DE2237354C3 - Insulating materials suitable for high voltage purposes - Google Patents
Insulating materials suitable for high voltage purposesInfo
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Description
reicher Strahlung, ζ. B. β- oder y-Strahlen, vernetzt werden, kann die Strahlung Radiolyse des Hydrats verursachen, so daß Wasser gebildet wird. Dieses Wasser bleibt im Polymerisat-Füllstoff-Gemisch absorbiert, bis es anschließend beispielsweise für Deh- nungs- oder Deformierungszweckc oder im Betrieb erhitzt wird, wobei Schaumbildung stattfindet. Ein solcher Schaum (wenn eine große Füllstoffmcnge der Radiolyse unterliegt) oder bereits die Bildung einiger weniger Blasen hat die gleiche katastrophale Wirkung wie die vorstehend in Abschnitt 1. beschriebene Porosität. rich radiation, ζ. B. β or γ rays are crosslinked, the radiation can cause radiolysis of the hydrate, so that water is formed. This water remains absorbed in the polymer-filler mixture until it is then heated, for example for expansion or deformation purposes, or during operation, with foam formation taking place. Such a foam (if a large amount of filler undergoes radiolysis) or even the formation of a few bubbles has the same catastrophic effect as the porosity described in Section 1 above.
3. Im Falle von wärmeschrumpfbaren Formteilen ist die Hitze, die für die Durchführung des Schrumpfprozesses mit wirtschaftlicher Geschwindigkeit erforderlich ist, so hoch, daß Hydratwasser verlorengeht. Wenn die Schrumpftemperatur sehr hoch ist, kann dieser Wasserverlust Porosität verursachen, und selbst dann, wenn keine Porosität ausgebildet wird, verschlechtert der Verlust von jeglichem Wasser die Güte so und Wirksamkeit der polymeren Isolierung in verunreinigter Umgebung.3. In the case of heat-shrinkable molded parts, the heat is necessary to carry out the shrinking process is required at an economical rate, so high that water of hydration is lost. If the shrink temperature is very high, this water loss can cause porosity, and itself if no porosity is formed, the loss of any water so degrades the quality and effectiveness of polymeric insulation in contaminated environments.
Aus der DT-OS 2 050 581 ist bereits ein hinsichtlich Kriechwegbildung weiter verbessertes Elektroisoliermaterial bekannt, das aus einem oder mehreren Polymeren und einem Zusatz feinkörnigem Aluminiumoxydhydrat sowie weiteren Füllstoffen besteht. Das Kennzeichen dieses verbesserten Elektroisoliermaterials besteht in einem Gehalt an Aluminiumoxydhydrat einer bestimmten spezifischen Oberflüche von wenigstens 2 m*/g sowie einem Zusatz an Oxyden von Übergangsmetallen, Lanthanidenmetallen oder Actinidenmetallen.From DT-OS 2 050 581 there is already an electrical insulating material which is further improved in terms of creepage path formation known that from one or more polymers and an additive fine-grain aluminum oxide hydrate and other fillers. The hallmark of this improved electrical insulation material consists in a content of aluminum oxide hydrate of a certain specific surface area of at least 2 m * / g and an addition of oxides of transition metals, lanthanide metals or Actinide metals.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Elektroisoliermaterials, das möglichst keine Kriechwegbildung zeigt und das gegenüber dem bekannten Elektroisoliermaterial billiger in der Herstellung ist, wasserbeständiger und dessen Zusätze an die Kriechwegbildung hemmenden Füllstoffe das Elektroisoliermaterial nicht verfärben.The object of the present invention is to create an electrical insulating material that is as small as possible Shows tracking and is cheaper to manufacture compared to the known electrical insulation material is, more water-resistant and its additives to the tracking inhibiting fillers that Do not discolour electrical insulation material.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Gegenstand der Erfindung sind Isoliermaterialien für Hochspannungszwecke aus einem polymeren Material und einem Kriechwegbildung verhindernden Füllstoffsystem ausThis object is achieved by the features of claim 1. The invention relates to insulating materials for high voltage purposes made of a polymeric material and a tracking preventing Filler system
a) wenigstens 20 Gewichtsprozent Aluminiumoxydtrihydrat unda) at least 20 percent by weight of aluminum oxide trihydrate and
b) wenigstens 1 Gewichtsprozent eines weiteren Füll-Stoffs, b) at least 1 percent by weight of another filler material,
die dadurch gekennzeichnet sind, daß der zweite Füllstoff aus chemisch behandeltem Siliciumdioxyd besteht, welches aus einer anorganischen Si-O-Si-Gruppe enthaltenden Verbindung durch Behandlung mit einer oder mehreren organischen Siliciumverbindungen erhalten worden ist.which are characterized in that the second filler consists of chemically treated silicon dioxide, which is composed of an inorganic Si-O-Si group-containing compound by treatment with one or more organic silicon compounds.
Unter einem »chemisch behandelten Siliciumdioxyd-Füilsloff« ist ein Füllstoff zu verstehen, der aus einer anorganischen siliciumhaltigen Verbindung besteht, die die Si-O-Si-Gruppc enthält und mit einer oder mehreren organischen Siliciumverbindungen behandelt worden ist. Nachstehend sei jedoch kurz zusammengefaßt eine Beschreibung dieser chemisch behandelten Siliciumdioxyde und ihrer Herstellung gegeben.Under a "chemically treated silicon dioxide filler" a filler is to be understood, which consists of an inorganic silicon-containing compound, which contains the Si-O-Si group and treated with one or more organic silicon compounds has been. However, the following is a brief description of these chemically treated silicas and their production.
Der anorganische siliciumhaltige Füllstoff besteht im allgemeinen aus Süicitimdioxyd oder einem Metallsilicat, z. B. Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat, Calciumsulfat oder Calciumaluminiumsiltrat. Er wird normalerweise als Verstärkerfüllstoff angesehen und hat eine spezifische Oberfläche von wenigstens 40m:/g, vorzugsweise wenigstens 50 ms/g, gemessen nach der Stickstoffadsorpiionsmetbode von Brunauer, E m m e 11 und Teller (BET-Methode). Besonders vorteilhafte Füllstoffe für die Zwecke, der Erfindung haben spezifische Oberflächen im Bereich von 200 bis 250 ms/g- Der Füllstoff kann wasserfrei sein, d. h. weniger als 3,5% gebundenes Wasser enthalten. Er kann hydratisiert oder ein Aerogel sein (das beispielsweise nach dein Verfahren hergestellt wird, das von Bachman und Mitarbeitern in Rubber Reviews 1959, Veröffentlichung von Rubber and Chemistry and Technology, beschrieben wird).The inorganic silicon-containing filler generally consists of sulphate or a metal silicate, e.g. B. aluminum silicate, magnesium silicate, calcium sulfate or calcium aluminum filtrate. It is normally regarded as a reinforcing filler and has a specific surface area of at least 40 m : / g, preferably at least 50 m s / g, measured according to the nitrogen adsorption method of Brunauer, E mme 11 and Teller (BET method). Particularly advantageous fillers for the purposes of the invention have specific surface areas in the range from 200 to 250 m s / g. The filler can be anhydrous, ie contain less than 3.5% bound water. It can be hydrated or an airgel (made, for example, by the method described by Bachman and coworkers in Rubber Reviews 1959, publication by Rubber and Chemistry and Technology).
Zur Herstellung der chemisch behandelten Füllstoffe werden die anorganischen siliciumhaltigen Füllstoffe mit einem oder mehreren Silanen und/oder mit anderen Organosiliciumverbindungen, z. B. Octamethyltetracyclosiloxan und Tetramethylcyclosüoxan, behandelt. Die Behandlung kann nach einer Anzahl von Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann der Füllstoff mit einem gasförmigen Silan, z. B. Dimcthyldichlorsilan, bei erhöhten Temperaturen behandelt werden, oder man kann den Füllstoff und das Silan mechanisch mischen und das Gemisch lagern, bis die Umhüllung vollendet ist. Die Zeit, die für die Vollendung der Umhüllung erforderlich ist, liegt in Abhängigkeit von der Temperatur im Bereich vo.i 1 Tag bis zu mehreren Wochen. Das Verfahren zur Behandlung des Füllstoffs mit dem Silan ist jedoch im Rahmen der Erfindung unwesentlich. Der Füllstoff wird mit dem Silan vorteilhaft im Ausmaß wenigstens einer monomolekularen Schicht umhüllt, jedoch können auch Füllstoffe, deren Oberfläche nur zu einem kleineren Teil mit Silan umhüllt ist, für die Zwecke der Erfindung verwendet werden.The inorganic silicon-containing fillers are used to produce the chemically treated fillers with one or more silanes and / or with other organosilicon compounds, e.g. B. Octamethyltetracyclosiloxane and tetramethylcyclosuoxane. Treatment can be based on a number of proceedings. For example, the filler with a gaseous silane, e.g. B. Dimethyldichlorosilane, treated at elevated temperatures, or one can use the filler and the silane mix mechanically and store mixture until wrapping is complete. The time it takes for completion the coating is necessary, depending on the temperature in the range of 1 day up to several weeks. However, the method of treating the filler with the silane is within limits of the invention insignificant. The filler advantageously becomes at least one level with the silane enveloped monomolecular layer, however, fillers, the surface of which is only a smaller one Part coated with silane can be used for the purposes of the invention.
Besonders bevorzugt als Silane werden substituierte Silane der FormelSubstituted silanes of the formula are particularly preferred as silanes
R»SiX<-»R »SiX <-»
in der η für 1, 2 oder 3, R für einen organischen Rest, der über eine Si-C-Bindung an " das Siliciumatom gebunden ist, und X für einen Rest steht, der über ein Atom (ausgenommen ein Kohlenstoffatom) an das Siliciumatom gebunden ist. Als Beispiele geeigneter Verbindungen seien gena;.nt: Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Vinyltrichlorsilan, y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und seine Hydrolysenproduktfc.y-Methacryloxypropyl-triälhoxysilan und seine Hydrolysenprodukte, N,N-Bis-(/?-hydroxyäthyl)-y-aminopropyltriäthoxysilan und seine Hydrolysenprodukte, Vinyltriälhoxysil;in und seine Hydrolysenprodukte, y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, y-Mercaptopropyltrimethoxysilan und seine Hydrolysenprodukte, /?-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan und Vinyltrimethoxysilan. Besonders bevorzugt für die Herstellung von cnemisch behandelten Füllstoffen, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, werden Dimeihyldichlorsüan, Triinelhylchlorsilan, y-Glycidoxy-propyltrimethoxysilan, Vinyltriäthoxysilan.y-Methacryloxy-propyltrimethoxysilan, y-Melhacryloxy-propyltriäthoxysilan und /?-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äth>itrimethoxysilan. in the η for 1, 2 or 3, R for an organic radical, which is bonded to "the silicon atom via a Si-C bond, and X stands for a radical which is via a Atom (excluding a carbon atom) is bonded to the silicon atom. More suitable as examples Compounds are gena; .nt: methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, Trimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, y-methacryloxypropyltrimethoxysilane and its Hydrolysis product fc.y-methacryloxypropyl-triethoxysilane and its hydrolysis products, N, N-bis - (/? - hydroxyethyl) -y-aminopropyltriethoxysilane and its hydrolysis products, Vinyltriälhoxysil; in and its Hydrolysis products, y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, y-mercaptopropyltrimethoxysilane and its Hydrolysis products, /? - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and vinyl trimethoxysilane. Particularly preferred for the production of cnemically treated Fillers which are suitable for the purposes of the invention are Dimeihyldichlorsüan, Triinelhylchlorosilan, y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriäthoxysilan.y-Methacryloxy-propyltrimethoxysilan, γ-Melhacryloxy-propyltriäthoxysilan and /? - (3,4-Epoxycyclohexyl) -äth> itrimethoxysilan.
. Die Anwesenheit von funktionellen organischen oxyde, insbesondere die cycloaliphatischen Epoxyde, Resten R In den Sijanen ermöglicht die Einstellung der zu nennen.. The presence of functional organic oxides, especially the cycloaliphatic epoxides, Remnants R In den Sijanen allows the setting of the to be named.
VerträgUchken und/oder Reaktionsfähigkeit der ehe- Besonders geeignete Polymerisate sind beispielsweiseCompatibility and / or reactivity of the particularly suitable polymers are, for example
jnisch behandelten SiUciumdtayd-Füllstoile mit den Polyäthylen, Alhylcn-Metbylacrylal- und A'hylen-Synthetically treated silicon-day-fillers with the polyethylene, Alhylcn-Metbylacrylal- and A'hylen-
verschiedensten Polymerisaten. 5 Äthylacrylat-Copolymerisatc, Athylen-Mcthyuneth-various polymers. 5 Ethyl acrylate copolymers, ethylene-methylene-eth-
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die acrylai-Conolymerisate, Äthylcn-Vinylacetat-CopolychemiscB
behandelten Siliciumdioxyde die Porosität merisate, Äthyjen-Propylcn-Copolymerisate, Copolywährend
der Verarbeitung erheblich reduzieren oder merisate von Äthylen mit Propylen und nichtkonjuaüsschiüten.
Da sie hydrophob sind, ist nicht damit gierten Dienen (z. B. 1,4-Hexadien, Dicyclopentadien
zu rechnen, darß "sie vom anorganischen Hydrat ab- io und Äthylidennorbornen), chlorsulfoniertes Polygegebenes
Wasser absorbieren. Eine Festlegung auf äthylen, Polypropylen, Polydimethylsiloxan, Dimethyleine
Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird an- siloxan-Methylvinylsiloxan-Copolymerisate, Fluorsiligenommen,
daß es möglich ist, daß sie die polymere cone, ζ. B. aus 3,3,3-Trifluorpropylsiloxan hergestellte
Masse verstärken und innren Elastizitätsmodul stei- Fluorsilicone, Carboransiloxane, z. B. die Handelsgemundauf
diese Weise die Aiisdchnung verhindern, 15 produkte »Dexsil« (Hersteller OHn Mathieson), PoIy-Üie
für eine Porenbildung wesentlich ist. Es ist auch butylacrylat, Butylacrylat-Athylacrylal-Copolymerl·
möglich, daß sie als Gleitmittel wirken und hierdurch sate, Butylacrylat-Glycidyl-mcthacrylat-Copolymerieinen
Wärmestau während der Verarbeitung verringern sate, Polybutylen, Butylkautschuke, ionomere PoIy-
oder gleichmäßige Dispergierung des anorganischen merisate und Gemische von zwei oder mehreren der
Hydrais bewirken. Noch überraschender ist die Fest- 20 vorstehend genannten Polymerisate,
stellung, daß sie äie Beständigkeit des Systems gegen Besonders vorteilhafte Isoliermaterialien gemäß dtr
Kriechwegbildung steigern. Erfindung sind vernetzt und weisen vorzugsweise dieIt has surprisingly been found that the acrylic polymers, ethylenvinylacetate copolymers treated silicon dioxides, the porosity merizate, ethylene-propylene copolymers, copolymers considerably reduce during processing or merizates of ethylene with propylene and nonconjugate. Since they are hydrophobic, dienes (e.g. 1,4-hexadiene, dicyclopentadiene are to be reckoned with, as "they absorb water from the inorganic hydrate and ethylidene norbornene), chlorosulfonated polyamide. A commitment to ethylene, polypropylene, Polydimethylsiloxane, Dimethyl A theory is not intended, however, an-siloxane-methylvinylsiloxane copolymers, fluorosilicate, are assumed to be able to reinforce the polymeric cone, e.g. mass produced from 3,3,3-trifluoropropylsiloxane, and to increase the internal modulus of elasticity - fluorosilicones, carborane siloxanes, e.g. the commercial gemund prevent the dilution in this way, 15 products "Dexsil" (manufacturer by Mathieson), poly-oil which is essential for pore formation. Butyl acrylate, butyl acrylate-ethylacrylal copolymer is also possible, that they act as lubricants and thereby reduce heat build-up during processing, butyl acrylate-glycidyl-methacrylate copolymers, polybutylene, butyl Rubber, ionomeric poly or uniform dispersion of the inorganic merizate and mixtures of two or more of the hydrais. Even more surprising is the solid 20 aforementioned polymers,
position that they increase the resistance of the system to particularly advantageous insulating materials in accordance with the formation of creepage paths. Invention are networked and preferably have the
Das Aluminiumoxydtrihydrat hat vorzugsweise eine Eigenschaft der Rückstellfähigkeit unter WärmeeinThe alumina trihydrate preferably has a heat recovery property
spezifische Oberfläche, beispielsweise im Bereich von 1 wirkung auf. Beispielsweise kann die Isolierung diespecific surface, for example in the range of 1 effect. For example, the insulation can be the
bis 20 m2/g, insbesondere 2 bis 16 mVg- Die maximale 35 Form von wärmeschnimpfbaren Rohren, Schläuchen,up to 20 m 2 / g, in particular 2 to 16 mVg - the maximum form of heat-shrinkable pipes, hoses,
Teilchengröße beträgt vorzugsweise 4 μ, vorteilhaft Isolierglocken usw. für die Verwendung in Kabel-Particle size is preferably 4 μ, advantageously insulating bells etc. for use in cable
2 μ, verbindungen oder die Form von wärmeschrumpf -2 μ, joints or the shape of heat-shrink -
Das Aluminiumoxydtrihydrat ist gewöhnlich in baren Endkappen für Kabelabschlüsse haben. DieThe alumina trihydrate is usually available in cash end caps for cable terminations. the
einer Menge im Bereich von 25 bis 70% des Gewichts Erfindung umfaßt daher außerdem Formteile, die dasan amount in the range from 25 to 70% by weight, the invention therefore also includes molded parts that
des polymeren Materials und des die Kriechwegbildung 30 Isoliermaterial gemäß der Erfindung enthalten undthe polymeric material and the tracking 30 insulating material according to the invention and
verhindernden Füllstoffsystems vorhanden, jedoch gegebenenfalls durch Wärmeeinwirkung rückstellfähigpreventive filler system present, but possibly resilient due to the action of heat
können auch höhere Anteile verwendet werden, be- sind.higher proportions can also be used.
sonders wenn nicht beabsichtigt ist, dem Isolier- Die sich zur Verarbeitung zu dem Isoliermaterialespecially if it is not intended, the insulating die can be processed into the insulating material
material die Eigenschaft der Rückstellfähigkeit durch gemäß der Erfindung eignenden Massen können preß-material the property of resilience by suitable masses according to the invention can press-
Wärme zu verleihen. Der bevorzugte Anteil des 35 bar, spritzgießbar oder strangpreßbar sein und ausTo give warmth. The preferred proportion of 35 bar, injection moldable or extrudable and made
Hydrats variiert natürlich in Abhängigkeit von dem einem Gemisch von einem oder mehreren Polymeri-Hydrates will of course vary depending on the a mixture of one or more polymer
polymeren Material, dem es zugesetzt werden soll säten und einem die Kriechwegbildung verhinderndenpolymeric material to which it is to be added and one which prevents tracking
(gewisse Polymerisate haben eine stärkere Neigung FüUstoffsystem bestehen, das, bezogen auf das Ge-(certain polymers have a stronger tendency to exist in a filler system which, based on the
zur Kriechwegbildung als andere), und auch mit der wicht des Polymerisats oder der Polymerisate und desfor tracking than others), and also with the weight of the polymer or polymers and the
Umgebung, in der die Isolierung verwendet werden 40 die Kriechwegbildung verhindernden FüllstoffsystemsEnvironment in which the insulation will be used 40 tracking preventing filler system
soll. Er läßt sich jedoch leicht experimentell bestimmen aus wenigstens 20 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd-target. However, it can easily be determined experimentally from at least 20 percent by weight of aluminum oxide
und liegt im allgemeinen im Bereich von 40 bis 70%, trihydrat und wenigstens 1 Gewichtsprozent eines che-and is generally in the range of 40 to 70%, trihydrate and at least 1 percent by weight of a chemical
insbesondere 40 bis 65%, bezogen auf das Gewicht misch behandelten Siliciumdioxyd-Füllstoffs der vor»in particular 40 to 65%, based on the weight of the mixed treated silicon dioxide filler of the
des polymeren Materials und des die Xriechwegbildung stehend beschriebenen Art besteht,the polymeric material and the type of scent path formation described above,
verhindernden Füllstoffsystems. 45 Die Isoliermaterialien und -massen gemäß der Er-preventive filler system. 45 The insulation materials and compounds according to the
Die bevorzugte Menge des behandelten Silicium- findung können gegebenenfalls auch andere Füllstoffe,The preferred amount of the treated silicon compound can optionally also contain other fillers,
dioxyds liegt im allgemeinen im Bereich von 2 bis z. B. flammwidrigmachende Mittel, Verstärkerfüll-dioxyds is generally in the range from 2 to e.g. B. flame retardants, reinforcement fillers
20% des Gewichts des polymeren Materials und des stoffe, Pigmente und Gemische dieser Füllstoffe ent-20% of the weight of the polymer material and of the substances, pigments and mixtures of these fillers
die Kriechwegbildung verhindernden Füllstoffsystems. halten. Das die Kriechwegbi!dung verhindernde Füll-the filler system preventing tracking. keep. The filler which prevents creepage
Besonders bevorzugt werden Mengen im Bereich von 3 50 Stoffsystem und etwaige andere Füllstoffe usw. könnenAmounts in the range of 3 50 substance system and any other fillers, etc., are particularly preferred
bis 10 Gewichtsprozent. den Polymerisaten nach beliebigen gebräuchlichenup to 10 percent by weight. the polymers according to any customary
Für die Isolierung werden vorzugsweise Polymeri- Verfahren, z. B. auf Zweiwalzenmischern, in Banburysate verwendet, die nach der Pyrolyse einen Verkoh- Mischern oder Strangpressen, zugemischt werden, lungsrückstand von weniger als 10 % haben. Wenn das Ebenso lassen sich die erhaltenen Massen nach bePolymerisat einen sehr hohen Verkohlungsrückstand 55 liebigen üblichen Verfahren leicht zu Platten, Grobhat, ist es nicht möglich, die Kriechwegbildung auch folien. Folien und anderen Formteilen verarbeiten, bei sehr hohen Anteilen des Füllstoffsystems zu ver- Die Isolicrmaterialien gemäß der Erfindung sind hindern. Der Vcrkohlungsrückstand läßt sich leicht besonders vorteilhaft als Hochspannungsisolierung, durch eine TGA-Messung beispielsweise unter Ver- beispielsweise für Spannungen bis 11 kV oder noch wendung einer Perkin-Elnner-Thermowaage unter Ver- 60 höher bis beispielsweise 33 kV, beispielsweise als Abwendung von strömend« Luft bei einer Erhitzungs- Schluß für Papierkabel. Die Erfindung umfaßt demgeschwindigkeit von 40°C/Minute bestimmen. gemäß auch elektrische Hochspannungsapparaturen,Polymeric processes, e.g. B. on two-roll mixers, in Banburysate used, which are mixed in after pyrolysis in a carbon mixer or extrusion press, have a deficit of less than 10%. If this is also the case, the masses obtained can be polymerized a very high char residue 55 common methods easy to plate, coarse, it is not possible to also film the creepage path formation. Process foils and other molded parts, to be used with very high proportions of the filler system. The insulating materials according to the invention are prevent. The carbonization residue can easily be used particularly advantageously as high-voltage insulation, by a TGA measurement, for example under voltage, for example for voltages up to 11 kV or even more Use of a Perkin-Elnner thermobalance under 60 higher up to, for example, 33 kV, for example as a turn away of flowing «air at a heating end for paper cables. The invention includes speed of 40 ° C / minute. according to also electrical high-voltage equipment,
Von den polymeren Materialien, in die das die in denen ein Bauelement durch diese IsoliermaterialierFrom the polymeric materials in which the the in which a component is made by these Isoliermaterialier
Kriechwcgbildung verhindernde System zweckmäßig isoliert ist.System preventing creep formation is appropriately isolated.
eingearbeitet wird, sind die Polyolefine und andere 65 Die Erfindung wird durch die folgenden BeispieleThe invention is illustrated by the following examples
Olefinpolymerisate, die aus zwei oder mehr Mono- weiter erläutert. In diesen Beispielen bezichen sicrOlefin polymers, which are further explained from two or more mono-. In these examples, sicr
mcrcn hergestellt sind,, insbesondere die Terpoly- alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, fall·mcrcn are made, especially the terpoly- all parts and percentages by weight, if
merisate, Polyacrylate, Siliconpolymcrisatc und Ep- nicht anders angegeben.merisate, polyacrylate, Siliconpolymcrisatc and Ep- not stated otherwise.
Beispiele 1 bis SExamples 1 to S.
Mischungen der folgenden Zusammensetzung wurden auf einem Laboratoriums-Zweiwalzenmischer bei 1200C hergestellt:Mixtures of the following composition were prepared in a laboratory two-roll mixer at 120 0 C:
Das Produkt A (Hersteller Degussa) ist ein mit Trimethylchlorsilan umhüllter SHiciumdioxyd-Füllstoff mit einer BET-Oberfläche von etwa 150 m*/g-The product A (manufacturer Degussa) is a with trimethylchlorosilane Encased silicon dioxide filler with a BET surface area of about 150 m * / g-
Das Produkt B (Hersteller Degussa) ist ein unbehanddter Siliciutndioxyd-FüHstoff. mit einer Oberfläche von etwa 200 mVg.Product B (manufacturer Degussa) is untreated Silicon dioxide filler. with a surface of about 200 mVg.
Bei dem Silane (Hersteller Union Carbide) handelt es sich um die folgenden Verbindungen:
AIx = /HS^EpoxycyclohexyO-äthyltrimethoxy-The silane (manufacturer Union Carbide) consists of the following compounds:
AIx = / HS ^ epoxycyclohexyO-ethyltrimethoxy-
silan,
A 2 xx = y-Glycidoxypropykrimethoxysilan,silane,
A 2 xx = y-glycidoxypropycrimethoxysilane,
A 3 xxx = VinyltriLthoxysilan.A 3 xxx = vinyl trilthoxysilane.
Das Siliciumdioxyd wurde mit den obengenannten Silanen umhüllt, indem ein Gemisch, das aus dem Siliciumdioxyd und 5 Gewichtsprozent des Silans (bezogen auf das Siliciumdioxyd) bestand, in einem PoIyäthylenbeutd eine Woche bei Raumtemperatur geschüttelt wurde.The silica was coated with the above-mentioned silanes by adding a mixture consisting of the Silicon dioxide and 5 percent by weight of the silane (based on the silicon dioxide) consisted in a polyethylene bag was shaken at room temperature for a week.
Platten von 12,7 x 5,08 χ 0,64 cm wurden 15 Minuten bei 200'C für physikalische und elektrische Prüfungen gepreßt.Plates of 12.7 x 5.08 χ 0.64 cm were 15 minutes pressed at 200'C for physical and electrical tests.
Die Mischung 2 bildete Blasen beim Pressen, während die anderen Mischungen keine Porosität ergaben. Für die anderen Mischungen wurden die folgenden physikalischen Eigenschaften ermittelt:Mixture 2 blistered when pressed, while the other mixes gave no porosity. The following physical properties were determined for the other mixtures:
Zugfestigkeit, kg/cm1 .Tensile strength, kg / cm 1 .
Bruchdehnung, % Elongation at break,%
Durchschlagsfestigkeit,
ν/25,4μ Dielectric strength,
ν / 25.4µ
Mischung Nr. 1I3I4IMixture No. 1I3I4I
49 61049 610
535535
86 28586 285
650650
88 30588 305
590590
Die Mischungen 3 und 4 wurden gemäß ASTM D 2303 geprüft. (Gemessen wird hierbei die Beständig-Mixtures 3 and 4 were tested according to ASTM D 2303. (What is measured here is the resistance
keit gegen Kriechwegbildung und Erosion bei polymeren Isolatoren nach der Methode der geneigten Ebene unter Verwendung einer flüssigen Verunreinigung,.) Als Verunreinigung wurde 0,02% eines Netzmittels, Kondensationsprodukt aus tert.-Octylphenolability to prevent tracking and erosion in polymeric insulators using the inclined method Level using a liquid impurity,.) The impurity was 0.02% of a wetting agent, Condensation product from tert-octylphenol
*° mit 9 bis 10 Mol Äthylenoxyd und 0,1 % Ammoniumchlorid enthaltendes Gemisch mit einem spezifischen Widerstand von 330 Ohm-cm verwendet. Die Durchflußmenge betrug 0,15 ml/Minute und die Anfangsspannung 2,0 kV. Nach jeder Stunde wurde die * ° with 9 to 10 moles of ethylene oxide and 0.1% ammonium chloride containing mixture with a resistivity of 330 ohm-cm was used. The flow rate was 0.15 ml / minute and the initial voltage was 2.0 kV. After every hour the
*5 Spannung um 0,25 kV erhöht.* 5 Voltage increased by 0.25 kV.
Nach einer Tesiperiode von insgesamt 200 Minuter wurde die Prüfung der Mischung 3 abgebrochen, da die Probe auf Grund des vorhandenen großen erodierten Kraters nicht mehr selbsttragend war. KeinerleiAfter a Tesiper period of a total of 200 minutes, the test of mixture 3 was canceled because the sample was no longer self-supporting due to the existing large eroded crater. Not at all
Kriechwegbildung hatte stattgefunden. Ebenso wurde die Mischung 4 nach 200 Minuten wiederum ohne Kriechwegbildung entfernt. Lediglich ein großei Erosionskrater war vorhanden.Tracking had taken place. Mixture 4 was likewise again without after 200 minutes Tracking removed. Only one large erosion crater was present.
Beispiele 6 bis SExamples 6 to S.
Mischungen der nachstehend genannten Zusammen Setzung wurden auf einem Laboratoriumswaizen mischet hergestellt. Prüfkörper in Form von Platter wurden 15 Minuten bei 2000C gepreßt.Mixtures of the following composition were prepared on a laboratory scale mixer. Test specimens in the form of platters were pressed for 15 minutes at 200 0 C.
Siliconelastomeres.Silicone elastomer.
Polyäthylen niedriger Dichte
MFI 3,0 Low density polyethylene
MFI 3.0
AluminiumoxydtrihydratAlumina trihydrate
(BET-Oberfläche 1,7 m2/g) .
Fe8O8 (BET surface area 1.7 m 2 / g).
Fe 8 O 8
Kieselsäure A Silica A
Kieselsäure B Silica B
Triallylcyanurat Triallyl cyanurate
6I7I8 6 I 7 I 8
70 2070 20
30 530 5
0.2 0,20.2 0.2
70 2070 20
30 530 5
5 0,25 0.2
0,20.2
peroxyhexin-3 peroxyhexine-3
Die Mischungen 6 und 7 schäumten sofort beirMixtures 6 and 7 foamed immediately
Pressen, und eine für die Messung der physikalische!Presses, and one for measuring the physical!
Eigenschaften geeignete Platte konnte nicht hergesteH werden. Die aus der Mischung 8 gepreßte Prüfplatt hatte die folgenden Eigenschaften:Properties suitable plate could not be produced will. The test panel pressed from Mixture 8 had the following properties:
Zugfestigkeit 91 kg/cm»Tensile strength 91 kg / cm »
Bruchdehnung 455%Elongation at break 455%
Durchschlagsfestigkeit 11,8 kV/mmDielectric strength 11.8 kV / mm
Spezifisches Gewicht 1,20Specific gravity 1.20
Dieses Beispiel veranschaulicht eindeutig, daß di Verwendung der behandelten Füllstoffe gemäß deThis example clearly illustrates that di Use of the treated fillers according to de
709 608/433709 608/433
Erfindung die Ausbildung von Porosität in Formteilcn, die aus diesen Gemischen hergestellt werden, verhindert. Invention of the formation of porosity in molded parts, which are made from these mixtures, prevented.
Die Prüfplatte aus der Mischung 8 wurde gemäß ASTM D 2303 geprüft, wobei als Verunreinigung eine Lösung verwendet wurde, die 0,02 % Glycerin-Äthylenoxyd-Kondcnsat (Conox Y 102, Hersteller Prices [Bromborough] Ltd.) als nichtionogenes Netzmittel und 0,1 % Ammoniumchlorid enthielt und einen spezifischen Widerstand von 380 Ohm-cm bei 23°C hatte. Line Prüfspannung von 3 kV wurde angelegt. Die Lösung wurde in einer Menge von 0,30 ml/Minute aufgegeben. Die zur Bildung eines Kricchwegcs von 25,4 mm erforderliche Zeit betrug 1418 Minuten.The test plate made from mixture 8 was tested in accordance with ASTM D 2303, the impurity used being a solution containing 0.02 % glycerol-ethylene oxide condcnsate (Conox Y 102, manufacturer Prices [Bromborough] Ltd.) as a non-ionic wetting agent and 0, 1% ammonium chloride and had a resistivity of 380 ohm-cm at 23 ° C. Line test voltage of 3 kV was applied. The solution was applied at a rate of 0.30 ml / minute. The time required to form a 25.4 mm Kricchwegc was 1418 minutes.
Ähnliche Gemische wie die Gemische 6 bis 8 wurden unter Verwendung von 70 Teilen eines anderen Siliconpolymerisats (Hersteller Dow Corning) hergestellt.Mixtures similar to Mixtures 6 through 8 were made using 70 parts of a different silicone polymer (Manufacturer Dow Corning).
Die Ergebnisse in bezug auf Porosität waren die gleichen wie im Falle der Beispiele 6 bis 8. Lediglich die Mischung, die die Kieselsäure A enthielt, zeigte nach der Verarbeitung keine Porosität. Die Zeit bis zur Bildung eines Kriechweges von 25,4 mm betrug bei dieser Probe 1580 Minuten.The results on porosity were the same as in the case of Examples 6 to 8. Only the mixture containing silica A showed no porosity after processing. The time until it took 1580 minutes for this sample to form a creepage distance of 25.4 mm.
Beispiele 9 bis 14Examples 9-14
Mischungen der folgenden Zusammensetzung wurden auf ein^m Laboratoriums-Walzcnmischer hergestellt: Mixtures of the following composition were prepared on a laboratory roller mixer:
l,7mVg):·-.nacne
l, 7mVg) : · -.
2,5-Dimclhyl- • ^ 1 ^ 3
2,5-dimethyl
Prüfkörper in Form von Platten wurden 15 Minuten bei 2000C gepreßt. Poren zeigten sich in keiner der Proben. Dies veranschaulicht eindeutig den Einfluß der als Füllstoff verwendeten behandelten Kieselsäure selbst bei starker Füllung mit Aluminiumoxydtrihydrat. Test specimens in the form of sheets were pressed for 15 minutes at 200 0 C. No pores were found in any of the samples. This clearly illustrates the influence of the treated silica used as filler, even when heavily filled with alumina trihydrate.
Die folgenden physikalischen Eigenschaften wurden für die Proben ermittelt:The following physical properties were determined for the samples:
»5 »5
23°C23 ° C
Zugfestigkeit,Tensile strenght,
kg/cm1 kg / cm 1
Bruchdehnung,
°/ Elongation at break,
° /
Durchschlagfestigkeit, Dielectric strength,
kV/mm ....
»5kV / mm ....
»5
15O0C150 0 C
Zugfestigkeit,Tensile strenght,
kg/cm* kg / cm *
100%-Modul,
kg/cm*..100% module,
kg / cm * ..
Bruchdehnung,Elongation at break,
o/O/
200° C
35 200 ° C
35
Zugfestigkeit,Tensile strenght,
kg/cm* kg / cm *
100%-Modul,100% module,
kg/cm2 kg / cm 2
Bruchdehnung,
V Elongation at break,
V
/o/O
11 Mishu
11th
12 I 12 I.
63 41563 415
14,8 12 20514.8 12 205
15.5 13 16515.5 13 165
Einige Mischungen wurden der Prüfung gemäß ASTM D 2303 bei einer konstanten Spannung von 6 kV unterworfen, wobei als Verunreinigung eine Lösung verwendet wurde, die 0,02 % Glycerin-Äthylenoxyd-Kondensat als Netzmittel und 0,1 % Ammonium-Some blends were tested according to ASTM D 2303 at a constant tension of Subjected to 6 kV, a solution used as an impurity containing 0.02% glycerol-ethylene oxide condensate as a wetting agent and 0.1% ammonium
chlorid enthielt und einen spezifischen Widerstand von 380 Ohm-cm bei 23°C hatte. Diese Lösung wurde in einer Menge von 0,30 mm/Minute aufgegeben.chloride and had a resistivity of 380 ohm-cm at 23 ° C. This solution was abandoned at a rate of 0.30 mm / minute.
Kriechweges von 25,4 mm
bei 6 kV, Minuten Time to form a
Creepage distance of 25.4 mm
at 6 kV, minutes
11
1210
11th
12th
12541254
16721672
Beispiele 15 bis 17 Examples 15-17
Mischungen der folgenden Zusammensetzung wurden auf einem Laboratoriumswalzenmischer hergestellt: Mixtures of the following composition were prepared on a laboratory roller mixer:
\ l)\ l)
Siliconelastomcres Silicone elastomer creams
Polyäthylen niedriger Dichte ..
Äthylen-Äthylacrylat-Copoly-Low density polyethylene ..
Ethylene-ethyl acrylate-copoly-
merisatmerisat
(18%Äthylacrylat) (18% ethyl acrylate)
Äthylen-Propylen-1,4-Hexadien·Ethylene-propylene-1,4-hexadiene
Terpolymerisat Terpolymer
Kieselsäure A Silica A
Kieselsäure B Silica B
Silan 1 Silane 1
Aluminjumoxydtrihydrat
(BET-Oberfläche 1,7 m»/g) ·Aluminum oxide trihydrate
(BET surface area 1.7 m »/ g)
Fe1O, Fe 1 O,
Polymerisiertes 1,2-Dihydro-2,2,4-trimcthylchinolin Polymerized 1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline
Triallylisocyanurat
Z.S-Dimelhyl-^S
peroxyhexin-3Triallyl isocyanurate
ZS-Dimethyl- ^ S
peroxyhexine-3
1515th
3030th
70 1070 10
2 22 2
1515th
30 1030 10
70 1070 10
1515th
3030th
1010
70 1070 10
2 2 In der Mischung 17 war die Kieselsäure B mit dem Silan behandelt worden, indem das Gemisch in einem Polyäthylenbcutcl 1 Woche geschüttelt und dann 4 Stunden auf 1000C erhitzt wurde. 2 2 In the mixture 17, the silica B treated with the silane by subjecting the mixture shaken in a Polyäthylenbcutcl one week and then for 4 hours heated to 100 0 C.
Die Proben wurden in der oben beschriebenen Weise zu Platten für die Prüfung der elektrischen Eigenschaften gemäß ASTM D 2303 gepreßt. Die aus der Mischung 15 gepreßte Platte enthielt Blasen und zeigte beim Durchschneiden und Zerreißen starke Schicht-The samples were made into panels for testing electrical properties in the manner described above pressed according to ASTM D 2303. The panel pressed from Mixture 15 contained bubbles and showed when cutting through and tearing thick layers
bildung oder Lamellierung und einen faserigen Riß. Die anderen Proben 16 und 17 waren einwandfrei und zeigten hervorragende Ergebnisse beim Test auf Kriechwegbildung.formation or lamination and a fibrous crack. The other samples 16 and 17 were fine and showed excellent results when tested Tracking.
Unter den gleichen Bedingungen wie im Falle derUnder the same conditions as in the case of the
»5 Beispiele 10 bis 12 lag die Zeit bis zur Kriechwegbildung bei beiden Mischungen über 5000 Minuten.In Examples 10 to 12, the time to creep path formation was over 5000 minutes for both mixtures.
B e i s ρ i e I e 18 bis 20B e i s ρ i e I e 18 to 20
Mischungen der folgenden Zusammensetzung wurden auf einem Zweiwaizenmischer bei etwa 1100C hergestellt:Mixtures of the following composition were prepared in a Zweiwaizenmischer at about 110 0 C:
Äthylen-Propylen-Dicyclopenta-Ethylene propylene dicyclopenta-
dien-Terpolymeres diene terpolymer
Äthylen-Äthylacrylat-Copoly-Ethylene-ethyl acrylate-copoly-
merisat merisat
Polyäthylen niedriger Dichte Polymerisiertes Tetrahydro-Low Density Polyethylene Polymerized Tetrahydro-
chinolin als Antioxydans quinoline as an antioxidant
Eisen(III)-oxyd Iron (III) oxide
Chemisch behandelte KieselsäureChemically treated silica
als Füllstoff as a filler
Aluminiumoxydtrihydrat Alumina trihydrate
Triallylcyanurat Triallyl cyanurate
100100
4040
8 208th 20th
2020th
150150
Das chemisch behandelte, als Füllstoff dienende Siliciumdioxyd bestand aus einem Kicselaerogel das mit Dimethyldichlorsilan im Ausmaß yon ungefähr einer monomolekularen Schicht umhuIt war. iDieser Füllstoff hatte eine spezifische Oberfläche von etwa 15OmVg (BET-Mcthode) und eine mittlere TeilchenThe chemically treated, used as a filler Silica consisted of a Kicselaerogel that with dimethyldichlorosilane to the extent of approximately a monomolecular layer was enveloped. iThis Filler had a specific surface area of about 15OmVg (BET method) and a mean particle
raLTMiäwn wurden zu Schläuchen mit einem Innendurchmesser von 25,4 mm und Jin" £andstärke von 2,8 mm bei Temperaturen bis 1501 C (an der Düse der Straigprer.se) mit guter Oberilachcnbeschaffenheit und ohne Porosität stranggepreßtraLTMiäwn were mm to hoses with an inner diameter of 25.4 and J in "£ andstärke of 2.8 mm at temperatures to 1501 C (at the nozzle of Straigprer.se) with good porosity and without Oberilachcnbeschaffenheit extruded
Zum Vergleich wurde eine Mischung hergesteUt die mit der Mischung 18 identisch war jedoch keinen Füllstoff enthielt. Wenn diese Mischung unterjkn vorstehend genannten Bedingungen stranggepreßt wurde, ergaben sich Schläuche mit rauhem Oberflächenausschen und einigen inneren Blasen..E »ar nicht möglich, die Bildung von Blasen ""Schlauch durch Änderung der Strangpreßhcd.ngungcn zu ν erhindern. 1 ■> T νFor comparison, a mixture was produced was identical to mixture 18 but did not contain any filler. If this mixture underjkn extruded conditions mentioned above became tubing with a rough surface finish and some internal blisters..E »ar not possible the formation of bubbles "" hose by changing the extrusion compression ratio to ν. 1 ■> T ν
Alle Mischungen wurden zu Platten von 12./x 5,08 χ 0,64 cm gepreßt. Die Platten wurden unter Stickstoff mit y-Strahlen bis zu einer Dosis von 15 M rad bestrahlt. Die Platten wurden dann gemäßAll mixtures were pressed into 12/x 5.08 χ 0.64 cm plaques. The panels were taking Nitrogen irradiated with y-rays up to a dose of 15 M rad. The plates were then made according to
50 ASTM D 2303 bei einer konstanten Spannung von 6 kV geprüft. Als Verunreinigung diente eine Lösung, die 0,1% Glycerin-Äthylenoxyd-Kondensat .'Cenox Y102) und 0,1 % Ammoniumchlorid enthielt und einen spezifischen Widerstand von 380 Ohm-cm bei50 ASTM D 2303 tested at a constant voltage of 6 kV. A solution was used as the impurity the 0.1% glycerine-ethylene oxide condensate .'Cenox Y102) and 0.1% ammonium chloride and a specific resistance of 380 ohm-cm
55 23°C hatte. Die Lösung wurde in einer Menge von 0,9 ml/Minute aufgegeben. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:55 23 ° C. The solution was in an amount of Abandoned 0.9 ml / minute. The following results were obtained:
65 18. (porous)
65 18
77042
770
Diese Ergebnisse veranschaulichen die bemerkenswerte Verbesserung der Beständigkeit gegen Kriechwegbildung und das Fehlen der Porosität, die durch den Zusatz des chemisch behandelten Siliciumdicxyds als Füllstoff erzielt werden.These results illustrate the significant improvement of the resistance to tracking and the absence of porosity which can be achieved by the addition of chemically treated Siliciumdicxyds as a filler.
Claims (10)
*** aus einem polymeren Material und einem Kriech- r \> - »: % 1, insulating materials for high voltage purposes 5
*** made of a polymer material and a creep
ist, behandelt worden ist. 1. Während der Formgebung, bei der TemperaturenRnSiX 4 -S required amount of aluminum oxide hydrate is, however, in the η for 1, 2 or 3, R for an organic very high and is usually in the range from 50 to the remainder that via a Si-C bond to the SiIi-90 percent by weight the entire insulation. In the case of a cium atom bonded, and X represents a residue 50 of polymers which are formed by pressing or extruding which can be formed via an atom with the exception of a pressing, the high carbon atom bonded to the silicon atom causes undesirable properties,
has been treated. 1. During the shaping, at the temperatures
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE786958D BE786958A (en) | 1969-01-22 | HIGH TENSION INSULATION. | |
GB358269A GB1303432A (en) | 1969-01-22 | 1969-01-22 | |
DE19722237354 DE2237354C3 (en) | 1972-07-29 | Insulating materials suitable for high voltage purposes | |
AU45141/72A AU468595B2 (en) | 1969-01-22 | 1972-07-31 | High voltage insulation |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB358269 | 1969-01-22 | ||
BE786958 | 1972-07-28 | ||
DE19722237354 DE2237354C3 (en) | 1972-07-29 | Insulating materials suitable for high voltage purposes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2237354A1 DE2237354A1 (en) | 1974-02-07 |
DE2237354B2 DE2237354B2 (en) | 1975-02-20 |
DE2237354C3 true DE2237354C3 (en) | 1977-02-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4009101A1 (en) * | 1990-03-21 | 1991-09-26 | Kabelmetal Electro Gmbh | Non-electrically tracking compsn. as outer jacket for cable - comprising highly-filled polyolefin of high softening pt. contg. small proportion of metal hydroxide |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4009101A1 (en) * | 1990-03-21 | 1991-09-26 | Kabelmetal Electro Gmbh | Non-electrically tracking compsn. as outer jacket for cable - comprising highly-filled polyolefin of high softening pt. contg. small proportion of metal hydroxide |
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