DE1303031C2 - Festes dielektrikum - Google Patents
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Description
etwa 260 C und einen Siedepunkt oberhalb etwa I-+O L-.
Zur Darstellung der mit den Spannungsstabilisatoren tiemäß der Erfindung erreichten, vergrößerten
Spannungstabilität wurden wiederholt Versuche durchgeführt, in denen die Langzeit-Spannungsstabililät
bei verschiedenen Spannungen an festen, dielektrischen Polyäthylenen gemessen wurde, wobei als
Basis Polyäthylen A (spezifisches Gewicht 0,92 g/cm3, Schmelzindex 1,5) mit einer Spur eines handelsüblichen
thermischen Stabilisators verwendet wurde. Die Größe und Gestalt aller Proben ist identisch; die
Art der Spannungsanlegung ist in allen Fällen gleichartig. Zur Prüfung sind drei Zusammensetzungen benutzt.
Die erste Reihe geprüfter Proben besteht aus Polyäthylen A ohne irgendwelche Zusätze. Die anderen
verwendeten Zusammensetzungen enthalten Polyäthylen und 2 Gewichtsprozent 4-Brombiphenyl bzw.
2-Chlornaphthalin, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung.
Alle Proben, die Zusätze enthalten, werden dadurch hergestellt, daß sie bei einer Temperatur
zwischen 163 und 250' C in einem heißen Mahlwerk
vermischt werden. Alle Proben werden bei Raumtemperatur einer gleichförmigen Wechselspannung
unterworfen und periodisch im Hinblick auf das Auftreten eines Hochspannungsdurchschlages geprüft.
Die folgende Tabelle I zeigt in Prozent die Beständigkeit der Proben, wenn eine Wechselspannung von
65 kV bei einer Frequenz von 60 Hz aufgeprägt wird.
Behandlungszeit
Zusammensetzung der Probe
Polyäthylen A
Polyäthylen A + 2 "Ό 4-Brombiphenyl
Polyäthylen A
+ 2 "/o 2-Chiornaphthalin
geprüft bei 65 kV. 60 Hz
5 Minuten 1 Stunde 0
0
20 0
Eine weitere Reihe von Versuchen wurde mit Zusammensetzungen auf der Basis von Polyäthylen B
(spezifisches Gewicht 0,92 g/cm:l, Schmelzindex 1.5)
durchgeführt. Die Größe und die Form aller Proben sind identisch; die Art der Spannungsanlegung ist in
allen Fällen dieselbe. Zur Prüfung werden vier Zusammensetzungen benutzt. Die erste Reihe Proben
besteht aus Polyäthylen B ohne irgendwelche Zu-
ϊο sätze.. Die anderen Zusammensetzungen enthalten
Polyäthylen B und 2 Gewichtsprozent 4-Brombiphenyl, 4,4'-Dibrombiphenyl bzw. 4-Jodbiphenyl, bezogen
auf die gesamte Zusammensetzung. In diesem Beispiel werden alle Proben bei angelegter Spannung
periodisch geprüft, bis die Hälfte der betreffenden Proben versagt hat, was bei unterscheidenden Spannungen
der Fall ist. Die Spannung, die ein 5()"/oiges Versagen in 1 Stunde herbeiführt, wird als Maß der
Qualität des Polyäthylens verwendet.
| Poly | Tabelle | Il | 68 | Polyäthylen B + 2«.'o 4-Jodbiphenyl |
|
| älhylcn B ! I |
47 | ||||
| Spannung (kV), bei der Gruppen aus acht bis zehn Proben in 1 Stunde zu 5O°/o unbrauchbar sind |
19 | Zusammensetzung der Probe Polyäthylen B Polyäthylen B + 2",1O + 2".'o 4-Biombi[ hcnyl 4,4-Oibrombiphenyl |
|||
| >70 |
Diese Ergebnisse werden bei Raumtemperatur erhalten.
F.ine dritte Reihe von Versuchen wird an Proben dieser Reihe sind in derselben Weise wie beim Beiauf
der Grundlage von Polyäthylen C (spezifisches 45 spiel II ausgeführt, außer daß während der Prüfung
Gewicht 0,947 g/cm·1, Schmelzindex 0,2) durch- eine Temperatur von 65° C aufrechterhalten wird,
geführt. Bei diesen Versuchen werden Polyäthylen- Die folgende Tabelle III gibt diejenige Spannung proben allein und Polyäthylene verwendet, die 2 Ge- an, die ein 5O°/oiges Versagen während 1 Stunde herwichtsprozent 4,4'-Dibrombiphenyl, bezogen auf die beiführt.
Gesamtzusammensetzung, enthalten. Die Versuche in 50
geführt. Bei diesen Versuchen werden Polyäthylen- Die folgende Tabelle III gibt diejenige Spannung proben allein und Polyäthylene verwendet, die 2 Ge- an, die ein 5O°/oiges Versagen während 1 Stunde herwichtsprozent 4,4'-Dibrombiphenyl, bezogen auf die beiführt.
Gesamtzusammensetzung, enthalten. Die Versuche in 50
Probenzusammensetzung
Polyäthylen C Polyäthylene + 2%,
4,4'Dibrombiphenyl
Spannung (kV)
(die Hälfte der jeweiligen Probenart ist in I Stunde unbrauchbar) . . . . | Π 26
Die obigen Ergebnisse werden bei einer Temperatur von 65" C erhallen.
Die Prüfungen zeigen, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen äußerst spanniingsstabilisierend in PoIyäthvlniisolierungen
sind, wenn diese einer Wechselspannung ausgesetzt werden.
Claims (1)
1 303 03 I
ι 2
ι 2
dauer der Polyäthylenisolierungen vergrößert wird
Patentanspruch: und eine geringere Menge an Isolierungsmaterial ver
wendet werden kann.
Festes Dielektrikum auf der Grundlage von Ausgehend von einem festen Dielektrikum auf der
Polyäthylen und halogenierten aromatischen Ver- 5 Grundlage von Polyäthylen und halogenierten arobindungen
als Spannungsstabilisatoren, da- malischen Verbindungen als Spannungsstabilisatoren.
durcrTgekennzeichnet, daß es als halo- besteht die Erfindung darin, daß das Dielektrikum als
genierte aromatische Verbindung 0.2 bis 2 Qc- halogenierte aromatische Verbindung 0,2 bis 2 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Polyäthylen, an wichtsprozent, bezogen auf das Polyäthylen, an
4-Brombiphenyl, 4,4'-Dibrombiphenyl oder io 4-Brombiphenyl, 4.4'-Dibromphcnyl oder -'-Jodbi-4-Jodbiphenyl
enthält. phenyl enthält.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Spannungsstabilisatoren
führen im Vergleich zu den bekannten Spannungsstabilisatoren wie Paraffinölen, speziellen
15 Alkylaromaten oder speziellen chlorierten Alkylaromaten oder L-Chlornaphthalin zu einer wesentlich
besseren Spannungsstabilisierung gegenüber Hochspannungen und zu einer erhöhten Lebensdauer der
Dielektrika.
20 Die verwendeten Zusätze sind insbesondere für
Die Erfindung betrifft ein festes Dielektrikum auf feste Hochdruckpolyäthylene mit geringer Dichte in
der Grundlage von Polyäthylen und halogenierten der Größenordnung von 0,92 bis 0,95 g cm:! und mii
aromalischen" Verbindungen als Spannungsstabili- einem Schmelzindex zwischen 0.2 und 2 sehr geeigsatoren.
net, da Niederdruckpolyäthylene mit hoher Dichte
Feste Dielektrika aus Polyäthylen, die als Kabel- 25 und Polypropylene den Nachteil der fehlenden Biegisolierung
verwendet werden und keinen Spannungs- samkcil aufweisen. Die Polyäthylene können geringe
stabilisator enthalten, weisen bei Anlegung einer Mengen gebräuchlicher Zusätze, Hüfsstolfe und FuH-Wechselspannung
die nachteilige Eigenschaft auf, mittel, die üblicherweise in Polyäthylenen verwendet
daß die Durchschlagsspannung bei langsamen Span- werden, z. B. Ruß, Farbstoffe, Antioxydationsmittel,
nungsanstieg und beim Halten dieser Spannung wäh- 30 Wärmestabilisatoren und Stabilisatoren für den
rend einer gewissen Zeit wesentlich kleiner als bei Ozonwiderstand enthalten. Die Spannungsstabilisatoschnellem
Spannungsanstieg ist. Die Durchschlags- ren gemäß der Erfindung eignen sich außerdem für
spannungen für Polyäthylenisolierungen betrag.en bei Polyäthylene, die geringere Mengen an guinmiartigen
langsamem Spannungsanstieg nur 65 bis 85 "/0 der Polymeren und Mischpolymeren von Olefinen, z. B.
Durchschlagsspannung bei schnellem Spannungs- 35 Isobuthylen und Isopren, enthalten,
anstieg. Die speziellen Spannungsstabilisatoren gemäß der
Es ist bereits bekannt, dem Polyäthylen gewisse Erfindung zeichnen sich durch die Gegenwart niin-Zusatzstoffe,
wie beispielsweise Antioxydationsmittel destens eines, vorzugsweise mehrerer aromatischer
beizugeben, durch welche auch die Spannungsstabili- Ringe, z. B. benzolartiger Aromatika, oder vertat
des Polyäthylens beeinflußt wird. Aus diesem 40 schmolzener Ringaromatiken aus, die mindestens
Grunde ist man bemüht, auch solche Zusatzstoffe zu einen Halogensubstituenten enthalten. Im allgemcifinden,
die die Spannungsstabilität von Polyäthylen nen sollen wegen der begrenzten Löslichkeit in Polywesentlich
erhöhen. Das Aufsuchen geeigneter Span- äthylen, die für aromatische Amine charakteristisch
nungsstabilisatorcn für Polyäthylenisolierungen muß ist, die Zusammensetzungen keine Aminosubstituenaber
weitgehend auf empirischem Wege erfolgen, weil 45 ten enthalten.
sich der Einfluß irgendeiner Verbindung auf die Sta- Da der für eine bedeutsame Verbesserung der
biiität von Polyäthylen gegenüber Hochspannungen Spannungsstabilität des Polyäthylens erforderliche
aus der bloßen Zusammensetzung der Verbindung Anteil der Spannungsstabilisatoren 0,2 bis 2 Genicht
vorhersagen läßt. Es gilt außerdem als erwiesen, wichtsprozent auf der Basis der Polyäthylenmenge bedaß
sich beispielsweise aus der Antioxydationswir- 50 trägt, sind die brauchbaren Verbindungen durch ihre
kung eines Stolfes bezüglich Polyäthylen nicht auf die Löslichkeit im Polyäthylen, die 0,2 Gewichtsprozent
Stabilisatoreigenschaften dieses Stolfes bezüglich oder mehr betragen soll, begenzt. Ein Zusatz der-Polyäthylen
schließen läßt. artiger Spannungsstabilisatoren wesentlich über ihre
Es ist auch bereits bekannt, daß bestimmte halo- Löslichkeit im Polyäthylen hinaus bewirkt eine Krigenierte
aromalische Verbindungen wie beispiels- 55 stallisation im Polyäthylen, wodurch körperliche Unwcisc
1-Chlornaphthalin die Spannimgsstabilität von Stetigkeiten entstehen und die gesamte Struktur elek-Polyüthylen
verbessern können. Die durch diese trisch geschwächt wird.
Stoffe bewirkten Verbesserungen der Stabilität sind Es ist auch von Bedeutung, daß die Verbindungen
jedoch so gering, daß sich über die Verwendungs- derart gewählt sind, daß sie in das Polyäthylen ohne
fähigkeit dieser Stoffe als Spannungsstabilisatoren in 60 Zersetzung des Polyäthylens und ohne Verflüchtigung
Polyäthylen noch kein einheitliches Urteil gebildet der die Spannung stabilisierenden Verbindung einge"-hat.
bracht werden können. Da für eine erfolgreiche Μι-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Spannungs- schumg des Polyäthylens mit anderen Stollen Tem pcstabilisatoren
zu finden, die die Spannungsstabilität raturen im Bereich von 148 bis 205° C erforderlich
von Polyäthylen wesentlich erhöhen und bei denen 65 sind, sind die Zusätze zur Spannungsstabilisierung
das Verhältnis der Durchschlagsspannung bei lang- flüssig und weisen einen niedrigen Dampfdruck in
samem Potentialanstieg zu der bei schnellem Polen- diesem Temperaturbereich auf. Dementsprechend betialanstieg
1.0 oder mehr beträgt, damit die Lebens- sitzer, die Stabilisatoren einen Schmelzpunkt unter
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13258461A | 1961-08-21 | 1961-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1303031B DE1303031B (de) | 1972-09-07 |
| DE1303031C2 true DE1303031C2 (de) | 1976-03-11 |
Family
ID=22454703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19621303031D Expired DE1303031C2 (de) | 1961-08-21 | 1962-08-18 | Festes dielektrikum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1303031C2 (de) |
-
1962
- 1962-08-18 DE DE19621303031D patent/DE1303031C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1303031B (de) | 1972-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |