DE2626103A1 - Kabelmassen - Google Patents

Kabelmassen

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Description

DR. ING. F. WUESTIIOFF 8MUNCIIKN OO DR.K.ν.PKClIMANN RCiiwEraKHSTRASsB DU. IXCi. I). BBKBK-VS ™"°" """" ββ8°51
TfXKX 524070
DIPL·. ING. K. GOKTZ
TKi.rcc;itAMMK : PATENTANWÄLTE pkotkcti'atknt München
1A-48 069
Beschreibung zu der Patentanmeldung
NAPHTACHIMIE, Soeiete Anonyme 203, rue Faubourg Saint Honore-75008 Paris
Frankreich
betreffend
"Kabelmassen"
Die Erfindung betrifft Kabelmassen zum Isolieren von Kabeln und Leitungen zur Energieübertragung und in der Fernmeldetechnik; die Kabelmassen eignen sich besonders gut für die Isolierung von Telephonkabeln. Allgemein bestehen solche Kabel aus einem Bündel von Leitern oder Einzeladern, die einzeln isoliert sind; die Isolierhülle besteht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht. Das Bündel selbst wird von einem Mantel umgeben, der häufig aus Polyvinylchlorid
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besteht. Zwar sind die isolierten Einzeldrähte oder Einzelkabel eng zusammengefaßt; es gibt aber noch Hohlräume zwischen ihnen, in die Wasser eindringen und die Leiter oder Kabel nachteilig verändern kann, da die Isolierung dann örtlich unterbrochen ist. Häufig werden nämlich Leiterkabel in feuchten Böden verlegt und ein Defekt im Schutzmantel genügt dann, damit Wasser in das Innere des Adernbündels eindringt und mehr oder weniger weit wandert.
Um das Eindringen von Wasser in das Innere der Kabel zu verhindern, werden diese Kabel üblicherweise "längs"-isoliert. Diese Isolierung besteht darin, daß die Hohlräume zwischen den Einzeldrähten oder Adern mit einem Kunststoff ausgefüllt werden. Der Kunststoff muß dielektrisch, mit Wasser nicht mischbar und mit den Bestandteilen der Kabel, insbesondere den Isoliermassen.verträglich sein. Diese Massen müssen weiterhin leicht in die Kabel einzubringen sein, ihre Eigenschaften bei allen Gebrauchstemperaturen der Kabel oder Leiter beibehalten und weder durch Abkühlung oder durch mechanische Einwirkung spröde werden und brechen.
Es wurden bereits für die Längsisölierung der Leiter Kabelmassen verwendet, die im wesentlichen aus einer Erdölfraktion oder gegebenenfalls einem Polybutenöl und zu einem beträchtlichen Teil, allgemein etwa 20 Gew.-?b oder mehr, aus einem mikrokristallinen Wachs bestehen. Es müssen nämlich größere Mengen Wachs eingesetzt werden, um beständige Massen zu erhalten, aus denen das Öl bzw. die Erdölfraktion nicht ausschwitzt. Zwar sind solche Massen dielektrisch, mit dem Isoliermaterial verträglich und mit
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Wasser nicht mischbar; sie besitzen aber noch einige Nachteile. Die fehlende Plastizität bei Raumtemperatur macht sie empfindlich gegenüber Versprödung infolge mechanischer Einwirkungen und erfordert weiterhin, daß solche Massen im geschmolzenen Zustand eingesetzt werden. Weiterhin schrumpfen diese Massen beträchtlich beim Abkühlen, was zur Ausbildung von Hohlräumen oder Spalten bzw. Rissen führt. Diese Nachteile lassen sich durch Verkleinern des Anteils an mikrokristallinem Wachs verringern, aber das in den Massen enthaltene Öl neigt dann dazu auszuschwitzen, wenn die Massen auf etwa 5O0C erwärmt werden.
Es wurden nun Kabelmassen entwickelt, die den oben genannten Bedingungen entsprechen. Diese Kabelmassen bestehen im wesentlichen aus einem Öl und einem Wachs und enthalten a) als Öl 90 bis 99 Gew.-Teile Kohlenwasserstofföl mit einer Viskosität von 5 bis 15 000 cSt bei 500C sowie b) als Wachs 1 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 3 bis 7t Gew.-Teile eines Esters oder Estergemisches aus aliphatischen Carbonsäuren und aliphatischen Alkoholen, wobei das Wachs eine Schmelztemperatur über 700C, vorzugsweise im Bereich von CO bis 1000Cfaufweist. '
Um Kabelmassen zu erhalten, die zum Füllen der Kabel, d.h. zur Herstellung von Masse-Kabeln bei Temperaturen im Bereich von 25°C verwendet werden können, wird vorzugsweise ein Kohlenwasserstofföl mit einer Viskosität unter 300 cSt bei 500C verwendet.
Das unter a) bezeichnete Kohlenv/asserstofföl kann eine Verbindung sein, die durch Polymerisation von Olefinen, beispielsweise Butenen,in Gegenwart eines sauren Katalysators, insbesondere Aluminiumtrichlorid, erhalten wird. Im einzelnen seien genannt: flüssige Polybutene, erhalten durch Polymerisation von Butenen, insbesondere von Isobuten.
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oder von Kohlenwasserstoffgemischeri mit wesentlichem Gehalt an Isobuten; diese öle eignen sich sehr gut zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kabelmassen.
Das Kohlenv/asserstofföl kann auch eine Erdölfraktion sein, die durch Destillieren der freien Erdölkomponenten erhalten wird und eine Viskosität von vorzugsweise 5 bis 150 cSt bei 500C besitzt oder aber ein Gemisch aus einer Erdölfraktion und einem Olefinpolymer, beispielsweise einem der oben genannten Polybutene.
Das unter b) genannte Wachs kann beispielsweise ein hydriertes Rhizinusöl sein, dessen Schmelztemperatur etwa b7°C beträgt und das zum überwiegenden Teil aus hydriertem Rhizinolsäure-Triglycerid mit Molekulargewicht 93ö besteht oder aus Carnauba-Wachs, dessen Schmelztemperatur bei etwa 850C liegt und dessen Hauptbestandteil Cerotinsäure-Myricylester mit Molekulargewicht 630 ist.
Die erfindungsgemäßen Kabelmassen können weiterhin auf jeweils 100 Gew.-Teile Komponenten a) und b) bis zu 5 Gew.-Teilen, vorzugsweise 1 bis 3. Gew.-Teile eines mikrokristallinen paraffinischen Wachses enthalten, dessen Schmelztemperatur im Bereich von 80 bis 130 C liegt und dessen Härte bestimmt nach ASTM D 525 einer Penetration unter 3, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3, entspricht. Diese mikrokristallinen Wachse werden so bezeichnet, weil die mikroskopische Untersuchung zeigt, daß sie aus kleinen, etwas länglichen Kristallen bestehen, während die gebräuchlichen Wachse die Form langer Nadeln aufweisen. Die mikrokristallinen Wachse können beispielsweise Wachse aus der Fischer-Tropsch Synthese sein, die ein mittleres Molekulargewicht (Zahlenmittel, Mn) von 400 bis 1000 besitzen; oder sie bestehen aus Polyäthylenwachsen mit einem mittleren Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 3000 bis 15 000. Solche Polyäthylenwachse
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werden üblicherweise durch direkte Polymerisation von Äthylen oder durch Abbau von Polyäthylenen mit höherem Molekulargewicht erhalten.
Vorteilhafterweise enthalten die Kabelmassen weiterhin Antioxidantien, beispielsweise substituierte Phenole,in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-Teil Antioxidans auf 100 Gew.-Teile Komponenten a) und b).
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kabelmassen bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Allgemein werden die Komponenten zusammengemischt bei ausreichend hoher Temperatur, um eine homogene Lösung zu erhalten, die dann auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Die erfindungsgemäßen Kabelmassen besitzen Eigenschaften, die sie besonders interessant machen. Die Ölkomponente schwitzt nicht aus, selbst nicht bei Temperaturen im Bereich von 50 C; die Massen sind daher sehr gut lagerbeständig und brauchen vor dem unmittelbaren Einsatz nicht homogenisiert zu werden. Vor allem wenn zu ihrer Herstellung ein Kohlenwasserstofföl mit einer Viskosität unter 300 cSt bei 500C verwendet wurde, ist die Plastizität bei 25°C der Kabelmassen ausreichend groß, damit das Füllen der Kabel bei etwa dieser Temperatur vorgenommen werden kann; dies bedeutet, daß die eigentlichen Isoliermaterialien geschont v/erden. Außerdem zerspröden die Kabelmassen nicht aufgrund der verbesserten Plastizität und brechen nicht aufgrund mechanischer Einwirkungen auf die Kabel. Die Kabelmassen können allerdings auch in geschmolzenem Zustand eingesetzt werden, beispielsweise bei Temperaturen um 85°C. In diesem Falle bilden sich beim Abkühlen keinerlei Hohlräume oder Spalten oder Risse, weil die Kabelmassen beim Abkühlen nicht merklich schrumpfen,, Schließlich liegt der Tropfpunkt
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der Kabelrnassen allgemein über clO°C; dies bedeutet eine Garantie für die Dauerhaftigkeit des Schutzes, selbst wenn die Kabel erhitzt werden, was vor allem durch Sonneneinwirkung geschehen kann.
Beispiel 1
In einem 2 1 Becherglas mit mechanischem Rührwerk und Heizvorrichtung wurden 920 g flüssiges Polyisobuten mit Viskosität 71 cSt/5O°C sowie 80 g hydriertes Rhizinusöl mit OH-Zahl^156, Schmelztemperatur i;6 bis 68°C, Säurezahl ^ 2 und spurenweisem Wassergehalt vorgelegt. Das Gemisch wurde auf 110 C erhitzt, bis man eine klare Flüssigkeit erhielt, die man dann auf 20 C abkühlen ließ,
Wach 12 h langem Stehen bei 200C erhielt man eine homogene Masse mit glatter Oberfläche. Der Tropfpunkt dieser Masse wurde entsprechend der französischen Norm NFT 60 102 und die Eindring- oder Penetrationszahl gemäß der Norm ASTM D 937-IP 179 bestimmt.
Weiterhin wurde die Beständigkeit der Masse bei 500C bestimmt, indem man 100 g Masse in einem Becherglas mit Durchmesser 7 cm 5 Tage bei 500C hielt. Gemessen wurde das Volumen der Flüssigkeit, die ausgeschwitzt war und sich über der Oberfläche der Masse angesammelt hatte.
Die Kabelmasse wurde dann zehnmal in .jeder Richtung in einem "Worker" gemäß ASTM D 217-60 T verrieben. Durch diese Bearbeitung wurde die Konsistenz der Masse mit dem Aussehen eines Gels, das keine Fließneigung zeigte, nicht wesentlich verändert. Der Tropfpunkt dieses Gels wurde ebenfalls entsprechend der Norm NFT 60 102 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.
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Beispiel 2
Zum Vergleich wurde Beispiel 1 wiederholt mit 60 g mikrokristallinem Wachs aus der Fischer-Tropsch Synthese mit einem mittleren Molekulargewicht (Mn) von 600, anstelle des hydrierten Rhizinusöls. Nach 12 h langem Ruhenlassen (bei Raumtemperatur) war die Masse stark geschrumpft und hatte sich verfestigt; die Oberfläche wer unregelmäßig geworden und wies eine Vertiefung in der Mitte auf. Nach dem Verreiben bzw. Mischen erhielt man ein fließfähiges Gel mit der Konsistenz einer leicht fließenden Vaseline.
Das Ergebnis der wie in Beispiel 1 durchgeführten Messungen zeigte an, daß anders als in Beispiel 1 die Eigenschaften dieser Masse durch das Mischen oder Verreiben erheblich verändert worden waren. Außerdem zeigte sich diese Kabelmasse wenig lagerbeständig, wiederum im Gegensatz zur Kabelmasse des Beispiels 1.
Beispiel 3
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, ausgehend von 93,5 g Polyisobuten gemäß Beispiel 1, 50 g hydriertes Rhizinusöl gemäß Beispiel 1 und 15g mikrokristallines
Polyäthylen mit Molekulargewicht (Mn) etwa 9000.
Ss wurden die gleichen Messungen und Bestimmungen wie in Beispiel 1 durchgeführt; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Weiterhin wurde der dielektrische Verlustfaktor (tgcj ) zu 15 χ 10~ rd und der spezifische Widerstand zu 12 χ 10 ~ SL .cm" bestimmt.
Beispiel 4
Es wurde wie in Beispiel 3 gearbeitet mit 50 g mikrokristallinem Wachs aus der Fischer-Tropsch Synthese, mit mittlerem Molekulargewicht (Mn) etwa 600, anstelle des hydrierten Rhizinusöls.
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Die Ergebnisse der Messungen und Bestimmungen sind in der folgenden 'Tabelle zusammengefaßt. Der Vergleich zeigt wiederum die Überlegenheit der Kabelmasse gemäß Beispiel 3 gegenüber der Masse nach Beispiel 4.
3eisüiel 5
Es vmrde wie in Beispiel 1 gearbeitet, ausgehend von 935 g Erdölfraktion mit Viskosität 21 c3t/5O°C, 50 g hydriertes Rhizinusöl gemäß Beispiel 1 und 15 g mikrokristallines Polyäthylenwachs mit mittlerem Molekulargewicht (Mn) etwa 9000.
Die Ergebnisse der Messungen und Bestimmungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Beispiel 6
Es wurde wie in Beispiel 5 gearbeitet, Jedoch mit 50 g mikrokristallinem Wachs aus der Fischer-Tropsch Synthese, mittleres Molekulargewicht (Mn) etwa 600, anstelle des hydrierten Rhizinusöls.
Es wurden die üblichen Messungen durchgeführt und die Ergebnisse in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Der Vergleich zeigt wiederum die Überlegenheit der Kabelmasse aus Beispiel 5 gegenüber der Masse aus Beispiel 6.
Beispiel 7
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, ausgehend von 935 g Polyisobuten gemäß Beispiel 1, 50 g im Vakuum entwässertes Carnauba-Wachs mit Schmelztemperatur o3°C, Säurezahl 3 und Jodzahl 11 sowie 15 g mikrokristallines Wachs aus der Fischer-Tropsch Synthese mit einem mittleren Molekulargewicht (Mn) von etwa 600.
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Die Ergebnisse der Messungen und Beobachtungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Tabelle:
- 10 -
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belle
Beispiel Aussehen
vor ' nach
Verreichen
Tropfpunkt C vor nach
Verreiben
Penetrationszahl
1/10 mm
Lagerbestän digkeit (ml/100 g)
2
«η
ο
co
οο
cn
-* 3
5
6
homogen,
glatte Oberfläche
viskoses, homogenes Gel
homogen, glatte
Oberfläche
unregelmäßi- fließfähiges ge Oberfläche, Gel
Vertiefung
homogen, viskoses, homoglatte Ober- genes Gel fläche
unregelmäßi- fließfähiges ge Oberfläche, Gel
gespalten
viskoses,homogenes Gel
unregelmäßige fließfähiges Oberfläche Gel
homogen, glatte viskoses, homoOberfläche genes Gel
S3
68
82
66
S1 59 68
135
120
170
180
100
0,2
11
N)
-P-CC
O CO

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    Kabelmassen für die Längsisolierung von elektrischen eitern für Energieübertragung oder Fernmeldetechnik, bestehend im wesentlichen aus einer Erdölfraktion und einem Wachs, gekennzeichnet durch 90 bis 99 Gewo-Teile eines Kohlenwasserstofföls als Erdölfraktion mit einer Viskosität von 5 bis 1500OcSt bei 500C und 10 bis 1 Gew„-Teilen Wachs, das ein Ester oder Estergemisch von aliphatischen Carbonsäuren und aliphatischen Alkoholen ist und einen Schmelzpunkt über 70°C, vorzugsweise von 80 bis 1000C, hat.
  2. 2. Kabelmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstofföl eine Viskosität von 5 bis 300 cSt bei 500C besitzt«
  3. 3. Kabelmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstofföl durch Polymerisieren von Olefinen,insbesondere Butenen, in Gegenwart eines sauren Katalysators erhalten worden ist.
  4. 4. Kabelmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstofföl ein Erdölraffinat oder ein Gemisch des Erdölraffinats mit einem Polyolefin ist.
  5. 5. Kabelmasse nach Anspruch 1 bis 4, enthaltend 3 bis 7 Gew.-Teile Wachso
  6. 6. Kabelmasse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachs hydriertes Rhizinusöl oder
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    Carnauba-Wachs ist.
    7ο Kabelmasse nach Anspruch 1 bis 6, enthaltend zusätzlich auf 100 Gew.-Teile Erdölfraktion und Wachs bis 5 Gew.-Teilen eines mikrokristallinen Paraffinwachses mit einer Schmelztemperatur von 80 bis 1300C und einer Penetration <3> vorzugsweise von 0,5 bis 3c
    8o Kabelmasse nach Anspruch 1 bis 7, enthaltend zusätzlich 0,01 bis 1 Gew.-Teile Antioxidationsmittel auf 100 Gew.-Teile Erdölfraktion und Wachs.
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    609851/0864
DE2626103A 1975-06-12 1976-06-10 Kabelmassen Granted DE2626103B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7518439A FR2314563A1 (fr) 1975-06-12 1975-06-12 Compositions pour l'isolation longitudinale de cables conducteurs

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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