CZ2001482A3 - Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a způsob jeho výroby - Google Patents

Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ2001482A3
CZ2001482A3 CZ2001482A CZ2001482A CZ2001482A3 CZ 2001482 A3 CZ2001482 A3 CZ 2001482A3 CZ 2001482 A CZ2001482 A CZ 2001482A CZ 2001482 A CZ2001482 A CZ 2001482A CZ 2001482 A3 CZ2001482 A3 CZ 2001482A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layers
wire
layer
copolymer
acrylate
Prior art date
Application number
CZ2001482A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ299046B6 (cs
Inventor
Giles Henry Rodway
Original Assignee
Tyco Electronics Uk Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Uk Ltd. filed Critical Tyco Electronics Uk Ltd.
Publication of CZ2001482A3 publication Critical patent/CZ2001482A3/cs
Publication of CZ299046B6 publication Critical patent/CZ299046B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/42Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • H01B3/445Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds from vinylfluorides or other fluoroethylenic compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Tento vynález se týká izolace elektrických drátů nebo kabelů (zde drátů), u kterých se při jeho užití dosáhne silné vazby na rozhraní mezi vrstvou materiálu na bázi polyolefinu a vrstvou materiálů na bázi polyvinylidenfluoridu. Vynález je zvláště použitelný u vícevrstvých izolací elektrických drátů, u nichž vytváří možnost dosažení vysoce účinné vazby mezi vrstvami takových materiálů, zatímco přijatelná rovnováha komplexních vztahů mezi ostatními požadovanými vlastnostmi drátů u nich setrvává.Tylo vlastnosti jsou specializované a liší se podle kriterií pro různé druhy výrobků, jako jsou výlisky nebo balící fólie.
Dosavadní stav techniky7
Dále budou používány následující zkratky:
PJ = primární plášť; pro-rad = síťovací promotor; TMPTM = trimethylolpropantrimethakrylát; ASTM = Američan Society for Testing and Materials; PVDF = polyvinvlidenfluorid; VDF = vinvlidenfluorid; HFP = hexafluorpropylen; HDPE = vvsokohustotní polyethylen; EEA = ethylen/ethylakrylát; EMA = ethylen/methylakrylát; EVA = ethylen/vinylacetát; EA = ethylakrylát; MA = methylakrylát; VA = vinylacetát.
Dvouvrstvá izolace drátu, složená z vnitřní polyethylenové vrstvy (jádro) a vnější vrstvy z polyvinylidenfluoridu (PVDF) (primární plášť nebo PJ), se již komerčně využívá více než 30 let a je takto prováděna mnoha různými výrobci. Tyto výrobky mají zanedbatelnou adhezi mezi vnitřní (polyolefin) a vnější (PVDF) izolační vrstvou, a proto se tyto vrstvy od sebe snadno oddělují. Tyto nevýhody, vyplývající z nedostatečné vazby, bylo nutné akceptovat , aby konstrukce drátu nebyla příliš robustní. Například, je-li drát vystaven mechanickému napětí, vlivům některých kapalin, styku s ostrými předměty, neb rázům., může vnější izolační vrstva prasknout a sloupnout se z vrstvy vnitřní. Odolnost proti oděru ····· ··· ·· ·· · · · · · · · φ « » · · · · · • ··· ······· · ··· · · · ·· ····· ·· · <· · · a proti únavě z ohybu, a odolnost proti vrásnění při ohýbání (což může způsobovat obtíže při utěsňování drátu nebo jeho vkládání do průchodek nebo konektorů), také nepříznivě ovlivňují dvě snadno oddělitelné izolační vrstvy. Není možné spojovat vrstvy tak rozdílných typů materiálu, jako jsou polyolefíny a PVDF na drátu, za komerčně přijatelnou cenu s dobrou výrobní efektivitou. Navíc, vhodné spojovací techniky by mohly nepříznivě ovlivňovat provozní charakteristiky drátu. Obvyklý postup při spojování polyolefínu s PVDF jako je využití určitého vazebního materiálu jako mezivrstvy, schopné obě vrstvy spojit (např. US patent 5 589 028), je příliš nákladný. Jestliže se tento postup použije, může nepříznivě ovlivnit jiné vlastnosti drátu, jako je tepelné stárnutí izolace, a způsobit při vytváření této další vrstvy i problémy při výrobním procesu. Může i způsobit omezenou účinnost drátu, vyvolanou nedostatečnou pevností vazby.
Podle předkládaného vynálezu bylo objeveno, že rozdílné izolační materiály, jádra na bázi polyolefinů a PJ na bázi polyvinylidenfluoridu, mohou být k sobě vázány u elektrického drátu nebo kabelu s dobrou přilnavostí, a že tato vazba snižuje nebo eliminuje zmíněné problémy s robustností drátu. Navzdory očekávání, může být takové vazby dosaženo bez nepříznivých účinků na odolnost proti šíření trhliny, na celkovou rovnováhu pracovních charakteristik i na cenu výrobku.
U izolace drátu nebo kabelu, dle tohoto vynálezu, se neočekávaně dosahuje významné pevnosti vazby, a to kombinací vybraných směsí obou vrstev, na bázi polyolefínu a na bázi polyvinylidenfluoridu, a následnou síťovací reakcí, výhodně za použití radiace, zvláště ionizujícího záření.
Podstata vynálezu
Elektrický drát, dle předkládaného vynálezu, je opatřen izolací, která obsahuje:
i) první vrstvu z materiálu na bázi polyolefínu, obsahující nejméně 20 %, s výhodou nejméně 40 %, výhodněji nejméně 60 %, nebo nejméně 80 % hmotn. (vztaženo na celou směs) polymeru s obsahem karbonylu (homopolymer nebo kopolymer nebo terpolymer), s nearomatickým hlavním řetězcem, kde alespoň jeden monomer je ester karboxylové kyseliny, s výhodou akrylát nebo acetát, zejména alkylakrylát (s výhodou methylakrylát, ethylakrylát, propylakrylát nebo butylakrylát). Je-li zmíněný kopolymer nebo terpolymer použit, skládá se nejméně z 5 %, s výhodou nejméně z 9 %, výhodněji nejméně z 15 % hmotn. ze zmíněného monomeru, a ····· ·· · ·· ·· · 4·« ··· • · · · · · * · • ··· ·····«· V • · · · ♦ · · · ·Φ · zbytek zmíněného kopolymeru nebo terpolymeru tvoří přednostně olefinický monomer, s výhodou ethylen; tato vrstva je ve styku s ii) druhou vrstvou materiálu, obsahujícího nejméně 10 %, výhodněji nejméně 50 %, nebo nejméně 90 % hmotn. polyvinylidenfluoridu (PVDF), nebo zejména s výhodou kopolymer, založený na VDF s částečně nebo úplně fluorovaným komonomerem, nejvýhodněji kopolymer VDF a hexafluorpropylen (HFP), kde zmíněné vrstvy i) a ii) jsou vzájemně spojeny a jsou podrobeny síťovací reakci s výhodou radiační, výhodněji ionizujícímu záření, způsobujícímu zvýšení povrchové vazební pevnosti mezi zmíněnými vrstvami, nejméně na 5 N, s výhodou nejméně o 50 %, výhodněji nejméně o 100 %, zejména nejméně o 500 % nebo 1000 %, ve srovnám s pevností vazby mezi nesíťovanými vrstvami.
Podle jiného aspektu vynálezu provádíme izolaci elektrického drátu, která obsahuje:
i) první vrstvu z materiálové směsi na bázi polyolefinu, obsahující nejméně 20 %, s výhodou nejméně 40 %, výhodněji nejméně 60 %, nebo ještě výhodněji nejméně 80 % hmotn. polymerního podílu ve zmíněné směsi, obsahujícího polymer (homopolymer, kopolymer nebo terpolymer), obsahující karbony 1, kterýžto polymer, nebo alespoň jeden z jeho monomerů je ester karboxylové kyseliny, s výhodou akrylát nebo acetát, zejména alkylakrylát (s výhodou methylakrylát, ethylakrylát, propylakrylát nebo butylakrylát). Zmíněný kopolymer nebo terpolymer, je-li použit, se skládá nejméně z 5 %, s výhodou nejméně z 9 %, výhodněji nejméně z 15 % hmotn. ze zmíněného monomeru, a zbytek nebo většina zbytku zmíněného kopolymeru nebo terpolymeru je tvořena přednostně olefinickým monomerem, s výhodou ethylenem. Tato vrstva je ve styku s ii) druhou vrstvou z jiné materiálové směsi, obsahující nejméně 10 %, výhodněji nejméně 50 %, velmi výhodně nejméně 90 % hmotn., zejména 100 % hmotn. polyvinylidenfluoridu (PVDF), nebo zejména s výhodou kopolymer, založený na VDF s částečně nebo úplně fluorovaným komonomerem, nejvýhodněji kopolymer
VDF a hexafluorpropylen (HFP), kde zmíněné vrstvy (i) a (ii) pokud jsou ve vzájemném kontaktu jsou podrobeny síťovací reakci, s výhodou radiačnímu síťování, výhodněji záření ionizujícímu, toto síťování chrání před delaminací obou vrstev během acetonového testu, popsaného níže, nebo zvyšuje povrchovou vazební pevnost mezi zmíněnými vrstvami, nejméně na 5 N, podle metody
ASTM B1876-95, popsané níže, s výhodou nejméně o 50 %, výhodněji nejméně o 100 %, ····· ··· ·· • · ···· ·· • · ···· ·· • · · * ······· · zejména nejméně o 500 % nebo 1000 %, ve srovnání s pevností mezi nesíťovanými vrstvami.
Příslušné vrstvy jsou s výhodou přiváděny do vzájemného styku nad teplotou tání nebo měknutí polymemího materiálu alespoň jedné z vrstev, což vede k maximalizaci bezprostředního kontaktu vzájemných styčných ploch a tak k možnému vytvoření meziplošných příčných vazeb, podporovaných adhezí, při následné síťovací reakci.
Polyolefinová vrstva i), kromě polymemího podílu směsi, výše zmíněné, může obsahovat různá požadovaná aditiva, jako antioxidanty, pigmenty, plniva, retardéry hoření, atd., k dosažení požadovaných mechanických, tepelných, elektrických, a jiných vlastností polymeru.
Polyvinylidenfluoridová vrstva ii) může také obsahovat aditiva, k dosažení požadovaných vlastností, kromě vlastností vazebních.
Výhody, plynoucí z dosažení pevné vzájemné vazby vrstev, jsou, ve shodě s vynálezem, následující:
- odolnost proti oděru povrchové vrstvy, a celková izolace se může zvyšovat, je-li (povrchová vrstva) vázána na substrát,
- zlepšená odolnost proti sloupávání, zvláště je-li jedna z vrstev poškozena/děravá, zlepšená odolnost proti puchýřkování dvou vrstev při zahřívání, zlepšená odolnost proti delaminaci/tvoření přehybů/vrásnění mezi dvěma vrstvami, např. vlivem mechanického namáhání nebo chemického působení, např. rozpouštědel, dosažení sníženého vrásnění při ohybu drátu a zlepšení shora zmíněných charakteristik, zatímco přiměřená odolnost proti růstu trhliny zůstává, což je neočekávané, jelikož u pevně lpících vrstev by se normálně dal očekávat dosti snadný přenos řezu nebo vrubu z vnější vrstvy do vnitřní vrstvy.
Pevnost vazby, popisovaná v této přihlášce, se může měřit odlupovací pevností mezi slepenými pásky ze dvou materiálů. Standardní metoda, kterou lze použít, je test dle ASTM 1876-95. Podle této definice, může být vazba významná, když odlupovací síla překročí 5 N, a vazba pevná, když odlupovací síla je větší než 10 N. Obvyklá metoda pro měření pevnosti vazby mezi zmíněnými vrstvami, i) a ii) aplikovanými na drát, spočívá vtom, že vzorek drátu v celkové délce 60 mm se ponoří do acetonu (např. aceton, potvrzené čistoty, dle Fisher Scientific UK, AR), do hloubky ekvivalentní 70 % délky vzorku drátu, při 23 (± 3) °C, po dobu 1 hodiny. U drátů s nepatrnou vazbou mezi • · · · · · · • · · ······· · izolačními vrstvami dochází k prodlužování vrstvy PVDF PJ, podélně s osou drátu, nezávisle na prodloužení polyolefinového jádra, a/nebo na vrásnění PJ, takže dochází k delaminaci od jádra. Jestliže k tomu dojde, shora zmíněné protažení PJ má typický následek vtom, že v průběhu shora zmíněného testu se u vzorku drátu vPJ objeví rourka („tube“) rozšiřující se 1 mm nebo více za koncem řezu jádra. Dráty s významně vázanými izolačními vrstvami prodělávají protažení jádra a PJ současně bez separace, za koncem řezu vodiče, podélně s osou drátu a/nebo při vrásnění jádra a PJ současně, bez delaminace. Každé takové současné vrásnění jádra a PJ, se může rozeznat od vrásnění PJ, pouze prozkoumáním řezu vrásnění pod mikroskopem.
Způsoby zhotovování takového izolovaného drátu představují proces, kterým se docílí těsného styku mezi shora zmíněnými vrstvami i) a ii). Příklady zahrnují potahování drátu jedním materiálem na předem připravenou vrstvu druhého materiálu, dvou nebo vícevrstvou extruzi, kterou se vytvoří izolační vrstvy, obsahující jeden nebo více materiálů, ze dvou shora zmíněných materiálových tříd. Olefinový materiál i) je výhodný pro vnitřní vrstvu a materiál na bázi PVDF ii) je výhodný pro vnější vrstvu drátu. Vrstvy, ze dvou různých materiálů se mohou zhotovit koextruzí, tandemovou extruzi, vícenásobným protahováním (multipass extrusion), nebo jinými způsoby. Pro vytvoření jedné nebo více vrstev izolace drátů mohou být použity známé způsoby , jako je proces tube draw-down extrusion, ale dává se přednost tlakové extruzi kterou se docílí optimální adheze druhé a dalších následných izolačních vrstev, aplikovaných na předem připravenou podkladovou vrstvu.
Izolace drátuje pak vystavena síťovací reakci, kterou lze vyvolat chemickými činidly, jako jsou peroxidy, ale přednostně ji lze vyvolat radiací, zejména ze zdroje ionizujícího záření, které je schopno vytvořit volné radikály, a tak příčné vazby v polymeru. Některé příčné vazby by mohly být s výhodou vytvořeny v oblasti styčných ploch obou materiálů. Průnik radiace do materiálu nejméně až ke styčným plochám je proto žádoucí, ačkoliv není bezpodmínečně nutný v případě, že pohyblivost iontu nebo radikálu umožňuje pokračování reakce po radiačním procesu na styčných plochách nebo blízko nich. Zdrojem záření může být, např. radioizotop, nebo zdroj záření X, nebo to může být neionizující zdroj radikálů, např. UV-záření, ale dává se přednost elektronovým paprskům, výhodněji v dávkách záření do materiálu větších než 20 kJ/kg, s výhodou nejméně 50 kJ/kg, výhodněji nejméně 100 kJ/kg), ještě výhodněji nejméně 150 kJ/kg.
····> ··· «· • « · ··· «··
Bylo zjištěno, že zlepšení pevnosti na styčné ploše vrstev může být dosaženo užitím určitých aditiv. Taková aditiva s výhodou zahrnují síťovací promotor (pro-rad) v polyolefinovém materiálu a/nebo v materiálu na bázi PVDF. Mohou se použít známá síťovadla, s výhodou typu methakrylát/akrylát a velmi výhodně typu trimethylolpropantrimethakrylát (TMPTM), přidávaná do polyolefinového materiálu, nebo do materiálu na bázi PVDF.
Příklady provedení vynálezu
Všechny výsledky, v níže uvedených tabulkách, byly získány zkouškami na vylisovaných destičkách, připravených ze dvou materiálů, obvyklými zpracovatelskými technikami polymerů. Destičky byly slisovány čelními plochami k sobě a pak ozářeny, jak je naznačeno. Pro tyto demonstrační experimenty byly použity místo drátů destičky, pro jejich relativně snadnější měření pevnosti vazby. Podmínky pro tyto zkoušky byly následující:
Rozměry destiček: 150 mm x 150 mm x 0,85 mm
Teplota lisování : 200 °C
Doba lisování: 2 minuty předehřev, 1 minuta lisování
Lisovací tlak : 200 až 400 kN na plochu kovových přítlačných desek 300 mm x 300 mm Chlazení : 2 minuty mez vodou chlazenými kovovými deskami 300 mm x 300 mm, za shora uvedeného tlaku.
Příklad 1
Vliv dávek záření na vyvolanou pevnost vazby mezi materiály na bázi polyolefinu a
PVDF
Materiál 1 Materiál 2 Dávka (kJ/kg) Odlupovací síla (N)
kopolymer EVA , obsah V A 25 % hmotn. kopolymer VDF/HFP 10 % hmotn. HFP +7,5 % hmotn. aditiv 0 0,5
totéž totéž 150 40
kopolymer EEA, obsah EA 15 % hmotn. kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % hmotn. 0 1
kopolymer EEA, obsah EA 15 % hmotn. kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % 80 24
kopolymer EEA, obsah EA 15 % hmotn. kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % 200 52
terpolymer ethylen/akrylát/maleinanhydrid, obsah akrylátu 19 % hmotn. kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % 0 <5
terpolymer ethylen/akryláť maleinanhydrid, obsah akrylátu 19 % hmotn. kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % 200 21
• · · · ···*· «· ·
Příklad 2
Vliv % komonomeru v kopolymerů ethylenu na pevnost vazby k materiálu na bázi PVDF, po síťování elektronovými paprsky
Materiál 1 Materiál 2 Dávka (kJ/kg) Odlupovací síla (N)
kopolymer EMA, obsah MA 9 % kopolymer VDF/HFP 10 % hmotn. HFP +7,5 % hmotn. aditiv 200 4
Kopolymer EMA obsah MA 28 % hmotn. totéž 200 45
Příklad 3
Vliv % kopolymerů v polyolefinové směsi na pevnost vazby k materiálu na bázi PVDF po síťování elektronovými paprsky
Materiál 1 Materiál 2 Dávka (kJ/kg) Odlupovací síla (N)
100%HDPE kopolymer VDF/HFP 10 % hmotn. HFP + 7,5 % hmotn. aditiv 200 0
20 % HDPE + 80 % kopolymerů EEA obsah EA 15 % hmotn. totéž 200 70
* « · • · • · · · r
Příklad 4
Vliv materiálu typu PVDF na pevnost vazby k materiálu na bázi polyolefinu, po síťování elektronovými paprsky
Materiál 1 Materiál 2 Dávka (kJ/kg) Odlupovací síla (N)
kopolymer EVA s obsahem V A 25 % hmotn. homopolymer PVDF 150 4
totéž kopolymer VDF/HFP, obsah HFP 10 % hmotn. 150 17,5
Příklad 5
Vliv přídavku pro-rad do olefinického materiálu na pevnost vazby k materiálu na bázi
PVDF po síťování elektronovými paprsky
Materiál 1 Materiál 2 Dávka (kJ/kg) Odlupovací síla (N)
20 % HDPE + 80 % kopolymerů EEA obsah EA 15 % hmotn. kopolymer VDF/HFP 10 % hmotn. HFP + 7,5 % hmotn. aditiv 200 70
kopolymer 19 % HDPE + 77 % kopolymerů EEA, obsah EEA 15 % hmotn. + 4 % TMPTM pro-rad totéž 200 >130
Příklad 6
Příklady konstrukce drátu
Elektrický drát, jehož izolace se skládá ze dvou vrstev polymerů, které jsou k sobě pevně vázány, podle předkládaného vynálezu, byl zhotoven následujícím způsobem:
Vnitřní izolační vrstva (tj. bližší k vodiči) byla z materiálu na bázi polyolefinu, sestávající se převážně a) z kopolymerů EEA, s obsahem 15 % hmotn. EA a b) zHDPE ve hmotnostním poměru přibližně kopolymer : HDPE 8 : 2, a s obvyklými dalšími aditivy, přítomnými v malých množstvích, zahrnujícími síťovací promotory, stabilizátory, • · · · · · • « β · · · • v · ·····«· · antioxidanty, pigmenty a pomocné prostředky, v celkovém množství 24 % hmotn. Tato vrstva byla nanesena na kovový vodič extruzí.
Vnější izolační vrstva se skládala převážně z kopolymeru PVDF/HFP, s obsahem 10 % hmotn. HFP, která, v tomto příkladu, obsahovala síťovací promotor a jiná známá aditiva, jako pigmenty, změkčovadla, stabilizátory, antioxidanty a pomocné prostředky v obvyklém celkovém množství 7,5 % hmotn. Tato vnější vrstva byla nanesena tlakovou extruzí na předem nanesenou vnitřní vrstvu zvláštní operací. Takto povlečený drát byl pak ozářen elektronovými paprsky dávkou 200 kJ/kg.
Ve druhém příkladu byl drát připraven stejným způsobem jako v předchozím případě, kde síťovacím promotorem ve vnitřní vrstvě byl 4 % TMPTM, a vnější izolační vrstva obsahovala pouze kopolymer PVDF/HFP, s obsahem 10 % hmotn. HFP. Takto povlečený drát byl pak ozářen elektronovými paprsky dávkou 200 kJ/kg. Poté byl drát podroben acetonovému testu, který potvrdil, že izolační vrstvy měly velmi dobrou vzájemnou přilnavost.
Ve třetím příkladu byl drát, stejné konstrukce jako v příkladu druhém, zhotoven tandemovou tlakovou extruzí vnitřní a vnější izolační vrstvy. Takto povlečený drát byl ozářen elektronovými paprsky dávkou 200 kJ/kg. Acetonový test prokázal velmi dobrou vzájemnou přilnavost.
Demonstrace zlepšeného výkonu drátů, konstruovaných podle dmhého příkladu, v porovnání s komerčně běžně dostupným drátem.
Drát shora popsané konstrukce a výroby (drát A), byl srovnáván s předním, komerčně dostupným, dvouvrstvým polyolefin/PVDF drátem (drát B), stejných rozměrů, řadou testů, s ohledem na robustnost drátu, při hrubém zacházení a při používání v okolním prostředí.
Byly získány následující výsledky.
Příklad 7
Zlepšení odolnosti vůči oděru
Metoda: zařízení = obvyklý typ přístroje na stanovení odolnosti proti oděru drátu, rozměr drátu 0,75 mm2 ( průřez vodiče), plochý břit, šířka 3,5 mm, poloha břitu kolmo k drátu, rohy na obou stranách zaobleny, rádius 0,05 mm, zátěž 1,8 kg, délka tahu 10 cm, 55 cyklů/minutu.
• · · · *
<11
Typ drátu Počet cyklů k dosažení oděru skrz PJ pň 40 °C
A >800
B 272 _
Typ drátu Počet cyklů k dosažení oděru skrz PJ pň 5 °C
A >1350
B 212
Příklad 8
Zlepšení rázové houževnatosti za chladu
Metoda: drát o velikosti 6 mm2 (průřez vodiče), hmotnost kladiva 800 g , výška pádu kladiva na podpěru 275 mm, plocha podpěry v místě dopadu kladiva na drát o rozměru 7 mm x 2 mm, rozšiřující se na 3,4 mm v úhlu 45° z každé strany, okolní teplota 5 °C. Vizuální detekce růstu trhliny.
Typ drátu Výsledek zkoušky rázové houževnatosti za chladu *
A Žádná trhlina v PJ se nerozvinula ze strany podpěry
B Několik trhlin v PJ, >5 mm délky se rozvinulo ze strany podpěry. Počínající odlupování PJ od jádra
Příklad 9
Zlepšení odolnosti vůči rozpouštědlu
Metoda: drát o velikosti 0,75 mm2, délka drátu 60 mm, hloubka ponoření drátu do acetonu 75 %, doba ponoření 1 hodina, teplota 23 °C.
Typ drátu Výsledek acetonového testu
A Žádné oddělování/delaminace jádra a PJ, nepozorována žádná trhlina u izolačních vrstev
B PJ velmi silně svraštělý podél ponořené délky, na dvou místech jádra spontánní trhliny v/ délce 2 až 3 mm

Claims (20)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Elektrický' drát nebo kabel, mající izolací, vyznačující se tím, že obsahuje
    i) první vrstvu z materiálu na bázi polyolefinu, obsahující nejméně 20%, hmotn. z celé materiálové směsi polymeru - homopolymeru, kopolymeru nebo terpolymeru s obsahem karbonylu, u něhož alespoň jeden monomer je ester karboxylové kyseliny, s výhodou akrylát nebo acetát, zejména alkylakrylát, tj. methylakrylát, ethylakrylát, propylakrylát nebo butylakrylát, je-li zmíněný kopolymer nebo terpolymer použit, obsahuje nejméně 5 % hmotn. zmíněného monomeru, a zbytek zmíněného kopolymeru nebo terpolymeru je olefinický monomer, s výhodou ethylen, tato první vrstva je ve styku s ii) druhou vrstvou materiálu, obsahujícího nejméně 10 % hmotn., z celé materiálové směsi, polyvinylidenfluoridu P\'DF, nebo kopolymeru, založeného na VDF s částečně nebo úplně fluorovaným komonomerem, kde zmíněné vrstvy i) a ii) jsou ve vzájemném kontaktu, a jsou podrobeny síťovací reakci, potřebné ke zvýšení odlupovací pevnosti mezi zmíněnými vrstvami, nejméně na 5 N.
  2. 2. Elektrický drát nebo kabel, mající izolaci, vyznačující se tím, že obsahuje
    i) první vrstvu z materiálové směsi na bázi polyolefinu, obsahující nejméně 20 %, s výhodou nejméně 40 %, vý hodněji nejméně 60 %, nebo ještě výhodněji nejméně 80 % hmotn. polymerního podílu zmíněné směsi, skládajícího se z polymeru, a to buď homopolymeru, kopolymeru nebo terpolymeru, obsahujícího karbonyl, kterýžto polymer, nebo alespoň jeden z jeho monomerů je ester karboxylové kyseliny, s výhodou akrylát nebo acetát, zejména alkylakrylát, s výhodou methylakrylát, ethylakrylát, propylakrylát nebo butylakrylát. je-li zmíněný kopolymer nebo terpolymer použit, obsahuje nejméně z 5 %, s výhodou nejméně 9 %, výhodněji nejméně 15 % hmotn. zmíněného monomeru, a zbytek zmíněného kopolymeru nebo terpolymeru je olefinický monomer, s výhodou ethylen, tato první vrstva je ve styku s ii) druhou vrstvou materiálu z jiné materiálové směsi, obsahující nejméně 10 %, výhodněji nejméně 50 %, velmi výhodně nejméně 90 % hmotn., zejména 100 %, na hmotnost druhé vrstvy, polyvinylidenfluorid PVDF, nebo zejména s výhodou * 4 4 · 4 4 4 «· • · · · · · kopolymer, založený na VDF s částečně nebo úplně fluorovaným komonomerem, nejvýhodněji kopolymer VDF a hexafluorpropylen HFP, kde zmíněné vrstvy i) a ii) jsou ve vzájemném kontaktu, a jsou podrobeny síťovací reakci, s výhodou radiačnímu síťování, výhodněji záření ionizujícímu, postačující k ochraně před delaminací obou vrstev během 1 hodinového acetonového testu při 23 °C, nebo ke zvýšení povrchové vazební pevnosti obou zmíněných vrstev, nejméně na 5 N, podle metody ASTM B1876-95, popsané níže, s výhodou ke zvýšení nejméně o 50 %, výhodněji nejméně o 100 %, zejména nejméně o 500 % nebo 1000 %, ve srovnání s pevností nesíťovaných vrstev.
  3. 3. Drát nebo kabel podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné vrstvy i) a ii) které jsou ve vzájemném kontaktu, byly podrobeny síťovací reakci, s výhodou radiací, výhodněji ionizujícím zářením, postačujícím k ochraně před delaminací obou vrstev během 1 hodinového acetonového testu při 23 °C.
  4. 4. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že síťovací reakce zvýšila pevnost vazby nejméně o 50 %, s výhodou nejméně o 100 %, zejména nejméně o 500 % nebo 1000 %, ve srovnání s nesíťovanými vrstvami.
  5. 5. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že příslušné vrstvy byly přivedeny do vzájemného kontaktu před síťováním obou vrstev·' a při teplotě nad bodem tání nebo měknutí polymemího materiálu, alespoň jedné z vrstev.
  6. 6. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že vrstva na bázi polyvinylidenfluoridu obsahuje kopolymer VDF a hexafluorpropylen HFP, tento kopolymer tvořící většinový hmotnostní podíl, s výhodou v podstatě celý podíl této vrstvy7.
  7. 7. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že vrstva na bázi polyvinylidenfluoridu obsahuje kopolymer VDF a hexafluorpropylen HFP, s výhodou s obsahem HFP 8 až 12 % hmotn., velmi výhodně 9 až 11 % hmotn.
  8. 8. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že vrstva na bázi polyolefinu obsahuje směs polyethylenu a zmíněného polymeru s obsahem karbonylu.
  9. 9. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že obsahuje vnitřní vrstvu ze zmíněného materiálu na bázi polyolefinu, a vnější vrstvu na bázi polyvinylidenfluoridu.
    « * 4 « * ♦ • · · · « · • 44 4444444 *
  10. 10. Drát nebo kabel podle nároku 9, vyznačující se tím, že zmíněná vnější vrstva byla nanesena tlakovou extruzí na zmíněnou vnilřní vrstvu.
  11. 11. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím. že síťovací reakce se uskutečnila radiací, s výhodou zářením ionizujícím.
  12. 12. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že obsahuje vícenásobné alternující vrstvy materiálů, skládajících se ze zmíněných vrstev
    i) a ii).
  13. 13. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden síťovací promotor v materiálu jedné nebo obou zmíněných vrstev i) a ii), síťovací promotor se s výhodou přidává pouze do materiálu zmíněné vrstvy i).
  14. 14. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden síťovací promotor v materiálu jedné nebo obou zmíněných vrstev i) a ii), přičemž síťovací promotor je vícefunkční akrylátový nebo methakrylátový ester, s výhodou trimethylolpropantrimethakrylát, TMPTM.
  15. 15. Drát nebo kabel podle nároku 14, vyznačující se tím, že síťovací promotor se přidává pouze k materiálu zmíněné vrstvy i).
  16. 16. Drát nebo kabel podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že vrstva ii) na bázi polyvinylidenfluoridu je v podstatě transparentní, s výhodou obsahující v podstatě pouze PVDF nebo zmíněný kopolymer VDF.
  17. 17. Způsob výroby drátu nebo kabelu podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že obsahuje kroky k vytvoření zmíněných vrstev i) a ii) na elektrickém vodiči, které jsou ve vzájemném kontaktu, a jsou při tomto kontaktu podrobeny zmíněné síťovací reakci.
  18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že příslušné vrstvy jsou přivedeny do vzájemného kontaktu a) před síťováním jedné z vrstev a b) nad teplotou tání nebo měknutí polymemího materiálu nejméně jedné z vrstev.
  19. 19. Způsob podle nároků 17 nebo 18, vyznačující se tím , že vrstva i) je nanesena tlakovou extruzí na vodič a/nebo že vrstva ii) je nanesena tlakovou extruzí přes vrstvu i).
  20. 20. Způsob podle nároků 17,18 nebo 19, vyznačující se tím, že vrstvy i) a ii) jsou na drát naneseny koextruzí nebo tandemovou extruzí, vodič je přitom nepřetržitě tažen z odvíjecího zařízení na navíjecí.
CZ20010482A 1998-09-17 1999-09-17 Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a zpusob jeho výroby CZ299046B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9820214.6A GB9820214D0 (en) 1998-09-17 1998-09-17 Bonding polymer interface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2001482A3 true CZ2001482A3 (cs) 2001-07-11
CZ299046B6 CZ299046B6 (cs) 2008-04-09

Family

ID=10838985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20010482A CZ299046B6 (cs) 1998-09-17 1999-09-17 Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a zpusob jeho výroby

Country Status (22)

Country Link
EP (1) EP1116243B1 (cs)
JP (1) JP2002525819A (cs)
KR (1) KR100638181B1 (cs)
CN (1) CN1331160C (cs)
AT (1) ATE321345T1 (cs)
AU (1) AU766430B2 (cs)
BR (1) BR9913843A (cs)
CA (1) CA2340386C (cs)
CZ (1) CZ299046B6 (cs)
DE (1) DE69930532T2 (cs)
ES (1) ES2260937T3 (cs)
GB (1) GB9820214D0 (cs)
HU (1) HU226699B1 (cs)
ID (1) ID29877A (cs)
IL (2) IL141338A0 (cs)
NO (1) NO324458B1 (cs)
PL (1) PL192515B1 (cs)
RO (1) RO121928B1 (cs)
RU (1) RU2231147C2 (cs)
TR (1) TR200100761T2 (cs)
WO (1) WO2000017889A1 (cs)
ZA (1) ZA200101181B (cs)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0006333D0 (en) 2000-03-16 2000-05-03 Raychem Ltd Electrical wire insulation
JP2002225204A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Reitekku:Kk 改質フッ素樹脂被覆材およびその製造方法
FR2856404B1 (fr) 2003-06-06 2008-08-08 Atofina Procede de greffage de polymere fluore et structures multicouches comprenant ce polymere greffe
US7241817B2 (en) 2003-06-06 2007-07-10 Arkema France Process for grafting a fluoropolymer and multilayer structures comprising this grafted polymer
WO2007006897A2 (fr) * 2005-07-05 2007-01-18 Arkema France Structure multicouche isolante
FR2888389B1 (fr) * 2005-07-05 2007-08-31 Arkema Sa Structure multicouche isolante
CN100370556C (zh) * 2005-12-01 2008-02-20 上海交通大学 不饱和羧酸盐改性的抗水树绝缘材料及制备方法
KR100716381B1 (ko) * 2006-02-15 2007-05-11 엘에스전선 주식회사 전선 피복용 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여제조된 전선
CN101117393B (zh) * 2006-08-04 2011-03-16 上海尚聚化工科技有限公司 多层核壳结构的含氟聚合物颗粒及含有它的热塑性聚烯烃制品
US8007857B1 (en) * 2006-09-08 2011-08-30 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Methods for controlling the release rate and improving the mechanical properties of a stent coating
CN102667967B (zh) * 2009-11-10 2014-04-16 大金工业株式会社 电线、电线管及其制造方法
GB2479371B (en) * 2010-04-07 2014-05-21 Tyco Electronics Ltd Uk Primary wire for marine and sub-sea cable
US9536635B2 (en) 2013-08-29 2017-01-03 Wire Holdings Llc Insulated wire construction for fire safety cable
CN105070393B (zh) * 2015-07-26 2017-03-22 陕西永光电力电缆制造有限公司 一种电力系统用高压电缆
RU2606500C1 (ru) * 2015-09-17 2017-01-10 Акционерное общество "Лидер-Компаунд" Пероксидносшиваемая композиция для изоляции силовых кабелей
FR3081602B1 (fr) * 2018-05-22 2020-05-01 Arkema France Cables multicouches pour environnement offshore

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269862A (en) * 1964-10-22 1966-08-30 Raychem Corp Crosslinked polyvinylidene fluoride over a crosslinked polyolefin
US3650827A (en) * 1969-11-17 1972-03-21 Electronized Chem Corp Fep cables
US5206459A (en) * 1991-08-21 1993-04-27 Champlain Cable Corporation Conductive polymeric shielding materials and articles fabricated therefrom
US5589028A (en) * 1994-11-03 1996-12-31 Elf Atochem North America, Inc. Bonding method employing tie layers for adhering polyethylene to fluoropolymers

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010079751A (ko) 2001-08-22
EP1116243B1 (en) 2006-03-22
IL141338A0 (en) 2002-03-10
AU766430B2 (en) 2003-10-16
ZA200101181B (en) 2002-05-13
CZ299046B6 (cs) 2008-04-09
AU6101999A (en) 2000-04-10
HUP0103585A2 (hu) 2002-01-28
KR100638181B1 (ko) 2006-10-26
DE69930532T2 (de) 2007-03-08
CN1331160C (zh) 2007-08-08
JP2002525819A (ja) 2002-08-13
RO121928B1 (ro) 2008-07-30
NO20011307D0 (no) 2001-03-15
NO324458B1 (no) 2007-10-22
CA2340386A1 (en) 2000-03-30
RU2231147C2 (ru) 2004-06-20
IL141338A (en) 2006-12-31
BR9913843A (pt) 2001-08-14
GB9820214D0 (en) 1998-11-11
TR200100761T2 (tr) 2001-09-21
PL346214A1 (en) 2002-01-28
CA2340386C (en) 2009-04-14
HU226699B1 (en) 2009-07-28
ATE321345T1 (de) 2006-04-15
HUP0103585A3 (en) 2002-04-29
ES2260937T3 (es) 2006-11-01
EP1116243A1 (en) 2001-07-18
WO2000017889A1 (en) 2000-03-30
CN1318200A (zh) 2001-10-17
NO20011307L (no) 2001-03-15
PL192515B1 (pl) 2006-10-31
DE69930532D1 (de) 2006-05-11
ID29877A (id) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2001482A3 (cs) Elektrický drát nebo kabel mající izolaci a způsob jeho výroby
US6753478B2 (en) Electrical wire insulation
US7453043B2 (en) Composition for manufacturing insulation materials of electrical wire and electrical wire manufactured using the same
US4001065A (en) Cross-linked olefine-ester tapes
RU2001107973A (ru) Электрический провод или кабель, имеющий изоляцию, и способ его изготовления
KR860000077B1 (ko) 플라스틱과 금속의 적층물 및 이것으로 만든 케이블 보호 또는 외장 테이프와 전기 케이블
MXPA01002793A (en) Electrical wire insulation
US5283120A (en) Electric cables which contain insulations based on ethylene polymers having high resistance to the formation of water trees
JPH02200434A (ja) 熱収縮物品
US20210146658A1 (en) Multilayer cables for an offshore environment
JPH0410681B2 (cs)
JPH0520931A (ja) 遮水テープ

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Patent expired

Effective date: 20190917