EA010339B1 - Электрический кабель низкого напряжения с изоляционным слоем на основе полиолефина - Google Patents

Электрический кабель низкого напряжения с изоляционным слоем на основе полиолефина Download PDF

Info

Publication number
EA010339B1
EA010339B1 EA200600824A EA200600824A EA010339B1 EA 010339 B1 EA010339 B1 EA 010339B1 EA 200600824 A EA200600824 A EA 200600824A EA 200600824 A EA200600824 A EA 200600824A EA 010339 B1 EA010339 B1 EA 010339B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
polymer
insulating layer
polyolefin
low voltage
mol
Prior art date
Application number
EA200600824A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600824A1 (ru
Inventor
Йонас Юнгквист
Бернт-Оке Султан
Вальд Детлеф
Original Assignee
Бореалис Текнолоджи Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бореалис Текнолоджи Ой filed Critical Бореалис Текнолоджи Ой
Publication of EA200600824A1 publication Critical patent/EA200600824A1/ru
Publication of EA010339B1 publication Critical patent/EA010339B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/447—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from acrylic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к электрическому кабелю низкого напряжения, содержащему изоляционный слой с плотностью ниже 1100 кг/м, который содержит полиолефин, содержащий от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами; также слой содержит соединение с гидролизуемыми силановыми группами и дополнительно содержит от 0,0001 до 3 мас.% катализатора конденсации силанола. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления указанного электрического кабеля низкого напряжения и к применению полиолефина, содержащего от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами при изготовлении изоляционного слоя для электрического кабеля низкого напряжения.

Description

Настоящее изобретение относится к электрическому кабелю низкого напряжения, содержащему изоляционный слой, который содержит полиолефин с полярными группами и гидролизуемыми группами силана и включает катализатор конденсации силанола, к способу его изготовления и к применению указанного полиолефина при изготовлении изоляционного слоя для электрического кабеля низкого напряжения.
Электрические кабели для низких напряжений, то есть напряжений ниже 6 кВ, обычно содержат электрический провод, который покрыт изоляционным слоем. На такой кабель мы далее будем ссылаться как на одножильный кабель. Возможно, два или более таких одножильных кабеля окружены обычным внешним слоем оплетки, оболочкой.
Изоляционный слой электрических кабелей низкого напряжения обычно изготовлен из полимерной композиции, содержащей полимерную основную смолу, такую как полиолефин. Веществом, общепринято используемым в качестве основной смолы, является полиэтилен.
Кроме того, в готовом кабеле полимерная основная смола обычно является поперечно-сшитой.
В дополнение к полимерной основной смоле полимерные композиции для изоляционных слоев электрических кабелей низкого напряжения обычно содержат дополнительные добавки для улучшения физических свойств изоляционного слоя электрического кабеля и для повышения его устойчивости к влиянию различных окружающих условий. Суммарное количество добавок, как правило, составляет примерно от 0,3 до 5%, предпочтительно примерно от 1 до 4% от суммарной массы полимерной композиции. Эти добавки включают стабилизирующие добавки, такие как антиоксиданты, для противостояния распаду за счет окисления, излучения и т. д.; смазывающие добавки, такие как стеариновая кислота, и сшивающие добавки, такие как перекиси, чтобы способствовать сшиванию этиленового полимера изоляционной композиции.
В противоположность электрическим кабелям низкого напряжения (<6 кВ), электрические кабели среднего (>6 до 68 кВ) и высокого напряжения (>68 кВ) состоят из множества полимерных слоев, спрессованных вокруг электрического провода. Электрический провод сначала покрывают внутренним полупроводниковым слоем, а затем изоляционным слоем, а затем внешним полупроводниковым слоем, причем все они основаны на сшитом полиэтилене. Снаружи от этих внутренних слоев кабеля обычно наносят покрытия, состоящие из гидроизоляционных, металлических экранов, подушки (полимерного слоя, делающего кабель округлым), и снаружи - слой оплетки на основе полиолефина. Толщина изоляционного слоя этих кабелей находится в интервале от 5 до 25 мм.
Поскольку в электрических кабелях низкого напряжения изоляционный слой обычно значительно тоньше, например от 0,4 до 3 мм, и этим слоем непосредственно покрыт электрический провод, а изоляционный слой является единственным слоем, окружающим каждую отдельную проводящую жилу, очень важно, чтобы этот изоляционный слой обладал хорошими механическими свойствами, такими как коэффициент удлинения на разрыве и прочность на разрыв. Однако когда этот тонкий полиолефиновый слой прессуют на холодный провод, его механические свойства значительно ухудшаются. По этой причине при прессовании изоляционных слоев, содержащих полиолефины, на провода обычно используют предварительно нагретые провода, однако, это является недостатком по сравнению с материалами, такими как, например, поливинилхлорид (ПВХ). На механические свойства этого тонкого полиолефинового слоя, кроме того, отрицательно влияет пластификатор, проникающий в него из окружающих слоев подушки и оплетки, нанесенных снаружи жил (жилы) кабеля, которые все еще обычно основаны на ПВХ в кабелях низкого напряжения.
Кроме того, кабельные спайки между электрическими кабелями низкого напряжения предпочтительно делают таким образом, что после снятия части изоляционного слоя на концах обоих кабелей, которые нужно соединить, и соединения электрических проводов новый изоляционный слой, покрывающий соединенные провода, часто формируют из полиуретанового полимера. Соответственно, важно, чтобы полимерная композиция исходного изоляционного слоя проявляла хорошую адгезию к полиуретановому полимеру, используемому для восстановления изоляционного слоя, так чтобы этот слой не прерывался даже при механической нагрузке на кабельные спайки.
Кроме того, поскольку изоляционные слои электрических кабелей низкого напряжения обычно формируют путем непосредственного прессования на провод, важно, чтобы полимерная композиция, применяемая для изоляционного слоя, проявляла хорошие экструзионные свойства и после прессования сохраняла хорошие механические свойства.
В νθ 95/17463 описано применение сульфоновой кислоты в качестве катализатора конденсации, добавляемого в основную смесь, которая содержит 3-30% по весу ЬО, РЕ или ЕВА.
В νθ 00/36612 описан электрический кабель среднего/высокого напряжения (МУ/НУ) с хорошими электрическими свойствами, в частности, долгосрочными свойствами. Эти кабели МУ/НУ всегда имеют внутренний полупроводниковый слой и наружный изоляционный слой. Адгезия между этими слоями всегда является хорошей, поскольку они изготовлены, по существу, из одинакового материала, то есть соединений полиэтилена. В противоположность этому настоящее изобретение посвящено электрическому кабелю низкого напряжения и среди прочего решает проблему адгезии изоляционного слоя провода и проблемы, связанные с прессованием непосредственно на провод.
- 1 010339
В \νϋ 02/88239 раскрыто, как должны быть выбраны добавки к кислотному катализатору конденсации.
В И8 5225469 описаны полимерные композиции, основанные на сополимерах этилена-винилового эфира и этилена-алкилакрилата, которые можно сшить с получением изоляционных покрытий для проводной и кабельной продукции.
В ЕР 1235232 раскрыто, что покрывающий слой кабелей, основанный на композиционном материале, содержит полярные группы и неорганический материал.
Соответственно, целью настоящего изобретения является разработка электрического кабеля низкого напряжения с изоляционным слоем, который проявляет хорошие механические свойства и в то же время проявляет хорошую адгезию к полиуретановым полимерам и после прессования сохраняет свои хорошие механические свойства. Следующей целью изобретения является разработка электрического кабеля низкого напряжения с изоляционным слоем, обладающим улучшенной устойчивостью к ухудшению механических свойств, вызванному миграцией пластификаторов из ПВХ в этот слой.
Настоящее изобретение основано на открытии, что такой электрический кабель низкого напряжения может быть получен, если изоляционный слой содержит полимер с количеством от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами, и дополнительно содержит соединение, содержащее гидролизуемые группы силана, и включает от 0,0001 до 3 мас.% катализатора конденсации силанола.
В настоящем изобретении, таким образом, предложен электрический кабель низкого напряжения, содержащий изоляционный слой с плотностью ниже 1100 кг/м3, который содержит полиолефин, содержащий от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами, и дополнительно содержит соединение с гидролизуемыми группами силана, и включает от 0,0001 до 3 мас.% катализатора конденсации силанола.
Неожиданно обнаружено, что изоляционный слой, который содержит полиолефин, содержащий от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами, и дополнительно содержит соединение с гидролизуемыми группами силана, и включает от 0,0001 до 3 мас.% катализатора конденсации силанола, резко увеличивает адгезию по отношению к полиуретановым полимерам, так что твердые кабельные спайки между электрическими кабелями низкого напряжения по изобретению могут быть изготовлены из полиуретановых полимерных наполнителей.
В то же время изоляционный слой кабеля соответствует жестким требованиям, предъявляемым к механическим свойствам электрического кабеля низкого напряжения. В частности, улучшен коэффициент удлинения при разрыве. Кабели ЬУ часто устанавливают в зданиях. Одножильные кабели обычно устанавливают в каналы, и во время установки одножильные кабели протягивают через длинные каналы. Острые углы и особенно другие устройства могут вызвать повреждения изоляционного слоя кабеля. Электрический кабель низкого напряжения по изобретению за счет его улучшенного коэффициента удлинения при разрыве эффективно предотвращает такие разрывы в процессе установки.
Кроме того, изоляционный слой проявляет улучшенные свойства экструзии, поскольку во время процесса прессования не требуется никакого предварительного нагревания или требуется меньшая степень предварительного нагревания провода для получения хороших механических свойств готового изоляционного слоя.
Наконец, изоляционный слой сохраняет хорошие механические свойства при старении с ПВХ.
Электрический кабель низкого напряжения по изобретению был тщательно оптимизирован в отношении всех требуемых параметров. Сочетание механической прочности при малой абсорбции пластификаторов в ПВХ является ключевым параметром. Другим важным аспектом данного изобретения является низкое количество полярных групп. Это особенно важно для электрических кабелей низкого напряжения, поскольку они должны быть высоко экономически эффективными. Обычно их изготавливают только с одним комбинированным изоляционным слоем и слоем оболочки, который является самым тонким. Нельзя переоценить, как важно, чтобы этот слой обладал высоким электрическим сопротивлением и хорошей механической прочностью. Это осуществимо при низком количестве полярных групп. Другим аспектом изобретения является получение соединения с хорошими абразивными свойствами. Если композиция содержит большое количество сополимеров, эта композиция будет мягче. Абразивные свойства важны при промышленных применениях, например, с высокими степенями вибрации. Это является другой причиной, по которой количество полярных групп должно быть низким.
В выражение «соединение с полярными группами» следует включать как случай, где используют только одно химическое соединение с полярными группами, так и случай, где используют смесь из двух или более чем двух таких соединений.
Предпочтительно полярные группы выбраны из силоксановых, амидных, ангидридных, карбоксильных, карбонильных, гидроксильных, эфирных групп и эпоксигрупп.
Указанный полиолефин может быть, например, получен путем прививки полиолефина соединением, содержащим полярную группу, то есть путем химической модификации полиолефина добавлением соединения, содержащего полярную группу, главным образом в радикальной реакции. Прививка, например, описана в ИЗ 3646155 и И8 4117195.
Однако предпочтительно, чтобы указанный полиолефин был получен путем сополимеризации олефиновых мономеров с сомономерами, несущими полярные группы. В таких случаях весь сомономер обо
- 2 010339 значают выражением «соединение с полярными группами». Таким образом, массовую фракцию соединения с полярными группами, в полиолефине, который был получен путем сополимеризации, можно легко вычислить путем использования соотношения масс мономеров и сомономеров, несущих полярные группы, которые полимеризовали в этом полимере. Например, когда указанный полиолефин получают путем сополимеризации олефиновых мономеров с виниловым соединением, содержащим полярную группу, а также виниловую часть, после полимеризации она образует часть полимерного каркаса и вносит вклад в массовую фракцию «соединения с полярными группами».
В качестве примеров сомономеров с полярными группами, можно упомянуть следующие: (а) эфиры винилкарбоксилаты, такие как винилацетат и винилпивалат, (б) (мет)акрилаты, такие как метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат и гидроксиэтил(мет)акрилат, (в) олефиноненасыщенные карбоновые кислоты, такие как (мет)акриловая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота, (г) производные (мет)акриловой кислоты, такие как (мет)акрилонитрил и (мет)акриловый амид и (д) виниловые эфиры, такие как винилметиловый эфир и винилфениловый эфир.
Среди этих сомономеров виниловые эфиры монокарбоновых кислот, имеющих от 1 до 4 атомов углерода, такие как винилацетат, и (мет)акрилаты спиртов, имеющих от 1 до 4 атомов углерода, такие как метил(мет)акрилат, являются предпочтительными. Особенно предпочтительными сомономерами являются бутилакрилат, этилакрилат и метилакрилат. Два или более чем два таких олефино-ненасыщенных соединения можно использовать в комбинации. В термин «(мет)акриловая кислота» следует включать как акриловую кислоту, так и метакриловую кислоту.
Предпочтительно указанный полиолефин содержит по меньшей мере 0,05 мол.%, более предпочтительно 0,1 мол.% и еще более предпочтительно 0,2 мол.% полярного соединения с полярными группами. Кроме того, это полиолефиновое соединение содержит не более чем 2,5 мол.%, более предпочтительно, не более чем 2,0 мол.%, и еще более предпочтительно не более чем 1,5 мол.% полярного соединения с полярными группами.
В предпочтительном воплощении указанный полиолефин представляет собой гомо- или сополимер этилена, предпочтительно гомополимер.
Полиолефин, используемый для получения изоляционного слоя, предпочтительно сшивают, после того как электрический кабель низкого напряжения изготовляют прессованием. Общим способом достижения такого сшивания является введение перекиси в полимерную композицию, которую после прессования разлагают нагреванием, которое, в свою очередь, способствует сшиванию. Обычно в композицию, применяемую для изготовления изоляционного слоя, добавляют от 1 до 3 мас.%, предпочтительно примерно 2 мас.% перекисного сшивающего агента на основании количества полиолефина, подлежащего сшиванию.
Однако предпочтительно осуществлять сшивание с помощью введения сшивающих групп в полиолефин, содержащий соединение с полярными группами, которое применяется при изготовлении изоляционного слоя.
Гидролизуемые силановые группы можно вводить в полимер либо путем прививки, как, например, описано в И8 3646155 и И8 4117195, либо предпочтительно путем сополимеризации сомономеров, содержащих силановые группы.
Сомономер с силановыми группами обозначают выражением соединение с силановыми группами.
Предпочтительно полиолефин, содержащий силановые группы, получен путем сополимеризации. В случае полиолефинов, предпочтительно полиэтилена, сополимеризацию предпочтительно проводят с ненасыщенным силановым соединением, представленным формулой
Я81ЯУ;. (I) где Я1 представляет собой этилен-ненасыщенную группу гидрокарбил, гидрокарбилокси или (мет)акрилоксигидрокарбил,
Я2 представляет собой алифатическую насыщенную группу гидрокарбил,
Υ, которые могут быть одинаковыми или разными, представляют собой гидролизуемую органическую группу и
с.| равно 0, 1 или 2.
Конкретными примерами ненасыщенного силанового соединения являются те, где Я1 представляет собой винил, аллил, изопропенил, бутенил, циклогексанил или гамма-(мет)акрилоксипропил; Υ представляет собой метокси, этокси, формилокси, ацетокси, пропионилокси или алкил- или ариламиногруппу; и Я2, если присутствует, представляет собой группу метил, этил, пропил, децил или фенил.
Предпочтительное ненасыщенное силановое соединение представлено формулой
СН2=СН81(ОА)з (II) где А представляет собой группу гидрокарбил, имеющую 1-8 атомов углерода, предпочтительно 1-4 атома углерода.
Наиболее предпочтительными соединениями являются винилтриметоксисилан, винилбисметоксиэтоксисилан, винилтриэтоксисилан, гамма-(мет)акрил-оксипропилтриметоксисилан, гамма-(мет)акрилоксипропилтриэтоксисилан и винилтриацетоксисилан.
- 3 010339
Сополимеризацию олефина, например этилена, и насыщенного силанового соединения можно проводить в любых подходящих условиях, приводящих в результате к сополимеризации двух мономеров.
Силансодержащий полимер согласно изобретению пригодно содержит от 0,001 до 15% от общей массы соединение, содержащее силановые группы, предпочтительно от 0,01 до 5% от общей массы, наиболее предпочтительно от 0,1 до 2% от общей массы.
Примеры кислых катализаторов конденсации силанола включают кислоты Льюиса, неорганические кислоты, такие как серная кислота и соляная кислота, и органические кислоты, такие как лимонная кислота, стеариновая кислота, уксусная кислота, сульфоновая кислота и алкановые кислоты, такие как додекановая кислота.
Предпочтительными примерами катализатора конденсации силанола являются сульфоновая кислота и органические соединения олова.
Кроме того, предпочтительно, чтобы катализатор конденсации силанола представлял собой соединение сульфоновой кислоты согласно формуле (III)
Ат8О3Н (III) или его предшественник, где Аг представляет собой замещенную гидрокарбилом арильную группу, и все соединение содержит от 14 до 28 атомов углерода.
Предпочтительно группа Аг представляет собой замещенное гидрокарбилом бензольное или нафталиновое кольцо, где радикал или радикалы гидрокарбила содержат от 8 до 20 атомов углерода в случае бензола и от 4 до 18 атомов углерода в случае нафталина.
Кроме того, предпочтительно, чтобы радикал гидрокарбил представлял собой алкильный заместитель, имеющий от 10 до 18 атомов углерода, и еще более предпочтительно, чтобы алкильный заместитель содержал 12 атомов углерода и был выбран из додецила и тетрапропила. Благодаря наличию в продаже наиболее предпочтительно, чтобы арильная группа представляла собой группу замещенного бензола с алкильным заместителем, содержащим 12 атомов углерода.
Наиболее предпочтительными в настоящее время соединениями формулы (III) являются додецилбензолсульфоновая кислота и тетрапропилбензолсульфоновая кислота.
Катализатор конденсации силанола может также представлять собой предшественник соединения формулы (III), то есть соединение, которое превращается в результате гидролиза в соединение формулы (III). Такой предшественник представляет собой, например, ангидрид сульфоновой кислоты соединения формулы (III). Другим примером является сульфоновая кислота формулы (III), которая защищена гидролизуемой защитной группой, как, например, ацетильной группой, которая может быть удалена путем гидролиза с получением сульфоновой кислоты формулы (III). Катализатор конденсации силанола используют в количестве от 0,0001 до 3 мас.%.
Предпочтительное количество катализатора конденсации силанола составляет от 0,001 до 2 мас.%, и наиболее предпочтительно от 0,005 до 1 мас.%, на основании количества полиолефина, содержащего группы силанола, в полимерной композиции, применяемой для изоляционного слоя.
Эффективное количество катализатора зависит от молекулярной массы используемого катализатора. Так, необходимо меньшее количество катализатора, имеющего низкую молекулярную массу, чем катализаторов, имеющих высокую молекулярную массу.
Если катализатор содержится в основной смеси, предпочтительно, чтобы она содержала катализатор в количестве от 0,02 до 5 мас.%, более предпочтительно примерно от 0,05 до 2 мас.%.
Изоляционный слой электрического кабеля низкого напряжения предпочтительно имеет толщину от 0,4 мм до 3,0 мм, предпочтительно 2 мм или менее в зависимости от применения.
Предпочтительно изоляцией непосредственно покрывают электрический провод.
Кроме того, полимерная композиция, содержащая полиолефин, содержащий соединение с полярными группами и дополнительно соединение с гидролизуемыми силановыми группами, и включающая катализатор конденсации силанола, применяемая для изготовления кабелей низкого напряжения согласно изобретению дает возможность непосредственного прессования изоляционного слоя на предварительно не нагретый или только умеренно предварительно нагретый провод без ухудшения механических свойств готового изоляционного слоя.
Следовательно, в настоящем изобретении также предложен способ изготовления электрического кабеля низкого напряжения, содержащего провод и изоляционный слой с плотностью ниже 1100 кг/м3, который содержит полиолефин, содержащий от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами, где этот способ включает прессование изоляционного слоя на провод, который предварительно нагревают до максимальной температуры 65°С, предпочтительно предварительно нагревают до максимальной температуры 40°С и еще более предпочтительно на предварительно не нагретый провод.
Возможно, между проводом и изоляционным слоем может быть нанесена грунтовка.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению полиолефина, содержащего от 0,02 до 4 мол.% соединения с полярными группами, при изготовлении изоляционного слоя с плотностью ниже 1100 кг/м3 для электрического кабеля низкого напряжения.
Ниже настоящее изобретение будет дополнительно проиллюстрировано с помощью примеров и последующих фигур.
- 4 010339
На фиг. 1 показана прочность на разрыв как функция температуры предварительного нагревания провода для полимера А (сравнительного) и полимера Ό и на фиг. 2 - коэффициент удлинения на разрыве как функция температуры предварительного нагревания провода для полимера А (сравнительного) и полимера Ό.
Примеры
1. Композиции, применяемые для изготовления изоляционных слоев.
a) Полимер А (сравнительный) представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,23 мол.% (1,25 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС), который получен радикальной сополимеризацией мономеров этилена и сомономеров ВТМС. Полимер А имеет плотность 922 кг/м3 и МЕВ2 (190°С, 2,16 кг) 1,00 г/10 мин.
b) Полимер В (сравнительный) представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,25 мол.% (1,3 мас.% винилтриметоксисилана (ВТМС), который получен таким же путем, как и полимер А. Полимер В имеет плотность 925 кг/м3 и МЕВ2 (190°С, 2,16 кг) 1,1 г/10 мин.
c) Полимер С представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,25 мол.% (1,3 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС) и 0,33 мол.% (1,5 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата. Полимер С имеет плотность 925 кг/м3 и МРК2 (190°С, 2,16 кг) 0,9 г/10 мин.
6) Полимер Ό представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,26 мол.% (1,3 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС) и 0,91 мол.% (4,0 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата. Полимер Ό имеет плотность 925 кг/м3 и МРК2 (190°С, 2,16 кг) 0,8 г/10 мин.
е) Полимер Е представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,30 мол.% (1,5 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС) и 1,6 мол.% (7 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата. Полимер Е имеет МЕК2 (190°С, 2,16 кг) 1,69 г/10 мин.
ί) Полимер Е представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,34 мол.% (1,7 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС) и 2,9 мол.% (12 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата. Полимер Е имеет плотность 925 кг/м3 и МЕК2 (190°С, 2,16 кг) 1,50 г/10 мин.
д) Полимер 6 представляет собой сополимер этилена, содержащий 1,8 мол.% (8 мас.% бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата, но не добавляли сомономеры, содержащие силановые группы. Полимер 6 имеет плотность 923 кг/м3 и МЕК2 (190°С, 2,16 кг) 0,50 г/10 мин.
11) Полимер Н представляет собой сополимер этилена, содержащий 4,3 мол.% (17 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата, но не добавляли сомономеры, содержащие силановые группы. Полимер Н имеет плотность 925 кг/м3 и МЕК2 (190°С, 2,16 кг) 1,20 г/10 мин.
ί) Полимер I представляет собой сополимер этилена, содержащий 0,43 мол.% (1,9 мас.%) винилтриметоксисилана (ВТМС) и 4,4 мол.% (17 мас.%) бутилакрилата (БА), который получен таким же путем, как и полимер А, за исключением того, что во время сополимеризации добавляли сомономеры бутилакрилата. Полимер I имеет МЕК2 (190°С, 2,16 кг) 4,5 г/10 мин и плотность 928 кг/м3.
_)) Основнная смесь катализатора СМ-А состоит из 1,7 мас.% катализатора сшивания, представляющего собой додецилбензолсульфоновую кислоту, высушивающего агента и антиоксидантов, компаундированных в сополимер этилен - бутилакрилат (БА) с содержанием БА 17 мас.% и МЕК2 = 8 г/10 мин
k) Заливочная смола на полиуретановой основе Ρϋ 300 представляет собой натурально окрашенную двухкомпонентную систему без наполнителей, предназначенную для применения для кабельных спаек 1 кВ (в соответствии с УЭЕ 0291 1еП 2 тип ЕБЗ-ХУ). Она имеет плотность 1225 кг/м3 и твердость (8йоге Ό) 55. Эта заливочная смола производится Нбйие 6тЬН.
l) Заливочная смола на полиуретановой основе Ρϋ 304 представляет собой двухкомпонентную систему с синим наполнителем, предназначенную для применения для кабельных спаек 1 кВ. Она имеет плотность 1340 кг/м3 и твердость (8йоге Ό) 60. Эта заливочная смола производится Нбйие 6тЬН.
Количество бутилакрилата в полимерах измеряли с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ЕТШ). Массовый процент/мольный процент бутилакрилата определяли по пику бутилакрилата при 3450 см-1, который сравнивали с пиком полиэтилена при 2020 см-1.
Количество винилтриметоксисилана в полимерах измеряли с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ЕТ1К). Массовый процент/мольный процент винилтриметоксисилана определяли по пику силана при 945 см-1, который сравнивали с пиком полиэтилена при 2665 см-1.
2. Изготовление электрических кабелей низкого напряжения.
Кабели, состоящие из 8 мм2 твердого алюминиевого провода и изоляционного слоя толщиной 0,8 мм (для образцов в табл. 1) и 0,7 мм (для образцов на фиг. 1 и фиг. 2), изготавливали в экструдере Ыок1аМаШекег 60 мм при линейной скорости 75 м/мин с использованием следующих условий.
Штамп: прессование (направляющая жилы с диаметром 3,65 и прессовальный штамп с диаметром
- 5 010339
5,4 мм для образцов в табл. 1 и направляющая жилы с диаметром 3,0 и прессовальный штамп с диаметром 4,4 мм для образцов на фиг. 1 и фиг. 2).
Провод: без предварительного нагревания, если не отмечено что-либо еще.
Температура охлаждающей бани: 23°С.
Винты: ЕНзс.
Температурный профиль: 150, 160, 170, 170, 170, 170, 170, 170°С для образцов в табл. 1, фиг. 1 и фиг. 2.
Для сшитых образцов основную смесь катализатора смешивали в сухом виде с полимерами перед прессованием.
3. Способы испытания.
а) Механические и адгезионные свойства.
Механическую оценку кабелей проводили согласно Ι8Θ 527, и испытание на адгезию по отношению к полиуретану было основано на УЭЕ 0472-633.
б) Старение с ПВХ.
Пластинки изоляционного материала помещают в печь при 100°С на 168 ч. Пластинки ПВХ помещают с обеих сторон пластинки изоляционного материала. После испытания из этих пластинок выбивают болванки, а затем помещают в условия при 23°С и 50% влажности на 24 ч. Затем проводят испытания на разрыв в соответствии с Ι8Ο 527. Образцы, которые подвергали старению вместе с ПВХ, также взвешивают до и после старения. Образцы, которые подвергали старению в печи при 100°С в течение 168 ч без контакта с ПВХ, а также другие образцы, которые не подвергали старению, испытывали в соответствии с Ι8Ο 527.
4. Результаты.
Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что как для сшитых, так и для не сшитых (термопластичных) полимеров Е, Е и О, Н, соответственно, механические свойства улучшаются при введении в эти полимеры сомономеров бутилакрилата, содержащих полярные группы.
Кроме того, в табл. 2 показано, что адгезия к полиуретану полимеров С и Ό увеличивается даже для низких количеств включенного бутилакрилата, так что получена хорошая адгезия к полиуретану в соответствии с УЭЕ 0472-633.
На фиг. 1 и фиг. 2 показано, что механические свойства электрических кабелей низкого напряжения согласно изобретению улучшаются, когда изоляционный слой прессуют при такой же температуре предварительного нагревания, как и сравнительный материал. В частности, для удлинения на разрыве это применимо даже для случая, где предварительное нагревание совсем не использовали.
В табл. 3 показано, что изоляционные материалы, содержащие полярные группы, обладают улучшенной устойчивостью к ухудшению механических свойств, вызванному пластификатором в ПВХ, даже если изоляционный материал, содержащий полярные группы, адсорбирует больше пластификатора по сравнению с контрольным образцом.
Таблица 1
Материал Полимер А + 5% по массе СМ-А (сравнительный) Полимер Е + 5% по массе СМ-А Полимер Р + 5% по массе СМ-А Полимер А (сравнительный) Полимер С Полимер Н
Комментарии Сшитый Термопластичный
МРКг (г/10 мин) 1,00 1,69 1,50 1,00 0,50 1,20
Плотность (кг/м3) 922 925 922 923 925
Содержание ВТМС (% масс/масс) 1,25 1,5 1,7 1,25 0 0
Содержание БА(% масс/масс) 0 7 12 0 8 17
Коэфициент удлинения на цазоыае 229 285 272 279 403 530
Прочность на разрыв (МРа) 15,5 15,9 17,7 11,0 11,9 11,2
- 6 010339
Таблица 2
Относительная адгезия к полиуретану, %
Тип заливочной смолы бГезвйагг РЧЗОО 1 кВ, без наполнителя ΟίβδβΐΊβΓΖ ΡΙΙ304 В1аи 1 кВ, с наполнителем
Полимер А+5% по массе СМ-А (сравнительный) 100 100
Полимер С + 5% по массе СМ-А 120 500
Полимер ϋ + 5% по массе СМ-А 290 360
85% по массе Полимера А +10% по массе Полимера I + 5% по массе СМА Данные не получены 290
Таблица 3
Материал Полимер А + 5% по массе СМ-А (сравнительный) Полимер ϋ + 5% по массе СМ-А
Содержание БА (% по массе) 0 4
Коэффициент удлинения на разрыве
Разность после 168 часов при 100 градусах С без ПВХ (%) -11 -19
Разность после 168 часов при 100 градусах С с ПВХ (%) -42 -14
Прочность на разрыв
Разность после 168 часов при 100 градусах С без ПВХ (%) 1 -12
Разность после 168 часов при 100 градусах С с ПВХ (%) -39 -13
Адсорбция пластификатора
Увеличение массы после 168 часов при 100 градусах С с ПВХ (%) 19 31

Claims (8)

1. Электрический кабель низкого напряжения, содержащий провод и изоляционный слой с плотностью ниже 1100 кг/м3, который включает в себя полиолефин, содержащий 0,02-4 мол.% звеньев из соединения с полярными группами, 0,001-15 мас.% звеньев из соединения с гидролизуемыми силановыми группами и 0,0001-3 мас.% катализатора конденсации силанола.
2. Электрический кабель по п.1, где полярные группы выбраны из силоксановых, амидных, ангидридных, карбоксильных, карбонильных, гидроксильных, эфирных групп и эпоксигрупп.
3. Электрический кабель по п.2, где соединение с полярными группами представляет собой бутилакрилат.
4. Электрический кабель по любому из пп.1-3, где полиолефин содержит 0,1-2,0 мол.% звеньев из соединения с полярными группами.
5. Электрический кабель по п.1, где в качестве катализатора конденсации силанола выбраны сульфоновая кислота или органическое соединение олова.
6. Электрический кабель по любому из пп.1-5, где толщина изоляционного слоя составляет от 0,4 до 3 мм.
7. Способ изготовления электрического кабеля низкого напряжения, в котором изоляционный слой, включающий в себя полиолефин, содержащий 0,02-4 мол.% звеньев из соединения с полярными группами, 0,001-15 мас.% звеньев из соединения с гидролизуемыми силановыми группами и 0,0001-3 мас.% катализатора конденсации силанола, прессуют на провод, который предварительно нагревают до максимальной температуры 65°С.
8. Применение композиции полиолефина, содержащего 0,02-4 мол.% звеньев из соединения с полярными группами, 0,001-15 мас.% звеньев из соединения с гидролизуемыми силановыми группами и 0,0001-3 мас.% катализатора конденсации силанола, в качестве материала для изготовления изоляционного слоя для электрического кабеля низкого напряжения.
EA200600824A 2003-10-24 2004-10-22 Электрический кабель низкого напряжения с изоляционным слоем на основе полиолефина EA010339B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03024371A EP1528574B1 (en) 2003-10-24 2003-10-24 Low voltage power cable with insulation layer comprising polyolefin having polar groups
PCT/EP2004/011979 WO2005041215A1 (en) 2003-10-24 2004-10-22 Low voltage power cable with insulation layer comprising polyolefin having polar groups, hydrolysable silane groups and which includes silanol condensation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600824A1 EA200600824A1 (ru) 2006-08-25
EA010339B1 true EA010339B1 (ru) 2008-08-29

Family

ID=34400462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600824A EA010339B1 (ru) 2003-10-24 2004-10-22 Электрический кабель низкого напряжения с изоляционным слоем на основе полиолефина

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7435908B2 (ru)
EP (1) EP1528574B1 (ru)
JP (1) JP5117725B2 (ru)
KR (1) KR100979334B1 (ru)
CN (1) CN100538916C (ru)
AT (1) ATE329356T1 (ru)
BR (1) BRPI0415578A (ru)
CA (1) CA2541574C (ru)
DE (1) DE60305928T2 (ru)
EA (1) EA010339B1 (ru)
ES (1) ES2263891T3 (ru)
PL (1) PL206799B1 (ru)
PT (1) PT1528574E (ru)
WO (1) WO2005041215A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784217C1 (ru) * 2019-04-30 2022-11-23 Бореалис Аг Полимер, отверждаемый во влажной среде, для гибких кабелей

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1849816B1 (en) * 2006-04-26 2008-06-25 Borealis Technology Oy Crosslinkable polyolefin composition comprising high molecular weight silanol condensation catalyst
EP1916673A1 (en) 2006-10-27 2008-04-30 Borealis Technology Oy Semiconductive polyolefin composition
EP1923404B1 (en) 2006-11-16 2009-10-14 Borealis Technology Oy Method for preparing an ethylene-silane copolymer
US20100047469A1 (en) * 2006-12-21 2010-02-25 Basf Se Article, especially cable sheathing, comprising thermoplastic polyurethane and crosslinked polyethylene in adhesive-bonded form
WO2009002845A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 Dow Global Technologies Inc. Crosslinkable blends of polyolefin elastomers and silane copolymers for increased flexibility cable insulation
DE102008061671B4 (de) * 2008-12-12 2016-02-25 Auto-Kabel Management Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugenergiekabels
EP2508558B1 (en) 2011-04-07 2014-05-21 Borealis AG Silane crosslinkable polymer composition
PL2508566T3 (pl) 2011-04-07 2014-08-29 Borealis Ag Sieciowalna poprzez grupy silanowe kompozycja polimerowa
EP3035344A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-22 Borealis AG High pressure radical polymerisation process for a copolymer of ethylene with silane groups containing comonomer
EP3391388B1 (de) 2015-12-18 2020-07-01 LEONI Kabel GmbH Kabel sowie verfahren zur herstellung des kabels
CA3024778C (en) * 2016-06-03 2021-07-20 Borealis Ag Polymer composition for adhesive applications
JP2019040790A (ja) 2017-08-28 2019-03-14 トヨタ自動車株式会社 絶縁電線
CN108976613A (zh) * 2018-07-11 2018-12-11 浙江创新旭隆新材料科技有限公司 一种离火自熄且无滴落的阻燃聚合物
EP3734617A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-04 Borealis AG Moisture cureable polymer for flexible cables
EP3733763A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-04 Borealis AG Polyethylene composition for improving adhesion to polyurethane resins
CN117279988A (zh) * 2021-06-07 2023-12-22 陶氏环球技术有限责任公司 布朗斯台德酸催化剂聚合物组合物
EP4201985A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-28 Borealis AG Polymer composition suitable for cable insulation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235232A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 PIRELLI CAVI E SISTEMI S.p.A. Cable with coating of a composite material

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US522546A (en) * 1894-07-03 Island
GB8310711D0 (en) * 1983-04-20 1983-05-25 Cutatlas Ltd Droplet depositing apparatus
US4489029A (en) * 1983-06-01 1984-12-18 Union Carbide Corporation Compositions based on alkylene-alkyl acrylate copolymers and silanol condensation catalysts; and the use thereof in the production of covered wires and cables
JPH01236521A (ja) * 1988-03-16 1989-09-21 Hitachi Cable Ltd 電力ケーブル
JPH01241704A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Hitachi Cable Ltd 電力ケーブル
CA2048197A1 (en) * 1990-08-03 1992-02-04 Melvin F. Maringer Flame retardant crosslinkable polymeric compositions
US5225469A (en) * 1990-08-03 1993-07-06 Quantum Chemical Corporation Flame retardant polymeric compositions
KR100242146B1 (ko) * 1991-05-31 2000-03-02 데이 수잔 자넷 가교성 중합체 조성물
SE502171C2 (sv) * 1993-12-20 1995-09-04 Borealis Holding As Polyetenkompatibla sulfonsyror som silanförnätningskatalysatorer
CA2135846A1 (en) * 1994-11-15 1996-05-16 Alexander Henderson Cross-linkable polymer composition containing a lactone moiety as a catalyst
US5492760A (en) * 1994-12-05 1996-02-20 At Plastics Inc. Water tree resistant, moisture curable insulation composition for power cables
JPH11126525A (ja) * 1997-10-21 1999-05-11 Mitsubishi Cable Ind Ltd 自己支持型ケーブルの製造方法
JP3988308B2 (ja) * 1999-03-29 2007-10-10 日立電線株式会社 電線・ケーブル
SE515726C2 (sv) * 1999-05-05 2001-10-01 Borealis As Elektrisk kabel
JP2000336215A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Fujikura Ltd 架橋性難燃性樹脂組成物
JP3069093B1 (ja) * 1999-06-10 2000-07-24 住友ベークライト株式会社 シラン架橋ポリオレフィン樹脂組成物及び絶縁ケ―ブル
JP2001155558A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 電力ケーブル
JP2002097324A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Nippon Unicar Co Ltd 水架橋性オレフィン系樹脂組成物、これを用いた水架橋オレフィン系樹脂成形体の製造方法および該樹脂成形体
JP2002133950A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Fujikura Ltd 絶縁電線
PT1433811E (pt) * 2001-05-02 2007-04-30 Borealis Tech Oy Utilização de compostos de polissulfureto para a estabilização de polímeros reticulados contendo grupos silano

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235232A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 PIRELLI CAVI E SISTEMI S.p.A. Cable with coating of a composite material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784217C1 (ru) * 2019-04-30 2022-11-23 Бореалис Аг Полимер, отверждаемый во влажной среде, для гибких кабелей

Also Published As

Publication number Publication date
ATE329356T1 (de) 2006-06-15
CA2541574A1 (en) 2005-05-06
CN1871668A (zh) 2006-11-29
JP5117725B2 (ja) 2013-01-16
EA200600824A1 (ru) 2006-08-25
WO2005041215A1 (en) 2005-05-06
BRPI0415578A (pt) 2007-01-02
US7435908B2 (en) 2008-10-14
DE60305928T2 (de) 2006-10-12
CN100538916C (zh) 2009-09-09
JP2007509473A (ja) 2007-04-12
PL206799B1 (pl) 2010-09-30
ES2263891T3 (es) 2006-12-16
PT1528574E (pt) 2006-10-31
EP1528574B1 (en) 2006-06-07
KR100979334B1 (ko) 2010-08-31
US20080093103A1 (en) 2008-04-24
CA2541574C (en) 2011-12-13
KR20060100385A (ko) 2006-09-20
PL379622A1 (pl) 2006-10-30
EP1528574A1 (en) 2005-05-04
DE60305928D1 (de) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5640889B2 (ja) 電線・ケーブル
US10553332B2 (en) Cable
EA010339B1 (ru) Электрический кабель низкого напряжения с изоляционным слоем на основе полиолефина
EP1916672B1 (en) Flexible power cable with improved water treeing resistance
JPH0912962A (ja) 電気ケーブル被覆用ポリマー組成物
US20130206453A1 (en) Semiconductive polyolefin composition which contains epoxy-groups
WO2015200015A1 (en) Stabilized moisture-curable polymeric compositions
EP3161063A1 (en) Stabilized moisture-curable polymeric compositions
EP2207845B1 (en) Electrical cable comprising a crosslinkable polyolefin composition comprising dihydrocarbyl tin dicarboxylate as silanol condensation catalyst
EP2508558A1 (en) Silane crosslinkable polymer composition
JP2018139177A (ja) シース材およびケーブル
EP3963606A1 (en) Moisture cureable polymer for flexible cables
EP2275477A1 (en) Flame retardant polymer composition comprising an ethylene copolymer with maleic anhydride units as coupling agent
RU2784217C1 (ru) Полимер, отверждаемый во влажной среде, для гибких кабелей
JPH0757559A (ja) 耐熱性被覆電線
EP3035345B1 (en) Layered structure with copper passivator
JPWO2019087505A1 (ja) ケーブル
JP2020188019A (ja) ケーブル
JPS6280908A (ja) 加硫ｅｐゴム絶縁電力ケ−ブル

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM