DE2540870A1

DE2540870A1 - Elektroisoliermassen auf der basis von olefinpolymerisaten

Info

Publication number: DE2540870A1
Application number: DE19752540870
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Bauer; Franz Dipl Chem Dr Feichtmayr; Johannes Dipl Phys Dr Schlag
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-09-13
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1977-03-24
Also published as: BE846134A; US4035311A; AT346599B; GB1551836A; CH623954A5; FR2324096A1; JPS5236800A; ATA674376A

Description

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen: O. Z. 31 552 Pre/MK

6700 Ludwigshafen, den I2.9.I975

Elektroisoliermassen auf der Basis von Olefinpolymerisaten

Die vorliegende Erfindung betrifft Elektroisoliermassen auf der Basis von Olefinpolymerisaten, welche Zusatzstoffe zur Erhöhung der elektrischen Langzeitdurchschlagfestigkeit enthalten.

An sich ist es bekannt, den üblichen Elektroisoliermassen auf Basis von Olefinpolymerisaten organische Verbindungen als Zusatzstoffe zur Erhöhung der elektrischen Langzeitdurchschlagfestigkeit bzw. der elektrischen Zeitstandfestigkeit zuzusetzen. Diese sogenannten Spannungsstabilisatoren sind organische Verbindungen, die Gruppen mit starken Konjugationseffekten enthalten, vor allem Verbindungen, die eine oder mehrere Nitrogruppen sowie zusätzlich weitere reaktive Gruppen enthalten.

Mit der Verwendung solcher Verbindungen ergaben sich wiederum eine Reihe von Nachteilen, die erst mit der Verwendung spezieller Azomethine als Spannungsstabilisatoren gemäß der DT-OS 19 23 708 behoben werden konnten.

Aus dieser deutschen Offenlegungsschrift 19 23 708 ist es bekannt, Elektroisoliermassen auf Basis von Olefinpolymerisaten als Mittel zur Erhöhung der elektrischen Zeitstandfestigkeit bestimmte Azomethine zuzusetzen.

Es hat sich aber gezeigt, daß Verbindungen der obengenannten Art zwar einen beträchtlichen Spannungsstabilisierenden Effekt bieten, wenn sie den Polyolefinisolierungen zugesetzt sind, daß sie aber bei der Verarbeitung der Elektroisoliermassen, insbesondere beim Spritzgießen von Kabelisolierungnen zwischen I60 und 210⁰C, zum Teil abgebaut werden. Da in der Praxis die Spannungsstabilisatoren enthaltenden Elektroisoliermassen in der Regel bei I60

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bis 21O°C verarbeitet werden, wobei ein Teil der geschmolzenen Elektroisoliermasse über einen längeren Zeitraum aus verarbeitungstechnischen Gründen bei dieser hohen Temperatur verweilt, enthalten die Isoliermassen Abbauprodukte deren schädliche Wirkung durch die zugesetzten Spannungsstabilisatoren nicht kompensiert werden.

Ein weiterer Nachteil der obengenannten Spannungsstabilisatoren ist ihre leichte Verdampfbarkeit aus der Elektroisoliermasse bei der Verarbeitung, d.h. bei Temperaturen zwischen ΙβΟ und 210⁰C.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Elektroisoliermassen der eingangs definierten Art aufzuzeigen, die mit den vorerwähnten Nachteilen nicht belastet sind.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man spezielle, einen Naphthalinkern enthaltende Azomethine als Mittel zur Erhöhung der elektrischen Langzeitdurchschlagfestigkeit verwendet.

Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend Elektroisoliermassen auf der Basis von Olefinpolymerisaten, die thermisch stabile Mittel zur Erhöhung der elektrischen Zeitstandfestigkeit enthalten. Die erfindungsgemäßen Massen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mittel zur Erhöhung der elektrischen Langzeitdurchschlagfestigkeit eine Verbindung enthalten mit der allgemeinen Formel

worin stehen

m für eine ganze Zahl von 0 bis 2,

X für eine Gruppe -CH=N-,

R für eine Methyl-, Hydroxyl-, Methoxy- oder Äthoxygruppe, R' für eine C₃- bis Cg-Alkyl-, eine Cyclohexyl- oder eine Gruppe der Formel

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wobei stehen

ρ für eine ganze Zahl von 0 bis 4,

R" für eine CL- bis Cg-Alkylgruppe oder für eine CL- bis Cg-Alkoxygruppe mit den Maßgaben, daß in den Fällen, in denen ρ eine ganze Zahl von 2 bis H ist, die Gruppen R" gleich oder verschieden sein können und daß die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen R" nicht mehr als 18 beträgt .

Für den erfindungsgemäßen Zweck zu bevorzugende Verbindungen mit der angegebenen allgemeinen Formel sind solche, in deren Formel stehen:

m für die Zahl 0 bis 1,

ρ für eine ganze Zahl von 0 bis 2,

R für eine Methyl- oder Methoxygruppe, R" für eine C^- bis C₂~Alkyl- oder Methoxygruppe.

Bei den zu bevorzugenden Verbindungen ist es ferner von Vorteil, wenn die Gruppen -X-R' und R in ortho- oder para-Stellung zueinander stehen.

Individuelle Beispiele besonders geeigneter Verbindungen zeigen die nachstehenden Formeln:

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CH=N-

/Λ

N=CH

CH=N

CH-

CH.

OCH-

Mischung aus:

5 Gew.-Teile II und

2 Gew.-Teile XI

CH-

(XI)

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- f - O.Z. 31 552

Für den erfindungsgemäßen Zweck können die Azomethine als Einzelindividuen eingesetzt werden oder als Gemische aus zwei oder mehr Einzelindividuen. Dabei hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Azomethine in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.$5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.? - bezogen auf das Gesamtgewicht der Isoliermasse anzuwenden. Von Vorteil ist es, wenn die Azomethine bzw. -Gemische bei Temperaturen unter 50 C flüssig sind.

Die erfindungsgemäßen Elektroxsoliermassen sind solche auf der Basis von Olefxnpolymerxsaten. Unter "Olefxnpolymerxsaten" werden dabei die einschlägig üblichen verstanden. Insbesondere werden verstanden Homo- und Copolymerisate des Äthylens. Vor allem aber werden verstanden Polyäthylene der Dichte 0,918 bis 0,960, vorzugsweise der Dichte um 0,920. Die Isoliermassen können zusätzlich zu den Olefxnpolymerxsaten die einschlägig üblichen Hilfsbzw. Zusatzstoffe enthalten, z.B. Vernetzungsmittel, wie Peroxide; Stabilisatoren gegen thermischen Abbau; Lichtstabilisatoren; Ruß sowie andere Pigmente oder Füllstoffe.

Das Herstellen der Isoliermassen aus ihren Bestandteilen kann mit einschlägig üblichen Vorrichtungen auf einschlägig übliche Weise erfolgen; insbesondere durch homogenes Vermischen bei Temperaturen von 150 bis 210⁰C in Schnecken- oder Walzenmischvorrichtugen.

Die erfindungsgemäßen Elektroxsoliermassen eignen sich insbesondere für Kabel» vor allem für Hochspannungskabel.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Der in den Beispielen gebrauchte Meßwert "Anzahl der Durchschläge" wird wie folgt bestimmt: Aus den Isoliermassen werden auf einer Presse in üblicher Weise kreisrunde Prüfscheiben hergestellt, die einen Durchmesser von 69 naa und eine Dicke von 5 nun haben und in der Mitte eine kegelförmige Vertiefung aufweisen (Kegeltiefe 4 mm, Scheitelwinkel des Kegels 50 ). Die kegelförmige Vertiefung sowie ein Teil der ebenen Gegenfläche (auf einem Kreis von 25 mm Durchmesser) werden mit Leitsilber (etwa 0,1 mm dick) metallisiert

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MM

P Beispiel 8

2S4UÖ7U O.Z. 31 552

Extrudiert man eine Elektroisoliermasse, bestehend aus 100 Teilen Polyäthylen der Dichte 0,918 und 2 Teilen eines Gemisches aus jeweils gleichen Teilen der im Folgenden genannten Verbindungen

CH.

CH=N

bei den technisch üblichen Verarbeitungstemperaturen, so beobachtet man nach mehrstündigem Extrudieren bei Massetemperaturen von bis 22O°C Ablagerungen auf dem Werkzeug, die sich sporadisch ablösen und die Kabelisolierung mit potentiellen Schwachstellen

überziehen.

Verwendet man unter gleichen Bedingungen gleiche Mengen der in der Beschreibung mit X bezeichneten Verbindung, so treten diese Ablagerungen nicht auf.

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-r-

O.Z.

	Anzahl 20 kV	der Dur 25 kV	chschläge 30 kV	; bei 35 kV
Beispiel	O	O	O	O
Blindversuch	8	2	-	-

Beispiele 2 bis 7

Es wird gearbeitet in völliger Analogie zu Beispiel 1, jedoch mit den in der folgenden Tabelle nach Art und Menge angegebenen Azomethinen. Die dabei gewonnenen Meßwerte sind ebenfalls in der Tabelle angegeben. In der Tabelle besagen die römischen Ziffern, daß es sich dabei um die entsprechenden, in der Beschreibung durch ihre Formel definierten Azomethine handelt.

Beispiele 2 bis 9

Bsp. Nr.	Azomethin Art	Teile	Anzahl 20 kV	der 25	0	Durc kV	e	bei 35 kV
2	II	2	0	0			0
3	III	2	0	0			-
4	IV	2	0	0			0
5	V	2	0	0			1
6	VI	2	0	0			2
7	VII	2	0	0			-
8	VIII+IX (1 : D	2	0	0			0
9	X	2	0			0
!hschläg 30 kV
0
0
0
0
O
0
0
0

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P 25 *U 438

Beispiel 8

0.2. 51 552

25A087Ö

CH=N

bei den technisch üblichen Verarbeitungstemperaturen, so beobachtet . man nach mehrstündigem Extrudieren bei Massetemperaturen von 200 . bis 220°C Ablagerungen auf dem Werkzeug, die sich sporadisch ablösen und die Kabelisolierung mit potentiellen Schvrachsteilen

überziehen.

Verwendet man unter gleichen Bedingungen gleiche Mengen der in der Beschreibung mit X bezeichneten Verbindung, so treten diese AbIagelungen nicht auf. .·

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VfO

Leerseite

Claims

ο.ζ. 31 552 Patentanspruch

Elektroisoliermassen auf der Basis von Olefinpolymerisaten, die thermisch stabile Mittel zur Erhöhung der elektrischen Langzeitdurchschlagfestigkeit enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mittel zur Erhöhung der elektrischen Zeitstandfestigkeiten eine Verbindung enthalten mit der allgemeinen Formel

X-R'

worin stehen

m für eine ganze Zahl von O bis 2;
X für eine Gruppe -CH=N-;

R für eine Methyl-, Hydroxyl-, Methoxy- oder Äthoxygruppe; R' für eine C₂- bis Cg-Alkyl-, eine Cyclohexyl- oder eine Gruppe der Formel

wobei stehen

ρ für eine ganze Zahl von 0 bis 4,

R" für eine C^- bis Cg-Alkylgruppe oder für eine C^- bis Cg-Alkoxygruppe mit den Maßgaben, daß in den Fällen, in denen ρ eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, die Gruppen R" gleich oder verschieden sein können und daß die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen R" nicht mehr als 18 beträgt.

Zeichn. BASF Aktiengesellschaft

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