DE1440097A1 - Verwendung von Massen auf der Basis von Olefinpolymerisaten zum Isolieren von elektrischen Kabeln und Leitungen - Google Patents

Description

• T T %1 T' w . 1Y 11i..jzJ #' S r r# ; . .# ;.?.z, .z r , 7 ` a f_ d i7 . w ,. , v, .. .@.u . er .,. "#h . t, , :i. ` n , von. '? . .e'Cj.r..r_ 01',rieerisaten zur.; Iso - -1_c ren von cleklrischen 'abeii:i und Leitunmen . La neuere- Zeit finden. .feste Olefinpolymerisate; wie z.B. -';@lyätbylcu oder fo!.ypropyJ.en:, Verwendung Tsolierung f>;,.
• e iektrische Kabel und Le:i tungen. Diese folymerisa te haben jedoch eine, iii.ed-r-i.-e eine geringe Glimmbeständigkeit, Damit sie auch als Hochspannungskabei und --leitengen eingesetzt. werden können, hat man bereits vorgeschlagen, den festen Olefinpolymerisaten geringe Mengen bis stwp- 20, vorzugswei_sA 5 bis 10%, vor bei @umlcmp@ro,-tur flüssiger.- Kohlen@iaEsprs t nf.Fv erbindungen ^ui@.seten. :Durch den Zusatz solcher milden Olefi.npoly-merisaten veyt,pr7_i.chen Kohlenwaßserstoffverrind».ngcn L.#.i_rd nämlich die Dq-uerdurchschl:a.gfetigkeit und die Glimmbeständigkeit der Clefinpolymerise;te. erhöht.
• s . Die Erfindung befaßt sich. mit einer weiteren Verbesserung der hochspannungsfesten I=solierung für elektrische Kabel und Leitungen auf rler Basis von .festen Olefinpolymeri >aten. Gemäß `der Erfindung werden Massen aus gegebenenfalls gefüllten festen Olefinpolymerisaten und bis zu ?_0 Gew.% eines bei Raumtemperatur flüssigen Gemisches, das aus mindestens einer Hydroxylgruppen und/oder Ätherbindungen aufweisenden Kohlenwasserstoffverbindung mit einem maximalen Molekulargewicht von 1000 und einem Siedepunkt von über 1800C besteht, zum Isolieren von ei ektri-. scheu Kabeln und Zeitungen verwendet. Auf diese Weise brhält man eine hochspannungsfeste Isolierung für elektrische Kabel und Leitungen auf der Basis von festen Olefinpolyme_risateng' .denen bis zu 20 Gew.% Eines bei Raumtemperatur flüssigen Gemisches als Zusatz zugegeben ist. Vort-eilhafterwe.se beträgt der Zusatz etwa 5 bis 20 Gew., Bei der Herstellung der -Isolierung von Kabeln und Iieitungen auf der Basis von festen Olefinpolymerisaten werden diesebekanntlich über ihren Schmelzpunkt,erhitzt;-bei der .anschließenden Abkühlung--schrumpfen die Olefinpolym:erE:a te und kristallisieren teilweise: liegt nun der Schmelzpunkt des einem Olefinpolymerisat zugesetzten Stoffes-in der Nähe oder über dem Schmelzpunkt des Olefinpolymerisates, so wird der gristallisationsvorgang gestört. Dies zeigt sich z.B,_darin;.j. daB Versuchsleitungen mit einer Isolierung aus Polyäthylen, _ dem Zusatzstoffe zugesetzt wurden, deren Schmelzpunkt in. der _-Nähe des Schmelzpunktes des Polyäthylens liegt, schlechtere -Werte hinsichtlich der Dauerdurchschlagfestigkeit und der Glimmbeständigkeit aufweisen als Zeitungen, deren Isolierung aus reinem Polyäthylen besteht.-Erhebliche Verbesserungen werden_ erzielt, wenn, wie - es bereits vorgeschlagen wurde, der Schmolz. punkt: des Zusatzstoffes wesentlich unterhalb des Sclmelzpunktes des Ölefinpolymerisatesp :also etwa bei Raumvemperatür, liegt. Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß sich eine weitere Tierbesserung der Eigenschaften der Isolierungen von Kabeln und Zeitungen auf der Basis von festen Olefinpolymerisaten dadurch erreichen läßt, daß man Zusatzstoffe auswählt, die nicht allein bei Raumtemperatur flüssig sind, sondern überdies noch infolge ihres Dipolmomentes zu einer quasikristallinen Nahordnung neigen, Beim Einbringen dieser Stoffe in ein festes Olefinpolymerisat unterstützen diese Zusatzstoffe nämlich die kristalline iLnordnung des Olefinpolymerisates, die für die elektrischen Eigenschaften des als Kabelisolierung eingesetzten Olefinpolymerisates wesentlich ist.
• Auf der anderen Seite ist für eine hochspannungsfeste Isolierung von Kabeln und leitungen die Größe der dielektrischen Verluste von entscheidender Bedeutung, da die frequenzabhängigen Zusatzverluste mit dem-Quadrat der tbertragungsspennung ansteigen. Es müssen daher für Hochspannungskabel eine niedrige Dielektrizitätskonstante und ein niedriger Verlustwinkel gefordert werden, damit eine Aufhe-izung des Kabels vermieden und die dielektrischen Verluste des Kabels gering gehalten werden. .aus diesem Grunde scheiden Ketone, Aster und Säuren, wie z. B. Dioctylphthalat, als Zusatzstoffe im Rahmen der Erfindung aus. Das Einbringen des Zusatzstoffes in das feste Olefinpolymerisat wird zweckmäßigerweise auf der heißen Walze vorgenommen, wobei das Olefinpolymerisat über seinen Erweichungspunkt erwärmt wird. Hierauf werden die Zusatzstoffe durch längeres Walzen bei höheren Temperaturen innig in dan Olefinpolymerisat eingemischt. Die nach dem Mi'oohvorgang und dem bktihlen erhaltene feste Isoliermischung kann in üblicher Weise auf einer Schneckenspstzmaschine verarbeitet werden.
• Im Rahmen der Erfindung geeignete Zusatzstoffe sind bƒiapiel:aweiaQ Alkohole oder Zhenole, also Verbindungen mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen, welche die chemische` Struktur R - 011 haben, wobei R ein aliphatischer, aromatischer oder auch alighatiach-aromatlacher pest sein kann» Beispiele solcher Verbindungen sind: Dodecylalhohcl, 1-phenyl-1 -Oxyphenyläthang j'@ -fhenyläthyylalkonol und Dodecylphenol® Die Schmelzpunkte dieser .Stoffe liegen weit unter dem Schmelzpunkt von Olefinp®lymer.saten, da diese Verbindungen bei Raumtemperatur flüssig sind:.
• In Mischung mit diesen Verbindungen, die bei Raumtemperatur flüssig sind, lassen sich jedoch auch Verbindungen mit höherem Schmelzpunkt verwenden"eaferal die LU.schung bei Raumtemperatug flüssig ist. So können im. Rahmen der Erfindung beispielsweise auch Diphenylenoxyd, und 2-iiethyl-4-tsrt..%axxylphenol, deren Schmelzpunkt an sich über Raumtemperatur liegt, verwendet. werden, vrenn sie beispielsweise mit 17i-.fhenyläthylalkohal derart gemischt werden, daß die Mischung bei .Raumtemperatur flüceig ist.
• Als Auaführungsbeiapiel fUr die Verwendung einen Phenolee als. Zusä;tzGta@ff gem4D der Erfindung sei folgende Mischung angegeben: ßeianial I 9295 Teile Niederdruckgolynthylen mit eineu mittleren lüolekularßewicht von _100 000 werden mit 7#5 Teilen Dodecylphenol auf der heißen Walze 'bei 1750C eine halbe Stunde innig Die so erhaltene iiilschurg ist nach dem Abkühlen bei Raumtemperatur fest und kann auf der Sclyneckenspritznaschine zu I:;aliex-ungen elektrischer Leiter verarbeitet werden. /EiAi mit dieser ischung hergestellte Veraucnsieitung ergibt diel in der Tuflello am Zchlua vier Deschreibung angsgebeildu ',:orte, Zum Vergleich sind dabei die Werte einer gleichartigen Zeitung mit einer Isolierung aus dem reinen Polyäthylen-beigefügt. .
• Im Rahmen der Erfindung geeignet sind auch Zusatzstoffe, die Ätherbindungen enthalten, also Zuoatzatoffe mit der chemiechen Struktur R - 4 - R', wobei U und R' alphatisehe, aromatische oder aliphatisch-aromatische kieste bedeuten und nicht identioch zu sein brauchen. Solcher Zusatzstoffe sind beispielsweise n-Dodecylphonyläther, n-Dodecyl-4-methylphenyl'ither, n-Dodecyl-4-tert.butylphenyläther, 294-Bis( -phenylg:tli-7_)-pbenylnothyläther oder 1-lsiethoxypheuol-l-phenyläthan. Bei der letztgenannten YerbirndunZ handelt es sich überdies um eine Verbindung, die aowohl-verbindungen als auch Hydroxylüruppen enthltEine geeignete Miechung aua dieser Gruppe gibt das Beispiel II wieder. ßar@7el II - byr@"r. ilra or W r@ W - -9205 Teile Iledordruclpolyäthy3.en mit einarg nittlrr-eno:a@# largewicht von 100 000 werden zart 7,5 Tollen 1 -T2ethozP;ienoli-phenylUthar auf der heißen )"ialza hei 175°0 eitle halbe ounde inaiig gemischt* Die pö erhaltene Miscl-..unG ist nasch dem Abkühlen bei ßaumtonpcratur ferst unckann . auf der si: ohc:Y.@;e@aara.rhc>itc;t Sc@ltccskr.@sa#i tzrseüJ.l@c zu loitun worden. i o , erta einer =mit dicaor:isc:@u..@a izalicrtaii_ Ycrs@achFZ.e3. @@ sind in der Tabelle wiedergceebea. Schließlich. nirid im lahmen der Erfindung als Zucätzütoffä auch: Glycdithera alno VeäbiadL:Z.Lgcn der c<<c:ic'@o::. ;truw@Gu,r :geeignet. Zia Deisplol hierfür a t doar Lauryl",i-lycid-Utlier. Binn geeignete Mischung_ unter Varrer&dunt; dieser Vor. -bindung et. im Beispiel III Beispiel ZII -9295 Teile NiederdruckpƒlyätIVlen mit einem mittleren '4,oloku-Larre,ewcht von 100 000 worden mit 795 Teilen Laury°lglycidäther auf dar heißen Walze bei 775a0 eine halbe Stunde i1.Ul:g mischt. Die so erhaltend MiscaunZist nach dem :,bl:ütilen bei. Raumtemperatur fest und kaian auf der Gcluzeekenapritzma schine ztw.heitunjaisolieriinZ verzrboitot werden.Aunc mit -dieser h@i:;ciüa,@`Iicr@ect@l.ltd Vercuclisleitung crzibt die caacnfalls in der Tabelle aür;ca;abe@.en @;`e.r te.

  T a b e 1 1 e

  Isolierung Durchschlag- Glimmbesttndig- Verlustfaktor

  featIgkeit Äe1.t . (tan 3" )

  kV/mm_ mim, be.i 2p0

  .10..

  Niederdruck- 25 400 ,5

  polt' äthy len

  92,5 Teile Nie-

  derdrackpolyäthy-5 2000 . 1 5

  len und 7,5 Teile

  Dodeaylphenol

  ,-12 9 5 Teile i ä e-

  derdruakpcrlyäthy- 47 60ƒß 13

  len

  7,5 Teile

  1-14e thoxyphenol- -

  1--phenyläther

  9295 Teile Nie- `

  derdruokpalyätthy- 43 5700 19 .

  len

  7,5 Teile Laurin-

  glycldäthsr

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r u G h Verwendung von Plassen aus gegebenenfalls gefüllten festen Olefinpolymerisaten und bis zu 20 Gew.% eines bei Raumtemperatur flüssigen Gemisches-, das aus mindestens einer Hydroxylgruppen und/oder Ätherbindungen. aufweisenden_Koh:lenwasserstoffverbindung mit einem maximalen Kolekulargewicht von 1000 und einem Siedepunkt von über 180°C besteht, zum Isolieren von elektrischen gabeln und Zeitungen.