DE60102817T2

DE60102817T2 - Kabel mit wiederverwertbarer ummantelung

Info

Publication number: DE60102817T2
Application number: DE60102817T
Authority: DE
Inventors: Luca Castellani; Luca Martinotto; Cristiana Scelza; Enrico Albizzati
Original assignee: Pirelli and C SpA
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2021-06-16
Also published as: ES2219544T3; AU7248501A; CA2412891A1; CN1503977A; ATE264539T1; EP1295301B1; BR0112004A; EP1295301A1; AU2001272485B2; WO2002003398A1; MY123591A; CN1249732C; DE60102817D1; BR0112004B1; AR028766A1; CA2412891C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel mit einer recycelbaren Abdeckung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kabel für den Transport oder die Verteilung von elektrischer Mittel- oder Hochspannungsenergie, wobei eine extrudierte Abdeckschicht auf Basis eines thermoplastischen Polymermaterials unter Zumischung einer dielektrischen Flüssigkeit mit überlegenen mechanischen und elektrischen Eigenschaften vorliegt, was insbesondere die Verwendung hoher Betriebstemperaturen und den Transport von Hochleistungsenergie ermöglicht.
Die Anforderung hoher Umweltverträglichkeit an Produkte, die aus Materialien zusammengesetzt sind, die zusätzlich dazu, daß sie während der Herstellung oder Benutzung nicht schädlich für die Umwelt sind, am Ende ihres Lebens leicht recycelt werden können, ist nun im Gebiet der elektrischen und Telekommunikationskabel vollständig akzeptiert.
Die Verwendung von Materialien, die umweltverträglich sind, wird jedoch bestimmt durch die Notwendigkeit, die Kosten zu beschränken, während für die gewöhnlicheren Verwendungen eine Leistung erreicht wird, die gleich ist oder besser als die herkömmlicher Materialien.
Im Fall von Kabeln für den Transport von Mittel- oder Hochspannungsenergie bestehen die verschiedenen Abdeckungen, die den Leiter umgeben, normalerweise aus vernetztem Polymer auf Polyolefinbasis, insbesondere vernetztem Polyethylen (XLPE) oder elastomerem Ethylen/Propylen (EPR) oder Ethylen/Propylen/Dien-(EPDM)-Copolymeren, die ebenso vernetzt sind. Das Vernetzen, das nach dem Schritt der Extrusion des Polymermaterials auf dem Leiter durchgeführt wird, gibt dem Material auch unter heißen Bedingungen während der andauernden Verwendung und bei Stromüberlast eine zufriedenstellende Leistung.
Es ist jedoch gut bekannt, daß vernetzte Materialien nicht recycelt werden können, so daß Herstellungsabfälle und das Abdeckungsmaterial von Kabeln, welche das Ende ihres Lebens erreicht haben, nur durch Verbrennung beseitigt werden können.
Es ist ebenso bekannt, daß elektrische Kabel eine Isolierung besitzen, die aus einer Mehrschicht-Umwicklung aus Papier oder Papier/Polypropylen- Laminat, die mit einer großen Menge einer dielektrischen Flüssigkeit imprägniert ist (normalerweise als massenimprägnierte Kabel oder ebenso ölgefüllte Kabel bekannt), besteht. Indem die Zwischenräume, die in der Mehrschicht-Umwicklung vorliegen, vollständig gefüllt werden, verhindert die dielektrische Flüssigkeit, daß Teilentladungen mit folgender Perforierung der elektrischen Isolierung auftreten. Als dielektrische Flüssigkeiten werden normalerweise Produkte wie Mineralöle, Polybutene, Alkylbenzole und dergleichen verwendet (siehe z. B. US 4,543,207 , US 4,621,302 , EP-A-0987718, WO 98/32137).
Es ist jedoch gut bekannt, daß massenimprägnierte Kabel im Vergleich zu extrudierten Isolierungskabeln zahlreiche Nachteile haben, so daß ihre Verwendung gegenwärtig auf spezielle Anwendungsgebiete beschränkt ist, insbesondere auf die Konstruktion von Überlandleitungen für Gleichstrom hoher und sehr hoher Spannung, sowohl für Anlagen auf dem Land und insbesondere für Unterwasseranlagen. In dieser Hinsicht ist die Herstellung von massenimprägnierten Kabeln besonders komplex und kostenintensiv, sowohl wegen der hohen Kosten der Laminate als auch wegen der Schwierigkeiten, denen man bei den Schritten des Umwickelns des Laminats und seinem anschließenden Imprägnieren mit der dielektrischen Flüssigkeit begegnet. Insbesondere muß die verwendete dielektrische Flüssigkeit unter kalten Bedingungen eine niedrige Viskosität besitzen, um die schnelle und gleichförmige Imprägnierung zu erlauben, während sie gleichzeitig eine geringe Tendenz zur Migration während der Verlegung und dem Betrieb des Kabels besitzen muß, um Flüssigkeitsverlust von den Kabelenden oder infolge von Bruch zu verhindern. Zusätzlich können massenimprägnierte Kabel nicht recycelt werden und ihre Verwendung ist auf eine Betriebstemperatur von weniger als 90°C beschränkt.
Im Bereich von nicht-vernetzten Polymermaterialien ist es bekannt, Polyethylen hoher Dichte (HDPE) für die Abdeckung von Hochspannungskabeln zu verwenden. HDPE hat jedoch den Nachteil einer niedrigeren Temperaturbeständigkeit als XLPE, sowohl bei Stromüberlast als auch beim Betrieb.
Isolierungsabdeckungen aus thermoplastischem Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) werden ebenso bei Mittel- und Hochspannungskabeln verwendet: in diesem Fall sind diese Abdeckungen wiederum auf eine zu niedrige Betriebstemperatur (etwa 70°C) beschränkt.
WO 99/13477 beschreibt ein Isoliermaterial, das aus einem thermoplastischen Polymer besteht, welches eine kontinuierliche Phase bildet, welche eine Flüssigkeit oder ein leicht schmelzbares Dielektrikum in sich aufnimmt und so eine mobile, sich gegenseitig durchdringende Phase inner halb der festen Polymerstruktur ausbildet. Das Gewichtsverhältnis des thermoplastischen Polymers zum Dielektrikum ist zwischen 95 : 5 und 25 : 75. Das Isoliermaterial kann hergestellt werden durch Vermischen der zwei Komponenten im heißen Zustand, entweder chargenweise oder kontinuierlich (beispielsweise mit Hilfe eines Extruders). Die resultierende Mischung wird dann granuliert und als Isoliermaterial zur Herstellung eines elektrischen Hochspannungskabels durch Extrusion auf einen Leiter verwendet. Das Material kann entweder in thermoplastischer oder vernetzter Form verwendet werden. Als thermoplastische Polymere sind angegeben: Polyolefine, Polyacetate, Cellulosepolymere, Polyester, Polyketone, Polyacrylate, Polyamide und Polyamine. Die Verwendung von Polymeren niedriger Kristallinität wird besonders vorgeschlagen. Das Dielektrikum ist vorzugsweise ein synthetisches oder ein Mineralöl niedriger oder hoher Viskosität, insbesondere ein Polyisobuten-, Naphthen-, polyaromatisches, α-Olefin- oder Siliconöl.
Der Anmelder sieht es immer noch als ungelöstes technisches Problem an, ein elektrisches Kabel mit einer Abdeckung herzustellen, die aus einem thermoplastischen Polymermaterial hergestellt ist, das mechanische und elektrische Eigenschaften besitzt, die denen von Kabeln mit einer Isolierabdeckung aus vernetztem Material vergleichbar ist. Insbesondere hat der Anmelder über das Problem nachgedacht, ein Kabel mit einer nicht-vernetzten Isolierungsabdeckung mit guter Flexibilität und hoher mechanischer Festigkeit sowohl unter heißen als auch kalten Bedingungen herzustellen, welches gleichzeitig hohe dielektrische Durchschlagsfestigkeit besitzt, ohne Produkte zu verwenden, die potentiell während des Lebenszyklus des Kabels, d. h. von seiner Herstellung bis zu seiner Beseitigung, die Umwelt verschmutzen.
Im Hinblick auf dieses Problem ist der Anmelder der Auffassung, daß der Zusatz von dielektrischen Flüssigkeiten zu Polymermaterialien, wie sie in der zitierten WO 99/13477 beschrieben sind, vollständig unzufriedenstellende Resultate ergibt. In dieser Hinsicht behauptet der Anmelder, daß der Zusatz einer dielektrischen Flüssigkeit zu einem Isoliermaterial sowohl einen signifikanten Anstieg seiner elektrischen Eigenschaften (insbesondere seiner dielektrischen Durchschlagsfestigkeit) bestimmen sollte, ohne die Materialeigenschaften (thermomechanische Eigenschaften, Handhabbarkeit) zu ändern und ohne zum Ausschwitzen der dielektrischen Flüssigkeit zu führen. Insbesondere sollte das erhaltene Kabel eine im wesentlichen konstante Leistung mit der Zeit und folglich hohe Verläßlichkeit ergeben, selbst bei hohen Betriebstemperaturen (mindestens 90°C und darüber hinaus).
Der Anmelder hat nunmehr gefunden, daß die Lösung des technischen Problems möglich ist, indem als recycelbares Polymer-Basismaterial ein thermoplastisches Propylen-Homopolymer oder -Copolymer verwendet wird, das mit einer dielektrischen Flüssigkeit vermischt wird, wie nachfolgend definiert. Die resultierende Zusammensetzung besitzt auch bei Kälte gute Flexibilität, ausgezeichnete thermomechanische Festigkeit und hohe elektrische Leistung und ist als solche besonders geeignet zur Ausbildung mindestens einer Abdeckschicht und insbesondere einer elektrischen Isolierungsschicht eines Mittel- oder Hochspannungskabels hoher Betriebstemperatur von mindestens 90°C und darüber hinaus. Die dielektrische Flüssigkeit, die zur Ausführung der Erfindung geeignet ist, besitzt eine hohe Kompatibilität mit dem Basismaterial und hohe Effizienz im Sinne der Verbesserung elektrischer Leistung und erlaubt folglich die Verwendung geringer Mengen von Additiv, um die thermomechanischen Eigenschaften der Isolierungsschicht nicht zu beeinträchtigen.
Die hohe Kompatibilität zwischen der dielektrischen Flüssigkeit und dem Basispolymer stellt eine homogene Dispersion der Flüssigkeit in der Polymermatrix sicher und verbessert das Kälteverhalten des Polymers. Weil die für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kabels geeignete dielektrische Flüssigkeit frei von polaren Gruppen ist, absorbiert sie darüber hinaus Wasser in extrem kleinen Mengen und verhindert so die Bildung von Isolierungsdefekten infolge der Gegenwart von Dampf, welcher sich während des Verfahrens der Hochtemperaturextrusion normalerweise bildet.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung folglich ein Kabel (1), das mindestens einen elektrischen Leiter (2) und mindestens eine extrudierte Abdeckschicht (3, 4, 5) auf Basis eines thermoplastischen Polymermaterials unter Zumischung einer dielektrischen Flüssigkeit umfaßt, wobei:

– das thermoplastische Material ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, umfaßt, wobei das Homopolymer oder Copolymer einen Schmelzpunkt größer als oder gleich 140°C und eine Schmelzenthalpie von 30 bis 100 J/g hat;
– die Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens zwei nicht-kondensierten aromatischen Ringen und einem Verhältnis der Zahl von Aryl-Kohlenstoffatomen zur Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen größer als oder gleich 0,6 und vorzugsweise größer als oder gleich 0,7 umfaßt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die extrudierte Abdeckschicht auf Basis des thermoplastischen Polymermaterials unter Zumischung der dielektrischen Flüssigkeit eine elektrische Isolierungsschicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die extrudierte Abdeckschicht auf Basis des thermoplastischen Polymermaterials unter Zumischung der dielektrischen Flüssigkeit eine halbleitende Schicht.
Vorzugsweise besitzt das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen Schmelzpunkt von 145 bis 170°C.
Vorzugsweise besitzt das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer eine Schmelzenthalpie von 30 bis 85 J/g.
Vorzugsweise hat das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen gemäß ASTM D790 gemessenen Biegemodul bei Raumtemperatur von 30 bis 1.400 MPa und mehr bevorzugt 60 bis 1.000 MPa.
Vorzugsweise besitzt das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen Schmelzflußindex ("melt flow index", MFI) gemessen bei 230°C mit einer Last von 21,6 N gemäß ASTM D1238/L von 0,05 bis 10,0 dg/min, mehr bevorzugt von 0,5 bis 5,0 dg/min.
Wenn ein Copolymer von Propylen mit einem Olefincomonomer verwendet wird, liegt das letztere vorzugsweise in einer Menge von weniger als oder gleich 15 mol-% und mehr bevorzugt von weniger als oder gleich 10 mol-% vor. Das Olefincomonomer ist insbesondere Ethylen oder ein α-Olefin der Formel CH₂=CH-R, worin R ein lineares oder verzweigtes C_2-10-Alkyl ist, das beispielsweise ausgewählt ist aus: 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen und dergleichen oder Kombinationen davon. Propylen/Ethylen-Copolymere sind besonders bevorzugt.
Vorzugsweise ist das thermoplastische Material ausgewählt aus:

a) einem Propylen-Homopolymer oder einem Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, mit einem Biegemodul im allgemeinen von 30 bis 900 MPa und vorzugsweise von 50 bis 400 MPa;
b) einem Heterophasen-Copolymer, das eine thermoplastische Phase auf Basis von Propylen und eine elastomere Phase auf Basis von Ethylen, das mit einem α-Olefin, vorzugsweise mit Propylen, copolymerisiert ist, umfaßt, wobei die elastomere Phase in einer Menge von mindestens 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Heterophasen-Copolymers, vorliegt.

Die Homopolymere oder Copolymere der Klasse a) zeigen eine mikroskopische Einphasen-Struktur, d. h. es fehlen im wesentlichen heterogene Phasen, die als molekulare Domänen einer Größe über ein Mikron dispergiert sind.
Diese Materialien zeigen die für Heterophasen-Polymermaterialien typischen optischen Phänomene nicht und insbesondere sind sie gekennzeichnet durch eine bessere Transparenz und ein verringertes Weißwerden in Folge von lokalen mechanischen Spannungen (normalerweise als "stress whitening", Weißwerden durch Spannung bekannt).
Von der Klasse a) besonders bevorzugt ist ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, wobei das Homopolymer oder Copolymer aufweist:

– einen Schmelzpunkt von 140 bis 165°C;
– eine Schmelzenthalpie von 30 bis 80 J/g;
– eine in siedendem Diethylether lösliche Fraktion in einer Menge von weniger als oder gleich 12 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, mit einer Schmelzenthalpie von weniger als oder gleich 4 J/g, vorzugsweise weniger als oder gleich 2 J/g;
– eine in siedendem n-Heptan lösliche Fraktion in einer Menge von 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%, mit einer Schmelzenthalpie von 10 bis 40 J/g, vorzugsweise 15 bis 30 J/g; und
– eine in siedendem n-Heptan unlösliche Fraktion in einer Menge von 40 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-%, mit einer Schmelzenthalpie größer als oder gleich 45 J/g, vorzugsweise von 50 bis 95 J/g.

Weitere Details dieser Materialien und ihre Verwendung bei der Abdeckung von Kabeln sind in der europäischen Patentanmeldung 99122840 gegeben, die am 17.11.1999 im Namen des Anmelders eingereicht wurde und die hierin in Bezug genommen wird.
Die Heterophasen-Copolymere der Klasse b) sind thermoplastische Elastomere, die durch aufeinanderfolgende Copolymerisation von i) Propylen, das möglicherweise kleine Mengen mindestens eines Olefincomonomers enthält, das ausgewählt ist aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen; und dann von ii) einer Mischung von Ethylen mit einem α-Olefin, insbesondere Propylen, und möglicherweise kleineren Teilen eines Diens. Diese Klasse von Produkten ist ebenso unter der Bezeichnung "thermoplastische Reaktorelastomere" ("thermoplastic reactor elastomers") bekannt.
Besonders bevorzugt von dieser Klasse b) ist ein Heterophasen-Copolymer, bei dem die elastomere Phase aus einem elastomeren Copolymer von Ethylen und Propylen besteht, das 15 bis 50 Gew.-% Ethylen und 50 bis 85 Gew.-% Propylen, bezogen auf das Gewicht der elastomeren Phase, umfaßt. Weitere Details dieser Materialien und ihre Verwendung in der Abdeckung von Kabeln sind in der europäischen Patentanmeldung 98830800 gegeben, die am 30.12.1998 im Namen des Anmelders eingereicht wurde und die hierin in Bezug genommen wird.
Produkte der Klasse a) sind kommerziell beispielsweise unter dem Handelsnamen Rexflex^® der Huntsman Polymer Corporation erhältlich.
Produkte der Klasse b) sind kommerziell beispielsweise unter dem Handelsnamen Hifax^® von Montell erhältlich.
Alternativ kann als thermoplastisches Basismaterial ein Propylen-Homopolymer oder -Copolymer, wie oben definiert, in mechanischer Mischung mit einem Polymer niedriger Kristallinität, im allgemeinen mit einer Schmelzenthalpie von weniger als 30 J/g, welches hauptsächlich zur Erhöhung der Flexibilität des Materials dient, verwendet werden. Die Menge des Polymers niedriger Kristallinität ist im allgemeinen weniger als 70 Gew.-% und vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des thermoplastischen Materials.
Vorzugsweise ist das Polymer niedriger Kristallinität ein Copolymer von Ethylen mit einem C₃-C₁₂-α-Olefin und möglicherweise mit einem Dien. Das α-Olefin ist vorzugsweise ausgewählt aus Propylen, 1-Hexen und 1-Octen. Wenn ein Dien-Comonomer vorliegt, ist dieses im allgemeinen C₄-C₂₀ und ist vorzugsweise ausgewählt aus: konjugierten oder nicht-konjugierten linearen Diolefinen, wie 1,3-Butadien, 1,4-Hexadien, 1,6-Octadien oder ihren Mischungen und dergleichen; monocyclischen oder polycyclischen Dienen, wie 1,4-Cyclohexadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Methylen-2-norbornen, 5-Vinyl-2-norbornen oder ihren Mischungen und dergleichen.
Besonders bevorzugte Ethylen-Copolymere sind:

(i) Copolymere mit der folgenden Monomerzusammensetzung: 35–90 mol-% Ethylen, 10–65 mol-% eines α-Olefins, vorzugsweise Propylen; 0–10 mol-% eines Diens, vorzugsweise 1,4-Hexadien oder 5-Ethylen-2-norbornen (EPR- und EPDM-Kautschuk sind in dieser Klasse);
(ii) Copolymere mit der folgenden Monomerzusammensetzung: 75–97 mol-%, vorzugsweise 90–95 mol-% Ethylen; 3–25 mol-%, vorzugsweise 5–10 mol-% eines α-Olefins; 0–5 mol-%, vorzugsweise 0–2 mol-% eines Diens (beispielsweise Ethylen/1-Octen-Copolymere, wie die Produkte Engage^® von Dow-DuPont Elastomers).

Der erfindungsgemäße Alkylaryl-Kohlenwasserstoff hat vorzugsweise eine dielektrische Konstante bei 25°C von weniger als oder gleich 3,5 und vorzugsweise weniger als 3 (gemessen gemäß IEC 247).
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt hat der erfindungsgemäße Alkylaryl-Kohlenwasserstoff eine festgelegte Viskosität, um die schnelle Diffusion der Flüssigkeit innerhalb der Isolierungsschicht und folglich seine Migration nach außen zu verhindern, während gleichzeitig ermöglicht werden kann, daß er leicht zugeführt werden und in das Polymer hineingemischt werden kann. Im allgemeinen hat die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit eine kinematische Viskosität bei 20°C zwischen 1 und 500 mm²/sek, vorzugsweise zwischen 5 und 100 mm²/sek (gemessen gemäß ISO 3104).
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt besitzt: der erfindungsgemäße Alkylaryl-Kohlenwasserstoff eine Wasserstoffabsorptionskapazität größer als oder gleich 5 mm³/min, vorzugsweise größer als oder gleich 50 mm³/min (gemessen gemäß IEC 628-A).
Gemäß einem bevorzugten Aspekt kann ein Epoxyharz zur dielektrischen Flüssigkeit, die geeignet ist für die Bildung des erfindungsgemäßen Kabels, hinzugefügt werden, im allgemeinen in einer Menge von weniger als oder gleich 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Flüssigkeit, wobei angenommen wird, daß dieses hauptsächlich zur Verringerung der Migrationsgeschwindigkeit in einem elektrischen Feld und folglich dem dielektrischen Verlust des Isoliermaterials dient.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens drei nicht-kondensierten aromatischen Ringen.
Noch mehr bevorzugt umfaßt die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens drei nicht-kondensierten aromatischen Ringen in einer Menge von nicht weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dielektrischen Flüssigkeit.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit der Strukturformel:
worin:
R₁, R₂, R₃ und R₄, gleich oder verschieden, Wasserstoff oder Methyl sind;
n1 und n2, gleich oder verschieden, 0, 1 oder 2 sind, mit der Maßgabe, daß die Summe n1 + n2 kleiner als oder gleich 3 ist.
Die dielektrische Flüssigkeit kann ebenso kleine Mengen mindestens eines Triphenylmethans, entweder unsubstituiert oder substituiert mit mindestens einem Rest, ausgewählt aus Methyl, Benzyl und Methylbenzyl, enthalten. Beispiele von Triphenylmethanverbindungen sind: Ditoluylphenylmethan, Dixylylphenylmethan, Xylyltoluylphenylmethan und dergleichen oder ihre Mischungen.
Mehr bevorzugt umfaßt die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff der zuvor angegebenen Formel (I), in welcher die Summe n1 + n2 ungleich Null ist.
Alkylaryl-Kohlenwasserstoffe mit Formel (I), in welcher die Summe n1 + n2 gleich Null ist und die erfindungsgemäß vorteilhaft verwendbar sind, sind beispielsweise: Benzyltoluol, Benzylxylol, (Methylbenzyl)toluol, (Methylbenzyl)xylol und dergleichen oder ihre Mischungen.
Alkylaryl-Kohlenwasserstoffe mit Formel (I), in welcher die Summe n1 + n2 ungleich Null ist und die erfindungsgemäß vorteilhaft verwendbar sind, sind beispielsweise: Dibenzyltoluol, Dibenzylxylol, Di(methylbenzyl)toluol, Di(methylbenzyl)xylol und dergleichen oder ihre Mischungen.
Die Alkylaryl-Kohlenwasserstoffe der Formel (I) werden im allgemeinen hergestellt durch Umsetzen von Benzylchlorid, Methylbenzylchlorid oder ihren Mischungen mit einem aromatischen Kohlenwasserstoff, der ausgewählt ist aus Benzol, Toluol, Xylol oder ihren Mischungen, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators (z. B. FeCl₃, SbCl₃, TiCl₄ oder AlCl₃). Weitere Details bezüglich der Herstellung von Alkylaryl-Kohlenwasserstoffen der Formel (I) sind beispielsweise in US 5,192,463 , US 5,446,228 , US 5,545,355 und US 5,601,755 angegeben.
Die dielektrische Flüssigkeit, die zur Durchführung der Erfindung geeignet ist, besitzt gute Wärmebeständigkeit, beträchtliche Gasabsorptionskapazität, insbesondere für Wasserstoff, und folglich hohe Beständigkeit gegen Teilentladungen, so daß der dielektrische Verlust auch bei hoher Temperatur und hohem elektrischen Gradienten nicht hoch ist. Das Gewichtsverhältnis der dielektrischen Flüssigkeit zum erfindungsgemäßen Polymer-Basismaterial ist im allgemeinen zwischen 1 : 99 und 25 : 75, vorzugsweise zwischen 2 : 98 und 20 : 80 und mehr bevorzugt zwischen 3 : 97 und 15 : 85.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt hat das erfindungsgemäße Kabel mindestens eine extrudierte Abdeckschicht mit elektrischen Isolierungseigen schaften, die auf dem thermoplastischen Polymermaterial unter Zumischung der zuvor beschriebenen dielektrischen Flüssigkeit gebildet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt das erfindungsgemäße Kabel mindestens eine extrudierte Abdeckschicht mit halbleiten den Eigenschaften, die aus dem thermoplastischen Polymermaterial unter Zumischung der zuvor beschriebenen dielektrischen Flüssigkeit ausgebildet ist. Zur Ausbildung einer halbleitenden Schicht wird im allgemeinen ein leitfähiger Füllstoff zum Polymermaterial hinzugegeben. Um die gute Dispersion des leitfähigen Füllstoffs im Polymer-Basismaterial sicherzustellen, ist letzteres vorzugsweise aus Propylen-Homopolymeren oder -Copolymeren ausgewählt, die mindestens 40 Gew.-% des gesamten Polymergewichts an amorpher Phase umfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das erfindungsgemäße Kabel mindestens eine elektrische Isolierungsschicht und mindestens eine halbleitende Schicht, ausgebildet aus einem thermoplastischen Polymermaterial unter Zumischung einer dielektrischen Flüsigkeit, wie vorher beschrieben. Dies verhindert, daß die halbleitenden Schichten im Laufe der Zeit einen Teil der in der Isolierungsschicht vorliegenden dielektrischen Flüssigkeit absorbieren und so ihre Menge gerade an der Grenzfläche zwischen der Isolierungsschicht und der halbleitenden Schicht, insbesondere der inneren halbleitenden Schicht, wo das elektrische Feld höher ist, verringern.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Polymerzusammensetzung, die ein thermoplastisches Polymermaterial unter Zumischung einer dielektrischen Flüssigkeit umfaßt, wobei:

– das thermoplastische Material ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, umfaßt, wobei das Homopolymer oder Copolymer einen Schmelzpunkt größer als oder gleich 140°C und eine Schmelzenthalpie von 30 bis 100 J/g besitzt;
– die Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens zwei nicht-kondensierten aromatischen Ringen und einem Verhältnis der Zahl von Aryl-Kohlenstoffatomen zur Gesamtzahl von Kohlenstoff atomen größer als oder gleich 0,6, vorzugsweise größer als oder gleich 0,7 umfaßt.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung einer Polymerzusammensetzung, wie zuvor beschrieben, als Polymer-Basismaterial für die Herstellung einer Abdeckschicht (4) mit elektrischen Isolierungseigenschaften oder zur Herstellung einer Abdeckschicht (3, 5) mit halbleitenden Eigenschaften.
Zur Ausbildung einer Abdeckschicht für das erfindungsgemäße Kabel können andere herkömmliche Komponenten zur zuvor definierten Polymerzusammensetzung hinzugegeben werden, wie Antioxidanzien, Prozeßhilfsmittel, Mittel zur Hemmung der "Bäumchen"-Bildung durch Wassereindringung ("water tree retardants") und dergleichen.
Für diesen Zweck geeignete herkömmliche Antioxidanzien sind beispielsweise Distearyl-thiopropionat und Pentaerythryl-tetrakis-[3(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionat] und dergleichen oder ihre Mischungen.
Prozeßhilfsmittel, die zur Polymerbasis zugegeben werden können, schließen beispielsweise Calciumstearat, Zinkstearat, Stearinsäure, Paraffinwachs und dergleichen oder Mischungen davon ein.
Insbesondere bei Mittel- und Hochspannungskabeln können die Polymermaterialien, wie oben definiert, vorteilhaft zur Bildung einer Isolierungsschicht verwendet werden. Wie oben angegeben, zeigen diese Polymermaterialien gute mechanische Eigenschaften sowohl bei Raumtemperatur als auch unter warmen Bedingungen und zeigen ebenso verbesserte elektrische Eigenschaften. Insbesondere ermöglichen sie es, daß eine hohe Betriebstemperatur verwendet wird, die mit Kabeln mit Abdeckungen, die aus vernetzten Polymer-Basismaterialien bestehen, vergleichbar ist oder über sie hinausgeht.
Wenn eine halbleitende Schicht gebildet werden soll, wird im allgemeinen ein leitfähiger Füllstoff, insbesondere Ruß, im Polymermaterial in einer solchen Menge dispergiert, daß das Material halbleitende Eigenschaften (d. h. um beispielsweise einen spezifischen Widerstand von weniger als 5 Ohm·m bei Umgebungstemperatur zu erhalten) bekommt. Diese Menge liegt im allgemeinen zwischen 5 und 80 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 10 und 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der Mischung.
Die Möglichkeit, denselben Typ Polymerzusammensetzung sowohl für die Isolierungsschicht als auch die halbleitenden Schichten zu verwenden, ist bei der Herstellung von Kabeln für Mittel- oder Hochspannung darin besonders vorteilhaft, daß es eine ausgezeichnete Haftung zwischen angrenzenden Schichten und folglich besseres elektrisches Verhalten, insbesondere an der Grenzfläche zwischen der Isolierungsschicht und der inneren halbleitenden Schicht, wo das elektrische Feld und folglich das Risiko von Teilentladungen höher ist, sicherstellt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können unter Vermischen des Polymer-Basismaterials, der dielektrischen Flüssigkeit und weiterer gegebe nenfalls vorliegender Additive mit in der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Da Mischen kann beispielsweise mit einem internen Mischer des Typs mit Tangentialrotoren (Banbury) oder sich gegenseitig durchdringenden Rotoren oder vorzugsweise in einem kontinuierlichen Mischer des Ko-Kneter-(Buss)-Typs oder des gleich- oder gegenläufigen Doppelschnecken-Typs durchgeführt werden.
Alternativ kann die erfindungsgemäße dielektrische Flüssigkeit während dem Extrusionsschritt durch Direktinjektion in den Extruderzylinder zum Polymermaterial zugegeben werden.
Erfindungsgemäß ermöglicht es die Verwendung der zuvor definierten Polymerzusammensetzung für die Abdeckung von Kabeln für Mittel- oder Hochspannung, daß recycelbare flexible Abdeckungen mit ausgezeichneten mechanischen und elektrischen Eigenschaften erhalten werden.
Eine größere Kompatibilität wurde ebenso zwischen der erfindungsgemäßen dielektrischen Flüssigkeit und dem thermoplastischen Basispolymer gefunden als im Fall ähnlicher Mischungen desselben Polymermaterials mit anderen im Stand der Technik bekannten dielektrischen Flüssigkeiten. Diese größere Kompatibilität führt unter anderem zu geringerem Ausschwitzen der dielektrischen Flüssigkeit und folglich einer Verringerung der bereits diskutierten Migrationsphänomene. Infolge ihrer hohen Betriebstemperatur und ihres niedrigen dielektrischen Verlusts können die erfindungsgemäßen Kabel beispielsweise für dieselbe Spannung eine Energie transportieren, die zumindest gleich ist oder sogar größer ist als diejenige, die mit einem herkömmlichen Kabel mit XLPE-Umhüllung transportierbar ist.
Für die Zwecke der Erfindung bedeutet die Bezeichnung "Mittelspannung" im allgemeinen eine Spannung zwischen 1 und 35 kV, wohingegen "Hochspannung" Spannungen größer als 35 kV meint.
Obwohl sich diese Beschreibung hauptsächlich auf die Herstellung von Kabeln für den Transport oder die Verteilung von Mittel- oder Hochspannungsenergie konzentriert, kann die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung für die Abdeckung von elektrischen Vorrichtungen im allgemeinen und insbesondere Kabeln unterschiedlicher Typen, beispielsweise Niederspannungskabel, Telekommunikationskabel oder kombinierte Energie/Telekommunikations-Kabel oder Zubehör, das bei der Konstruktion elektrischer Leitungen verwendet wird, wie beispielsweise Anschlüsse oder Stecker, verwendet werden.
Weitere Eigenschaften ergeben sich aus der im folgenden gegebenen ausführlichen Beschreibung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung, in welcher:
1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Kabels ist, das besonders geeignet ist für Mittel- oder Hochspannung.
In 1 umfaßt das Kabel 1 einen Leiter 2, eine innere Schicht mit halbleitenden Eigenschaften 3, eine Zwischenschicht mit Isolierungseigenschaften 4, eine äußere Schicht mit halbleitenden Eigenschaften 5, eine Metallabschirmung 6 und eine äußere Hülle 7.
Der Leiter 2 besteht im allgemeinen aus Metalldrähten, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, die mit herkömmlichen Verfahren zu einem Strang verbunden sind. Mindestens eine Abdeckschicht, ausgewählt aus der Isolierungsschicht 4 und den halbleitenden Schichten 3 und 5, umfaßt die erfindungsgemäße Zusammensetzung, wie sie zuvor definiert wurde. Um die äußere halbleitende Schicht 5 herum ist üblicherweise eine Abschirmung 6 angeordnet, im allgemeinen aus elektrisch leitenden Drähten oder Streifen, die spiralförmig gewickelt sind. Diese Abschirmung ist mit einer Hülle 7 eines thermoplastischen Materials, z. B. nicht-vernetztem Polyethylen (PE) oder vorzugsweise einem Propylen-Homopolymer oder -Copolymer wie zuvor definiert, abgedeckt.
Das Kabel kann ebenso mit einer äußeren Schutzanordnung (in 1 nicht gezeigt) versehen sein, deren Hauptzweck es ist, das Kabel gegen Schlag oder Druck mechanisch zu schützen. Diese Schutzanordnung kann beispielsweise eine Metallverstärkung oder eine Schicht von geschäumtem Polymer sein, wie in WO 98/52197 beschrieben.
1 zeigt nur eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels. Augenscheinlich können geeignete, im Stand der Technik bekannte Modifikationen an dieser Ausführungsform durchgeführt werden, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.
Das erfindungsgemäße Kabel kann mit bekannten Verfahren zur Abscheidung von Schichten aus thermoplastischem Material, beispielsweise durch Extrusion, aufgebaut werden. Die Extrusion wird vorteilhaft in einem Einlagen-("single pass"), beispielsweise mit dem Tandemverfahren, durchgeführt, bei dem Einzelextruder in Reihe geschaltet sind oder durch Koextrusion mit einem Mehrfachextrusionskopf.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiele
Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der dielektrischen Flüssigkeiten, die in den folgenden Beispielen verwendet werden.
Tabelle 1
Die erfindungsgemäßen dielektrischen Flüssigkeiten waren:
Jarylec^®Exp4 (Handelsprodukt von Elf Atochem):
eine Mischung, die 85 Gew.-% Monoxylylxylol (MXX)
und 15 Gew.-% Dixylylxylol (DXX)
enthält.
Jarylec^®Exp3 (Handelsprodukt von Elf Atochem):
Dibenzyltoluol (DBT)
Die dielektrischen Vergleichsflüssigkeiten waren:
Baysilone^®PD5 (Handelsprodukt von General Electric-Bayer):
Polyphenylmethylsiloxan (PPMS), polyaromatisches dielektrisches Öl wie in IEEE Transactions on Electrical Insulation, Bd. 26, Nr. 4, 1991 beschrieben, mit einer Viskosität von 4 mm²/sek bei 25°C;
Flexon^®641 (Handelsprodukt von Esso):
Aromatisches Öl auf Naphthenbasis mit einer Viskosität von 22 mm²/sek bei 40°C, das aus 40 Gew.-% aromatischen Kohlenwasserstoffen, 57 Gew.-% gesättigten Kohlenwasserstoffen und 3 Gew.-% polaren Verbindungen besteht.
Die folgenden Polymermaterialien wurden verwendet:

– ein flexibles Propylen-Homopolymer mit Schmelzpunkt 160°C, Schmelzenthalpie 56,7 J/g, MFI 1,8 dg/min und Biegemodul 290 MPa (Rexflex^®WL105 – Handelsprodukt von Huntsman Polymer Corp.)

Beispiele 1 bis 6

– ein Propylen-Heterophasen-Copolymer mit einem Gehalt an elastomerer Ethylen/Propylen-Phase von etwa 65 Gew.-% (72 Gew.-% Propylen in der elastomeren Phase), Schmelzenthalpie 32 J/G, Schmelzpunkt 163°C, MFI 0,8 dg/min und Biegemodul von etwa 70 MPa (Hifax^®KSO81 – Handelsprodukt von Montell).

Herstellung der Zusammensetzung
Das Polymer in Körnerform wurde in einem Turbomischer auf 80°C vorgeheizt. Die dielektrische Flüssigkeit wurde in den Mengen, die für die in Tabelle 2 genannten Formulierungen angegeben sind, zum im Turbomischer vorgeheizten Polymer unter Rühren bei 80°C im Verlauf von 15 min gegeben. Nach dem Zusetzen wurde das Rühren für eine weitere Stunde bei 80°C fortgesetzt, bis die Flüssigkeit vollständig in den Polymerkörnern absorbiert war.
Nach dieser ersten Stufe wurde das erhaltene Material in einem Labor-Doppelschnecken-Brabender Plasticorder PL2000 bei einer Temperatur von 185°C zur vollständigen Homogenisierung geknetet. Das Material verließ den Doppelschneckenmischer in Form von Granulat.
Messung der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit ("dielectric strength", DS)
Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit der erhaltenen Polymerzusammensetzungen wurde an Teststücken von Isoliermaterial mit einer Geometrie, die vom EFI (Norwegisches Forschungsinstitut für Elektrische Energie, Norwegian Electric Power Research Institute) in der Veröffentlichung "The EFI Test Method for Accelerated Growth of Water Trees" (IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Toronto, Kanada, 3–6. Juni 1990) vorgeschlagen wurde, bewertet. In diesem Verfahren wird das Kabel mit glasgeformten Teststücken ("glass-shaped test pieces") von Isoliermaterial, deren Basis auf beiden Seiten mit einer Beschichtung aus halbleitenden Material versehen war, nachgebildet.
Die glasgeformten Teststücke wurden durch Formen von Scheiben aus Isoliermaterial bei 160–170°C aus einer Platte mit einer Dicke von 10 mm, die durch Pressen von Granulat bei etwa 190°C erhalten worden war, hergestellt.
Die innere und äußere Oberfläche der Basis, welche eine Dicke von etwa 0,40–0,45 mm besaß, wurde mit einer halbleitenden Beschichtung versehen. Die DS-Messung wurde durchgeführt, indem an diesen Probenstücken, die bei 20°C in Siliconöl eingetaucht wurden, ein Wechselstrom mit 50 Hz angelegt wurde, beginnend mit einer Spannung von 25 kV und Erhöhen alle 30 Minuten in Schritten von 5 kV, bis Durchlöcherung des Teststücks auftrat. Jede Messung wurde an 10 Teststücken wiederholt. Die in Tabelle 2 angegebenen Werte sind das arithmetische Mittel der gemessenen Einzelwerte.
Tabelle 2
Die in Tabelle 2 angegebenen Werte der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit beleuchten die Verbesserung der elektrischen Leistung, die von den erfindungsgemäßen dielektrischen Flüssigkeiten herrührt, im Vergleich zu derjenigen des Basispolymers als solchem oder wenn es mit den dielektrischen Vergleichsflüssigkeiten vermischt ist.
Migrationsversuche
Unter Verwendung der in den Beispielen 5 und 6 hergestellten Polymer/dielektrische Flüssigkeit-Zusammensetzungen, die bei 190°C in 5 mm-Platten geformt waren, wurde der Verlust an dielektrischer Flüssigkeit (ausgedrückt als gewichtsbezogener Prozentsatz der ursprünglichen Menge) gegen die Zeit bei 20°C an Luft gemessen, um das Diffusionsvermögen der dielektrischen Flüssigkeiten im Polymer und folglich ihre zeitliche Stabilität in diesen Zusammensetzungen nachzuweisen.
Tabelle 3
Die Daten der Tabelle 3 zeigen die hohe Kompatibilität der dielektrischen Flüssigkeiten mit dem beschriebenen Polymer-Basismaterial und folglich die niedrige Tendenz dieser Flüssigkeiten, an die Außenseite des Polymermaterials zu migrieren.

Claims

Kabel (1), das mindestens einen elektrischen Leiter (2) und mindestens eine extrudierte Abdeckschicht (3, 4, 5) auf Basis eines thermoplastischen Polymermaterials unter Zumischung einer dielektrischen Flüssigkeit umfaßt, wobei: – das thermoplastische Material ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, umfaßt, wobei das Homopolymer oder Copolymer einen Schmelzpunkt größer als oder gleich 140°C und eine Schmelzenthalpie von 30 bis 100 J/g hat; – die Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens zwei nicht-kondensierten aromatischen Ringen und einem Verhältnis der Zahl von Aryl-Kohlenstoffatomen zur Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen größer als oder gleich 0,6 umfaßt.
Kabel wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Verhältnis der Zahl von Aryl-Kohlenstoffatomen zur Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen größer als oder gleich 0,7 ist.
Kabel wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen Schmelzpunkt von 145 bis 170°C hat.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer eine Schmelzenthalpie von 30 bis 85 J/g hat.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen bei Umgebungstemperatur gemessenen Biegemodul von 30 bis 1.400 MPa besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen bei Umgebungstemperatur gemessenen Biegemodul von 60 bis 1.000 MPa besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen bei 230°C gemessenen Schmelzindex von 0,05 bis 10,0 dg/min besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer einen bei 230°C gemessenen Schmelzindex von 0,5 bis 5,0 dg/min besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Olefincomonomer in einer Menge von weniger als oder gleich 15 mol-% vorliegt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Olefincomonomer in einer Menge von weniger als oder gleich 10 mol-% vorliegt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Olefincomonomer Ethylen oder ein α-Olefin der Formel CH₂=CH-R ist, worin R ein lineares oder verzweigtes C_2-10-Alkyl ist.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei das α-Olefin ausgewählt ist aus 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen und dergleichen oder Kombinationen davon.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das thermoplastische Material ausgewählt ist aus: (a) einem Propylen-Homopolymer oder einem Copolymer von Propylen mit mindestens einem Olefincomonomer, ausgewählt aus Ethylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, mit einem Biegemodul von 30 bis 900 MPa; (b) einem Heterophasen-Copolymer, das eine thermoplastische Phase auf Basis von Propylen und eine elastomere Phase auf Basis von Ethylen, das mit einem α-Olefin copolymerisiert ist, umfaßt, wobei die elastomere Phase in einer Menge von mindestens 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Heterophasen-Copolymers, vorliegt.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer unter (a) einen Biegemodul von 50 bis 400 MPa besitzt.
Kabel wie in Anspruch 13 oder 14 beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer unter (a): – einen Schmelzpunkt von 140 bis 165°C; – eine Schmelzenthalpie von 30 bis 80 J/g; – eine in siedendem Diethylether lösliche Fraktion in einer Menge von weniger als oder gleich 12 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie von weniger als oder gleich 4 J/g; – eine in siedendem n-Heptan lösliche Fraktion in einer Menge von 15 bis 60 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie von 10 bis 40 J/g; und – eine in siedendem n-Heptan unlösliche Fraktion in einer Menge von 40 bis 85 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie größer als oder gleich 45 J/g aufweist.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15 beansprucht, wobei das Propylen-Homopolymer oder -Copohymer (a): – eine in siedendem Diethylether lösliche Fraktion in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie von weniger als oder gleich 2 J/g; – eine in siedendem n-Heptan lösliche Fraktion in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie von 15 bis 30 J/g; und – eine in siedendem n-Heptan unlösliche Fraktion in einer Menge von 50 bis 80 Gew.-% mit einer Schmelzenthalpie von 50 bis 95 J/g aufweist.
Kabel wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei das α-Olefin, welches in die elastomere Phase des Heterophasen-Copolymers unter (b) eingeschlossen ist, Propylen ist.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei die elastomere Phase aus einem elastomeren Copolymer von Ethylen und Propylen besteht, das 15 bis 50 Gew.-% Ethylen und 50 bis 85 Gew.-% Propylen, bezogen auf das Gewicht der elastomeren Phase, umfaßt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das thermoplastische Basismaterial das Propylen-Homopolymer oder -Copolymer in mechanischer Mischung mit einem Polymer niedriger Kristallinität mit einer Schmelzenthalpie von weniger als oder gleich 30 J/g und einer Menge von weniger als oder gleich 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des thermoplastischen Materials, ist.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei das Polymer niedriger Kristallinität in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des thermoplastischen Materials, vorliegt.
Kabel wie in Anspruch 19 oder 20 beansprucht, wobei das Polymer niedriger Kristallinität ein Copolymer von Ethylen mit einem C_3-12-α-Olefin ist.
Kabel wie in Anspruch 19 oder 20 beansprucht, wobei das Polymer niedriger Kristallinität ein Copolymer von Ethylen mit einem α-Olefin und einem Dien ist.
Kabel wie in Anspruch 21 oder 22 beansprucht, wobei das Ethylen-Copolymer ausgewählt ist aus (i) einem Copolymer mit der folgenden Monomerzusammensetzung: 35 bis 90 mol-% Ethylen; 10 bis 65 mol-% α-Olefin; 0 bis 10 mol-% eines Diens; (ii) einem Copolymer mit der folgenden Monomerzusammensetzung: 75 bis 97 mol-% Ethylen; 3 bis 25 mol-% α-Olefin; 0 bis 5 mol-% eines Diens.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei das Ethylen-Copolymer ausgewählt ist aus einem Copolymer mit der folgenden Monomerzusammensetzung: 90 bis 95 mol-% Ethylen; 5 bis 10 mol-% α-Olefin; 0 bis 2 mol-% eines Diens.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 21 bis 24 beansprucht, wobei das α-Olefin ausgewählt ist aus Propylen, 1-Hexen und 1-Octen.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 22 bis 25 beansprucht, wobei das Dien 4 bis 20 Kohlenstoffatome besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 22 bis 26 beansprucht, wobei das Dien ausgewählt ist aus einem konjugierten oder nicht-konjugierten linearen Diolefin und einem monocyclischen oder polycyclischen Dien.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 22 bis 27 beansprucht, wobei das Dien ausgewählt ist aus 1,3-Butadien, 1,4-Hexadien, 1,6-Octadien, 1,4-Cyclohexadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Methylen-2-norbornen, 5-Vinyl-2-norbornen oder ihren Mischungen und dergleichen.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei der Alkylaryl-Kohlenwasserstoff eine dielektrische Konstante bei 25°C von weniger als oder gleich 3,5 besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die dielektrische Konstante bei 25°C weniger als oder gleich 3 ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die dielektrische Flüssigkeit eine kinematische Viskosität bei 20°C zwischen 1 und 500 mm²/s besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die dielektrische Flüssigkeit eine kinematische Viskosität bei 20°C zwischen 5 und 100 mm²/s besitzt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei der Alkylaryl-Kohlenwasserstoff eine Wasserstoffabsorptionskapazität von größer als oder gleich 5 mm³/min besitzt.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei die Wasserstoffabsorptionskapazität größer als oder gleich 50 mm³/min ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei ein Epoxyharz in einer Menge von weniger als oder gleich 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Flüssigkeit, zur dielektrischen Flüssigkeit zugegeben wird.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei der Alkylaryl-Kohlenwasserstoff in einer Menge von größer als oder gleich 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dielektrischen Flüssigkeit, vorliegt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die dielektrische Flüssigkeit mindestens einen Alkylaryl-Kohlenwasserstoff mit mindestens drei nicht-kondensierten aromatischen Ringen umfaßt.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei der Alkylaryl-Kohlenwasserstoff die Strukturformel:
besitzt, worin: R₁, R₂, R₃ und R₄, gleich oder verschieden, Wasserstoff oder Methyl sind; n1 und n2, gleich oder verschieden, 0, 1 oder 2 sind, mit der Maßgabe, daß die Summe n1 + n2 weniger als oder gleich 3 ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei der Alkylaryl-Kohlenwasserstoff ausgewählt ist aus Benzyltoluol, Benzylxylol, (Methylbenzyl)toluol, (Methylbenzyl)xylol, Dibenzyltoluol, Dibenzylxylol, Di(methylbenzyl)toluol, Di(methylbenzyl)xylol und dergleichen oder ihren Mischungen.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die dielektrische Flüssigkeit mindestens ein Triphenylmethan, entweder unsubstituiert oder substituiert mit mindestens einem Rest, ausgewählt aus Methyl, Benzyl und Methylbenzyl, umfaßt.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei das Triphenylmethan ausgewählt ist aus Ditoluylphenylmethan, Dixylylphenylmethan, Xylyltoluylphenylmethan und dergleichen oder ihren Mischungen.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Gewichtsverhältnis der dielektrischen Flüssigkeit zum Polymer-Basismaterial 1 : 99 bis 25 : 75 ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Gewichtsverhältnis der dielektrischen Flüssigkeit zum Polymer-Basismaterial 2 : 98 bis 20 : 80 ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Gewichtsverhältnis der dielektrischen Flüssigkeit zum Polymer-Basismaterial 3 : 97 bis 15 : 85 ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei die extrudierte Abdeckschicht eine Schicht (4) mit elektrischen Isolierungseigenschaften ist.
Kabel wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 44 beansprucht, wobei die extrudierte Abdeckschicht eine Schicht (3, 5) mit halbleitenden Eigenschaften ist.
Kabel wie im vorstehenden Anspruch beansprucht, wobei ein leitfähiger Füllstoff in der Schicht mit halbleitenden Eigenschaften dispergiert ist.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Polymer-Basismaterial ausgewählt ist aus Propylen-Homopolymeren oder -Copolymeren, die mindestens 40 Gew.-% amorphe Phase, bezogen auf das gesamte Polymergewicht, umfassen.
Kabel wie in mindestens einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, wobei mindestens eine Schicht mit elektrischen Isolierungseigenschaften und mindestens eine Schicht mit halbleitenden Eigenschaften vorliegen.
Polymerzusammensetzung, die ein thermoplastisches Polymermaterial unter Zumischung einer dielektrischen Flüssigkeit gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 49 umfaßt.
Verwendung einer Polymerzusammensetzung, wie in Anspruch 50 beansprucht, als Polymer-Basismaterial für die Herstellung einer Abdeckschicht (4) mit elektrischen Isolierungseigenschaften.
Verwendung einer Polymerzusammensetzung, wie in Anspruch 50 beansprucht, als Polymer-Basismaterial für die Herstellung einer Abdeckschicht (3, 5) mit halbleitenden Eigenschaften.