DE2519018A1

DE2519018A1 - Verfahren zur herstellung einer hochspannungsfesten isolierung fuer elektrische kabel

Info

Publication number: DE2519018A1
Application number: DE19752519018
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Stehmann; Artur Unger
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1975-04-29
Publication date: 1976-11-11

Description

Verfahren zur Herstellung einer hochspannungsfesten Isolierung für elektrische Kabel Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochspannungsfesten Isolierung für elektrische Kabel aus in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren, vorzugsweise silangepfropften Thermoplasten, wie Olefinpolymerisaten oder Olefinmischpolymerisaten oder Elastomeren.
Es ist bereits bekannt (DAS 1 794 028), daß die für die Feuchtigkeitsvernetzung eingesetzten organofunktionellen Trialkoxy-Silane radikalisch auf die Polyäthylen-Kette aufgepfropft werden. Zur Durchführung der Pfropfreaktionen werden im allgemeinen sog. Radikal-Initiatoren, wie Peroxide, z. B. Dicumyl-peroxid, Di-tert.-butylperoxid, 1,3-bis (tert.-butylperoxiisopropyl)-benzol u. a. sowie Azo-Verbindungen, z. B. Azo-bis-isobutyronitril, herangezogen. Die Pfropfung des Organo-Silans auf die Polyäthylenmoleküle kann aber auch durch unter bestimmten Bedingungen erfolgende mechanische Bearbeitung vorgenommen werden, wobei intermediär freie Radikale erzeugt werden.
Diese bekannten Herstellungsverfahren haben ihre Grenze jedoch dann, wenn es darum geht, den hergestellten Werkstoff dem Einfluß höherer elektrischer Spannungen auszusetzen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß u. a. aufgrund der Vielzahl notwendiger Fertigungsschritte sowie der hohen Schrumpfung von in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbarem Material Hohlräume in erhöhtem Maße im gespritzten Formteil auftreten, die, wenn es sich um die Isolierung eines elektrischen Kabels handelt, Betriebsspannungen von 10 kV und mehr nicht zulassen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unabhängig von der gewählten Betriebsspannung eine Isolierung aus in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren, vorzugsweise silangepfropften Thermoplasten oder Elastomeren, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem als Pulver, Grieß, Granulat oder dgl. vorliegenden thermoplastischen oder elastomeren Basismaterial, vorzugsweise zusammen mit dem Silan oder einer Silanverbindung spannungsstabilisierende Zusätze in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% beigegeben werden. Hierdurch ist erreicht, daß lurch die Verfahrenstechnik oder die Eigenart des Materials in der Isolierung entstehende Hohlräume entweder ausgefüllt oder aber zumindest so ausgekleidet werden, daß Glimmentladungen in diesen Bereichen, die zur Herabsetzung der elektrischen Spannungsfestigkeit der Isolierung führen, entweder von vornherein verhindert oder unschädlich gemacht werden. An sich ist es zwar bekannt, Spannungsstabilisatoren für hochspannungsfeste Isolierungen einzusetzen, hierbei handelt es sich jedoch in Abweichung von der Erfindung nicht um solche Materialien, die in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzt werden.
In Durchführung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Basismaterial Spannungsstabilisatoren in Form polymerisierbarer Derivate aromatischer oder sonstiger cyclischer Mono-Verbindungen in einer Menge zwischen 0,1 und 5 Gew.-% zugesetzt werden. Diese Materialien sind in der Lage, durch Diffusion zu ggf.
vorhandenen Hohlräumen vorzudringen, diese auszufüllen oder deren Wände auszukleiden und anschließend zu polymerisieren, so daß eine Auswanderung oder ein Ausschwitzen dieses Stabilisators unterbleibt.
Abweichend hiervon können aber Spannungsstabilisatoren in Form aromatischer Öle eingesetzt werden, die, in einer Menge von 1,5 bis 6 Gew.-% zugesetzt, zu einer Heraufsetzung der Spannungsfestigkeit beitragen. So haben sich z. B. Paraffin-Öle als für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet erwiesen.
Eine weitere Möglichkeit, die aus einem feuchtigkeitsvernetzten Isoliermaterial hergestellte Isolierung elektrischer Kabel hochspannungsfest zu machen, ist die, dem Basismaterial 2,4-Dinitrotoluol undioder Diphenylamin ggf.
in Kombination mit flüssigen Aromaten zuzusetzen.
Als besonders zweckmäßig hat es sich auch erwiesen, für alle die Fälle, bei denen gepfropfte Thermoplaste oder Elastomere eingesetzt werden, die freie Radikale liefernden Zusätze, wie Peroxide, den spannungsstabilisierend wirkenden Zusätzen, etwa in Parafin-Öl gelöst, zuzugeben.
Die Zugabe der Spannungsstabilisatoren zusammen mit dem Silan oder einer Silanverbindung kann in einem sog. Schnellmischer erfolgen, bei dem das z. B. als Granulat vorliegende Basismaterial mit dem Silan und den anderen Zusätzen gemischt wird. Durch Diffusion dringen die Zusätze, also auch die Spannungsstabilisatoren, in das Basismaterial ein und führen dort zu einer homogenen Verteilung. Abweichend hiervon kann es insbesondere auch zur Vereinfachung der Arbeitsschritte oft vorteilhaft sein, das Silan zusammen mit den Spannungsstabilisatoren und den anderen Zusätzen während eines Knetvorganges oder sogar unmittelbar in einem Ausformextruder zuzugeben. Wesentlich ist, daß die Spannungsstabilisatoren vor der Ausformung im Material enthalten sind, so daß sie an jede Stelle der gespritzten Isolierung gelangen können.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf silangepfropfte Materialien beschränkt, sie kann in gleicher Weise auch für solche Materialien eingesetzt werden, die durch Anlagerung besonderer Silizium-Gruppen in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbar sind.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer hochspannungsfesten Isolierung rung für elektrische Kabel aus in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren, vorzugsweise silangepfropften Thermoplasten, wie Olefinpolymerisaten oder Olefinmischpolymerisaten, oder Elastomeren, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Pulver, Grieß, Granulat oder dgl. vorliegenden thermoplastischen oder elastomeren Basismaterial vorzugsweise zusammen mit dem Silan oder einer Silanverbindung spannungsstabilisierende Zusätze in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew. -% beigegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsstabilisatoren zwischen 0,1 und 5 Gew.-% polymerisierbare Derivate aromatischer oder sonstiger cyclischer Monoverbindungen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsstabilisatoren aromatische Öle, vorzugsweise in einer Menge zwischen 1,5 und 6 Gew.-% verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsstabilisatoren 2,4-Dinitrotoluol und/oder Diphenylamin, ggf. in Kombination mit flüssigen Aromaten verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, oder einem der folgenden, bei dem als freie Radikale liefernde Zusätze Peroxide verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Peroxide in den spannungsstabilisierend wirkenden Zusätzen gelöst sind.