EP2927910A1 - Dispositif électrique à moyenne ou haute tension - Google Patents

Dispositif électrique à moyenne ou haute tension Download PDF

Info

Publication number
EP2927910A1
EP2927910A1 EP15305453.1A EP15305453A EP2927910A1 EP 2927910 A1 EP2927910 A1 EP 2927910A1 EP 15305453 A EP15305453 A EP 15305453A EP 2927910 A1 EP2927910 A1 EP 2927910A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polymer
layer
weight
oxazoline
surrounding
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15305453.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Koelblin
Matthias Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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 Nexans SA filed Critical Nexans SA
Publication of EP2927910A1 publication Critical patent/EP2927910A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H01B13/145—Pretreatment or after-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H01B13/148—Selection of the insulating material therefor
    • 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
    • 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
    • H01B3/443—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 vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds

Definitions

  • the present invention relates to an electric device of the electric cable type or accessory for electric cable. It applies typically, but not exclusively, to the fields of low-voltage (in particular less than 6kV), medium-voltage (in particular 6 to 45-60 kV) or high-voltage (especially greater than 60 kV) energy cables. , and up to 800 kV), whether DC or AC.
  • the energy cables typically comprise a central electrical conductor and at least one electrically insulating layer crosslinked by techniques well known to those skilled in the art, especially peroxide.
  • the peroxide route tends to be more and more avoided with respect to peroxide decomposition products, presenting disadvantages during the manufacture of the cable, or even once the cable in operational configuration.
  • the peroxides decompose and form crosslinking by-products such as in particular methane, acetophenone, cumyl alcohol, acetone, tert-butanol, alpha-2 methyl styrene and / or water.
  • the formation of water from cumyl alcohol is relatively slow and can occur after several months or even years once the cable is in operational configuration. The risk of breakdown of the crosslinked layers is thus significantly increased.
  • the layer obtained does not have optimum properties of tensile strength and elongation at break, especially during the life of the electric cable (see aging).
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art techniques by providing an electrical device, in particular of the electric cable or accessory type for electric cable, comprising a crosslinked layer whose manufacture significantly limits the presence of sub cross-linking products, such as for example methane and / or water, while guaranteeing optimum mechanical properties (tensile strength and elongation at break) during the lifetime of said electrical device.
  • an electrical device in particular of the electric cable or accessory type for electric cable, comprising a crosslinked layer whose manufacture significantly limits the presence of sub cross-linking products, such as for example methane and / or water, while guaranteeing optimum mechanical properties (tensile strength and elongation at break) during the lifetime of said electrical device.
  • the crosslinked layer makes it possible to avoid the use of organic peroxide, while at the same time guaranteeing a high level of crosslinking, and secondly very good mechanical properties such as tensile strength and elongation at break according to standard NF EN 60811-1-1, during the life of the electrical device.
  • the crosslinked layer of the invention has the advantage of being economical, easy to implement, in particular by extrusion, and easy to manufacture, since it does not require the use of binding degassing processes.
  • Olefin polymer (A) is Olefin polymer
  • the olefin polymer of the invention comprises one or more reactive functional groups capable of reacting with the oxazoline function of the crosslinking agent B, to allow the polymer A to crosslink.
  • Said reactive function will react directly on the oxazoline function after opening the oxazoline during a rise in temperature.
  • the reactive function of the polymer A may be chosen from a carboxyl function, a precursor of the carboxyl function, for example an anhydride, an aromatic thiol function, and a phenol function.
  • a 1 symbolizes the structure of the polymer A
  • B 1 symbolizes the structure of the crosslinking agent B.
  • the polymer A of the invention may comprise at most 20% by weight of reactive function, and preferably at most 10% by weight of reactive function, relative to the total weight of polymer A.
  • the polymer A of the invention may comprise at least 0.2% by weight of reactive functional group, and preferably at least 1% by weight of reactive function, relative to the total weight of polymer A.
  • the olefin polymer A (ie olefin polymer comprising one or more reactive functional groups capable of reacting with the oxazoline function of the crosslinking agent B) is obtained from the polymerization of at least one monomer d olefin, said olefin monomer being preferably an ethylene monomer.
  • the olefin polymer A is preferably an ethylene polymer comprising one or more reactive functional groups capable of reacting with the oxazoline function of the crosslinking agent B.
  • the olefin polymer A may be of the thermoplastic or elastomeric type.
  • the olefin A polymer is of the thermoplastic type, in order to optimize the desired properties, in particular the electrical properties.
  • Thermoplastic polymers conventionally have a readily determinable melting point by Differential Scanning Calorimetry (DSC) according to ASTM D 3418.
  • the olefin A polymer may have a melt flow index (MFI), known in English under the acronym MFI for "Melt Flow Index” or under the acronym MFR for "Melt Flow Rate", between 0.25 and 20 (limits included), preferably between 0.5 and 15 (inclusive), and even more preferably between 5 and 12 (inclusive), expressed in grams / 10 minutes, according to ASTM D 1238 at 190 ° C / 2 , 16 kg.
  • MFI melt flow index
  • the temperature (ie 190 ° C.) and the weight (ie 2.16 kg) mentioned in accordance with ASTM D 1238 respectively refer to the temperature of the sleeve and the die of the measuring apparatus, and to the total mass of the piston with load that presses the material to be measured to push it through the die of said apparatus.
  • polymer is understood to mean any type of polymer well known to those skilled in the art, such as, for example, homopolymer, copolymer, terpolymer, block copolymer, etc.
  • the olefin A polymer may be based on a homopolymer of ethylene or of an ethylene copolymer chosen from high density polyethylenes (HDPE), medium density polyethylenes (MDPE) and low density polyethylenes (LDPE). ), linear low density polyethylenes (LLDPE), and very low density polyethylenes (VLDPE).
  • HDPE high density polyethylenes
  • MDPE medium density polyethylenes
  • LDPE low density polyethylenes
  • LLDPE linear low density polyethylenes
  • VLDPE very low density polyethylenes
  • the reactive function of the polymer A can be grafted onto said polymer, or more particularly on the macromolecular chain of the polymer A, which is of the olefin polymer type.
  • the polymer A of the invention is a so-called "grafted" polymer.
  • the polymer A may be an olefin polymer comprising said reactive functions grafted onto the polymer.
  • the polymer according to the invention may be a polymer comprising at least one reactive function grafted on the macromolecular chain (ie main chain or " backbone ") of said polymer. The ends of the macromolecular chain of the polymer may in turn be grafted or not with said reactive function.
  • polymer A of the first variant of grafted polyethylene maleic anhydride.
  • the polymer A of the invention may be an olefin copolymer and a monomer bearing the reactive function.
  • the polymer A may be a copolymer obtained from the polymerization of at least two monomers, one being an olefin and the other being a monomer comprising said reactive function.
  • Said monomer comprising said reactive functional group may be chosen from unsaturated carboxylic acid monomers, comprising in particular a carbon-carbon double bond, such as, for example, the monomers of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, isocrotonic acid, tiglic acid, vinyl acetic acid, 2-pentenoic acid, 3-pentenoic acid, allyl acetic acid, angelic acid, citraconic acid, or mesaconic acid.
  • copolymers of ethylene and of methacrylic acid or copolymers of ethylene and of acrylic acid.
  • Terpolymers or in other words copolymers obtained from three monomers, may also be considered within the scope of the invention.
  • the polymer A may be a copolymer obtained from the polymerization of three different monomers, the first being an olefin, and the second and third being monomers comprising said reactive function.
  • Said monomers comprising said reactive functional group may be chosen independently from unsaturated carboxylic acid monomers and their derivatives, comprising in particular a carbon-carbon double bond, such as, for example, the monomers of acrylic acid, methacrylic acid, of acid maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, isocrotonic acid, tiglic acid, vinyl acetic acid, 2-pentenoic acid, 3-pentenoic acid, allyl acetic acid, angelic acid, citraconic acid, or mesaconic acid.
  • the melting temperature of the polymers A of the present invention may be from 80 to 170 ° C, preferably from 80 to 120 ° C, and preferably from 90 to 115 ° C.
  • the melting temperature of a polymer is conventionally measured at the melting peak of said polymer by differential scanning calorimetry (DSC) with a temperature ramp of 20 ° C./min under a nitrogen atmosphere.
  • the polymer A of the invention is a polymer that can be shaped by extrusion.
  • the polymer A of the invention may be of the olefin homopolymer or copolymer type.
  • said olefin polymer is a noncyclic olefin polymer.
  • ethylene polymer homo- or copolymer of ethylene
  • propylene polymer homo- or copolymer of propylene
  • the reactive function may be preferably a carboxyl function.
  • the polymer composition of the invention may comprise more than 50.0 parts by weight of polymer A per 100 parts by weight of polymer (s) (i.e., polymeric matrix) in the polymer composition; preferably at least 70 parts by weight of polymer A per 100 parts by weight of polymer (s) in said polymer composition; preferably at least 90 parts by weight of polymer A per 100 parts by weight of polymer (s) in said polymer composition, and particularly preferably only one or more polymers A.
  • the olefin polymer A is preferably not a polyacrylate. More particularly, polymer A does not comprise an ester function of general formula RCOOR '. Indeed, the ester functions are not at all advantageous for the mechanical properties sought in the field of cabling of the invention.
  • Polyacrylates are typically obtained by the polymerization of acrylic ester (s), especially without the presence of olefin monomer.
  • the olefin polymer A is very different from the polyacrylate, since the olefin polymer A is obtained by the polymerization from at least one monomer of olefin.
  • polyacrylates mention may be made of alkyl acrylate copolymers.
  • Polyacrylates therefore all have pendant ester functions on their macromolecular chain, these functions preferably not falling within the scope of the invention.
  • polyacrylates described above are not at all advantageous for the mechanical properties sought in the field of cabling of the invention.
  • the polymer composition may comprise less than 10 parts by weight of polyacrylate, and preferably less than 5 parts by weight of polyacrylate, per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
  • the polymeric composition does not include a polyacrylate.
  • the device of the invention does not comprise a polyacrylate.
  • the olefin polymer A is preferably not a polyimide. More particularly, the polymer A does not comprise an imide functional group of general formula (RCO) 2 NR '. Indeed, the imide functions are not at all advantageous for the mechanical properties sought in the field of cabling of the invention.
  • the polymer composition may comprise less than 10 parts by weight of polyimide, and preferably less than 5 parts by weight of polyimide, per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
  • the polymeric composition does not comprise polyimide. More particularly, the device of the invention does not comprise polyimide.
  • the polymer composition may comprise less than 10 parts by weight of fluoropolymer, and preferably less than 5 parts by weight of fluoropolymer, per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
  • the polymer composition does not include a fluoropolymer.
  • the device of the invention does not comprise a fluoropolymer.
  • the constituent polymer (s) of the polymer composition are solely one or more olefin-based polymers.
  • the polymer composition of the invention may comprise at least 40.0% by weight of polymer (s), and preferably at least 50.0% by weight of polymer (s), relative to the total weight of the polymer composition, thus forming the polymer matrix of the invention.
  • the polymer composition of the invention may comprise at most 99.8% by weight of polymer (s), and preferably at most 96.0% by weight of polymer (s), relative to the total weight of the polymer. polymeric composition.
  • the polymer matrix does not include in particular the crosslinking agent B when it is in the form of a polymer.
  • the crosslinking agent B of the invention comprises at least two reactive functions intended to react with the reactive function (s) of the olefin polymer A. At least one of these two reactive functions is an oxazoline function. Preferably, the crosslinking agent B can comprise at least two oxazoline functions.
  • the crosslinking agent B of the invention may be a polymeric compound or a non-polymeric compound.
  • the crosslinking agent is different from the polymer A.
  • the oxazoline function is a function whose general formula (I) is as follows:
  • B 1 symbolizes the structure of the crosslinking agent B which carries at least one of this oxazoline function.
  • B 1 can therefore be the macromolecular chain of a polymer or a non-polymeric compound of the aliphatic or aromatic type.
  • the oxazoline function can be covalently attached to B 1 by a carbon unit, an ether unit, an ester unit, a urethane unit, a nitrogen, phosphorus or sulfur type heteroatom.
  • R1, R2, R3 and R4 may be independently selected from hydrogen and alkyl. Preferably, R1, R2, R3 and R4 are hydrogens.
  • crosslinking agent of the invention when the crosslinking agent of the invention is of the "non-polymeric" type, it does not result from the covalent linking of a large number of identical or different monomer units, and preferably it does not result from covalent linking of at least two identical or different monomer units.
  • the crosslinking agent is a polymeric compound
  • the crosslinking agent is a copolymer functionalized with oxazoline functions.
  • the crosslinking agent comprises at least two oxazoline functions.
  • Non-polymeric compound comprising two oxazoline functions bis-oxazoline, such as for example 2,2 '- (1,3-phenylene) bis (2-oxazoline) (1,3-PBO), 2 , 2 '- (1,4-phenylene) bis (2-oxazoline) (1,4-PBO) or 2,2' - (2,6-pyridylene) bis (2-oxazoline) (pybox).
  • bis-oxazoline such as for example 2,2 '- (1,3-phenylene) bis (2-oxazoline) (1,3-PBO), 2 , 2 '- (1,4-phenylene) bis (2-oxazoline) (1,4-PBO) or 2,2' - (2,6-pyridylene) bis (2-oxazoline) (pybox).
  • non-polymeric crosslinking agent comprises more than two oxazoline functions
  • compounds comprising three oxazoline functions such as 2,2 ', 2 "- (1,3,5-phenylene) -tris- 2-oxazoline or 2,2 ', 2 "- (1,2,4-phenylene) -tris-5-methyl-2-oxazoline.
  • the oxazoline function of the crosslinking agent (B) is able to react with the reactive function of the polymer to allow crosslinking of the olefin polymer (A).
  • the crosslinking agent is preferably in powder form in order to facilitate its dosing during its extrusion processing.
  • the crosslinking kinetics relative to the crosslinking agent, and more particularly the opening of the oxazoline ring is a function of the temperature of the reaction medium.
  • the crosslinking can be carried out at temperatures of at least 70 ° C, preferably between 70 and 120 ° C, and preferably between 80 and 100 ° C, these temperatures being particularly well adapted for the implementation of the polymer composition of the invention by extrusion.
  • a temperature below 70 ° C can be used, but the crosslinking will be relatively slow.
  • a temperature above 200 ° C. at a pressure greater than atmospheric pressure, for a few minutes, may also be used for the crosslinking of the polymer composition of the invention, for example a temperature of between 250 and 350 ° C. , especially at a pressure of 10 bar.
  • These conditions are those typical of crosslinking conditions using a continuous line of vulcanization ("CV line"), in particular a steam or nitrogen line, for the production of cable.
  • CV line continuous line of vulcanization
  • the crosslinking agent B has a melting point higher than the melting temperature of the polymer A.
  • the melting temperature of the crosslinking agent B is conventionally measured at the melting peak of said crosslinking agent by differential scanning calorimetry analysis. (DSC) with a temperature ramp of 10 ° C / min under a nitrogen atmosphere.
  • the polymer composition according to the invention may comprise a sufficient amount of crosslinking agent B in order to carry out the crosslinking of the polymer A.
  • the polymer composition according to the invention may comprise at most 20.0 parts by weight of crosslinking agent B per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition, and preferably at most 15.0 parts by weight of crosslinking agent B per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
  • the polymer composition according to the invention may comprise at least 0.1 parts by weight of crosslinking agent B per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition, and preferably at least 5 parts by weight of agent crosslinking B per 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
  • the polymer composition of the invention may comprise at most 20% by weight of crosslinking agent B, relative to the total weight of the polymer composition.
  • the polymer composition of the invention may comprise at least 0.1% by weight of crosslinking agent B, relative to the total weight of the polymer composition.
  • the polymer composition of the invention may further comprise one or more fillers.
  • the filler of the invention may be a mineral or organic filler. It can be chosen from a flame retardant filler and an inert filler (or non-combustible filler).
  • the flame-retardant filler may be a hydrated filler, chosen in particular from metal hydroxides such as, for example, magnesium dihydroxide (MDH) or aluminum trihydroxide (ATH).
  • MDH magnesium dihydroxide
  • ATH aluminum trihydroxide
  • These fire-retardant fillers mainly act physically by decomposing endothermically (eg water release), which has the effect of lowering the temperature of the crosslinked layer and to limit the propagation of flames along the electrical device.
  • endothermically eg water release
  • the inert filler can be, for its part, chalk, talc, clay (e.g., kaolin), carbon black, or carbon nanotubes.
  • the charge may also be an electrically conductive charge chosen in particular from carbonaceous charges.
  • electrically conductive filler carbon blacks, graphenes, carbon nanotubes.
  • the electrically conductive filler may be preferred to obtain a crosslinked layer called "semiconductor", and may be introduced into the polymer composition in an amount sufficient to make the semiconductor composition, this amount varying according to the type electrically conductive charge selected.
  • the appropriate amount of electrically conductive filler may be from 8 to 40% by weight in the polymer composition for carbon black; and may be from 0.1 to 5% by weight in the polymer composition for carbon nanotubes.
  • the electrically conductive filler may be preferred to obtain a so-called “electrically insulating" crosslinked layer, and may be used in small quantities to improve the dielectric properties of an electrically insulating layer, without it becoming semi-transparent. conductive.
  • the polymer composition may comprise at least 1% by weight of filler (s), preferably at least 10% by weight of filler (s), and preferably at most 50% by weight of filler (s), relative to the weight total of the polymer composition.
  • the electrical device does not include / preferably include no halogenated compounds. More generally speaking, a so-called halogen-free or "halogen-free” device.
  • halogenated compounds may be of any kind, such as, for example, fluorinated polymers or chlorinated polymers such as polyvinyl chloride (PVC), halogenated plasticizers, halogenated mineral fillers, etc.
  • the composition may typically additionally comprise additives in an amount of 0.1 to 20% by weight in the polymer composition.
  • the antioxidants make it possible to protect the composition of the thermal stresses generated during the steps of manufacturing the device or operating the device.
  • TMQ antioxidants are preferably used when the polymer composition comprises electrically conductive fillers.
  • the type of stabilizer and its level in the composition of the invention are conventionally chosen as a function of the maximum temperature experienced by the polymers during the production of the mixture and during their preparation. in particular by extrusion, as well as according to the maximum duration of exposure to this temperature.
  • the crosslinking catalysts are intended to assist in crosslinking.
  • the crosslinking catalyst may be selected from Lewis acids; Brönsted acids; and tin catalysts such as dibutyltin dilaurate (DBTL).
  • DBTL dibutyltin dilaurate
  • Crosslinking rate modifying agents may react with the oxazoline function to form a modified oxazoline function. They may be polyfunctional molecules comprising at least three functions chosen independently from carboxylic, phenolic and aromatic thiol functions.
  • the reticulated layer and the electrical device are identical to each other.
  • the crosslinked layer can easily be characterized by determining its gel level according to ASTM D2765-01.
  • said crosslinked layer may advantageously have a gel level, according to ASTM D2765-01 (xylene extraction), of at least 50%, preferably at least 70%, preferably at least 80% by weight. %, and particularly preferably at least 90%.
  • the crosslinked layer of the invention may be selected from an electrically insulating layer, a semiconductor layer, a stuffing element and a protective sheath.
  • the device of the invention may of course comprise combinations of at least two of these four types of crosslinked layer.
  • the crosslinked layer of the invention may be the outermost layer of the electrical device.
  • the term "electrically insulating layer” a layer whose electrical conductivity can be at most 1.10 -9 S / m (siemens per meter) (at 25 ° C).
  • the polymer composition of the invention can comprise at least 70% by weight of polymer A, relative to the total weight of the polymer composition, thus forming the polymer matrix of the invention.
  • semiconductor layer means a layer whose electrical conductivity can be at least 1.10 -9 S / m (siemens per meter), preferably at least 1.10 -3 S / m. and preferably may be less than 1.10 3 S / m (at 25 ° C).
  • the polymer composition of the invention may comprise an electrically conductive filler in an amount sufficient to render the crosslinked layer of the semiconductor invention.
  • the crosslinked layer of the invention may be an extruded layer or a molded layer, by methods well known to those skilled in the art.
  • the electrical device of the invention may be an electric cable or an accessory for an electric cable.
  • the device according to the invention is an electrical cable comprising said crosslinked layer surrounding said elongated electrically conductive element.
  • the crosslinked layer is preferably an extruded layer by techniques well known to those skilled in the art.
  • the crosslinked layer of the invention can surround the elongated electrically conductive element according to several variants.
  • the crosslinked layer may be in direct physical contact with the elongated electrically conductive element.
  • the device according to the invention is an accessory for an electric cable, said accessory comprising said crosslinked layer.
  • the accessory is intended to surround or surround the elongated electrically conductive element of an electrical cable. More particularly, said accessory is intended to surround or surrounds an electric cable, and preferably it is intended to surround or surround at least one end of an electric cable.
  • the accessory may be in particular a junction or a termination for an electric cable.
  • the accessory may be typically a hollow longitudinal body, such as for example a junction or termination for electric cable, wherein at least a portion of an electric cable is intended to be positioned.
  • the accessory comprises at least one semiconductor element and at least one electrically insulating element, these elements being intended to surround one end of an electric cable.
  • the semiconductor element is well known for controlling the geometry of the electric field when the electric cable, associated with said accessory, is energized.
  • the crosslinked layer of the invention may be said semiconductor element and / or said electrically insulating element of the accessory.
  • the accessory is a junction
  • the junction being intended to surround or then surrounding at least in part these two electric cables. More particularly, the end of each electrical cable to be connected is positioned inside said junction.
  • the termination is intended to surround or at least partly surrounds an electric cable. More particularly, the end of the electrical cable to be connected is positioned within said termination.
  • the crosslinked layer is preferably a layer molded by techniques well known to those skilled in the art.
  • the elongate electrically conductive element of the electrical cable may be a metal wire or a plurality of twisted or unreinforced metal wires, in particular made of copper and / or aluminum, or one of their alloys.
  • Step i can be performed by techniques well known to those skilled in the art, using an extruder.
  • step i the extruder output composition is said to be "non-crosslinked", the temperature as well as the processing time within the extruder being optimized accordingly.
  • non-crosslinked is meant a layer whose gel level according to ASTM D2765-01 (xylene extraction) is at most 20%, preferably at most 10%, preferably at most 5%. %, and particularly preferably 0%.
  • an extruded layer is thus obtained around said electrically conductive element, which may or may not be directly in physical contact with said electrically conductive element.
  • the constituent compounds of the polymer composition of the invention may be mixed, in particular with the polymer A in the molten state, in order to obtain a homogeneous mixture.
  • the temperature within the mixer may be sufficient to obtain a polymer A in the molten state, but is limited to prevent the opening of the oxazoline function of the crosslinking agent B, and therefore the crosslinking of the polymer A.
  • the homogeneous mixture is granulated, by techniques well known to those skilled in the art. These granules can then feed an extruder to perform step i.
  • the operating temperature within the extruder and / or the mixer may be classically greater than or equal to the melting temperature of the extruder.
  • crosslinking agent B especially knowing that the melting temperature of the polymer A is preferably lower than the melting temperature of the crosslinking agent B.
  • the crosslinking agent B can be mixed particularly homogeneously with the polymer A.
  • the crosslinking agent B can be homogeneously mixed with the polymer A, while significantly limiting, if not avoiding, any reaction of the crosslinking agent B with the polymer A.
  • 1,3-PBO which has a melting point of about 148 ° C.
  • the maximum extrusion and / or mixing temperature is preferably at most 158 ° C.
  • Step ii may be carried out thermally, for example by means of a continuous vulcanization line ("CV line"), a steam tube, a bath of molten salt, a furnace or a thermal chamber, these techniques being well known to those skilled in the art.
  • CV line continuous vulcanization line
  • steam tube a steam tube
  • bath of molten salt a furnace or a thermal chamber
  • Step ii thus makes it possible to obtain a crosslinked layer, in particular having a gel level, according to ASTM D2765-01, of at least 40%, preferably at least 50%, preferably at least 60%, and particularly preferably at least 70%.
  • the extruded composition in the form of a layer around the electrically conductive element can then be subjected to a sufficient temperature and for a sufficient time, in order to obtain the desired crosslinking, by reacting the reactive functions of the polymer A with open oxazoline functions. An extruded and crosslinked layer is then obtained.
  • Step i may be carried out by techniques well known to those skilled in the art, in particular by molding or extrusion-molding.
  • the constituent compounds of the polymer composition of the invention may be mixed as described above for the manufacture of a cable.
  • Step ii may be carried out thermally, for example using a heating mold, which may be the mold used in step i.
  • Stage ii thus makes it possible to obtain a crosslinked layer, in particular having a gel level, according to ASTM D2765-01, of at least 40%, preferably at least 50%, preferably at least 60%, and particularly preferably at least 70%.
  • step i the composition of step i can then be subjected to a sufficient temperature and for a sufficient time, in order to obtain the desired crosslinking, by the reaction of the reactive functions of polymer A with the open oxazoline functions. A molded and crosslinked layer is then obtained.
  • the crosslinking temperature and the crosslinking time of the extruded and / or molded layer used are in particular functions of the thickness of the layer, the number of layers, the presence or absence of a crosslinking catalyst, etc.
  • the temperature profile of the extruder and the extrusion rate are parameters on which the skilled person can also play to ensure the achievement of the desired properties.
  • the figure 1 is a schematic cross-sectional view of an electric cable according to a preferred embodiment according to the invention.
  • the figure 2 is a schematic view of an electrical device according to the invention, comprising a junction in longitudinal section, this junction surrounding the end of two electrical cables.
  • the figure 3 is a schematic view of an electrical device according to a first embodiment of the invention, comprising a longitudinal sectional termination, this termination surrounding the end of a single electrical cable.
  • Medium or high voltage power cable 1 shown in FIG. figure 1 comprises an elongate central conductive element 2, in particular made of copper or aluminum.
  • the energy cable 1 further comprises several layers arranged successively and coaxially around this conductive element 2, namely: a first semiconductor layer 3 called “internal semiconductor layer”, an electrically insulating layer 4, a second layer Semiconductor semiconductor layer external ", a metal screen 6 for grounding and / or protection, and an outer protective sheath 7.
  • the electrically insulating layer 4 is an extruded and crosslinked layer obtained from the polymer composition according to the invention.
  • the semiconductor layers are also extruded and crosslinked layers, obtainable from the polymer composition according to the invention.
  • the figure 2 represents a device 101 comprising a junction 20 partially surrounding two electrical cables 10a and 10b.
  • the electric cables 10a and 10b respectively comprise an end 10'a and 10'b, intended to be surrounded by the junction 20.
  • the body of the junction 20 comprises a first semiconductor element 21 and a second semiconductor element 22, separated by an electrically insulating element 23, said semiconductor elements 21, 22 and said electrically insulating element 23 surround the ends 10 ' a and 10'b respectively electric cables 10a and 10b.
  • This junction 20 makes it possible to electrically connect the first cable 10a to the second cable 10b, in particular thanks to an electrical connector 24 disposed at the center of the junction 20.
  • At least one of the elements selected from the first semiconductor element 21, the second semiconductor element 22 and said electrically insulating element 23 may be a crosslinked layer as described in the invention.
  • the first electrical cable 10a comprises an electrical conductor 2a surrounded by a first semiconductor layer 3a, an electrically insulating layer 4a surrounding the first semiconductor layer 3a, and a second semiconductor layer 5a surrounding the electrically insulating layer 4a.
  • the second electrical cable 10b comprises an electrical conductor 2b surrounded by at least a first semiconductor layer 3b, an electrically insulating layer 4b surrounding the first semiconductor layer 3b, and a second semiconductor layer 5b surrounding the electrically insulating layer 4b .
  • These electric cables 10a and 10b may be those described in the present invention.
  • the second semiconductor layer 5a, 5b is at least partially stripped so that the electrically insulating layer 4a, 4b is at least partially positioned inside. of the junction 20, without being covered with the second semiconductor layer 5a, 5b of the cable.
  • the electrically insulating layers 4a, 4b are directly in physical contact with the electrically insulating element 23 and the first semiconductor element 21 of the junction 20.
  • the second semiconductor layers 5a, 5b are in direct physical contact with the second semiconductor element 22 of the junction 20.
  • the figure 3 represents a device 102 comprising a termination 30 surrounding a single electrical cable 10c.
  • the electric cable 10c comprises an end 10'c, intended to be surrounded by the termination 30.
  • the body of the termination 30 comprises a semiconductor element 31 and an electrically insulating element 32, said semiconductor element 31 and said electrically insulating element 32 surround the end 10'c of the electric cable 10c.
  • At least one of the elements selected from the semiconductor element 31 and the electrically insulating element 32 may be a crosslinked layer as described in the invention.
  • the electrical cable 10c comprises an electrical conductor 2c surrounded by a first semiconductor layer 3c, an electrically insulating layer 4c surrounding the first semiconductor layer 3c, and a second semiconductor layer 5c surrounding the electrically insulating layer 4c.
  • This electric cable 10c may be that described in the present invention.
  • the second semiconductor layer 5c is at least partially stripped so that the electrically insulating layer 4c is at least partially positioned inside the terminal 30, without being covered by the second semiconductor layer 5c of the cable.
  • the electrically insulating layer 4c is directly in physical contact with the electrically insulating element 32 of the termination 30.
  • the second semiconductor layer 5c is in direct physical contact with the semiconductor element. conductor 31 of the junction 30.
  • Table 1 below collects uncharged polymer compositions, the amounts of the compounds are expressed as percentages (%) by weight in the polymer composition.
  • the polymer matrix in these polymer compositions comprises a single olefin A polymer (A1, A2, A3 or A4).
  • compositions C1 to C6 are in accordance with the invention, while the composition Ref1 corresponds to a reference composition.
  • compositions summarized in Table 1 are implemented as follows.
  • the crosslinking agent B is mixed with the polymer A in the molten state, in a single-screw Brabender type extruder.
  • the temperature profile of the extruder is shown in Table 2 below. ⁇ u> Table 2 ⁇ / u> compositions Speed (m / min) Zone 1 introduction (° C) Zone 2 (° C) Zone 3 (° C) Zone 4 at the extruder outlet (° C) Ref1 0.8 148 158 165 164 C1 1.03 149 166 164 160 C2 1.03 149 166 164 160 C3 1.07 166 182 178 186 C4 1.03 145 157 164 168 C5 1.03 145 157 164 168 C6 1.03 145 157 164 168
  • the speed shown in Table 2 is the extrusion speed.
  • compositions of Table 1 are thus extruded into a ribbon layer, according to the extrusion characteristics mentioned in Table 2.
  • the thickness of the ribbons is 2.0 mm.
  • the extrusion may advantageously be carried out in a layer surrounding an elongated electrically conductive element to form a cable, but the characterization of the mechanical properties (electrically insulating compositions not loaded according to the invention) in ribbon form is sufficient.
  • the extruded layers C1 to C6 in ribbon form are not crosslinked, and have a gel level of the order 0%.
  • the extruded layer Ref1 does not comprise a crosslinking agent, it can not be crosslinked.
  • the extruded layers C1 to C6 are crosslinked by heat input.
  • the extruded layers C1 to C3 in the form of a ribbon are crosslinked at a temperature of at least 90 ° C. for several hours, in particular for 24 hours. More particularly, the C1 to C3 extruded layers are crosslinked for 6 hours at 95 ° C. and then for 18 hours at 115 ° C., at atmospheric pressure, using a standard oven marketed by Heraeus.
  • the extruded layers C1 to C3 in the form of a ribbon are crosslinked at a temperature of 70.degree. C. for several hours, in particular for 117 hours, at atmospheric pressure, using a standard oven. marketed by Heraeus.
  • the extruded layers C4 to C6 in the form of ribbon are, in turn, crosslinked at a temperature of 280 ° C for a few minutes, especially for 5 minutes. More particularly, the extruded layers C4 to C6 are crosslinked for 3 minutes at 280 ° C. under 0 bar, then for 2 minutes at 280 ° C. under 10 bar, at room temperature. using a conventional heating press. They are then cooled for 2 minutes under 10 bar.
  • the standard NF EN 60811-2-1 describes the measurement of the hot flow of a material under load.
  • the corresponding test is commonly designated by the Anglicism "Hot Set Test”. It concretely consists of ballasting one end of a test piece of material with a mass corresponding to the application of a stress equivalent to 0.2 MPa, and placing the assembly in an oven heated to 200 +/- 1 ° C. a duration of 15 minutes. At the end of this period, the hot elongation under load of the test piece, expressed in%, is recorded. The suspended mass is then removed, and the test piece is kept in the oven for another 5 minutes. The remaining permanent elongation, also called remanence, is then measured before being expressed in%.
  • the tensile strength is preferably at least 12.5 N / mm 2
  • the elongation at break is preferably at least 200%, these mechanical properties being determined according to the standard NF EN 60811-1-1.
  • the hot elongation under load is preferably less than 175%, and the remanence is preferably less than 15%, these properties being determined according to standard NF EN 60811-2-1.
  • the layers of the invention are perfectly crosslinked, while having very good mechanical properties such as tensile strength and elongation at break, the latter being greater than 200%.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif électrique (1,20,30) comprenant une couche réticulée (3,4,5,21,22,23,31,32) destinée à entourer ou entourant un élément électriquement conducteur allongé, caractérisé en ce que la couche réticulée est obtenue à partir d'une composition polymère comprenant : - au moins un polymère d'oléfine (A), et - un agent de réticulation (B) comprenant une ou plusieurs fonctions oxazoline, le polymère A comprenant une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B.

Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif électrique du type câble électrique ou accessoire pour câble électrique. Elle s'applique typiquement, mais non exclusivement, aux domaines des câbles d'énergie à basse tension (notamment inférieure à 6kV), à moyenne tension (notamment de 6 à 45-60 kV) ou à haute tension (notamment supérieur à 60 kV, et pouvant aller jusqu'à 800 kV), qu'ils soient à courant continu ou alternatif.
  • Les câbles d'énergie comprennent typiquement un conducteur électrique central et au moins une couche électriquement isolante réticulée par des techniques bien connues de l'homme du métier, notamment par voie peroxyde.
  • La voie peroxyde tend de plus en plus à être évitée par rapport aux produits de décomposition du peroxyde, présentant des inconvénients lors de la fabrication du câble, voire même une fois le câble en configuration opérationnelle. En effet, lors de la réticulation, les peroxydes se décomposent et forment des sous-produits de réticulation tels que notamment du méthane, de l'acétophénone, de l'alcool cumylique, de l'acétone, du tertiobutanol, de l'alpha-méthyle styrène et/ou de l'eau. La formation d'eau à partir d'alcool cumylique est relativement lente et peut se produire après plusieurs mois, voire quelques années une fois que le câble est en configuration opérationnelle. Le risque de claquage des couches réticulées est ainsi augmenté de façon significative. En outre, si le méthane formé au cours de l'étape de réticulation n'est pas évacué des couches réticulées, des risques liés à l'explosivité du méthane et sa capacité à s'enflammer ne doivent pas être ignorés. Ce gaz peut également occasionner des dégâts une fois le câble mis en service. Même si des solutions existent pour limiter la présence de méthane au sein du câble, telles que par exemple traiter le câble thermiquement afin d'accélérer la diffusion de méthane en dehors du câble, elles deviennent longues et coûteuses lorsque l'épaisseur des couches réticulées est importante.
  • A titre d'exemple de procédé de réticulation n'utilisant pas la voie peroxyde, on peut citer le document US-4 826 726 qui décrit un câble électrique résistant à la chaleur comprenant un conducteur électrique allongé entouré par une couche réticulée obtenue à partir d'une composition comprenant un copolymère éthylénique comprenant une fonction oxirane, et un composé polymérique en tant qu'agent de réticulation, du type copolymère d'éthylène et d'anhydride d'acide dicarboxylique insaturé.
  • Toutefois, une fois ladite composition réticulée, la couche obtenue ne présente pas des propriétés de résistance à la traction et d'allongement à la rupture optimales, notamment au cours de la vie du câble électrique (cf. vieillissement).
  • Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant un dispositif électrique, notamment du type câble électrique ou accessoire pour câble électrique, comprenant une couche réticulée dont la fabrication limite de façon significative la présence de sous-produits de réticulation, comme par exemple le méthane et/ou l'eau, tout en garantissant des propriétés mécaniques (résistance à la traction et allongement à la rupture) optimales au cours de la vie dudit dispositif électrique.
  • La présente invention a pour objet un dispositif électrique, notamment du type câble électrique ou accessoire pour câble électrique, comprenant une couche réticulée apte à entourer ou entourant un élément électriquement conducteur allongé, caractérisé en ce que la couche réticulée est obtenue à partir d'une composition polymère comprenant :
    • au moins un polymère d'oléfine (A), et
    • un agent de réticulation (B) comprenant une ou plusieurs fonctions oxazoline,
    le polymère d'oléfine (A) comprenant une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation (B).
  • Grâce à l'invention, la couche réticulée permet d'éviter l'utilisation de peroxyde organique, tout en garantissant d'une part un haut niveau de réticulation, et d'autre part de très bonnes propriétés mécaniques du type résistance à la traction et allongement à la rupture selon la norme NF EN 60811-1-1, au cours de la vie du dispositif électrique.
  • En outre, la couche réticulée de l'invention présente l'avantage d'être économique, facile à mettre en oeuvre, notamment par extrusion, et facile à fabriquer, puisqu'elle ne nécessite pas de recourir à des procédés contraignants de dégazage.
    • Polymère d'oléfine (A)
  • Le polymère d'oléfine de l'invention comprend une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B, pour permettre la réticulation du polymère A.
  • Ladite fonction réactive va réagir directement sur la fonction oxazoline après ouverture de l'oxazoline lors d'une élévation de température.
  • La fonction réactive du polymère A peut être choisi parmi une fonction carboxyle, un précurseur de la fonction carboxyle tel par exemple un anhydride, une fonction thiol aromatique, et une fonction phénol.
  • Ainsi, la réaction chimique entre la fonction réactive du polymère A du type fonction carboxylique et de la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B va permettre de former une fonction amide stable, liée de façon covalente à une fonction ester : la fonction ester provenant de la fonction réactive du polymère A et la fonction amide provenant de l'oxazoline de l'agent de réticulation B. On peut illustrer cette réaction chimique de réticulation comme suit, sous l'action de la chaleur (Δ):
    Figure imgb0001
  • A1 symbolise la structure du polymère A, et B1 symbolise la structure de l'agent de réticulation B.
  • Lors de cette réaction de réticulation, aucun produit toxique n'est donc formé.
  • Le polymère A de l'invention peut comprendre au plus 20% en poids de fonction réactive, et de préférence au plus 10% en poids de fonction réactive, par rapport au poids total du polymère A.
  • Le polymère A de l'invention peut comprendre au moins 0,2 % en poids de fonction réactive, et de préférence au moins 1% en poids de fonction réactive, par rapport au poids total du polymère A.
  • Bien entendu, des mélanges de différents polymères A peuvent être envisagé dans le cadre de l'invention, notamment avec différentes quantités de fonction réactive.
  • Le polymère d'oléfine A (i.e. polymère d'oléfine comprenant une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B) est obtenu à partir de la polymérisation d'au moins un monomère d'oléfine, ledit monomère d'oléfine étant de préférence un monomère d'éthylène. A ce titre, le polymère d'oléfine A est de préférence un polymère d'éthylène comprenant une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B.
  • Le polymère d'oléfine A peut être du type thermoplastique ou élastomère.
  • De préférence, le polymère d'oléfine A est du type thermoplastique, afin d'optimiser les propriétés souhaitées, notamment les propriétés électriques. Les polymères thermoplastiques ont classiquement un point de fusion facilement déterminable par calorimétrie différentielle à balayage (ou DSC pour « Differential Scanning Calorimetry ») selon la norme ASTM D 3418.
  • Le polymère d'oléfine A peut avoir un indice de fluidité (IF), connu en anglais sous le sigle MFI pour « Melt Flow Index » ou sous le sigle MFR pour « Melt Flow Rate », compris entre 0,25 et 20 (bornes incluses), de préférence entre 0,5 et 15 (bornes incluses), et de façon encore plus préférée entre 5 et 12 (bornes incluses), exprimé en gramme/10 minutes, selon la norme ASTM D 1238 à 190°C/2,16 kg.
  • La température (i.e. 190°C) et le poids (i.e. 2,16 kg) mentionnés selon la norme ASTM D 1238 font respectivement références à la température du fourreau et de la filière de l'appareil de mesure, et à la masse totale du piston avec charge qui appuie sur la matière à mesurer pour la pousser à travers la filière dudit appareil.
  • On entend par le terme « polymère » tout type de polymère bien connu de l'homme du métier, tel que par exemple, homopolymère, copolym ère, terpolymère, copolymère séquencé,...etc.
  • Le polymère d'oléfine A peut être à base d'un homopolymère d'éthylène ou d'un copolymère d'éthylène, choisi parmi les polyéthylènes haute densité (HDPE), les polyéthylènes moyenne densité (MDPE), les polyéthylènes basse densité (LDPE), les polyéthylènes linéaires basse densité (LLDPE), et les polyéthylènes très basse densité (VLDPE).
  • Selon une première variante, la fonction réactive du polymère A peut être greffée sur ledit polymère, ou plus particulièrement sur la chaîne macromoléculaire du polymère A qui est du type polymère d'oléfine.
  • Le polymère A de l'invention est, selon cette première variante, un polymère dit « greffé ». Ainsi, le polymère A peut être un polymère d'oléfine comprenant lesdites fonctions réactives greffées sur le polymère. En d'autres termes, le polymère selon l'invention peut être un polymère comprenant au moins une fonction réactive greffée sur la chaine macromoléculaire (i.e. chaîne principale ou « backbone ») dudit polymère. Les extrémités de la chaîne macromoléculaire du polymère peuvent être quant à elles greffées ou non avec ladite fonction réactive.
  • A titre d'exemple, on peut citer comme polymère A de la première variante, le polyéthylène greffé anhydride maléique.
  • Selon une deuxième variante, le polymère A de l'invention peut être un copolymère d'oléfine et d'un monomère portant la fonction réactive. En d'autres termes, le polymère A peut être un copolymère obtenu à partir de la polymérisation d'au moins deux monomères, l'un étant une oléfine et l'autre étant un monomère comprenant ladite fonction réactive. Ledit monomère comprenant ladite fonction réactive peut être choisi parmi les monomères insaturés d'acide carboxylique, comprenant notamment une double liaison carbone-carbone, tels que par exemple les monomères d'acide acrylique, d'acide méthacrylique, d'acide maléique, d'acide fumarique, d'acide crotonique, d'acide isocrotonique, d'acide tiglique, d'acide vinyle acétique, d'acide 2-pentènoique, d'acide 3-pentènoique, d'acide allyl acétique, d'acide angélique, d'acide citraconique, ou d'acide mésaconique.
  • A titre d'exemple, on peut citer les copolymères d'éthylène et d'acide méthacrylique, ou les copolymères d'éthylène et d'acide acrylique.
  • Les terpolymères, ou en d'autres termes les copolymères obtenus à partir de trois monomères, peuvent également être envisagés dans le cadre de l'invention. Le polymère A peut être dans ce cas un copolymère obtenu à partir de la polymérisation de trois monomères différents, le premier étant une oléfine, et le second et le troisième étant des monomères comprenant ladite fonction réactive. Lesdits monomères comprenant ladite fonction réactive peuvent être choisis indépendamment parmi les monomères insaturés d'acide carboxylique et leurs dérivés, comprenant notamment une double liaison carbone-carbone, tels que par exemple les monomères d'acide acrylique, d'acide méthacrylique, d'acide maléique, d'acide fumarique, d'acide crotonique, d'acide isocrotonique, d'acide tiglique, d'acide vinyle acétique, d'acide 2-pentènoique, d'acide 3-pentènoique, d'acide allyl acétique, d'acide angélique, d'acide citraconique, ou d'acide mésaconique.
  • A titre d'exemple, on peut citer les terpolymères d'éthylène, d'acide méthacrylique et d'acide acrylique.
  • La température de fusion des polymères A de la présente invention peut être comprise entre 80 et 170°C, de préférence entre 80 et 120 °C, et de préférence entre 90 et 115°C. La température de fusion d'un polymère est classiquement mesurée au pic de fusion dudit polymère par analyse calorimétrique différentielle (DSC) avec une rampe de température de 20°C/min sous atmosphère d'azote.
  • Le polymère A de l'invention est un polymère permettant d'être mise en forme par extrusion.
  • Le polymère A de l'invention peut être du type homopolymère ou copolymère d'oléfine. De préférence, ledit polymère d'oléfine est un polymère d'oléfine non cyclique.
  • Dans la présente invention, on préférera utiliser un polymère d'éthylène (homo- ou copolymère d'éthylène) ou un polymère de propylène (homo- ou copolymère de propylène).
  • Selon la première variante de l'invention, décrite ci-avant, on pourra utiliser un homopolymère d'oléfine greffé fonction réactive, ou un copolymère d'oléfine greffé fonction réactive, la fonction réactive pouvant être de préférence une fonction carboxyle.
  • Selon la deuxième variante de l'invention, décrite ci-avant, on pourra utiliser un copolymère obtenu à partir d'un monomère d'oléfine et d'un monomère comprenant au moins une fonction réactive.
  • La composition polymère de l'invention peut comprendre plus de 50,0 parties en poids de polymère A pour 100 parties en poids de polymère(s) (i.e. matrice polymère) dans la composition polymère ; de préférence au moins 70 parties en poids de polymère A pour 100 parties en poids de polymère(s) dans ladite composition polymère ; de préférence au moins 90 parties en poids de polymère A pour 100 parties en poids de polymère(s) dans ladite composition polymère, et de façon particulièrement préférée uniquement un ou des polymères A.
  • Dans la présente invention, le polymère d'oléfine A n'est de préférence pas un polyacrylate. Plus particulièrement, le polymère A ne comprend pas de fonction ester de formule générale RCOOR'. En effet, les fonctions esters ne sont pas du tout avantageuses pour les propriétés mécaniques recherchées dans le domaine de la câblerie de l'invention.
  • Les polyacrylates sont typiquement obtenus par la polymérisation d'ester acrylique(s), notamment sans la présence de monomère d'oléfine.
  • Dans le cas où le polyacrylate est obtenu sans la présence de monomère d'oléfine, le polymère d'oléfine A est bien différent du polyacrylate, puisque le polymère d'oléfine A est obtenu par la polymérisation à partir d'au moins un monomère d'oléfine.
  • A titre d'exemples de polyacrylates, on peut citer les copolymères d'acrylate d'alkyle.
  • Les polyacrylates ont donc tous des fonctions esters pendantes sur leur chaîne macromoléculaire, ces fonctions n'entrant de préférence pas dans le cadre de l'invention.
  • En effet, les polyacrylates décrits ci-dessus ne sont pas du tout avantageux pour les propriétés mécaniques recherchées dans le domaine de la câblerie de l'invention.
  • Dans un mode de réalisation particulier, la composition polymère peut comprendre moins de 10 parties en poids de polyacrylate, et de préférence moins de 5 parties en poids de polyacrylate, pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition. De préférence, la composition polymère ne comprend pas de polyacrylate. Plus particulièrement, le dispositif de l'invention ne comprend pas de polyacrylate.
  • Dans la présente invention, le polymère d'oléfine A n'est de préférence pas un polyimide. Plus particulièrement, le polymère A ne comprend pas de fonction imide de formule générale (RCO)2NR'. En effet, les fonctions imides ne sont pas du tout avantageuses pour les propriétés mécaniques recherchées dans le domaine de la câblerie de l'invention.
  • Dans un mode de réalisation particulier, la composition polymère peut comprendre moins de 10 parties en poids de polyimide, et de préférence moins de 5 parties en poids de polyimide, pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition. De préférence, la composition polymère ne comprend pas de polyimide. Plus particulièrement, le dispositif de l'invention ne comprend pas de polyimide.
  • Par ailleurs, la composition polymère peut comprendre moins de 10 parties en poids de polymère fluoré, et de préférence moins de 5 parties en poids de polymère fluoré, pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition. De préférence, la composition polymère ne comprend pas de polymère fluoré. Plus particulièrement, le dispositif de l'invention ne comprend pas de polymère fluoré.
  • Dans la présente invention, lorsque l'on parle de « 100 parties en poids de polymère(s) », on entend préférentiellement le ou les polymères différents de l'agent de réticulation B dans la composition polymère (lorsque l'agent de réticulation B est sous forme de polymère).
  • De façon particulièrement avantageuse, le ou les polymères constitutifs de la composition polymère (i.e. la matrice polymère) sont uniquement un ou des polymère(s) à base d'oléfine.
  • La composition polymère de l'invention peut comprendre au moins 40,0 % en poids de polymère(s), et de préférence au moins 50,0 % en poids de polymère(s), par rapport au poids total de la composition polymère, formant ainsi la matrice polymère de l'invention. De préférence, la composition polymère de l'invention peut comprendre au plus 99,8 % en poids de polymère(s), et de préférence au plus 96,0 % en poids de polymère(s), par rapport au poids total de la composition polymère.
  • Dans la présente invention, la matrice polymère n'inclut notamment pas l'agent de réticulation B lorsqu'il est sous forme d'un polymère.
    • Agent de réticulation (B)
  • L'agent de réticulation B de l'invention comprend au moins deux fonctions réactives destinées à réagir avec la ou les fonctions réactives du polymère d'oléfine A. Au moins une de ces deux fonctions réactives est une fonction oxazoline. De préférence, l'agent de réticulation B peut comprendre au moins deux fonctions oxazoline.
  • L'agent de réticulation B de l'invention peut être un composé polymérique ou un composé non polymérique. De préférence, l'agent de réticulation est différent du polymère A.
  • La fonction oxazoline est une fonction dont la formule générale (I) est la suivante :
    Figure imgb0002
  • B1 symbolise la structure de l'agent de réticulation B qui porte au moins une de cette fonction oxazoline.
  • B1 peut donc être la chaîne macromoléculaire d'un polymère ou un composé non polymérique du type aliphatique ou aromatique.
  • La fonction oxazoline peut être rattachée de façon covalente à B1 par une unité carbone, une unité éther, une unité ester, une unité uréthane, un hétéroatome du type azote, phosphore ou soufre.
  • R1, R2, R3 et R4 peuvent être choisis, indépendamment les uns des autres, parmi un atome d'hydrogène et un groupe alkyle. De préférence, R1, R2, R3 et R4 sont des hydrogènes.
  • Lorsque l'agent de réticulation de l'invention est du type « non polymérique », il n'est pas issu de l'enchaînement covalent d'un grand nombre de motifs monomères identiques ou différents, et de préférence il n'est pas issu de l'enchaînement covalent d'au moins deux motifs monomères identiques ou différents.
  • Dans un premier mode de réalisation dans lequel l'agent de réticulation est un composé polymérique, l'agent de réticulation est un copolymère fonctionnalisé avec des fonctions oxazoline. A titre d'exemple, on peut citer le copolymère commercialisé par la société Nippon Sokubai, sous la référence Epocros.
  • Dans un deuxième mode de réalisation dans lequel l'agent de réticulation est un composé non polymérique, l'agent de réticulation comprend au moins deux fonctions oxazoline.
  • On peut citer comme composé non polymérique comprenant deux fonctions oxazoline, les bis-oxazoline, tels que par exemple le 2,2'-(1,3-phenylene)bis(2-oxazoline) (1,3-PBO), le 2,2'-(1,4-phenylene)bis(2-oxazoline) (1,4-PBO) ou le 2,2'-(2,6-pyridylene)bis(2-oxazoline) (pybox).
  • Lorsque l'agent de réticulation non polymérique comprend plus de deux fonctions oxazoline, on peut citer par exemple des composés comprenant trois fonctions oxazoline, tel que le 2,2',2"-(1,3,5-phenylene)-tris-2-oxazoline ou le 2,2',2"-(1,2,4-phenylene)-tris-5-methyl-2-oxazoline.
  • La fonction oxazoline de l'agent de réticulation (B) est apte à réagir avec la fonction réactive du polymère pour permettre la réticulation du polymère d'oléfine (A).
  • L'agent de réticulation est de préférence sous forme de poudre afin de faciliter son dosage lors de sa mise en oeuvre par extrusion.
  • Classiquement, la cinétique de réticulation relative à l'agent de réticulation, et plus particulièrement l'ouverture du cycle oxazoline, est fonction de la température du milieu réactionnel. A titre d'exemple, la réticulation peut s'effectuer à des températures d'au moins 70°C, de préférence comprises entre 70 et 120°C, et de préférence comprise entre 80 et 100°C, ces températures étant notamment bien adaptées pour la mise en oeuvre de la composition polymère de l'invention par extrusion.
  • Une température inférieure à 70°C peut être utilisée, mais la réticulation sera relativement lente.
  • Une température supérieure à 200°C à une pression supérieure à la pression atmosphérique, pendant quelques minutes, pourra en outre également être utilisée pour la réticulation de la composition polymère de l'invention, comme par exemple une température comprise entre 250 et 350°C, notamment à une pression de 10 bar. Ces conditions sont celles typiques des conditions de réticulation à l'aide d'une ligne continue de vulcanisation (« CV line »), notamment une ligne vapeur ou azote, pour la production de câble.
  • De préférence, l'agent de réticulation B a une température de fusion supérieure à la température de fusion du polymère A. La température de fusion de l'agent de réticulation B est classiquement mesurée au pic de fusion dudit agent de réticulation par analyse calorimétrique différentielle (DSC) avec une rampe de température de 10°C/min sous atmosphère d'azote.
  • A titre d'exemple, la température de fusion :
    • du 2,2'-(1,3-phenylene)bis(2-oxazoline) (1,3-PBO) est d'environ 148°C ;
    • du 2,2'-(1,4-phenylene)bis(2-oxazoline)(1,4-PBO) est d'environ 242°C ; et
    • du 2,2'-(2,6-pyridylene)bis(2-oxazoline) (pybox) est d'environ 157°C.
  • La composition polymère conforme à l'invention peut comprendre une quantité suffisante d'agent de réticulation B pour pouvoir réaliser la réticulation du polymère A.
  • La composition polymère conforme à l'invention peut comprendre au plus 20,0 parties en poids d'agent de réticulation B pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition, et de préférence au plus 15,0 parties en poids d'agent de réticulation B pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition.
  • La composition polymère conforme à l'invention peut comprendre au moins 0,1 parties en poids d'agent de réticulation B pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition, et de préférence au moins 5 parties en poids d'agent de réticulation B pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition.
  • Dans la présente invention, lorsque l'on parle de « 100 parties en poids de polymère(s) », on entend préférentiellement le ou les polymères différents de l'agent de réticulation B (lorsque l'agent de réticulation B est sous forme de polymère).
  • La composition polymère de l'invention peut comprendre au plus 20 % en poids d'agent de réticulation B, par rapport au poids total de la composition polym ère.
  • La composition polymère de l'invention peut comprendre au moins 0,1% en poids d'agent de réticulation B, par rapport au poids total de la composition polymère.
    • Composition polymère chargée
  • La composition polymère de l'invention peut en outre comprendre une ou plusieurs charges.
  • La charge de l'invention peut être une charge minérale ou organique. Elle peut être choisie parmi une charge ignifugeante et une charge inerte (ou charge non combustible).
  • A titre d'exemple, la charge ignifugeante peut être une charge hydratée, choisie notamment parmi les hydroxydes métalliques tels que par exemple le dihydroxyde de magnésium (MDH) ou le trihydroxyde d'aluminium (ATH). Ces charges ignifugeantes agissent principalement par voie physique en se décomposant de manière endothermique (e.g. libération d'eau), ce qui a pour conséquence d'abaisser la température de la couche réticulée et de limiter la propagation des flammes le long du dispositif électrique. On parle notamment de propriétés de retard à la flamme, bien connues sous l'anglicisme « flame retardant ».
  • La charge inerte peut être, quant à elle, de la craie, du talc, de l'argile (e.g. le kaolin), du noir de carbone, ou des nanotubes de carbone.
  • La charge peut également être une charge électriquement conductrice choisie notamment parmi les charges carbonées. A titre d'exemple on peut citer comme charge électriquement conductrice les noirs de carbones, les graphènes, les nanotubes de carbones.
  • Selon une première variante, la charge électriquement conductrice pourra être préférée pour obtenir une couche réticulée dite « semi-conductrice », et pourra être introduite dans la composition polymère en une quantité suffisante pour rendre la composition semi-conductrice, cette quantité variant selon le type de charge électriquement conductrice sélectionnées. A titre d'exemple, la quantité appropriée de charge électriquement conductrice peut être comprise entre 8 et 40% en poids dans la composition polymère, pour du noir de carbone ; et peut être de 0,1 à 5% en poids dans la composition polymère, pour des nanotubes de carbones.
  • Selon une seconde variante, la charge électriquement conductrice pourra être préférée pour obtenir une couche réticulée dite « électriquement isolante », et pourra être utilisée en faible quantité pour améliorer les propriétés diélectriques d'une couche électriquement isolante, sans qu'elle ne devienne semi-conductrice.
  • La composition polymère peut comprendre au moins 1% en poids de charge(s), de préférence au moins 10% en poids de charge(s), et de préférence au plus 50% en poids de charge(s), par rapport au poids total de la composition polymère.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, et afin de garantir un dispositif électrique dit HFFR pour l'anglicisme « Halogen-Free Flame Retardant », le dispositif électrique, ou en d'autres termes les éléments qui composent ledit dispositif électrique, ne comprend/comprennent de préférence pas de composés halogénés. On parle plus généralement d'un dispositif dit sans halogène ou « halogen-free ». Ces composés halogénés peuvent être de toutes natures, tels que par exemple des polymères fluorés ou des polymères chlorés comme le polychlorure de vinyle (PVC), des plastifiants halogénés, des charges minérales halogénées, ...etc.
    • Additifs
  • La composition peut typiquement comprendre en outre des additifs en une quantité de 0,1 à 20 % en poids dans la composition polymère.
  • Les additifs sont bien connus de l'homme du métier et peuvent être par exemple choisis parmi :
    • des agents de protection, tels que des antioxydants, des anti-UV, des anti-cuivre, des agents anti-arborescences d'eau,
    • des agents de mise en oeuvre, tels que des plastifiants, des lubrifiants, des huiles,
    • des agents compatibilisants,
    • des agents de couplage,
    • des retardateurs de grillage,
    • des pigments
    • des catalyseurs de réticulation,
    • des agents modifiant la vitesse de réticulation ;
    • et un de leurs mélanges.
  • Plus particulièrement, les antioxydants permettent de protéger la composition des contraintes thermiques engendrées lors des étapes de fabrication du dispositif ou de fonctionnement du dispositif.
  • Les antioxydants sont choisis de préférence parmi :
    • les antioxydants phénoliques à encombrement stérique tels que le tetrakisméthylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate) méthane, le octadecyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphényle)propionate, le 2,2'-thiodiéthylène bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphényle) propionate], le 2,2'-Thiobis(6-t-butyle-4-méthylephénol), le 2,2'-méthylenebis(6-t-butyle-4-méthylphénol), le 1,2-Bis(3,5-di-t-butyle-4-hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine, et le 2,2'-oxamido-bis[éthyl 3(3,5-di-t-butyle-4-hydroxyphényle) propionate] ;
    • les thioéthers tels que le 4,6-bis(octylthiométhyle)-o-crésol, le bis[2-méthyle-4-{ 3-n-alkyle (C12 ou C14)thiopropionyloxy}-5-t-butylphényle]sulfide et le thiobis-[2-t-butyl-5-méthyle-4,1-phénylène] bis [3-(dodecyltio)propionate] ;
    • les antioxydants à base de soufre tels que le Dioctadecyl-3,3'-thiodipropionate ou le Didodecyl-3,3'-thiodipropionate ;
    • les antioxydants à base de phosphore tels que les phosphites ou phosphonates comme par exemple le Tris(2,4-di-t-butyl-phényle)phosphite ou le Bis(2,4-di-t-butylphényle) pentaerythritol diphosphite ; et
    • les antioxydants de type amine tels que les phénylènes diamines (IPPD, 6PPD...), les diphénylam ines styrènés, les diphénylam ines, les mercapto benzimidazoles et le 2,2,4-trimethyl-1,2 dihydroquinoline polymérisé (TMQ), ce dernier type d'antioxydant étant particulièrement préféré dans la composition de l'invention.
  • Les TMQ peuvent avoir différents grades, à savoir :
    • un grade dit « standard » avec un faible degré de polymérisation, c'est-à-dire avec un taux de monomère résiduel supérieur à 1% en poids et ayant une teneur en NaCl résiduelle pouvant aller de 100 ppm à plus de 800 ppm (parties par million massiques) ;
    • un grade dit « à haut degré de polymérisation » avec un haut degré de polymérisation, c'est-à-dire avec un taux de monomère résiduel inférieur à 1% en poids et ayant une teneur en NaCl résiduelle pouvant aller de 100 ppm à plus de 800 ppm ;
    • un grade dit « à faible teneur en sel résiduel » avec une teneur en NaCl résiduelle inférieure à 100 ppm.
  • Les antioxydants de type TMQ sont de préférence utilisés lorsque la composition polymère comprend des charges électriquement conductrices.
  • Le type de stabilisant et son taux dans la composition de l'invention sont classiquement choisis en fonction de la température maximale subie par les polymères pendant la production du mélange et pendant leur mise en oeuvre, notamment par extrusion, ainsi que selon la durée maximale d'exposition à cette température.
  • Les catalyseurs de réticulation ont pour but d'aider à la réticulation. Le catalyseur de réticulation peut être choisi parmi les acides de Lewis ; les acides de Brönsted ; et les catalyseurs à base d'étain comme par exemple le dilaurate de dibutylétain (DBTL).
  • Les agents modifiant la vitesse de réticulation peuvent réagir avec la fonction oxazoline pour former une fonction oxazoline modifiée. Ils peuvent être des molécules polyfonctionnelles comprenant au moins trois fonctions choisies indépendamment parmi les fonctions carboxyliques, phénoliques et thiol aromatiques.
    • La couche réticulée et le dispositif électrique
  • Dans la présente invention, la couche réticulée peut être facilement caractérisée par la détermination de son taux de gel selon la norme ASTM D2765-01.
  • Plus particulièrement, ladite couche réticulée peut avoir avantageusement un taux de gel, selon la norme ASTM D2765-01 (extraction au xylène), d'au moins 50%, de préférence d'au moins 70%, de préférence d'au moins 80%, et de façon particulièrement préférée d'au moins 90%.
  • La couche réticulée de l'invention peut être choisi parmi une couche électriquement isolante, une couche semi-conductrice, un élément de bourrage et une gaine de protection. Le dispositif de l'invention peut bien entendu comprendre des combinaisons d'au moins deux de ces quatre types de couche réticulée. La couche réticulée de l'invention peut être la couche la plus à l'extérieur du dispositif électrique.
  • Dans la présente invention, on entend par « couche électriquement isolante » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au plus 1.10-9 S/m (siemens par mètre) (à 25°C).
  • Lorsque la couche réticulée de l'invention est une couche électriquement isolante, la composition polymère de l'invention peut comprendre au moins 70 % en poids de polymère A, par rapport au poids total de la composition polymère, formant ainsi la matrice polymère de l'invention.
  • Dans la présente invention, on entend par « couche semi-conductrice » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au moins 1.10-9 S/m (siemens par mètre), de préférence d'au moins 1.10-3 S/m, et de préférence peut être inférieure à 1.103 S/m (à 25°C).
  • Lorsque la couche réticulée de l'invention est une couche semi-conductrice, la composition polymère de l'invention peut comprendre une charge électriquement conductrice en une quantité suffisante pour rendre la couche réticulée de l'invention semi-conductrice.
  • La couche réticulée de l'invention peut être une couche extrudée ou une couche moulée, par des procédés bien connus de l'homme du métier.
  • Le dispositif électrique de l'invention peut être un câble électrique ou un accessoire pour câble électrique.
  • Selon un premier mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est un câble électrique comprenant ladite couche réticulée entourant ledit élément électriquement conducteur allongé.
  • Lorsque le dispositif électrique est un câble électrique, la couche réticulée est de préférence une couche extrudée par des techniques bien connues de l'homme du métier.
  • La couche réticulée de l'invention peut entourer l'élément électriquement conducteur allongé selon plusieurs variantes.
  • Selon une première variante, la couche réticulée peut être directement en contact physique avec l'élément électriquement conducteur allongé. On parle dans cette première variante de câble basse tension.
  • Selon une deuxième variante, la couche réticulée peut être au moins l'une des couches d'un système isolant comprenant :
    • une première couche semi-conductrice entourant l'élément électriquement conducteur,
    • une couche électriquement isolante entourant la première couche semi-conductrice, et
    • une deuxième couche semi-conductrice entourant la couche électriquement isolante.
  • On parle dans cette deuxième variante de câble moyenne ou haute tension.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est un accessoire pour câble électrique, ledit accessoire comprenant ladite couche réticulée.
  • Ledit accessoire est destiné à entourer ou entoure l'élément électriquement conducteur allongé d'un câble électrique. Plus particulièrement, ledit accessoire est destiné à entourer ou entoure un câble électrique, et de préférence il est destiné à entourer ou entoure au moins une extrémité d'un câble électrique. L'accessoire peut être notamment une jonction ou une terminaison pour câble électrique.
  • L'accessoire peut être typiquement un corps longitudinal creux, tel que par exemple une jonction ou une terminaison pour câble électrique, dans lequel au moins une partie d'un câble électrique est destinée à être positionnée.
  • L'accessoire comporte au moins un élément semi-conducteur et au moins un élément électriquement isolant, ces éléments étant destinés à entourer une extrémité d'un câble électrique. L'élément semi-conducteur est bien connu pour contrôler la géométrie du champ électrique, lorsque le câble électrique, associé audit accessoire, est sous tension.
  • La couche réticulée de l'invention peut être ledit élément semi-conducteur et/ou ledit élément électriquement isolant de l'accessoire.
  • Lorsque l'accessoire est une jonction, cette dernière permet de connecter ensemble deux câbles électriques, la jonction étant destinée à entourer ou entourant alors au moins en partie ces deux câbles électriques. Plus particulièrement, l'extrémité de chaque câble électrique destiné à être connecté est positionnée à l'intérieur de ladite jonction.
  • Lorsque le dispositif de l'invention est une terminaison pour câble électrique, la terminaison est destinée à entourer ou entoure au moins en partie un câble électrique. Plus particulièrement, l'extrémité du câble électrique destiné à être connecté est positionnée à l'intérieur de ladite terminaison.
  • Lorsque le dispositif électrique est un accessoire pour câble électrique, la couche réticulée est de préférence une couche moulée par des techniques bien connues de l'homme du métier.
  • Dans la présente invention, l'élément électriquement conducteur allongé du câble électrique peut être un fils métallique ou une pluralité de fils métalliques, torsadé(s) ou non, notamment en cuivre et/ou en aluminium, ou un de leurs alliages.
  • Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un câble électrique selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    1. i. extruder la composition polymère autour d'un élément électriquement conducteur allongé, pour obtenir une couche extrudée, et
    2. ii. réticuler la couche extrudée de l'étape i.
  • L'étape i peut être réalisée par des techniques bien connues de l'homme du métier, à l'aide d'une extrudeuse.
  • Lors de l'étape i, la composition en sortie d'extrudeuse est dite « non réticulée », la température ainsi que le temps de mise en oeuvre au sein de l'extrudeuse étant optimisés en conséquent.
  • On entend par « non réticulée » une couche dont le taux de gel selon la norme ASTM D2765-01 (extraction au xylène) est d'au plus 20%, de préférence d'au plus 10%, de préférence d'au plus 5%, et de façon particulièrement préférée de 0%.
  • En sortie d'extrudeuse, on obtient donc une couche extrudée autour dudit élément électriquement conducteur, pouvant être ou non, directement en contact physique avec ledit élément électriquement conducteur.
  • Préalablement à l'étape i, les composés constitutifs de la composition polymère de l'invention peuvent être mélangés, notamment avec le polymère A à l'état fondu, afin d'obtenir un mélange homogène. La température au sein du mélangeur peut être suffisante pour obtenir un polymère A à l'état fondu, mais est limitée pour éviter l'ouverture de la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B, et donc la réticulation du polymère A. Puis, le mélange homogène est granulé, par des techniques bien connues de l'homme du métier. Ces granulés peuvent ensuite alimenter une extrudeuse pour réaliser l'étape i.
  • Lors de l'étape i d'extrusion et/ou de l'étape préalable de mélange, la température de mise en oeuvre au sein de l'extrudeuse et/ou du mélangeur peut être classiquement supérieure ou égale à la température de fusion de l'agent de réticulation B, sachant notamment que la température de fusion du polymère A est de préférence inférieure à la température de fusion de l'agent de réticulation B.
  • De ce fait, l'agent de réticulation B peut être mélangé de façon particulièrement homogène au polymère A.
  • Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, lors de l'étape i d'extrusion et/ou de l'étape préalable de mélange, la température de mise en oeuvre au sein de l'extrudeuse et/ou du mélangeur peut être avantageusement :
    • égale à celle de la température de fusion de l'agent de réticulation B, ou bien
    • au plus égale à la température de fusion de l'agent de réticulation B additionnée de 10°C, et de préférence au plus égale à la température de fusion de l'agent de réticulation B additionnée de 5°C,
    sachant notamment que la température de fusion du polymère A est de préférence inférieure à la température de fusion de l'agent de réticulation B.
  • De ce fait, l'agent de réticulation B peut être mélangé de façon homogène au polymère A, tout en limitant significativement, voire évitant, toute réaction de l'agent de réticulation B avec le polymère A.
  • A titre d'exemple, on peut citer le 1,3-PBO qui a une température de fusion d'environ 148°C. De ce fait, la température maximale d'extrusion et/ou de mélange est de préférence d'au plus 158°C.
  • L'étape ii peut être réalisée par voie thermique, par exemple à l'aide d'une ligne continue de vulcanisation (« CV line »), d'un tube vapeur, d'un bain de sel fondu, d'un four ou d'une chambre thermique, ces techniques étant bien connues de l'homme du métier.
  • L'étape ii permet ainsi d'obtenir une couche réticulée, ayant notamment un taux de gel, selon la norme ASTM D2765-01, d'au moins 40%, de préférence d'au moins 50%, de préférence d'au moins 60%, et de façon particulièrement préférée d'au moins 70%.
  • En sortie d'extrudeuse, la composition extrudée sous forme de couche autour de l'élément électriquement conducteur peut ensuite être soumise à une température suffisante et pendant un temps suffisant, pour pouvoir obtenir la réticulation souhaitée, par la réaction des fonctions réactives du polymère A avec les fonctions oxazoline ouvertes. On obtient alors une couche extrudée et réticulée.
  • Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un accessoire pour câble électrique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    1. i. mouler la composition polymère destinée à entourer un élément électriquement conducteur allongé, pour obtenir une couche moulée, et
    2. ii. réticuler la couche moulée de l'étape i.
  • L'étape i peut être réalisée par des techniques bien connues de l'homme du métier, notamment par moulage ou extrusion-moulage.
  • Préalablement à l'étape i, les composés constitutifs de la composition polymère de l'invention peuvent être mélangés, comme décrit ci-avant pour la fabrication d'un câble.
  • L'étape ii peut être réalisée par voie thermique, par exemple à l'aide d'un moule chauffant, qui peut être le moule utilisé dans l'étape i.
  • L'étape ii permet ainsi d'obtenir une couche réticulée, ayant notamment un taux de gel, selon la norme ASTM D2765-01, d'au moins 40%, de préférence d'au moins 50%, de préférence d'au moins 60%, et de façon particulièrement préférée d'au moins 70%.
  • Dans le moule, la composition de l'étape i peut ensuite être soumise à une température suffisante et pendant un temps suffisant, pour pouvoir obtenir la réticulation souhaitée, par la réaction des fonctions réactives du polymère A avec les fonctions oxazoline ouvertes. On obtient alors une couche moulée et réticulée.
  • Dans la présente invention, la température de réticulation et le temps de réticulation de la couche extrudée et/ou moulée mis en oeuvre sont notamment fonctions de l'épaisseur de la couche, du nombre de couches, de la présence ou non d'un catalyseur de réticulation ..etc.
  • L'homme du métier pourra facilement déterminer ces paramètres en suivant l'évolution de la réticulation grâce à la détermination du taux de gel selon la norme ASTM D2765-01 pour obtenir une couche réticulée.
  • Lorsqu'une extrudeuse est utilisée, le profil de température de l'extrudeuse et la vitesse d'extrusion sont des paramètres sur lesquels l'homme du métier pourra également jouer pour garantir l'obtention des propriétés souhaitées.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description d'exemples non limitatifs d'un câble électrique selon l'invention et d'accessoire pour câble électrique selon l'invention, faits en référence aux figures.
  • La figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble électrique selon un mode de réalisation préféré conforme à l'invention.
  • La figure 2 représente une vue schématique d'un dispositif électrique selon l'invention, comprenant une jonction en coupe longitudinale, cette jonction entourant l'extrémité de deux câbles électriques.
  • La figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif électrique selon une première variante de l'invention, comprenant une terminaison en coupe longitudinale, cette terminaison entourant l'extrémité d'un unique câble électrique.
  • Pour des raisons de clarté, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés de manière schématique, et ceci sans respect de l'échelle.
  • Le câble d'énergie 1 à moyenne ou haute tension, illustré dans la figure 1, comprend un élément conducteur 2 central allongé, notamment en cuivre ou en aluminium. Le câble d'énergie 1 comprend en outre plusieurs couches disposées successivement et coaxialement autour de cet élément conducteur 2, à savoir : une première couche 3 semi-conductrice dite « couche semi-conductrice interne », une couche 4 électriquement isolante, une deuxième couche 5 semi-conductrice dite « couche semi-conductrice externe », un écran métallique 6 de mise à la terre et/ou de protection, et une gaine extérieure de protection 7.
  • La couche 4 électriquement isolante est une couche extrudée et réticulée, obtenue à partir de la composition polymère selon l'invention.
  • Les couches semi-conductrices sont également des couches extrudées et réticulées, pouvant être obtenues à partir de la composition polymère selon l'invention.
  • La présence de l'écran métallique 6 et de la gaine extérieure de protection 7 est préférentielle, mais non essentielle, cette structure de câble étant en tant que telle bien connue de l'homme du métier.
  • La figure 2 représente un dispositif 101 comprenant une jonction 20 entourant en partie deux câbles électriques 10a et 10b.
  • Plus particulièrement, les câbles électriques 10a et 10b comprennent respectivement une extrémité 10'a et 10'b, destinées à être entourées par la jonction 20.
  • Le corps de la jonction 20 comporte un premier élément semi-conducteur 21 et un second élément semi-conducteur 22, séparés par un élément électriquement isolant 23, lesdits éléments semi-conducteur 21, 22 et ledit élément électriquement isolant 23 entourent les extrémités 10'a et 10'b respectivement des câbles électriques 10a et 10b.
  • Cette jonction 20 permet de connecter électriquement le premier câble 10a au second câble 10b, notamment grâce à un connecteur électrique 24 disposé au centre de la jonction 20.
  • Au moins un des éléments choisis parmi le premier élément semi-conducteur 21, le second élément semi-conducteur 22 et ledit élément électriquement isolant 23, peut être une couche réticulée telle que décrite dans l'invention.
  • Le premier câble électrique 10a comprend un conducteur électrique 2a entouré par une première couche semi-conductrice 3a, une couche électriquement isolante 4a entourant la première couche semi-conductrice 3a, et une seconde couche semi-conductrice 5a entourant la couche électriquement isolante 4a.
  • Le second câble électrique 10b comprend un conducteur électrique 2b entouré par au moins une première couche semi-conductrice 3b, une couche électriquement isolante 4b entourant la première couche semi-conductrice 3b, et une seconde couche semi-conductrice 5b entourant la couche électriquement isolante 4b.
  • Ces câbles électriques 10a et 10b peuvent être ceux décrits dans la présente invention.
  • A ladite extrémité 10'a, 10'b de chaque câble électrique 10a, 10b, la seconde couche semi-conductrice 5a, 5b est au moins partiellement dénudée afin que la couche électriquement isolante 4a, 4b soit au moins partiellement positionnée à l'intérieur de la jonction 20, sans être recouverte de la seconde couche semi-conductrice 5a, 5b du câble.
  • A l'intérieur de la jonction 20, les couches électriquement isolantes 4a, 4b sont directement en contact physique avec l'élément électriquement isolant 23 et le premier élément semi-conducteur 21 de la jonction 20. Les deuxièmes couches semi-conductrices 5a, 5b sont directement en contact physique avec le second élément semi-conducteur 22 de la jonction 20.
  • La figure 3 représente un dispositif 102 comprenant une terminaison 30 entourant un unique câble électrique 10c.
  • Plus particulièrement, le câble électrique 10c comprend une extrémité 10'c, destinée à être entourée par la terminaison 30.
  • Le corps de la terminaison 30 comporte un élément semi-conducteur 31 et un élément électriquement isolant 32, ledit élément semi-conducteur 31 et ledit élément électriquement isolant 32 entourent l'extrémité 10'c du câble électrique 10c.
  • Au moins un des éléments choisi parmi l'élément semi-conducteur 31 et l'élément électriquement isolant 32 peut être une couche réticulée telle que décrite dans l'invention.
  • Le câble électrique 10c comprend un conducteur électrique 2c entouré par une première couche semi-conductrice 3c, une couche électriquement isolante 4c entourant la première couche semi-conductrice 3c, et une seconde couche semi-conductrice 5c entourant la couche électriquement isolante 4c.
  • Ce câble électrique 10c peut être celui décrit dans la présente invention.
  • A ladite extrémité 10'c du câble électrique 10c, la seconde couche semi-conductrice 5c est au moins partiellement dénudée afin que la couche électriquement isolante 4c soit au moins partiellement positionnée à l'intérieur de la terminaison 30, sans être recouverte de la seconde couche semi-conductrice 5c du câble.
  • A l'intérieur de la terminaison 30, la couche électriquement isolante 4c, est directement en contact physique avec l'élément électriquement isolant 32 de la terminaison 30. La deuxième couche semi-conductrice 5c est directement en contact physique avec l'élément semi-conducteur 31 de la jonction 30.
    • Exemples de compositions polymères selon l'invention, pour obtenir une couche réticulée électriquement isolante
    • 70-99,8 % en poids de polymère A,
    • 0,2-20 % en poids d'agent de réticulation B,
    • 0-4 % en poids d'un catalyseur de réticulation,
    • 0-5 % en poids d'un antioxydant,
    • 0-20 % en poids d'une huile,
    • 0-5 % en poids d'un agent anti-arborescence d'eau, et
    • 0-5 % en poids d'agent modifiant la vitesse de réticulation.
    Exemples de compositions polymères selon l'invention, pour obtenir une couche réticulée semi-conductrice
    • 55-98 % en poids de polymère A,
    • 0,2-20 % en poids d'agent de réticulation B,
    • 0-4 % en poids d'un catalyseur de réticulation,
    • 8-40 % en poids d'une charge électriquement conductrice du type noir de carbone, avec 0-5% en poids de nanotubes de carbones,
    • 0-5 % en poids d'un antioxydant,
    • 0-20% en poids d'une huile, et
    • 0-5% en poids d'agent modifiant la vitesse de réticulation.
    Caractérisation des propriétés mécaniques de compositions électriquement isolantes non chargées
  • Le tableau 1 ci-dessous rassemble des compositions polymères non chargées, dont les quantités des composés sont exprimées en pourcentages (%) en poids dans la composition polymère.
  • La matrice polymère dans ces compositions polymères comprend un unique polymère d'oléfine A (A1, A2, A3 ou A4).
  • Les compositions C1 à C6 sont conformes à l'invention, tandis que la composition Ref1 correspond à une composition de référence. Tableau 1
    Compositions Polymère A1 (% en poids) Polymère A2 (% en poids) Polymère A3 (% en poids) Polymère A4 (% en poids) Agent B (% en poids) Catalyseur (% en poids)
    Ref1 100 0 0 0 0 0
    C1 94,0 0 0 0 6,0 0
    C2 90,0 0 0 0 10,0 0
    C3 93,0 0 0 0 6,0 1,0
    C4 0 94,0 0 0 6,0 0
    C5 0 0 94,0 0 6,0 0
    C6 0 0 0 94,0 6,0 0
  • L'origine des composés du tableau 1 est la suivante :
    • Polymère A1 est un copolymère d'éthylène et d'acide méthacrylique, commercialisé par la société Dupont sous la référence Nucrel® 0910. Ce copolymère comprend environ 8,6 % en poids de fonctions carboxyles, a une température de fusion (i.e. état fondu) de l'ordre de 100°C, et a un indice de fluidité de 10 en gramme/10 minutes, selon la norme ASTM D 1238 à 190°C/2,16 kg.
    • Polymère A2 est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique, commercialisé par la société Dow sous la référence Primacor® 3150. Ce copolymère comprend environ 3,0 % en poids de fonctions carboxyles, a une température de fusion (i.e. état fondu) de l'ordre de 104 °C, et a un indice de fluidité de 11 en gramme/10 minutes, selon la norme ASTM D 1238 à 190°C/2,16 kg.
    • Polymère A3 est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique, com m ercialisé par la société Dow sous la référence Primacor® 3340. Ce copolymère comprend environ 6,5 % en poids de fonctions carboxyles, a une température de fusion (i.e. état fondu) de l'ordre de 101 °C, et a un indice de fluidité de 9 en gramme/10 minutes, selon la norme ASTM D 1238 à 190°C/2,16 kg.
    • Polymère A4 est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique, commercialisé par la société Dow sous la référence Primacor® 3440. Ce copolymère comprend environ 9,7 % en poids de fonctions carboxyles, a une température de fusion (i.e. état fondu) de l'ordre de 98 °C, et a un indice de fluidité de 10 en gramme/10 minutes, selon la norme ASTM D 1238 à 190°C/2,16 kg.
    • Agent B est l'agent de réticulation 1,3-PBO ayant une température de fusion de l'ordre de 148°C.
    • Catalyseur est un catalyseur de réticulation du type DBTL, commercialisé par la société Solvay Padanaplast, sous la référence Catalyst CT/5.
  • Les compositions rassemblées dans le tableau 1 sont mises en oeuvre comme suit.
  • Dans un premier temps, pour chaque composition (C1 à C6), on mélange l'agent de réticulation B avec le polymère A à l'état fondu, dans une extrudeuse monovis de type Brabender.
  • La longueur de la vis est de 475 mm, et son diamètre est de 19 mm (i.e. L=25D).
  • Le profil de température de l'extrudeuse est mentionné dans le tableau 2 ci-dessous. Tableau 2
    Compositions Vitesse (m/min) Zone 1 d'introduction (°C) Zone 2 (°C) Zone 3 (°C) Zone 4 en sortie d'extrudeuse (°C)
    Ref1 0,8 148 158 165 164
    C1 1,03 149 166 164 160
    C2 1,03 149 166 164 160
    C3 1,07 166 182 178 186
    C4 1,03 145 157 164 168
    C5 1,03 145 157 164 168
    C6 1,03 145 157 164 168
  • La vitesse indiquée dans le tableau 2 est la vitesse d'extrusion.
  • Les compositions du tableau 1 sont ainsi extrudées en couche sous forme de ruban, selon les caractéristiques d'extrusion mentionnées dans le tableau 2. L'épaisseur des rubans est de 2,0 mm.
  • Bien entendu, l'extrusion peut être avantageusement réalisée en couche entourant un élément électriquement conducteur allongé pour former un câble, mais la caractérisation des propriétés mécaniques (des compositions électriquement isolantes non chargées selon l'invention) sous forme de ruban est suffisante.
  • A la sortie de l'extrudeuse, les couches extrudées C1 à C6 sous forme de ruban ne sont pas réticulées, et ont un taux de gel de l'ordre 0%.
  • La couche extrudée Ref1 ne comprenant pas d'agent de réticulation, elle ne peut donc pas être réticulée.
  • Dans un second temps, les couches extrudées C1 à C6 sont réticulées par apport de chaleur.
  • Selon une première variante (V1), les couches extrudées C1 à C3 sous forme de ruban sont réticulées à une température d'au moins 90°C pendant plusieurs heures, notamment pendant 24 heures. Plus particulièrement, les couches extrudées C1 à C3 sont réticulées pendant 6 heures à 95°C, puis pendant 18 heures à 115°C, à pression atmosphérique, à l'aide d'un four standard commercialisé par la société Heraeus.
  • Selon une seconde variante (V2), les couches extrudées C1 à C3 sous forme de ruban sont réticulées à une température de 70°C, pendant plusieurs heures, notamment pendant 117 heures, à pression atmosphérique, à l'aide d'un four standard commercialisé par la société Heraeus.
  • Selon une troisième variante (V3), les couches extrudées C4 à C6 sous forme de ruban sont, quant à elles, réticulées à une température de 280°C, pendant quelques minutes, notamment pendant 5 minutes. Plus particulièrement, les couches extrudées C4 à C6 sont réticulées pendant 3 minutes à 280°C sous 0 bar, puis pendant 2 minutes à 280°C sous 10 bar, à l'aide d'une presse chauffante classique. Elles sont ensuite refroidies pendant 2 minutes sous 10 bar.
  • Le tableau 3 ci-dessous regroupe :
    • le taux de gel réalisé selon la norme ASTM D2765-01 avec une extraction au xylène,
    • les résultats des tests de résistance à la traction réalisés selon la norme NF EN 60811-1-1,
    • les résultats des tests d'allongement à la rupture réalisés selon la norme NF EN 60811-1-1, et
    • les résultats de fluage à chaud sous charge et de rémanence, selon la norme NF EN 60811-2-1.
  • La norme NF EN 60811-2-1 décrit la mesure du fluage à chaud d'un matériau sous charge. Le test correspondant est communément désigné par l'anglicisme « Hot Set Test ». Il consiste concrètement à lester une extrémité d'une éprouvette de matériau avec une masse correspondant à l'application d'une contrainte équivalente à 0,2MPa, et à placer l'ensemble dans une étuve chauffée à 200+/-1°C pendant une durée de 15 minutes. Au terme de ce délai, on relève l'allongement à chaud sous charge de l'éprouvette, exprimé en %. La masse suspendue est alors retirée, et l'éprouvette est maintenue dans l'étuve pendant 5 nouvelles minutes. L'allongement permanent restant, également appelé rémanence, est alors mesuré avant d'être exprimé en %. On rappelle que plus un matériau est réticulé, plus les valeurs d'allongement et de rémanence seront faibles. On précise par ailleurs que dans le cas où une éprouvette viendrait à se rompre en cours d'essai, sous l'action conjuguée de la contrainte mécanique et de la température, le résultat au test serait alors logiquement considéré comme un échec.
  • Dans la présente invention, la résistance à la traction est de préférence d'au moins 12,5 N/mm2, et l'allongement à la rupture est de préférence d'au moins 200 %, ces propriétés mécaniques étant déterminées selon la norme NF EN 60811-1-1.
  • Dans la présente invention, l'allongement à la rupture à chaud sous charge est de préférence inférieur à 175 %, et la rémanence est de préférence inférieure à 15 %, ces propriétés étant déterminées selon la norme NF EN 60811-2-1. Tableau 3
    Compositions Ref1 C1 C2 C3
    Réticulation : Variante V1
    Taux de gel (%) 0 93 93 92
    Résistance à la traction (N/mm2) 24,5 22,1 21,1 19,8
    Allongement à la rupture (%) 499 257 263 236
    Allongement à la rupture (%) à chaud sous charge Echec 20 10 20
    Rémanence (%) Echec 0 0 0
    Tableau 4
    Compositions C1 C2 C3
    Réticulation : Variante V2
    Résistance à la traction (N/mm2) 28,2 28,8 22,7
    Allongement à la rupture (%) 347 339 263
    Allongement à la rupture (%) à chaud sous charge 10 15 10
    Rémanence (%) 0 0 0
    Tableau 5
    Compositions C4 C5 C6
    Réticulation : Variante V3
    Taux de gel (%) 92 93 96
    Résistance à la traction (N/mm2) 18,8 18,2 18,8
    Allongement à la rupture (%) 383 222 193
    Allongement à la rupture (%) à chaud sous charge 20 10 10
    Rémanence (%) 0 0 0
  • Il apparaît clairement que les couches de l'invention sont parfaitement réticulées, tout en présentant de très bonnes propriétés mécaniques du type résistance à la traction et allongement à la rupture, ce dernier étant supérieur à 200 %.

Claims (21)

  1. Dispositif électrique (1,20,30) comprenant une couche réticulée (3,4,5,21,22,23,31,32) destinée à entourer ou entourant un élément électriquement conducteur allongé, caractérisé en ce que la couche réticulée est obtenue à partir d'une composition polymère comprenant :
    - au moins un polymère d'oléfine (A), et
    - un agent de réticulation (B) comprenant une ou plusieurs fonctions oxazoline,
    le polymère A comprenant une ou plusieurs fonctions réactives apte(s) à réagir avec la fonction oxazoline de l'agent de réticulation B.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition polymère comprend plus de 50 parties en poids de polymère A pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le polymère A n'est pas un polyacrylate.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère A n'est pas un polyimide.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fonction réactive est une fonction carboxyle.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère A comprend au plus 20% en poids de fonction réactive par rapport au poids total du polymère A.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère A est un polymère d'oléfine comprenant lesdites fonctions réactives greffées sur la chaîne macromoléculaire dudit polymère.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère A est un copolymère d'oléfine et d'un monomère portant la fonction réactive.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le polymère A est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique ou méthacrylique.
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition polymère comprend au moins 40 % en poids de polymère A par rapport au poids total de la composition polymère.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est un composé polymérique ou un composé non polymérique.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le composé polymérique est un copolymère fonctionnalisé avec des fonctions oxazoline.
  13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le composé non polymérique comprend au moins deux fonctions oxazoline.
  14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le composé non polymérique est choisi parmi le 2,2'-(1,3-phenylene)bis(2-oxazoline), le 2,2'-(1,4-phenylene)bis(2-oxazoline) et le 2,2'-(2,6-pyridylene)bis(2-oxazoline).
  15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition comprend moins de 10 parties en poids de polymère fluoré pour 100 parties en poids de polymère(s) dans la composition.
  16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réticulée est choisi parmi une couche électriquement isolante, une couche semi-conductrice, un élément de bourrage, et une gaine de protection.
  17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un câble électrique (1) comprenant ladite couche réticulée entourant l'élément électriquement conducteur allongé (2).
  18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que la couche réticulée est une couche extrudée.
  19. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il comprend une première couche semi-conductrice (3) entourant l'élément électriquement conducteur allongé (2), une couche électriquement isolante (4) entourant la première couche semi-conductrice (3), et une deuxième couche semi-conductrice (5) entourant la couche électriquement isolante (4), la couche réticulée étant au moins l'une de ces trois couches.
  20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il est un accessoire (20,30) pour câble électrique, destiné à entourer ou entourant un élément électriquement conducteur allongé d'un câble électrique, comprenant la couche réticulée (21,22,23,31,32).
  21. Procédé de fabrication d'un câble électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
    i. extruder la composition polymère autour de l'élément électriquement conducteur allongé, pour obtenir une couche extrudée, et
    ii. réticuler la couche extrudée de l'étape i.
EP15305453.1A 2014-03-31 2015-03-27 Dispositif électrique à moyenne ou haute tension Withdrawn EP2927910A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1400794A FR3019368B1 (fr) 2014-03-31 2014-03-31 Dispositif electrique a moyenne ou haute tension

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2927910A1 true EP2927910A1 (fr) 2015-10-07

Family

ID=52450138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15305453.1A Withdrawn EP2927910A1 (fr) 2014-03-31 2015-03-27 Dispositif électrique à moyenne ou haute tension

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150279513A1 (fr)
EP (1) EP2927910A1 (fr)
FR (1) FR3019368B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4451293A1 (fr) * 2023-04-11 2024-10-23 Nexans Couche de polymère réticulé pour dispositif électrique

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2019005482A (es) * 2016-11-16 2019-08-12 Dow Global Technologies Llc Composicion con equilibrio de factor de disipacion y aceptacion de aditivos.
CN112166151B (zh) * 2018-06-29 2023-09-08 陶氏环球技术有限责任公司 具有聚(2-烷基-2-噁唑啉)的聚烯烃调配物
EP4202958A1 (fr) * 2021-12-21 2023-06-28 Nexans Câble électrique ou accessoire de câble électrique

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826726A (en) 1985-06-24 1989-05-02 Showa Denko Kabushiki Kaisha Heat-resistant wire
JP2007126631A (ja) * 2005-10-05 2007-05-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 樹脂組成物とそれを用いた電線・ケーブル、絶縁チューブおよび熱収縮チューブ
EP2192148A1 (fr) * 2008-11-26 2010-06-02 tesa AG Polyacrylates réticulables thermiquement et ses procédés de fabrication
WO2013045613A1 (fr) * 2011-09-30 2013-04-04 Nexam Chemical Ab Polyimide réticulé par utilisation d'un composé comprenant au moins deux résidus d'oxazoline ou au moins deux résidus de dihydro-1,3-oxazine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170007B2 (en) * 2005-01-12 2007-01-30 Schlumburger Technology Corp. Enhanced electrical cables
CN102597093B (zh) * 2009-11-11 2015-01-07 博瑞立斯有限公司 电缆以及其生产方法
CN102939331B (zh) * 2010-04-14 2016-01-27 博里利斯股份公司 可交联的聚合物组合物及具有优良电性能的电缆
JP5689171B2 (ja) * 2010-06-03 2015-03-25 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ケーブルのための剥離性絶縁シールド

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826726A (en) 1985-06-24 1989-05-02 Showa Denko Kabushiki Kaisha Heat-resistant wire
JP2007126631A (ja) * 2005-10-05 2007-05-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 樹脂組成物とそれを用いた電線・ケーブル、絶縁チューブおよび熱収縮チューブ
EP2192148A1 (fr) * 2008-11-26 2010-06-02 tesa AG Polyacrylates réticulables thermiquement et ses procédés de fabrication
WO2013045613A1 (fr) * 2011-09-30 2013-04-04 Nexam Chemical Ab Polyimide réticulé par utilisation d'un composé comprenant au moins deux résidus d'oxazoline ou au moins deux résidus de dihydro-1,3-oxazine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 200748, Derwent World Patents Index; AN 2007-489522, XP002736265 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4451293A1 (fr) * 2023-04-11 2024-10-23 Nexans Couche de polymère réticulé pour dispositif électrique

Also Published As

Publication number Publication date
FR3019368A1 (fr) 2015-10-02
US20150279513A1 (en) 2015-10-01
FR3019368B1 (fr) 2017-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3005378B1 (fr) Dispositif électrique a moyenne ou haute tension
EP2224459B1 (fr) Câble électrique à haute tension
EP2498262B1 (fr) Câble électrique à moyenne ou haute tension
EP3198613B1 (fr) Dispositif électrique comprenant une couche réticulée
EP2927910A1 (fr) Dispositif électrique à moyenne ou haute tension
EP3146533A1 (fr) Câble électrique comprenant une couche réticulée
EP2498263B1 (fr) Câble électrique à moyenne ou haute tension
WO2016083701A1 (fr) Dispositif électrique à moyenne ou haute tension
EP2752855A1 (fr) Câble électrique comprenant une couche polymérique facilement pelable
EP3747941A1 (fr) Dispositif électrique comprenant une couche réticulée
EP2447323B1 (fr) Composition élastomère réticulable
EP3178093A1 (fr) Câble comprenant une couche réticulée
CA3065965A1 (fr) Cable comprenant une couche semi-conductrice facilement pelable
EP2148335B1 (fr) Couche tubante electriquement isolante pour cable electrique
EP2695912B1 (fr) Procédé de preparation d'une composition polymère chargée destinée a être reticulée
EP3799079A1 (fr) Couche réticulée pour câble
WO2016128657A1 (fr) Dispositif électrique comprenant une couche réticulée
EP3544025A1 (fr) Câble électrique comprenant une couche polymérique facilement pelable
EP2237286A1 (fr) Câble d'énergie et/ou de télécommunication avec couche polymérique obtenue d'une composition comprenant un catalyseur de réticulation à base d'un composé d'étain
FR2947947A1 (fr) Composition reticulable pour cable d'energie et/ou de telecommunication a base d'un cocktail silane et procede de fabrication dudit cable

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

17P Request for examination filed

Effective date: 20160330

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: NEXANS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20180320

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTC Intention to grant announced (deleted)
GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20180709

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20181120