JPS6323944A - 電気絶縁組成物及びこれで絶縁された電線又はケ−ブル - Google Patents

電気絶縁組成物及びこれで絶縁された電線又はケ−ブル

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JPS6323944A
JPS6323944A JP62166263A JP16626387A JPS6323944A JP S6323944 A JPS6323944 A JP S6323944A JP 62166263 A JP62166263 A JP 62166263A JP 16626387 A JP16626387 A JP 16626387A JP S6323944 A JPS6323944 A JP S6323944A
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Ciba Geigy AG
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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】 本発明は、高圧導線を絶縁するのに利用したとき格段に
改良された耐破壊性を有する新規な重合体組成物に関す
る。よシ詳しくは、本発明は高電圧での絶縁破壊に対す
る電線用絶縁体として使用される前記重合体組成物、例
えばポリエチレン、架橋ポリエチレンおよび類似のボリ
オレフィン誘電体を安定化するある種のポリジアルキル
シロキサンポリオキシアルキレンブロックおよびグラフ
ト共重合体に関する。さらに、本発明は該シラン重合体
を利用して湿気のある周囲にて電圧応力下の絶縁破壊に
対し電線またはケーブル絶縁体を安定化する方法、並び
にその方法により絶縁された電線およびケーブルに関す
る。
重合体組成物は高圧電線およびケーブル用絶縁材料とし
て広範に使用される。オレフィン単独重合体および共重
合体は所望の電気的および物理的性質例えば絶縁耐力;
靭性、例えば耐切削性および耐摩耗性;老化特性;レジ
リエンス;および機械応力下での最小亀裂に基いて高電
圧(5000およびそれ以上のボルト)用に選択される
絶縁材料である。ポリエチレン、ポリプロピレンおよび
真密度で重合されたそのブレンド並びにそれら同士の共
重合体および他の絶縁重合体が通常使用される。
高電圧配電の電線およびケーブルにおける絶縁材料とし
て使用されるときポリオレフィンベース材料は湿潤環境
での電圧応力下の絶縁破壊を含め電気破壊し易いことが
注目されている。
その絶縁破壊はwater tree (水ツリー)と
同定されている崩壊現象によシ生ずる。高電圧湿潤応力
の下、微視的通路、即ち樹枝状空隙が絶縁体内に現われ
る。これはツリー状外観を有し、よってその名がある。
そのような破壊は最も不利なものである。この問題は、
今、多くの高電圧ケーブルがより大きな信頼性(強風、
氷ふぶき(ice storm)等による損傷低減)の
ためそしてまた審美的理由のため埋設されることにより
さらに悪化している。長期間をかけて、短絡はそのよう
な埋設ケーブルに発生し結果として送電損失となる。該
ケーブルは抛削によって除去し取り替えねばならず、時
間を費しかつ高コスト作業となる。
多くの種類の化合物添加剤が従来技術において効果的な
電圧安定剤、即ち絶縁破壊、水ツリーおよび/または電
気ツリー(コロナアーク放電によってひき起される微視
的樹枝物)の抑制剤として開示されている。これら従来
技術の教えは、シリコーン誘導体、フルフリルオキシホ
スフィツトおよび高分子量ポリエチレンオキシドを基礎
とする電圧安定剤を包含するものである。
従来技術において、米国特許出願第4,505,849
号は約1000ないし20000の分子量を有するポリ
エチレングリコールの電圧安定剤としての使用を教示し
ている。米国特許出願第4,144,202号および同
第4,263,158号はアゾメチン基を含むオルガノ
シラン化合物の電圧安定剤としての使用を教示している
米国特許出願第4,374180号は3−(N−7エニ
ルアミノブロビルートリドデシルオキシシラン)の電圧
安定剤としての使用を開示する。米国特許出願第4.A
AQ、671号は炭化水素置換ジフェニルアミンと高分
子量ポリエチレングリコールとのブレンドのその目的の
ための使用を開示する。米国特許出願第4,514,5
35号はトリテトラヒドロフルフリルオキシホスフィツ
トの電圧安定剤としての使用を開示する。米国特許出願
第4.374,224号は少なくとも1個の芳香族環と
少なくとも3個のカルボン酸エステル基を有する有機カ
ルボン酸エステルの電圧安定剤としての使用を開示する
。米国特許出願第555!i、348号はアルキルおよ
びビニルアルコキシシランで予備処理された充填鉱物例
えば珪酸マグネシウムの電圧安定剤として使用が記載さ
れている。
一方、米国特許出願第4.341,575号は接着性、
熱老化および機械的強度についての物理的性質の残率を
向上するため、様々な種類のポリジオルガノシロキサン
を含むゴム組成物を教示している。
本発明は、特定のポリジアルキルシロキサンポリオキシ
アルキレン ブロックおよびグラフト共重合体は高電圧
応力に対し絶縁材を特に効果的に安定化することができ
るという驚くべき発見に基づくものである。
より詳しくは、本発明は、オレフィン重合体と、次式I (式中、aは2ないし100を表わし、bは1ないし1
00を表わし、Xは2ないし8を表わし、dは2ないし
4を表わしそしてRは炭素原子数1ないし6のアルキル
基を表わす。)!たは/および次式■ (式中、mは2ないし100を表わし、nは1ないし1
00を表わし、pば2ないし4を表わし、2は2ないし
8を表わし、yは2ないし4を表わしそしてR1は炭素
原子数1ないし6のアルキル基を表わす。)で表わされ
るポリジアルキルシロキサンポリオキシアルキレン重合
体よりなる電気絶縁組成物に関する。
式Iおよび■においてRおよびR1は好ましくは炭素原
子数1ないし4のアルキル基、特にCH,を表わす。
好ましいシロキサン重合体は式Iで表わされるものであ
るが、式■で表わされるものもまた大変良好な効果を示
す。
特に言及すべきものは、式中、aが6ないし24を表わ
しそしてbが8ないし30を表わす式Iで表わされる重
合体、好ましく ij aが15士2を表わし、各すが
12±2を表わし、各Xが3を表わし、各dが2を表わ
しそして各RがCH3を表わす同重合体を含有する本発
明の組成物である。
また選出すべきものは1式中、mが3ないし12を表わ
しそしてnが6ないし30を表わす式■で表わされる重
合体、好ましくumが6±2を表わし、nが13±2を
表わし、pが3±2を表わし、2が3を表わし、yが2
を表わしそして各R1がCHlを表わす同重合体を含有
する組成物である。
試験に関して、以下に詳述するように1式Iおよび■で
表わされる重合体は電線絶縁材に混゛ 入されたとき絶
縁破壊に対し、特に湿潤環境において優れ、た電圧安定
化活性を示す。
式■および■で表わされる電圧安定剤はそれ自体公知で
あるかまたは公知の重合プロセスにより製造することが
できる。これらの中には市販され入手できるものがある
式Iによって包含される一稲のポリジメチルシロキサン
ポリオキシエチレンブロック重合体はダウ−コーニング
 インコーホレイテッド(Dow−Corning I
nc、 )によってFluid Q4−3667として
市場に出ている。該製品は仕様書どおりに処理して製造
されるとき、おおよそa=〜15およびb−〜12の値
が最も良いといえる。市販の材料のaおよびb値は上記
で挙げた公称値の±2である。この重合体のX値は3で
あり、dは2でありそしてRはCH3である。
式■によって包含される一種のグラフト共重合体はダウ
−コーニング インコーホレイテッド(Dow−Cor
ning Inc、 )によって5urfactant
193として市場に出ている。上記の製品については、
m=〜6、n=−13およびp=〜3の数値であり、市
販の材料においては、また±2の変数のある概算となる
。この共重合体の2値は3であり、yは2でありそして
R1はCH3である。
市販され入手できる他の材料にはDow Cornin
gl 248  Fluid 、  Dow corn
ing XF4−3557 Fluid。
およびDow Corning Q2−8026 Fl
uidが含まれる。これら材料はシロキサン鎖にグラフ
トされたアルコール官能基を含むポリジメチルシロキサ
ンとしてよく特徴付けられる。そのような材料は米国特
許第4.j3Q、708号において大変詳細に記載され
、その開示はここに参考に組み入れた。
上述したように、絶縁材料はオレフィン重合体である。
そのようなオレフィン重合体には、低密度および高密度
ポリエチレン;ボリプロピレン:エチレンープロピレン
共重合体;ポリブテン;ポリイソブチレン;ポリメチル
ブテン;ポリメチルペンテン;エチレンとジエンモノマ
ー例えばブタジェン、インブレンおよびその同様のもの
との共重合体;エチレン、プロピレンおよびジエンモノ
マーのターボツマ−;エチレンと他のα−オレフィン例
えばブチレンおよびオクチレンとの共重合体;エチレン
とビニルモノマー例えば酢酸ビニル、アクリル酸エチル
およびメタクリル市メチルとの共重合体;およびポリエ
チレンとポリ酢酸ビニル、エチレン−プロピレン共重合
体およびポリヒドロキシエチルアクリレートとのブレン
ドが含まれる。これらオレフィン重合体はまた架橋する
ことができる。
架橋剤は当業者によって周知のものでありそして例えば
、有機過酸化物が含まれる。好ましいものは、上述のよ
うな熱可塑性オレフィン(特にα−オレフィン)単独重
合体または他のオレフィンもしくは上記した他のコモノ
マーとの共重合体、並びにそのような重合体のブレンド
である。高密度および低密度ポリエチレンおよび架橋低
密度ポリエチレンは本発明の用途にとってより好ましい
本発明の安定化材料はポリオレフィン、絶縁材料の中に
好ましくは11.1重量%ないし5、0重量%、より好
ましぐばCL3i量チないし50重量%の範囲の量で混
入される。
この範囲内で使用されかつ相対的な活性により濃度調節
されたとき、それらは指定された利用域にとって特に効
果的でありかつ経済的である。
本発明の組成物はさらに、酸化防止剤例えば立体障害フ
ェノール、芳香族アミン、重合2゜2.4.テトラメチ
ルヒドロキノリン、 A、 A’−チオ−ビス(3−メ
チル−6−第三ブチルフェノール)、チオジエチレン−
ビス(3,5−ジー第三7’チル−ヒドロキシ)ヒドロ
シンナメート、ジステアリルチオジプロピオネート、お
よびその同様物を含有することができる。加えて、電気
的用途において使用されるオレフィン重合体組成物に通
常添加される物質は、またその中に用いることができる
本発明のさらに好ましい組成物は、オレフィン重合体と
式■または/および式■で表わされる化合物に加えて、
立体障害フェノールまたは/およびアミン酸化防止剤を
含む。
本発明はさらに、本発明の電気絶縁組成物で絶縁された
電線およびケーブル、並びに式Iまたは/および式■で
表わされるポリジアルキルシロキサポリオキシアルキレ
ン重合体を絶縁オレフィン重合体の中に混入することに
より絶縁破壊に対し同重合体を安定化する方法に関する
実施例 安定化絶縁組成物(具体例として低密度ポリエチレン絶
縁重合体を利用したもの)の製造は、一般に次の要領に
従って進める。
低密度ポリエチレン(Exxon LD jl&09 
)100CIを水冷バンバリー混練機中で可塑化する(
温度は約105℃を越えなくする。)。可塑化ポリエチ
レンに、チオジエチレン ビス−(3,5−ジ第三ブチ
ルー4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート22、ジ−オ
クタデシルチオジプロピオネート3?、シフミル ペル
オキシド20yおよび式1″!たは■で表わされる特定
の電圧安定剤(下記の安定剤AおよびB) 1ay(1
,0%)を添加する。該配合物を完全に混合した後、そ
れをまだ熱いうちに(〜100ないし110℃)バンバ
リー混練機より取り出しそして二本ロール機で100な
いし105℃の温度でシートにロール分出しする。該シ
ートを冷却しそしてその後粒状に細断する。
絶縁電線の製造 円形ダイを使用して安定化重合体の粒を÷14平方ゲー
ジ(64×64ミル)の銅線上に押出被覆する。絶縁層
の、外径ば124ミルである。該被覆電線を水蒸気加硫
管中にて250ボンド水蒸気圧で2分間加熱することに
よって重合体を架橋する。2分加熱時間の最後に、電線
を水中にて250ポンドの圧力下冷却する。
電線の試験 絶縁電線を3週間約80℃でベークすることによって揮
発性生成物例えばアセトフェノンを同電線よシ除去する
。各絶縁を線を試験するため、上述のように製造された
30an長さのべ一り絶縁電線10本を、50℃水浴中
に置く。
7500ボルト30Hzの電位差を導線と水浴の間にか
ける。
絶縁破壊のとき、電線の絶縁層に、水が導線に接触する
のを可能とする孔があき、短絡をひき起し、絶縁破壊を
示す。5番目の試料の絶縁破壊に必要な時間を一連の1
0本の絶縁導線の破壊時間として記録する。
次の二種のポリジアルキルシロキサンポリオキシアルキ
レン重合体を電圧安定剤として試験した。
化合物Aは上記に定義されたダウ−コーニング インコ
ーホレイテッド(Dow−Corning Inc、)
のFluid QA−3667(式1−’II’表わサ
レル化合物)である。
化合物Bは上記に定義されたダウ−コーニング インコ
ーホレイテッド(Dow−Corning Inc、)
の5urfactant 193 (式■で表わされる
化合物)である。
得られた結果は次のとおりである。
安定剤          絶縁破壊までの時間対照(
安定剤無し)         181化合物A   
         2514化合物33       
    18??上記よυ本発明の重合体は絶縁破壊に
対し優れた保護を与えることがわかる。
要するに、本発明は電線およびケーブル用絶縁材中の効
果的な電圧安定剤としての使用のためのシリコーン含有
重合体組成物を提供するものであるとわかる。特許請求
の範囲によって定義された本発明の範囲から離れること
なく、割合、手順および材料の変更をすることができる
特許出願人  チバーガイギー アクチェンゲゼルシャ
フト(t2か2名ン

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オレフィン重合体と、次式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、aは2ないし100を表わし、bは1ないし1
    00を表わし、xは2ないし8を表わし、dは2ないし
    4を表わしそしてRは炭素原子数1ないし6のアルキル
    基を表わす。);または/および次式II ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、mは2ないし100を表わし、nは1ないし1
    00を表わし、pは2ないし4を表わし、zは2ないし
    8を表わし、yは2ないし4を表わしそしてR^1は炭
    素原子数1ないし6のアルキル基を表わす。)で表わさ
    れるポリジアルキルシロキサンポリオキシアルキレン重
    合体よりなることを特徴とする電気絶縁組成物。
  2. (2)式 I (式中、aは6ないし24を表わしbは8
    ないし30を表わす)で表わされる重合体を含有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組成物。
  3. (3)式 I 中、aは15±2を表わし、各bは12±
    2を表わし、各xは3を表わし、各dは2を表わしそし
    て各RはCH_3を表わすことを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載の組成物。
  4. (4)式II(式中、mは3ないし12を表わしそしてn
    は6ないし30を表わす)で表わされる重合体を含有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組成物
  5. (5)式II中、mは6±2を表わし、nは13±2を表
    わし、pは3±2を表わし、zは3を表わし、yは2を
    表わしそしてR^1はCH_3を表わすことを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載の組成物。
  6. (6)上記シロキサン重合体は約0.1重量%ないし5
    .0重量%の範囲の濃度で存在することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の組成物。
  7. (7)上記オレフィン重合体は、低密度および高密度ポ
    リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブ
    チレン、ポリメチルブテン、ポリメチルペンテン、エチ
    レンと他のα−オレフィンとの共重合体、エチレンとジ
    エンモノマーの共重合体、エチレンとビニルモノマーの
    共重合体、ポリエチレン/ポリ酢酸ビニルブレンド、ポ
    リエチレン/エチレン−プロピレン共重合体ブレンド、
    ポリエチレン/ポリヒドロキシエチルアクリレートブレ
    ンドおよびその架橋オレフィン変種よりなる群から選択
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組
    成物。
  8. (8)有機過酸化物架橋剤を含有することを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載の組成物。
  9. (9)上記オレフィン重合体は高密度ポリエチレン、低
    密度ポリエチレンまたは架橋低密度ポリエチレンである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組成物。
  10. (10)立体障害フェノールまたは/およびアミン酸化
    防止剤も含有することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の組成物。
  11. (11)オレフィン重合体と、次式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、aは2ないし100を表わし、bは1ないし1
    00を表わし、xは2ないし8を表わし、dは2ないし
    4を表わしそしてRは炭素原子数1ないし6のアルキル
    基を表わす。);または/および次式II ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、mは2ないし100を表わし、nは1ないし1
    00を表わし、pは2ないし4を表わし、zは2ないし
    8を表わし、yは2ないし4を表わしそしてR^1は炭
    素原子数1ないし6のアルキル基を表わす。)で表わさ
    れるポリジアルキルシロキサンポリオキシアルキレン重
    合体よりなる電気絶縁組成物で絶縁されたことを特徴と
    する電線またはケーブル。
  12. (12)絶縁オレフィン重合体の中に、次式 I ▲数式
    、化学式、表等があります▼( I ) (式中、aは2ないし100を表わし、bは1ないし1
    00を表わし、xは2ないし8を表わし、dは2ないし
    4を表わしそしてRは炭素原子数1ないし6のアルキル
    基を表わす。);または/および次式II ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、mは2ないし100を表わし、nは1ないし1
    00を表わし、pは2ないし4を表わし、zは2ないし
    8を表わし、yは2ないし4を表わしそしてR^1は炭
    素原子数1ないし6のアルキル基を表わす。)で表わさ
    れるポリジアルキルシロキサンポリオキシアルキレン重
    合体を混入させることよりなる絶縁オレフィン重合体を
    絶縁破壊に対し安定化する方法。
JP62166263A 1986-07-02 1987-07-02 電気絶縁組成物及びこれで絶縁された電線又はケ−ブル Pending JPS6323944A (ja)

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US881542 1986-07-02

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JPS6323944A true JPS6323944A (ja) 1988-02-01

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