NO881649L - Elektrisk isolasjonsmateriale med hoey elektrisk tidsstabilitet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et elektrisk isolasjonsmateriale med høy og varig elektrisk stabilitet og en fremgangsmåte for bedring av den varige elektriske stabilitet til peroksydisk fornettede kunststoffer på polyetylenbasis.

Det er kjent å fremstille fornettede polyetylener (VPE) ved bruk av peroksyd som fornetningsmiddel. Derved fornetter polymerisatene ved påvirkning av organiske peroksyder som danner frie radikaler.

Skjønt fornettede polyetylener av denne type blir brukt til fremstilling av elektrisk isolasjon på grunn av stor motstandsdyktighet mot spenningsbrudd og mot organiske løsemid-ler, samt sin høye elektriske motstandsdyktighet, er den varige elektriske stabilitet langt fra tilfredsstillende.

På den annen side er det også kjent (US-PS 2 075 948, DE-PS

1 794 023, 1 963 571, 2 255 115) å bevirke fornettingen ved hjelp av silaner. Til forskjell fra peroksydisk fornetning forløper omsetningen mellom polyolefinet og silanet forholds-vis raskt; det må bare tilsettes små andeler av forbindel-ser som danner radikaler, som organiske peroksyder og per-estere, i en ringe mengde, fortrinnsvis mindre enn 0,75 vekt-%, for å hindre at det skjer en konvensjonell peroksydisk fornetning.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å bedre en peroksydisk kryssbundet plast på polyetylenbasis med hen-blikk på varig elektrisk stabilitet av plasten, dvs å redu-sere eller endog eliminere uønskede eldingsfenomener.

Oppfinnelsen består i at den peroksydisk fornettede plast

på polyetylenbasis har et innhold av organiske silisiumforbindelser som ikke deltar i fornetningen, spesielt silisium-hydrogenforbindelser, i området mellom 0,1 og 10%med hen-blikk på plasten og beregnet i vektprosent. Særlig fordelak-tig er et innhold mellom 0,2 og 5 %.

Slike elektriske isolasjonsmaterialer som har bedret varig elektrisk stabilitet egner seg spesielt til sterkstrøms-kabler.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til bedring av den varige elektriske stabiliteten til peroksydisk fornettede plast-materialer på polyetylenbasis går ut fra den kjente fremgangsmåten, hvor polyetylen hhv utgangsstoffer som danner polyetylen blandes med peroksyder, silaner og eventuelt katalysatorer og/eller tilsetninger hhv fyllstoffer og fornettes under eller etter formgivning. Til forskjell fra denne kjente fremgangsmåten blir utgangssubstansene for polyetylenet som skal fornettes peroksydisk, tilsatt en aktiv substans i form av silan, især alkyl- eller alkoksy-substituerte vinylsilaner, i en slik andel at denne aktive substans og/eller resulterende reaksjonsprodukter etter den peroksydiske fornetning bidrar til en strukturendring under deltagelse av fuktighet.

Stikk i strid med uttalte oppfatninger på fagområdet (DE-PS

1 963 571) kan foreliggende oppgave løses ved at peroksydan-delen ikke utgjør mindre enn 0,75%, men snarere en høyere andel mellom ca. 1,5 og 4,0%, nok til peroksydisk fornetning. Silanet som benyttes ved oppfinnelsen er ikke fornetningsmiddel, men en ekstra, aktiv substans. Denne aktive substans kan ved peroksydisk fornetning fikseres til plastens moleky-ler, i tillegg kan det også skje en podning ("Anpfropfen") til polyetylenets makromolekyler. Slik podning er imidler-tid ingen fornetning, idet det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen dreier seg om konvensjonell peroksydisk fornetning av polyetylenet.

Det har overraskende vist seg at den elektriske isolasjons-evnen ikke blir merkbart svekket, selv etter lang brukstid, f.eks. på ti år. Sammenlignet med klassisk fornettet polyetylen er det påvist en betydelig bedring av den varige elektriske stabilitet. Årsaken synes å være en strukturell endring av det peroksydisk fornettede polyetylenet ved til- førsel av fuktighet, spesielt vann; i denne forbindelse opp-trer de på en måte innebygde organiske silisiumforbindelsene hhv. silisiumhydrogenene eller silan som strukturendrende aktiv substans. Derved kan dannelse av uønskede vannansam-linger ("Wasserbåumchen") hindres.

Ved fremstilling av fornettet polyetylen kan det med fordel benyttes hydrolysekatalysatorer, eksempelvis metallsalter av organiske syrer, men også andre organiske metallforbindel-ser.

Eksempel

For den peroksydiske fornetning av polyetylenet fremstilles en utgangsblanding, f.eks. en blanding av

100 deler polyetylen

2 deler dicumylperoksyd og

3 deler alkoksy-substituert vinylsilan som aktiv substans til bedring av den varige elektriske stabilitet

0,2 deler middel mot elding

I tilslutning, etter formgivning, følger den peroksydiske fornentning, som tar ca. 5 min. ved ca. 200°C.

Claims (6)

1. Elektrisk isolasjonsmateriale med høy, varig elektrisk stabilitet, av peroksydisk fornettet kunststoff på polyetylenbasis (VPE), karakterisert ved et innhold av organiske silisiumforbindelser som ikke deltar i fornetningen, i området mellom 0,1 og 10% (referert til plasten).

2. Elektrisk isolasjonsmateriale som angitt i krav 1, karakterisert ved et innhold av silisium-hydrogenforbindelser i området mellom 0,2 og 5%.

3. Anvendelse av et isolasjonsmateriale som angitt i krav 1 eller 2 til fremstilling av sterkstrømskabler.

4. Fremgangsmåte for bedring av den varige elektriske stabilitet til peroksydisk fornettede polyetylener (VPE), hvor polyetylen blandes med peroksyd, silan og eventuelt katalysatorer, tilsetninger og/eller fyllstoffer og fornettes under trykk og/eller etter formgivning, karakterisert ved at utgangssubstansene for et peroksydisk fornettet polyetylen blandes med silan som aktiv substans til bedring av den varige, elektriske stabilitet i en slik andel at denne aktive substans og/eller dens resulterende reaksjonsprodukter etter den peroksydiske fornetning fortsatt bidrar til en strukturendring under deltagelse av fuktighet.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at det benyttes alkyl- eller alkoksy-substituerte vinylsilaner som silaner.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at det brukes metallsalter av organiske syrer og/eller andre organiske metall-forbindelser som katalysatorer.