní násypka vytláčacieho stroja, potom sapolymérna zmes tepelne tvaruje a výrobok sazosieti pri teplote 180 až 400 °C á přetlakunajmenej 0,5 MPa. Vymedzený peroxidový kon- .centrát v etylénvinylacetátovom kopolyméri sadávkuje alebo k polyetylénovému granulátu užobsahujúcemu antioxidanty, alebo sa přidává k po- ;

Claims (4)

1. 4 219174 ? lyetylénovému granulátu spolu s práškovými přísa-dami antioxidantov, ktoré sa pri teplote okolia,alebo pri teplote až 55 ’°C miešaním fixujú nai povrchu polyetylénového granulátu, připadne sa; přidává k polyetylénovému granulátu spolu s kon-centrátom antioxidantov a dó vytláčacieho strojasa dávkuje ako predzmes z týchto zložiek. Výhodnou konkretizáciou je riešenie, kde preúčely priameho dávkovania peroxidu do produkč-ného vytláčacieho stroja sa použije za běžnýchpodmienok zhotovený koncentrát peroxidu v etyl-énvinylacetátovom kopolyméri, ktorý možno bež-' ne skladovat’ a aplikovat’ v granulovanej formě,i Možno ho dávkovat’ buď kontinuálně, a to priamo do násypky produkčného vytláčacieho stroja obje- >movým alebo vážkovým dávkovačom, alebo dis-kontinuálne, t. j. zamiešaním koncentrátu peroxi-du k polyetylénovému grapulátu napr. v rameno ve jmiešačke. Takto zhotovená zmes sa potom volné: dávkuje do násypky vytláčacieho stroja, spracová-va sa vytláčaním do tvaru nanášanej vrstvy aleboi tvaru profilového výrobku a vytvarovaný materiálsa následné zosieťuje pósobením zvýšenej teplotypotrebnej na rozpad použitého typu peroxidu a zapřetlaku najmenej 0,5 MPa. Pri takomto spósobedávkovania peroxidu do zosieťovatelnej zmesidochádza v závitovke vytláčacieho stroja k potřeb-nému stupňu dispergácie v tavenine polyetylénu,čoho dókazom je dosiahnutie predpísanej hodnotytermomechanickej odolnosti zosieteného materiá-lu, například káblovej izolácie po jej celej dížke,pri súčasnom zachovaní aj požadovanej termooxi-dačnej stability. — Aplikácia takéhoto postupuumožňuje teda pri docielení vysokých kvalitatív-nych ukazovatefov u výrobkov ako sú káble, ; izolované vodiče, rúrky, profily a pod. zo zosiete- ného polyetylénu, dosahovat’ významné zníženieprácnosti procesu výroby pri súčasnej úspořevýrobných nákladov a energie. V káblovniachmožno pri tomto spósobe výhodné využiť doteraj-šie běžné línky na výrobu káblov používané priaplikácii zosieteného polyetylénu. Pri uplatněníriešenia podlá vynálezu sa nevyžadujú nákladnépřídavné zariadenia alebo úpravy a ani zvláštně , prispósobenie výrobnej technologie. Přikladl K 100 g polyetylénu s indexom toku taveninyi 2 g/10 min sa v ramenovej miešačke přidalo 7 kggranulátu peroxidového koncentrátu, obsahujúce-ho 40 percent dikumylperoxidu a 60 percentetylénvinylacetátového kopolyméru a 0,5 5 kgzmesi práškových antioxidantov pozostávajúcejzo 63,5 percent 4,4'-tio-bis-(3-metyl-6-terc.butylfenolu) a 36,5 percent polymerizovaného2,2,4-trimetyl-l,2-dihydrochinolínu, potom sa při-dané komponenty miešali pri teplote okolia podobu 3 minut. Získaná zmes sa priamo použila navytláčanie izolácie žily 1 kV kábla s hliníkovýmkruhovým jadrom prierezu 25 mm2 a hrúbkousteny izolácie 1 mm. Na výrobu sa použil vytláčacístroj s priemerom závitovky 120 mm, L/D = 24, pracovalo sa pri teplote taveniny 125 °C a rýchlostiodtahu 40 m/min. Zosieťovanie vytláčanej izoláciesa uskutočňovalo kontinuálně v reťazovke v dusí-kovej atmosféře pod tlakom 0,8 MPa. Takto zho-tovená izolácia vykazovala po zosietení po celejdížke termomechanickú odolnost’ charakterizova-,nú hodnotou 95 ± 10 % deformácie pri tepelnomzatažení meranom na skúšobných vzorkách podlá;IEC publ. 540, pri menšom ako 25 percentnom-poklese ťažnosti po 10 dňovom stárnutí pri teplote.150 °C. Příklad 2 Postupovalo sa rovnako pri príprave zmesi a vý-robě žily kábla ako v příklade 1 a použili sai rovnaké suroviny, s výnimkou peroxidovéhokoncentrátu, ktorý v tomto případe obsahovalmiesto dikumylperoxidu bis-/terc. butylperoxy-diizopropyl/benzén, a to v množstve 4,5 kg peroxi-dového koncentrátu na 100 kg polyetylénu. Ter-momechanická odolnost’ izolácie charakterizovanáskúškou podlá IEC publ. 540 dosahovala hodnotu90 ± 10 percent pri súčasne vyhovujúcej odolnostiproti tepelnému starnutiu. Příklad 3 Zosieťovatelná zmes pre účel zhotovenia izolácie22 kV káblov typu AXEKCY 1 X 185 mm2 pozo^stávalo zo 100 kg polyetylénu s indexom tokutaveniny (2 g/10 min, 4,7 kg 40-percentného kon-centrátu dikumylperoxidu v etylénvinylacetáto-vom kopolyméri a 0,25 kg 4,4'-tio-bis~-(3-metyl-6-terc. butylfenolu). Po trojminútovommiešaní týchto zložiek v ramenovej miešačke sa zo ’získanéj zmesi vytláčala izolácia o hrúbke steny6 mm pri odťahovej rýchlosti 6 m/min a inak zarovnakých technologických podmienok ako v pří-klade 1. — Vzorky izolácie zhotovené z jej vnútor-nej vrstvy vykazovali po celej skúšobnej dížketermomechanickú odolnost, meranú podfa IECpubl. 540, v rozmedzí 100—115 % pri požadova-nej odolností proti tepelnému starnutiu. Bod topenia aplikovanej dikumylperoxidovejzlóžky v tomto příklade 3 ako aj v příklade 1 bolprjt<j>m F 38 °C. — V příklade 2 použitý bis-/terc. butylperoxydiizopropyl/benzén maloproti tomií bod topenia 43 °C. — Možno uviesť, žev danej súvislosti dalšími vhodnými typmi peroxi-dov pre navrhnutý spósob riešenia sa okrem inýchjavia i například terciárny butylkumylperoxid,2,5-dimetyl-2,5-di-terc. butylperoxyhexán, resp.2,5-dimetyl-2,5-di-terc. butylperoxyhexín. Riešenie podlá vynálezu možno bezprostrednevyužiť predovšetkým v kábelovniach, a to praktic-ky s možnosťou uplatnenia riešenia v celom rozsa-hu vyrábaného sortimentu produktov s izolačnýmialebo obalovými vrstvami, resp. i celistvých výrob-,kov z chemicky zosieteného polyetylénu. PŘEDMET VYNÁLEZU

   1. Spósob výroby produktov, najma kábelár-skych profilov z chemicky sieťovaného polyetylě- 3 219174 nu^ vytláčaním a tlakovým sieťovaním polymér-nej zmesi peroxidem, ktorý sa dávkuje do vytláča-cieho stroja, vyznačujúci sa tým, že v množstve 2 až8 hmotnostných dielov na 100 hmotnostnýchdielov polyetylénu sa do vytláčanej polymérnejzmesi přidává peroxid formou granulovaného kon-centrátu vetylénvinylacetátovom kopolymérisob-;,sahom 25 až 45 hmotnostných percent peroxidus bodom topenia 35 až 45 °C, pričom tento zmesný ;podiel sa do vytláčanej polymérnej zmesi dávkuje-alebo kontinuálně, alebo sa přidává diskontinuál-nym spósobom tak, že sa najskór zmieša s polyety-lénovým granulátom.
2. 2. Spósob výroby produktov, najma kábelár-skych profilov podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, žeperoxidový koncentrát v etylénvinylacetátovomkopolyméri sa dávkuje k polyetylénovému granu-látu, ktorý už obsahuje antioxidanty.
3. 3. Spósob výroby produktov, najma kábelár-skych profilov podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým.;žeperoxidový koncentrát v etylénvinylacetátovomkopolyméri sa k polyetylénovému granulátu dáv-kuje spolu s práškovými přísadami antioxidantov,ktoré sa fixujú na povrchu polyetylénového granu-látu miešaním pri teplote okolia alebo teplote až55 °C.
4. 4. Spósob výroby produktov, najma kábelár- skych profilov podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, žeperoxidový koncentrát v etylénvinylacetátovomkopolyméri sa k polyetylénovému granulátu přidá-vá spolu s koncentrátem antioxidantov a do vytlá-čaciehp stroja ,sa dávkuje ako predzmes z týchtozložiék. 1 1 Cena: 2,40 Kčs Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc