NO744396L

NO744396L -

Info

Publication number: NO744396L
Application number: NO744396A
Authority: NO
Inventors: J E Betts; J E Vostovich
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1975-06-30
Also published as: SE7415274L; JPS5090680A; BR7410262A; BE823074A; DK632674A; NL7415794A; DE2457402A1; US3909507A; ZA747417B; IT1026812B; ES432617A1; ES451607A1; FR2253622B1; AU7560074A; FR2253622A1; CA1013441A

Description

Fjernlpar sammensetning av polymere materialerRemote composition of polymeric materials

for anvendelse i isolerte elektriske ledere og produkter derav, og fremgangsmåte ved fremstilling av denne for use in insulated electrical conductors and products thereof, and method of manufacturing this

Foreliggende soknad er beslektet med U.S. patentsoknad nr. 336, lh6 innlevert 26. februar 1973 omfattende isolert leder med fjernbart lag, av Thaddeus D. Misiura og Joseph E. Vostovich og overdratt til samme soker som foreliggende. The present parish is related to the U.S. Patent Application No. 336, lh6 filed Feb. 26, 1973 covering insulated conductor with removable layer, by Thaddeus D. Misiura and Joseph E. Vostovich and assigned to the same applicant as the present.

En vanlig konstruksjonstype for elektriske wirere eller kabler beregnet for middels til hoyspenningsanvendelser, f.eks. 15 til 35 kilovolt, så vel som andre klasser av elektrisk anvendelse, omfatter kombinasjoner av en eller flere isolerende lag og halvledende lag. I en typisk kabelstruktur kan f.eks. den metalliske leder være utstyrt med en organisk polymer isolasjon slik som tverrbundet poly-et.hylen, og et overliggende legeme av halvledende materiale omfattende en organisk polymer komposisjon som er blitt gjort elektroledende ved inkorporering av midler eller fyllstoffer som gir elektrisk ledeevne slik som carbonsort. Selv om disse kabelkonstruksjoner kan variere i visse elementer, og ofte innbef-atte en mellomliggende komponent anbragt mellom den metalliske leder og primærlegemet av di-elektrisk isolasjon slik som et lag av adskillende tape eller inner-lag av halvledende materiale, eller er innesluttet innen beskyttende dekkarrneringer, innbefatter alle slike kabelkonstruksjoner minst et legeme av primærisolasjon som omgir ledere med et overliggende legeme av halvledende materiale i fysikalsk kontakt med isolasjonen. Imidlertid vil dette arrangement med et lag av isolasjon med et over-lagret lag av halvledende materiale utsettes for visse svakheter. A common type of construction for electrical wires or cables intended for medium to high voltage applications, e.g. 15 to 35 kilovolts, as well as other classes of electrical application, include combinations of one or more insulating layers and semiconducting layers. In a typical cable structure, e.g. the metallic conductor be equipped with an organic polymer insulation such as cross-linked poly-eth.hylene, and an overlying body of semi-conductive material comprising an organic polymer composition which has been made electroconductive by the incorporation of agents or fillers which provide electrical conductivity such as carbon black. Although these cable constructions may vary in certain elements, and often include an intermediate component placed between the metallic conductor and the primary body of dielectric insulation such as a layer of separating tape or inner layer of semi-conductive material, or is enclosed within protective cover casings, all such cable constructions include at least a body of primary insulation surrounding conductors with an overlying body of semiconducting material in physical contact with the insulation. However, this arrangement of a layer of insulation with an overlaid layer of semiconducting material will be subject to certain weaknesses.

For eksempelvis å forhindre opptreden av ioniseringFor example, to prevent the occurrence of ionization

eller coronadannelse resulterende fra indre hulrom eller lommer innen kabelkonstruksjonen og folgelig total nedbrytning av isolasjonen, er det nodvend ig å eliminere nærvær eller mulig opptreden av ethvert fritt rom eller hulrom' innen eller resulterende fra grenseflaten mellom de tilstotende overflater til isolasjonslegemet, og legemet av halvledende materiale. U.S. patentskrift 3,677,8<!>+9 om- or corona formation resulting from internal voids or pockets within the cable construction and consequent total breakdown of the insulation, it is necessary to eliminate the presence or possible occurrence of any free space or void' within or resulting from the interface between the adjacent surfaces of the insulation body, and the body of semi-conductor material. U.S. patent document 3,677.8<!>+9 about

handler dette problem med mellomliggende hulrom ved grenseflaten mellom isolasjonen og halvledende materiale ved at det påfores en varmebehandling på det monterte produkt for å fremkalle en krympning av det halvledende materiale tett rundt isolasjonen. U.S. patentskrift 3,2^9,688 foreslår en annen losning av dette problem omfattende en særegen konstruksjon og en bestrålningsbehandling. Ennvidere beskrives i U.S. patentskrift 3,6Lt-6,2Lt-8 at dette problem loses ved anvendelse av en olefinisk terpolymerisolasjon med et forste herdesystem og et olefinisk terpolymer halvledende materiale med et annet herdesystem omfattende et forskjellig herdemiddel. this is a problem with intervening voids at the interface between the insulation and semi-conductive material in that a heat treatment is applied to the assembled product to cause a shrinkage of the semi-conductive material close around the insulation. U.S. patent document 3,2^9,688 proposes another solution to this problem comprising a distinctive construction and an irradiation treatment. Further described in U.S. Pat. patent document 3,6Lt-6,2Lt-8 that this problem is solved by using an olefinic terpolymer insulation with a first curing system and an olefinic terpolymer semiconducting material with a second curing system comprising a different curing agent.

Ennvidere kan det isolerende lag og det overliggende halvledende lag for elektriske kabler dannes side om side rundt wireren eller metallederen ved hjelp av en kontinuerlig simultan-ekstruderingsprosess med en ekstruderapparatur, eller disse lag dannes i rekkefolge under anvendelse av tandemekstrudere, og begge lag herdes deretter samtidig i en enkel operasjon og enhet for å redusere fremstillingstrinnene og apparaturen. Imidlertid kan den samtidige herding av begge lag sammen, eller 6gså herding av bare et lag alene mens det er i et tilgrensende arrangement med det andre, resultere i tilsynelatende dannelse av tverrbindende bindinger som spenner over grenseflaten mellom de tilstotende overflater av hver fase. Opptreden av slike tverrbindende bindinger som spenner over grenseflaten mellom overflatene av disse faser gjor den efterfolg-ende adskillelse meget vanskelig, slik som ved fjerning av en del av legemet av det halvledende materiale rundt isolasjonen med det formål å gjore kabelskjoter eller endekoblinger. Slik separasjon krever påforing av stor kraft, og når det trekkes av, er det halvledende materiale tilboyelig til å etterlate en betydelig rest av dets masse tett festet til den andre overflate eller isolasjon. Furthermore, the insulating layer and the overlying semi-conductive layer for electric cables can be formed side by side around the wire or metal conductor by means of a continuous simultaneous extrusion process with an extruder apparatus, or these layers are formed in sequence using tandem extruders, and both layers are then cured simultaneously in a simple operation and unit to reduce the manufacturing steps and apparatus. However, the simultaneous curing of both layers together, or even curing of only one layer alone while in an adjacent arrangement with the other, can result in the apparent formation of cross-linking bonds that span the interface between the adjacent surfaces of each phase. The appearance of such cross-linking bonds that span the interface between the surfaces of these phases makes the subsequent separation very difficult, such as when removing part of the body of the semi-conducting material around the insulation for the purpose of making cable joints or end connections. Such separation requires the application of great force, and when pulled off, the semiconducting material is apt to leave a significant residue of its mass firmly attached to the other surface or insulation.

Som kjent innen faget er det ved skjoting og behandling av kabel-ender nodvendig at det halvledende materiale omhyggelig taes bort eller fullstendig fjernes fra denne seksjonen av kabelenden uten noen skade eller materialtap på den underliggende overflate av isolasjonen, slik at separasjonen kan kreve en betydelig mengde arbeidstid og kostnader når det halvledende materiale er vanskelig å. fjerne ved "stripping" og/eller en rest derav bibeholdes fast As known in the art, when splicing and treating cable ends, it is necessary that the semi-conductive material be carefully removed or completely removed from this section of the cable end without any damage or loss of material to the underlying surface of the insulation, so that the separation may require a considerable amount working time and costs when the semi-conducting material is difficult to remove by "stripping" and/or a residue of it is retained firmly

klebende til overflaten av isolasjonen. Vanskelighetene når det gjelder slike kabelkonstruksjoner er beskrevet i U.S. patentskrift 3,68^,821 og 3,6^-3,OO<L>f. adhesive to the surface of the insulation. The difficulties with such cable constructions are described in U.S. Pat. patent document 3,68^,821 and 3,6^-3,OO<L>f.

Foreliggende oppfinnelse angår en kombinasjon av spesifikke organiske polymere materialer, som herdes med ulike herde-systemer, og en sammensatt konstruksjon dannet dermed hvori de to faser eller legemer av de herdbare.materialer er klebende forenet med hverandre ved deres tilgrensende overflater under dannelse av en hovedsakelig kontinuerlig og sikker forening av deres kontaktoverflater som strekker seg over deres felles grenseflate. Kombinasjonen og herde systemene ifolge oppfinnelsen forhindrer effektivt opptreden av mellomliggende hulrom mellom grenseflaten av de to faser eller legemer, mens det samtidig tilveiebringes en grenseflatefor-ening mellom fasene som lett kan adskilles med en relativt liten skyvkraft hvorpå komponentene skilles fra hverandre med rene overflater, hver fri for enhver rest fra den andre. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte ved fremstilling av elektrisk isolerte og skjermede kabler. The present invention relates to a combination of specific organic polymeric materials, which are cured with different curing systems, and a composite construction thus formed in which the two phases or bodies of the curable materials are adhesively united to each other at their adjacent surfaces, forming a mainly continuous and secure union of their contact surfaces extending across their common interface. The combination and curing systems according to the invention effectively prevent the appearance of intermediate voids between the interface of the two phases or bodies, while at the same time providing an interface union between the phases which can be easily separated with a relatively small thrust whereupon the components are separated from each other with clean surfaces, each free of any residue from the other. The invention also includes a method for producing electrically insulated and shielded cables.

Oppfinnelsen innbefatter kombinasjonen av et forste legeme av peroxydherdbar ethylen-holdig polymer med et annet legeme sammensatt av svovelherdbar klorsulfonert polyethylengummi (Hypalon). The invention includes the combination of a first body of peroxide-curable ethylene-containing polymer with a second body composed of sulfur-curable chlorosulfonated polyethylene rubber (Hypalon).

Det svovelherdbare klorsulfonerte polyethylen kan inneholde mindre mengder av en ethylen-propylengummi dispergert i dette for å oke The sulfur curable chlorosulfonated polyethylene may contain minor amounts of an ethylene-propylene rubber dispersed therein to increase

de plastiske egenskaper til det klorsulfonerte polyethylengummi. the plastic properties of the chlorosulfonated polyethylene rubber.

Komposisjonene og resultatene av denne kombinasjon er meget vel egnede og fordelaktige for anvendelse ved konstruksjonen av isolerte elektriske wirere og kabler ved dannelsen av en sammensatt isolasjon av en ethylen-holdig polymer med et lett fjernbart halvledende material lagret over isolasjonen. Det polymere material omfattende den klorsulfonerte polyethylenelastomer kan gjores egnet elektroledende til å virke som et halvledende materiale ved hensikts-messig fylling med et middel eller fyllstoff som tilforer elektrisk ledeevne slik som carbonsot, dispergert i dette, eller enkelte andre elektrisk ledende partikkelformet materiale slik som siliconcarbid, jern, aluminium etc. i mengder tilstrekkelig til å bibringe den bnskede grad av ledningsevne. The compositions and results of this combination are very well suited and advantageous for use in the construction of insulated electrical wires and cables by forming a composite insulation of an ethylene-containing polymer with an easily removable semiconducting material layered over the insulation. The polymeric material comprising the chlorosulfonated polyethylene elastomer can be made suitable electroconductive to act as a semi-conductive material by suitable filling with an agent or filler which adds electrical conductivity such as carbon black, dispersed therein, or some other electrically conductive particulate material such as silicon carbide , iron, aluminum etc. in quantities sufficient to impart the desired degree of conductivity.

Figur 1 i de medfolgende tegninger viser en perspektiv-tegning av en de], av en isolert leder med en halvledende skjerm derpå, og figur 2 viser i snitt isolasjonen og det overliggende halvledende lag rundt, en del av en metalleder. Figure 1 in the accompanying drawings shows a perspective drawing of an insulated conductor with a semi-conductive shield on it, and Figure 2 shows in section the insulation and the overlying semi-conductive layer around, part of a metal conductor.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende beskrives i rela-sjon til dens hovedanvendelsesområde, nemlig konstruksjon og frem gangsmåte ved fremstilling av elektrisk wire og kabel, selv om andre anvendelsesområder taes i betraktning. The invention will subsequently be described in relation to its main area of application, namely construction and method of manufacture of electric wire and cable, although other areas of application are taken into account.

Oppfinnelsen angår spesifikt 'en ny kombinasjon av gitte herdbare polymere materialer, eller kombinerte legemer sammensatt derav, som tilveiebringer gode grenseflateegenskaper når deres til-støtende overflater klebende foyes sammen ved herdning av det polymere material i minst en av de kombinerte legemer. Herdbare polymere materialer Ifolge oppfinnelsen omfatter for den ene fase et legeme eller enhet av peroxydherdbar ethylen-holdig polymer, og for den andre fase av sammensetningen, et legeme eller enhet av en svovelherdbar klorsulfonert polyethylenelastomer. The invention specifically relates to a new combination of given curable polymeric materials, or combined bodies composed of them, which provide good interface properties when their adjacent surfaces are adhesively joined together by curing the polymeric material in at least one of the combined bodies. Curable polymeric materials According to the invention, one phase comprises a body or unit of peroxide-curable ethylene-containing polymer, and for the second phase of the composition, a body or unit of a sulphur-curable chlorosulfonated polyethylene elastomer.

Den peroxydherdbare ethylen-holdige polymer i den ene fase av de kombinerte polymere legemer innbefatter polyethylen, et vanlig og vidt anvendt elektrisk isolasjonsmateriale for wire og kabel, som er herdbar med.peroxydherdemidler til en termoherdet tilstand som samsvarer med kravene ifolge oppfinnelsen. Også innbefattet er lignende sampolymerer av ethylen og andre polymeriserbare materialer, og blandinger av slike polymerer og sampolymerer som er i det minste dominerende sammensatt av ethylen og er kjent innen'faget til å tilveiebringe effektiv tverrbindbare elektriske isolasjoner. F. eks. kan nevnes sampolymerer av ethylen og .vinylacetat og lignende sampolymerer hvori ethyleninnholdet er mer enn 50 vekt%, fortrinnsvis minst 75 vekt% av polymerinnholdet. Den siste klasse av The peroxide-curable ethylene-containing polymer in one phase of the combined polymeric bodies includes polyethylene, a common and widely used electrical insulation material for wire and cable, which is curable with peroxide curing agents to a thermoset state that meets the requirements of the invention. Also included are similar copolymers of ethylene and other polymerizable materials, and mixtures of such polymers and copolymers which are at least predominantly composed of ethylene and are known in the art to provide effective crosslinkable electrical insulations. For example mention may be made of copolymers of ethylene and vinyl acetate and similar copolymers in which the ethylene content is more than 50% by weight, preferably at least 75% by weight of the polymer content. The last class of

•sampolymerer av ethylen og blandinger for elektriske isolasjons-materialer for wirerer og kabler er beskrevet i de ovenfor angitte •copolymers of ethylene and mixtures for electrical insulation materials for wires and cables are described in the above

U.S. patentskrift 3,259,688 og 3,68^,821 og andre publikasjoner innen faget. U.S. patents 3,259,688 and 3,68^,821 and other publications in the field.

Den svovelherdbare klorsulfonerte polyethylen (Hypalon) elastomerfase som når den forenes med den peroxydherdbare ethylen-holdige polymerfase sammen fremkaller de særegne grenseflatekarak-teristikker og funksjoner ifolge oppfinnelsen, kan innbefatte mindre mengder av en ethylen-propylensampolymer eller terpolymergummi som et mykningsmidd el eller mykner for å gjore det klorsulfonerte polyethylen mer medgjorlig ved blanding med det elektroledende fyllstoff og andre bestanddeler og ved bearbeiding og forming. Hvis terpolymerene av ethylen, propylen og et dien er herdbart med det samme svovelherdesystem som det klorsulfonerte polyethylen, kan disse innbefattes i mengder opptil 30 vekt% av blandingen med det klorsulfonerte polyethylen. Sampolymerene av ethylen og propylen som ikke er herdbare med svovelsystemer kan ikke tolereres i mengder på mer enn 20 vekt% av blandingen med den klorsulfonerte polyethylenelastomer. Terpolymerer av ethylen-propylen innbefatter 'kommersi-elt tilgjengelige gummier fremstilt.ved sampolymerisering av ethylen og propylen sammen med mindre mengder av dienet slik som ethyliden norboren, eller dicyclopentadien eller 1 ,>+-hexadien. Terpolymerene av ethylen-propylen med diener, som er vel kjent innen faget, gir storre spillerom innen de tilgjengelige herde systemer i forhold til sampolymerene av bare ethylen og propylen. Spesifikt krever sampolymerene en fri radikal herdemekanisme slik som tverrbringes av en peroxydforbindelse, mens terpolymerene med deres yttereligere umettede radikaler også kan herdes med et konvensjonelt svovel-aksellerator herdesystem, så vel som med et peroxydfri radikalsystem. The sulphur-curable chlorosulfonated polyethylene (Hypalon) elastomeric phase which, when combined with the peroxide-curable ethylene-containing polymer phase together produces the distinctive interfacial characteristics and functions of the invention, may include minor amounts of an ethylene-propylene copolymer or terpolymer rubber as a plasticizer or softener to make the chlorosulfonated polyethylene more malleable when mixed with the electroconductive filler and other components and during processing and shaping. If the terpolymers of ethylene, propylene and a diene are curable with the same sulfur curing system as the chlorosulfonated polyethylene, these can be included in amounts up to 30% by weight of the mixture with the chlorosulfonated polyethylene. The copolymers of ethylene and propylene which are not curable with sulfur systems cannot be tolerated in amounts of more than 20% by weight of the mixture with the chlorosulfonated polyethylene elastomer. Ethylene-propylene terpolymers include commercially available rubbers made by copolymerizing ethylene and propylene together with smaller amounts of the diene such as ethylidene norborene, or dicyclopentadiene or 1,+-hexadiene. The terpolymers of ethylene-propylene with dienes, which are well known in the art, provide greater leeway within the available curing systems compared to the copolymers of only ethylene and propylene. Specifically, the copolymers require a free radical curing mechanism as mediated by a peroxide compound, while the terpolymers with their additional unsaturated radicals can also be cured with a conventional sulfur accelerator curing system, as well as with a peroxide free radical system.

Svovelbærende herde systemer for det klorsulfonerte polyethylen (Hypalon), og ethylen-propylen terpolymerer er alminne-lig kjent innen faget, slik som f.eks. tetramethylthiuramdisulfid (Methyl Tuads), tetraethylthiuramdlsulfid (Ethyl Tuads), dipenta-methylenthiuram tetrasulfid (Sulfads), og lignende kommersielle svovelbærende herdemidler. Sulphur-bearing curing systems for the chlorosulfonated polyethylene (Hypalon) and ethylene-propylene terpolymers are generally known in the art, such as e.g. tetramethylthiuramdisulfide (Methyl Tuads), tetraethylthiuramdlsulfide (Ethyl Tuads), dipenta-methylenethiuram tetrasulfide (Sulfads), and similar commercial sulfur-bearing hardeners.

For bruk til elektriske formål slik som en halvledende komponent i kabel for middels til hoyspenningsbruk, kan den svovelherdbare klorsulfonerte polyethylenelastomer lett gjores elektroledende til en hvilken som helst onsket grad ved ifylling av en egnet mengde av et middel som gir elektrisk ledeevne, slik som 15 til 75 deler carbonsot eller metallpartikler basert på vekten av de polymere bestanddeler i henhold til vanlig praksis. Når det klorsulfonerte polyethylen er gjort passende elektroledende med en egnet mengde av et ledende materiale dispergert deri, kan dette oppfylle de krevede elektriske funksjoner til et halvledende material i elektriske kabler, og når det kombineres méd en ethylen-holdig polymerisolasjon og herdes i samsvar med betingelsene ifolge oppfinnelsen, tilveiebringer enestående grenseflateegenskaper som effektivit eliminierer opptreden av mellomliggende hulrom mellom grenseflatene av isolasjonen og halvledende materiale og muliggjor også en lett og enkel separasjon av det halvledende materiale fra isolasjonen. For electrical applications such as a semi-conductive component in cable for medium to high voltage applications, the sulfur curable chlorosulfonated polyethylene elastomer can be easily made electroconductive to any desired degree by adding a suitable amount of an agent that imparts electrical conductivity, such as 15 to 75 parts carbon soot or metal particles based on the weight of the polymeric constituents according to common practice. When the chlorosulfonated polyethylene is made suitably electroconductive with a suitable amount of a conductive material dispersed therein, it can fulfill the required electrical functions of a semi-conductive material in electrical cables, and when combined with an ethylene-containing polymer insulation and cured in accordance with the conditions according to the invention, provides unique interface properties that effectively eliminate the occurrence of intermediate voids between the interfaces of the insulation and semi-conducting material and also enable an easy and simple separation of the semi-conducting material from the insulation.

Det ethylen-holdige polymere material eller fase i kombinasjonen ifolge oppfinnelsen er herdbart til en hovedsakelig termoherdet tilstand ved tverrbinding med et fritt radikal-dannende peroxyd ifolge kjente metoder slik som beskrevet i U.S. patent skrift 2,888,Li-2<1>+ og 3,079,370, og tilsvarende kjent lære. Et fore-trukket tverrbindingssystera for det ethylen-holdige polymere material omfatter anvendelse av et tertiært peroxydherdemiddel slik som et d icumylperoxyd. The ethylene-containing polymeric material or phase in the combination according to the invention is curable to a substantially thermoset state by cross-linking with a free radical-forming peroxide according to known methods such as described in U.S. Pat. patent documents 2,888,Li-2<1>+ and 3,079,370, and corresponding known teachings. A preferred cross-linking system for the ethylene-containing polymeric material involves the use of a tertiary peroxide curing agent such as a dicumyl peroxide.

I praktisk utforelse av foreliggende oppfinnelse er det nod.vendig at minst en av de polymere legemer eller faser, enten den peroxydherdbare ethylen-holdige polymer eller det svovelherdbare klorsulfonerte polyethylen gjennomgår herding mens overflaten av dette er i intim fysikalsk kontakt med overflaten til det andre polymere legeme eller fase hvorved herdemekanismen i den ene fase kan fremkalle de tilsynelatende bindinger som spenner over overflatene for klebende å forene kontaktoverflåtene av grenseflaten. In the practical embodiment of the present invention, it is necessary that at least one of the polymeric bodies or phases, either the peroxide-curable ethylene-containing polymer or the sulfur-curable chlorosulfonated polyethylene undergoes curing while the surface of this is in intimate physical contact with the surface of the other polymer body or phase whereby the hardening mechanism in one phase can induce the apparent bonds that span the surfaces to adhesively unite the contact surfaces of the interface.

I praksis vil imidlertid de mest hensiktsmessige fremstillings-systemer slik som frekvens- eller tandemekstrudering av det doble lag av ethylen-holdig polymer og overliggende klorsulfonert polyethylen på wirekjernen etterfulgt av samtidig herding av begge faser sammen, fore til deri foretrukne herding av hver polymerfase eller material i kombinasjonen på samme tid for å oppnå optimale virk-ninger derav. In practice, however, the most suitable manufacturing systems such as frequency or tandem extrusion of the double layer of ethylene-containing polymer and overlying chlorosulphonated polyethylene on the wire core followed by simultaneous curing of both phases together, will lead to preferential curing of each polymer phase or material in the combination at the same time to achieve optimal effects thereof.

I.den medfolgende tegning er en typisk kabel med middels til hoyspenningskapasitet av den type for hvilken foreliggende oppfinnelse spesielt er egnet vist i perspektiv i fig. 1, og en kort del av.en slik kabel er også vist med isolasjonen og halvledende lag i lengdesnitt rundt lederen i fig. 2. Den hele kabel 10, omfatter primært en metalleder 12, et relativt tykt forste legeme av en peroxydherdet ethylen-holdig polymerisolasjon lh som omgir lederen, og liggende over isolasjonen er et annet legeme eller lag av et svovelherdet klorsulfonert polyethylen halvledende materiale 16. Andre komponenter kan innbefattes i kabelstrukturen etter kjente konstruksjoner, f.eks. adskillende papir eller tape, eller et halvledende lag lokalisert mellom metallederen 12 og primærisolasjonen 1^-, slik som vist i de tidligere angitte patentskrifter 35259,688 og 3,68<1>+,821 og midlene ifolge oppfinnelsen gjelder også dette med de medfolgende fordeler når Isolasjonen stoter til den halvledende komponent, hvilket er det vanlige i kabler med middels til hoyspenningskapasitet. Ved herding av minst en komponent av den sammensatte kombinasjon, enten legemet av det peroxydherdbare ethylen-holdige polymeri solas jon 1<*>+ eller legemet av det svovelherdbare kloraulfon-erte polyethylen, fyllte halvledende material 16, og fortrinnsvis begge sammen, blir isolasjonen og det halvledende material som dekker isolasjonen klebende festet til hverandre under dannelse av en forenet grenseflate 18 av enestående særpreg som eliminierer mellomliggende hulrom. Ennvidere kan den således dannede klebende binding mellom disse komponenter ad skilles ved påforing av en liten skyvkraft på bare noen få kilo og overflatene ved grenseflaten adskilles lett idet de etterlater hver overflate fri for belegg fra den andre. I. the accompanying drawing is a typical cable with medium to high voltage capacity of the type for which the present invention is particularly suitable shown in perspective in fig. 1, and a short section of such a cable is also shown with the insulation and semi-conducting layer in longitudinal section around the conductor in fig. 2. The entire cable 10 primarily comprises a metal conductor 12, a relatively thick first body of a peroxide-cured ethylene-containing polymer insulation lh which surrounds the conductor, and lying above the insulation is another body or layer of a sulphur-cured chlorosulfonated polyethylene semi-conducting material 16. Other components can be included in the cable structure according to known designs, e.g. separating paper or tape, or a semi-conductive layer located between the metal conductor 12 and the primary insulation 1^-, as shown in the previously indicated patent documents 35259,688 and 3,68<1>+,821 and the means according to the invention, this also applies with the accompanying advantages when the insulation abuts the semi-conducting component, which is common in cables with medium to high voltage capacity. Upon curing of at least one component of the composite combination, either the body of the peroxide-curable ethylene-containing polymer ion 1<*>+ or the body of the sulfur-curable chloraulfonated polyethylene, filled semiconducting material 16, and preferably both together, the insulation and the semi-conductive material covering the insulation adhesively attached to each other forming a unified interface 18 of unique character which eliminates intervening voids. Furthermore, the adhesive bond thus formed between these components can be separated by applying a small thrust of only a few kilograms and the surfaces at the interface are easily separated, leaving each surface free of coating from the other.

Det etterfølgende omfatter spesifikke eksempler på egnede og foretrukne polymere materialer for anvendelse ved konstruksjon av hoyspenningskabel omfattende et legeme av peroxydherdbar polyethylenisolasjon kombinert med et overliggende legeme av halvledende material av en polymerbærer eller matrise omfattende svovelherdbar klor sulf onert polyethylenélastomer fyllt med partikkelf ormet ledende material. The following includes specific examples of suitable and preferred polymeric materials for use in the construction of high voltage cable comprising a body of peroxide-curable polyethylene insulation combined with an overlying body of semi-conductive material of a polymer carrier or matrix comprising sulphur-curable chlorine sulphonated polyethylene elastomer filled with particulate conductive material.

Den ethylen-holdige polymerkomposisjon omfattende isolasjonen, eller en fase eller polymerlegeme av kombinasjonen ifolge oppfinnelsen, besto av folgende kommersielle isolasjonsformulering: The ethylene-containing polymer composition comprising the insulation, or a phase or polymer body of the combination according to the invention, consisted of the following commercial insulation formulation:

Disse bestanddeler ble blandet i en egnet blander omfattende en valsemolle inntil de var praktisk talt homogent dispergert. Ifolge vanlig praksis blandes imidlertid alle bestanddeler, unntatt peroxydet, forst ved forhoyede temperaturer på ca. 121°C, eller innen et område fra 93 til l<l>+9°C, for å smelte polymeren og lette blandingen. Derefter ble blandingen avkjolt til under spalt-ningstemperaturen tii det angjeldende peroxydherdemiddel, i dette tilfelle til under 10Lt-°C, hvoretter peroxydherdemldlet ble tilsatt og dispergert i blandingen. Massen var deretter klar for forming til en gitt form og herding ved tilforing av varme. These ingredients were mixed in a suitable mixer comprising a roller mill until they were practically homogeneously dispersed. According to common practice, however, all components, except the peroxide, are first mixed at elevated temperatures of approx. 121°C, or within a range of 93 to 1<l>+9°C, to melt the polymer and facilitate mixing. The mixture was then cooled to below the decomposition temperature of the relevant peroxide curing agent, in this case to below 10Lt-°C, after which the peroxide curing agent was added and dispersed in the mixture. The mass was then ready for forming into a given shape and hardening by applying heat.

Det etterfølgende omfatter eksempler av den svovel-herdede klorsulfonerte polyethylenelastomer, hvilket som et legeme eller lag i kombinasjon med et legeme eller lag av peroxyd-herdet ethylen-holdig polymer, fremkaller de særegne grenseflateegenskaper ifolge oppfinnelsen. I disse eksempler er den svovelherdbare klorsulfonerte polyethylenkomponent fyllt med elektrisk ladende carbonsot for det formål å virke som et halvledende materiale i en elektrisk kabel i kombinasjon med polyethylen!solasjon av den ovenfor angitte formulering. The following includes examples of the sulphur-cured chlorosulfonated polyethylene elastomer, which as a body or layer in combination with a body or layer of peroxide-cured ethylene-containing polymer, produces the distinctive interface properties according to the invention. In these examples, the sulphur-curable chlorosulfonated polyethylene component is filled with electrically charged carbon soot for the purpose of acting as a semi-conducting material in an electrical cable in combination with polyethylene insulation of the above formulation.

Eksempler I - IVExamples I - IV

I de folgende eksempler ble prover sammensatt av den peroxydherdbare polyethylenkomposisjon som er beskrevet i eksempel A, og en prove av svovelherdbar klorsulfonert polyethylenelastomer og en blanding derav med en ethylen-propylen terpolymerformulering som gitt i eksempel I og II individuelt valset på en varmvalse, og en varm remse som målte ca. 1,5 - 2 mm i tykkelse av polyethylenkompo-sisjonen ble kombinert med en lignende varm remse av hver av formuleringene ifolge eksemplene I og II med omtrent den samme tykkelse. In the following examples, samples composed of the peroxide-curable polyethylene composition described in Example A, and a sample of sulfur-curable chlorosulfonated polyethylene elastomer and a mixture thereof with an ethylene-propylene terpolymer formulation as given in Examples I and II were individually rolled on a hot roll, and a hot strip that measured approx. 1.5-2 mm in thickness of the polyethylene composition was combined with a similar hot strip of each of the formulations of Examples I and II of approximately the same thickness.

De således dannede kombinerte remseprover omfattende sammensetningThe thus formed combined strip samples comprehensive composition

av eksempel A - I .og A - II ble hver individuelt stopt som sammensatte plater i en presse og herdet ved 15^+°C i ^5 minutter for å simulere sekvensekstruderingsstoping av et varmt lag opp på det andre etterfulgt av samtidig herding. of Examples A - I .and A - II were each individually stuffed as composite sheets in a press and cured at 15^+°C for ^5 minutes to simulate sequential extrusion stuffing of one hot layer on top of the other followed by simultaneous curing.

Ved kjoling av hver prove til romtemperatur og kondisjonering ved omgivende betingelser i 16 timer, ble en 10,15 cm lang og 1,25 cm bred del av hver herdede sammensatte prove testet i et Scott testeapparat med hensyn til. avflekkbarheten, og skyvkraften i kilo som var nodvendig for å avskille de klebende lag av hver prove er oppfort i den folgende tabell f.eks. I og II. Upon cooling each specimen to room temperature and conditioning at ambient conditions for 16 hours, a 10.15 cm long by 1.25 cm wide portion of each cured composite specimen was tested in a Scott tester for the stainability, and the pushing force in kilograms that was necessary to separate the adhesive layers of each sample is listed in the following table, e.g. I and II.

Formuleringene som er oppfort i eksempel III og IV ble henholdsvis ekstrudert i en tykkelse på ca. 1,25 mm over en uherdet polyethylenisolasjon av en sammensetning ifolge eksempel A som var blitt formet med en ekstruder rundt en kjerne av 20 AWG wireleder i en tykkelse på ca. ^,5 mm. Hver av wireprovene med sammensetningen av peroxydherdbar polyethylen og svovelherdbar klorsulfonert poly-ethylenblandinger ble deretter herdet med damp ved en temperatur på ca. 1^,76 kg/cm^ (200°C) i lopet av ca. 3 minutter. Etter avkjoling og kondisjonering ved romtemperatur ble kraften som var npdvendig for å avflekke eller separere laget av hver prove av polymer sammen-.setningen og dennes separeringsegenskaper bestemt. Trekkraften for å avflekke 1,25 cm bred del av den klorsulfonerte polyethylenformu-lering som er angitt i eksempel III og IV fra den klebende forenede polyethylenkomposisjon ifolge eksempel A er det også oppfort i den folgende tabell for eksempel I - IV. Hver av provene ble funnet å adskilles i ren og fritt for enhver rest. The formulations listed in examples III and IV were respectively extruded to a thickness of approx. 1.25 mm over an uncured polyethylene insulation of a composition according to Example A which had been formed with an extruder around a core of 20 AWG wire conductor to a thickness of approx. ^.5 mm. Each of the wire samples with the composition of peroxide-curable polyethylene and sulfur-curable chlorosulfonated polyethylene blends was then cured with steam at a temperature of approx. 1^,76 kg/cm^ (200°C) in the course of approx. 3 minutes. After cooling and conditioning at room temperature, the force required to stain or separate the layer of each sample of the polymer composition and its separation properties were determined. The tensile force to remove the 1.25 cm wide portion of the chlorosulfonated polyethylene formulation indicated in Examples III and IV from the adhesively bonded polyethylene composition according to Example A is also listed in the following table for Examples I - IV. Each of the samples was found to separate cleanly and free of any residue.

Claims

• * 1. Removable composition of a cured polymer composition and a cured elastomer, characterized in that it comprises a body of a peroxide-cured product of an ethylene-containing polymer with a surface adhesively united to a contact surface of a body of a sulfur -cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene, where in contact with surfaces of the peroxide-cured product of the ethylene-containing polymer and that the sulfur-cured product of the elastomer are adhesively united to each other as a result of at least one of the cured products have been cured while the surfaces of each of the bodies are in adjacent physical contact with each other.

2. Composition, of the hardened polymeric composition and hardened elastomer according to claim 1, characterized in that the sulfur-hardened product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 30% by weight of an ethylene-propylene terpolymer.

3- Curable composition according to claim 1, characterized in that the sulfur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 20% by weight of an ethylene-propylene copolymer.

<1> +. Curable composition according to claim 1, characterized in that the peroxide-cured product of an ethylene-containing polymer is polyethylene cured with an organic tertiary peroxide curing agent.

5. Insulated metallic electrical conductor with a covering comprising a combination of polymeric compositions including a composition of an electrically insulating body of a peroxide-cured product of an ethylene-containing polymer with a surface adhesively united to a contact surface of an easily and cleanly removable overlying semiconducting body of a sulfur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene, wherein the contact surfaces of the insulating body and the overlying semiconducting body are adhesively united to each other as a result of at least one of the polymeric materials being cured while the surfaces of each of the bodies are in adjacent physical contact with each other.

6. Insulated metallic electrical conductor according to claim 5. characterized in that the contact surfaces of the insulating body and the overlying semiconducting layer are adhesively united to each other as a result of both the ethylene-containing polymer and the elastomer of chlorosulfonated polyethylene having been cured simultaneously while the surfaces of their bodies are in adjacent physical contact with each other.

7. Insulated metallic electrical conductor according to claim 5, characterized in that the body of the sulphur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene contains an electrically conductive filler dispersed therein.

8. ■• Insulated metallic electrical conductor according to claim 7, characterized in that the electrically conductive filler is present in an amount of 15 - 75% by weight of the chlorosulfonated polyethylene elastomer.

9. Insulated metallic electrical conductor according to claim 7, characterized in that the electrically conductive filler comprises carbon black.

10. Insulated metallic electrical conductor according to claim 5, characterized in that the semiconducting body of a sulfur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes

one

up to 30% by weight of/ethylene-propylene terpolymer.

11. Insulated metallic electrical conductor according to claim characterized in that the semiconducting body of a sulphur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 20% by weight of an ethylene-propylene copolymer.

12. Insulated metallic electrical conductor according to claim 55, characterized in that the electrically insulating body of a peroxide-cured product of an ethylene-containing polymer is polyethylene cured with an organic tertiary peroxide curing agent.

13. Insulated metallic electrical conductor with a covering thereon, characterized in that it comprises a combination of polymeric compositions including a composition of an electrically insulating body of a peroxide-cured product of polyethylene and an organic tertiary peroxide curing agent, with a surface thereof adhesively united to a contact surface of an easily and cleanly removable overlying semiconducting body of a sulfur-cured product of an elastomer of chlorosulphonated polyethylene and a sulfur-containing curing agent with an electrically conductive filler dispersed therein in an amount of 15 - 75% by weight of the elastomer, which contact surfaces of the Insulating body and the overlying semiconducting body are adhesively united to each other as a result of both the polyethylene and the elastomer of chlorosulfonated polyethylene having been cured simultaneously while the surfaces of their bodies are in adjacent physical contact with each other.

1^-. Insulated metallic electrical conductor according to claim 13, characterized in that the semiconducting body of a sulfur-cured product of an elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 20% by weight of at least one ethylene-propylene rubber selected from the group consisting of copolymers and terpolymers of ethylene and propylene .

15. Procedure for manufacturing an insulated and electrically shielded electrical conductor, characterized in that

a) an electrical insulation is formed on a conductor by extruding thereon a covering body of a curable polymer composition comprising an ethylene-containing polymer and a peroxide curing agent,

b) a semi-conductive shield is formed over the electrical insulation covering the conductor by applying to the surface of a body a curable elastomer comprising chlorosulfonated polyethylene and a sulphur-containing curing agent, and

c) at least one of the curable bodies is cured in surface contact with the other to thereby adhesively unite their surfaces to each other with a clean and easily removable bond.

16. Method according to claim 15, characterized in that the curable elastomer of chlorosulfonated polyethylene contains an electrically conductive filler dispersed therein in an amount of 15 - 75% by weight of the chlorosulfonated polyethylene elastomer.

17. Method according to claim 15, characterized in that the curable elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 30% by weight of ethylene-propylene terpolymer.

18. Method according to claim 15, characterized in that the ethylene-containing polymer is polyethylene and the peroxide curing agent is an organic tertiary peroxide.

19. Procedure for manufacturing an insulated and electrically shielded electrical conductor, characterized in that

a) an electrical insulation is formed on a conductor by extruding thereon a covering body of a curable polymer composition comprising polyethylene and an organic tertiary peroxide,

b) a semi-conductive shield is formed over the electrical insulation covering the conductor by depositing on its surface a body of a curable elastomer comprising chlorine sulfones, polyethylene and a sulfur curing agent with an electrically conductive filler dispersed therein in an amount of 15 - 75% by weight of the elastomer,

c) simultaneous curing of both of the curable bodies while these are in surface contact with each other to thereby adhesively unite their surfaces to each other with a clean and easily removable bond.

20. Method according to claim 19, characterized in that the curable elastomer of chlorosulfonated polyethylene includes up to 20% by weight of at least one ethylene-propylene rubber selected from the group consisting of copolymers and terpolymers of ethylene and propylene.