JPS6235404A

JPS6235404A - 耐トリ−性電気絶縁体

Info

Publication number: JPS6235404A
Application number: JP17299685A
Authority: JP
Inventors: 博之浅井; 賢治鵜原
Original assignee: Toray Silicone Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1987-02-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は、耐トリー性の改良されたポリオレフィン系
電気絶縁体に関する。

［従来の技術１電カケープル用絶縁体として、高絶縁性、加工性、耐熱
軟化性、耐溶剤性等が要求される分野には、ポリエチレ
ン、架橋ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体
等のポリオレフィンが使用されている。特にポリエチレ
ンや架橋ポリエチレンは、絶縁耐力が大きく、また、池
の絶縁材料に比べて誘電損失が極めて低いので、電カケ
ープル用絶縁体として多用されている。

近年、超高圧領域にまで、これらの絶縁体が使用される
ようになったのは、異物や不純物の混入防止対策にかな
りの努力がはられれた結果といえよ）。

［従来技術の問題点１電カケープルでは、絶縁体層での誘電損失ができる限り
少ないことは勿論必要であるが、最も重要なことは、絶
縁体層の絶縁破壊が生じないことである。

しかしながら、ポリエチレン、架橋ポリエチレン等の絶
縁体で被覆された電カケープルでは、使用中の高電界下
で該絶縁体中にトリーと呼ばれる部分的劣化症が形成さ
れ、誘電損失の増加や、場合によっては全路破壊すると
いう問題が生じることがある。

このようなトリーの発生する原因としては、製造時に混
入した異物、微量の水分、又はボイド、絶縁体と内部半
導電層または外部半導電層　−との界面の不整、不均一
等が考えられており、これらの諸要因をできるだけ少な
くするよう製造上で各種の工夫がなされてきた。しがし
、これらの要因の削減には限界があり、現状では、電気
的に負性の大きい〃スや、いわゆる電圧安定剤と呼ばれ
る電子捕獲性の大きい添加物を絶縁体に練り込んで、こ
れらが欠陥部に集まるかあるいはボイドを埋めるように
して、電界の集中を緩和する方法が検討されている。し
かしこれらの方法においてもなお、トリー防止に関して
不充分であった。

そこで本発明者らは、上記の問題に鑑みポリオレフィン
系絶縁体中のトリーの発生の防止について鋭意研究した
結果、この発明に到達した。

すなわち、この発明の目的は、耐トリー性が向上し、し
かもその池の性能では従来品とほとんど変わらないポリ
オレフィン系電気絶縁体を提供することにある。

［問題点の解決するための手段とその作用１この目的は
、ポリオレフィン１００　玉ｆｆｉ部に（イ）酸素原子
を介してケイ素原子に結合したノルコニウム原子を分子
中に少なくとも１個有するヘテロシロキサンまたは（ロ
）ポリメチルシロキサンと有機ジルコニウム化合物の混
合物を不活性雰囲気中で加熱し、有機シ′ルフニウム金
属化合物を分解さ、せることにより得られるポリメチル
シロキサンのジルコニウム変性物０．０２〜２．０重量
部を添加することにより達成される。

本発明に使用するポリオレフィンとしては、高密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、
エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ビ
ニルトリアルフキジシランをグラフトしたポリエチレン
等があり、なかでも超高圧ケーブル用としては低密度ポ
リエチレンが適している。

本発明に添加剤として使用される（イ）成分の酸素原子
を介してケイ素原子に結合したジルコニウム原子を１分
子中に少なくとも１個有するヘテロシロキサンは、ポリ
オレフィン中に練り込まれ、トリー発生を抑制する効果
を発揮する。

このヘテロシロキサンの代表例としてジルコニウム原子
に式（式中、Ｒは一価炭化水素基、Ｒ１はＲ１ＯＲまたは０
■、ｎは０〜５０の整数である。）で示される置換基の
みまたは該置換基とフルコキシ基もしくは水酸基の結合
した化合物や一般式で表わされる化合物がある（式中、鴎は１〜５００の整
数）。具体例として例えば２ｒ［０３ｉ（ＣＩ＝）、］４等がある。

このヘテロシロキサンは、例えば゛ジルコニウムアルコ
キシドとジオルガノシラノール、トリオルガノシラノー
ルもしくはシラノール末端ポリオル〃ノシロキサンとを
縮合反応させる方法やアルカリ金属シラル−トとハロゲ
ン化ツルコニウムとを縮合反応させる方法により合成す
ることがで軽る。

（ロ）成分もポリオレフィン中に練り込まれて、トリー
の発生を抑制する効果を発揮する。本成分を製造するの
に使用するポリメチルシロキサンは、特に限定するもの
ではなく、代表例として、両末端トリメチルシリル基封
鎖ポリジメチルシロキサン、ジメチルシロキサン環状四
量体、テトラキス（トリノチルシロキサン）シラン、ト
リス（トリノチルシロキサン）メチルシランがある。ま
た、有機ジルコニウム化合物は、有機基が炭素、酸素お
よび水素原子よりなり、少なくとも１つのジルコニウム
−酸素−炭素結合によりジルコニウム原子に結合してい
る化合物が好ましく、代表例としてテトラアルコキシジ
ルコニウム、飽和脂肪酸のジルコニウム塩、安息香酸ジ
ルコニウムがある。

本発明の電気絶縁体を得るためには、上記の（イ）成分
または（ロ）成分を上記のポリオレフィン１００重量部
に対して、０．０２〜２．０重量部、好ましくは０．０
５〜０．５重量部の割合で添加し、融解温度をわずかに
越えた温度で混練すればよい。

添加量を上記範囲に限定した理由は、添加量が上記の下
限未満になると耐トリー性の付与効果が殆どなくなり、
また、添加量が上限を越えると添加作業性が低下しはじ
め、添加した（イ）成分または（ロ）成分かにじみでて
くるからである。

本発明の電気絶縁体は、ジクミルパーオキサイド等の有
機過酸化物を添加し加熱するか、グラフトされたトリフ
ルコキシシリルアルキル基を加水分解縮合させて架橋し
てもよい。また、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、充填剤、顔料等を添加してもよい。

次に、本発明の実施例を比較例とともに記す。

［実施例１参考例１テトラブトキシジルフニセム１モルと両末端シラノール
基封鎖ポリジメチルシロキサン（平均重合度１０）４モ
ルを加熱下、脱ブタノール縮合反応させることにより式で表わされる透明褐色液状のヘテロシロキサン（ジルコ
、ニウム原子含有量２．５重量％）を合成した。

参考例２６重量％のジルコニウム原子番含有するジルコニウムオ
クタノエートのミネラルスピリッを溶液４重量部を反応
容器に入れ、１２０℃、５００ａｍＨｇでミネラルスピ
リットの２．６４重量部を除去し、残留物を冷却した。

２５℃で２０センチストークスの動粘度を有する両末端
トリメチルシリル基封鎖ポリジメチルシロキサン７゜５
５重量部にこの冷却した残留物１重量部を混合した。反
応容器を窒素で浄化し、次に密閉し、上記混合物を３５
０℃で２４時間加熱した。次に熱い反応容器を大気圧ま
でゆっくり脱気させてガス状分解生成物を除去し、残留
物６．５９重量部を室温まで冷却し、次に窒素雰囲気下
でろ過した。ろ液はジルコニウム原子を３．１重１％含
有した透明で暗褐色のポリメチルシロキサンのジルコニ
ウム変性物であった。

実施例１〜６．比較例１低密度ポリエチレン（三菱油化株式会社製、ユカロンＺ
Ｆ−３ＯＲ）に参考例１のヘテロシロキサン又は参考例
２のポリメチルシロキサンのジルコニウム変性物を１３
０℃に加熱したブラベンダーで所定量混練し、次いで、
１７０℃でプレス成型して厚さＩＩＩＩＩＩｌのシート
状試験片を作成した。また、厚さ５ＩａＩ１１の試験片
の側面の中°央部に針電極を埋め込んだ試料もプレス成
型で作成した。

針電極を埋め込んだ試料は側面が２５ｍｍＸ２５ｍｍの
正方形になるように切り取った。その際針端が底面から
５ＩＩＩＩ１１の距離になるようにした。

次いで針を一旦抜き、代わりに水道水を針端にまで充満
させ、再び針を挿入して、いわゆる水電極を形成した。

このようにして作成した試験片を第１図に示した。試験
片は１０個を１組とした。

課電方法は、水電極と底面との間に、周波数５０Ｈｚ、
初期電圧１にｖ／３０分の段階昇圧法で電圧を印加した
。トリーの長さが２０ミクロンに達した電圧をトリー発
生電圧とし、試料１０個のうも、５個にトリーの発生が
認められる電圧の値を５０％トリー発生電圧とした。

また、厚さＩＩｏｌｌｌのシート状試験片について、交
流破壊電圧、誘電率、誘電正接および体積抵抗率を測定
した。

以上の測定結果と添加作業性を第１表に示した。

第１表第１表から（イ）成分または（ロ）成分の添加により耐
トリー性が向上するが１．他の重要特性は低下しないか
、実用上支障のない程度しか低下しないことがわかる。

［発明の効果１この発明の耐トリー性電気絶縁体では、ポリオレフィン
にジルコニウム原子含有ポリシロキサンを所定量添加し
ているので、交流破壊電圧や誘電率などの基本的電気絶
縁特性や添加作業性を損なうことなく、耐トリー性が向
上している。

したがって、この発明の耐トリー性電気絶縁体は、電カ
ケープル等の電気導体、特に超高圧のかかる電カケープ
ルの被覆材料として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水電極を形成した試験片の斜視図である。１・・・・低密度ポリエチレン２・・・・針３・・・・水電極特許出願人　　トーレ・シリコーン株式会社イ（一ト；音度：ｒぐ９ＬチＵン水電柩

Claims

【特許請求の範囲】

　ポリオレフィン１００重量部に（イ）酸素原子を介し
てケイ素原子に結合したジルコニウム原子を分子中に少
なくとも１個有するヘテロシロキサンまたは（ロ）ポリ
メチルシロキサンと有機ジルコニウム化合物の混合物を
不活性雰囲気中で加熱し、有機ジルコニウム金属化合物
を分解させることにより得られるポリメチルシロキサン
のジルコニウム変性物０．０２〜２．０重量部を添加し
てなることを特徴とする耐トリー性電気絶縁体。