PL192515B1 - Electrical wire insulation - Google Patents

Electrical wire insulation

Info

Publication number
PL192515B1
PL192515B1 PL346214A PL34621499A PL192515B1 PL 192515 B1 PL192515 B1 PL 192515B1 PL 346214 A PL346214 A PL 346214A PL 34621499 A PL34621499 A PL 34621499A PL 192515 B1 PL192515 B1 PL 192515B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
polyolefin
insulation
layers
copolymer
Prior art date
Application number
PL346214A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL346214A1 (en
Inventor
Giles Henry Rodway
Original Assignee
Tyco Electronics Ltd Uk
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 Tyco Electronics Ltd Uk filed Critical Tyco Electronics Ltd Uk
Publication of PL346214A1 publication Critical patent/PL346214A1/en
Publication of PL192515B1 publication Critical patent/PL192515B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators 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
    • H01B3/42Insulators 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 polyesters; polyethers; polyacetals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators 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
    • H01B3/44Insulators 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
    • H01B3/443Insulators 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
    • H01B3/445Insulators 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 from vinylfluorides or other fluoroethylenic compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators 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
    • H01B3/44Insulators 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
    • H01B3/441Insulators 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

Landscapes

  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Abstract

1. Izolacja przewodu, wzglednie kabla elektrycznego, zlozona przynajmniej z jednej, usiecio- wionej warstwy opartej na poliolefinie, oraz przynajmniej z jednej usieciowionej warstwy o innym skladzie chemicznym, pokrywajacej warstwe oparta na poliolefinie, znamienna tym, ze pierwsza warstwa oparta na poliolefinie zawiera w stosunku do calej kompozycji tej warstwy przynajmniej 20% wagowych polimeru zawierajacego karbonyl, jak homopolimer, kopolimer, wzglednie terpoli- mer, którego przynajmniej jeden skladowy monomer jest estrem kwasu karboksylowego, korzystnie akrylanem, wzglednie octanem, zwlaszcza akrylanem alkilu, jak akrylanem metylu, akrylanem etylu, akrylanem propylu, lub akrylanem butylu, który to monomer zawiera przynajmniej 5% wagowych uzytego kopolimeru, wzglednie terpolimeru, a pozostala jego czesc uzyskana jest z monomeru olefinowego, korzystnie etylenowego, natomiast druga warstwa zawiera w stosunku do calej kom- pozycji tej warstwy przynajmniej 10% wagowych polifluorku winylidenu (PVDF), wzglednie kopoli- meru bazujacego na fluorku winylidenu (VDF) z czesciowo, wzglednie calkowicie fluorowanym ko- monomerem. PL PL PL 1. Insulation of a wire or electric cable, consisting of at least one cross-linked layer based on polyolefin and at least one cross-linked layer of a different chemical composition covering the layer based on polyolefin, characterized in that the first layer based on polyolefin contains in relative to the entire composition of this layer, at least 20% by weight of a carbonyl-containing polymer, such as a homopolymer, a copolymer, or a terpolymer, of which at least one component monomer is a carboxylic acid ester, preferably an acrylate, or an acetate, especially an alkyl acrylate, such as methyl acrylate, ethyl acrylate , propyl acrylate, or butyl acrylate, which monomer contains at least 5% by weight of the copolymer or terpolymer used, and the remaining part is obtained from an olefin, preferably ethylene, monomer, while the second layer contains at least 10% of the total composition of this layer % by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF), or a copolymer based on vinylidene fluoride (VDF) with a partially or fully fluorinated comonomer. PL PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest izolacja przewodu, względnie kabla elektrycznego, złożona przynajmniej z jednej, usieciowionej warstwy opartej na poliolefinie, oraz przynajmniej z jednej usieciowionej warstwy o innym składzie chemicznym, pokrywającej warstwę opartą na poliolefinie. Wynalazek dotyczy w szczególności wielowarstwowej izolacji przewodów elektrycznych o wysokich parametrach wiązania międzywarstwowego, przy jednoczesnym zachowaniu wymaganych parametrów użytkowych izolacji.The subject of the invention is the insulation of a wire or an electric cable, consisting of at least one cross-linked polyolefin-based layer and at least one cross-linked layer with a different chemical composition covering the polyolefin-based layer. The invention relates in particular to multi-layer insulation of electric cables with high interlayer bonding parameters, while maintaining the required performance parameters of the insulation.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania izolacji przewodu, względnie kabla elektrycznego, polegający na nałożeniu na przewodnik elektryczny i usieciowieniu warstw izolacyjnych o różnych składach chemicznych, z których jedna oparta jest na poliolefinie.The subject of the invention is also a method for the production of insulation for a conductor or an electric cable, consisting in applying to the electric conductor and cross-linking insulation layers of various chemical compositions, one of which is based on polyolefin.

Zastosowane w opisie i zastrzeżeniach patentowych skróty mają następujące znaczenie: TMPTM - trimetylolpropanotrimetakrylan, ASTM - American Society for Testing and Materials; PVDF - polifluorek winylidenu; VDF - fluorek winylidenu; HFP - heksafluoropropylen; HDPE - polietylen o wysokiej gęstości; EEA - akrylan etylenowy/etylowy; EMA - akrylan etylowy/metylowy; EVA - octan etylenowy/winylowy; EA - akrylan etylowy; MA - akrylan metylowy; VA - octan winylowy.The abbreviations used in the description and claims have the following meanings: TMPTM - trimethylolpropane trimethacrylate, ASTM - American Society for Testing and Materials; PVDF - polyvinylidene fluoride; VDF for vinylidene fluoride; HFP for hexafluoropropylene; HDPE - high-density polyethylene; EEA - ethylene / ethyl acrylate; EMA for ethyl / methyl acrylate; EVA - Ethylene / Vinyl Acetate; EA - ethyl acrylate; MA - methyl acrylate; VA - vinyl acetate.

Dwuwarstwowe izolacje przewodów elektrycznych, złożone z poliolefinowej warstwy wewnętrznej, stanowiącej rdzeń izolacji, oraz z warstwy zewnętrznej wykonanej z polifluorku winylidenu (PVDF), stanowiącej płaszcz podstawowy, znane są od ponad 30 lat. Adhezja między warstwą wewnętrzną (poliolefinową) i warstwą zewnętrzną (PVDF) jest bardzo mała, co powoduje łatwe oddzielanie od siebie obydwu tych warstw. Brak wiązania między tymi warstwami, który został z konieczności zaakceptowany, jest przyczyną zmniejszonej trwałości izolacji. Na przykład, warstwa zewnętrzna pod działaniem naprężeń mechanicznych, niektórych płynów i ostrych przedmiotów, oraz uderzeń, może ulec pęknięciu i oddzieleniu od warstwy wewnętrznej. Znane dwuwarstwowe izolacje mają mniejszą odporność na ścieranie i zmęczenie, a także na marszczenie w wyniku zginania, co może powodować trudności w uszczelnieniu przewodów, albo umieszczeniu ich w pierścieniach uszczelniających, względnie złączkach. Dotychczas panował powszechny pogląd, że nie jest możliwe związanie ze sobą dwóch warstw wykonanych z tak różnych materiałów jakie stanowią poliolefiny i PVDF, przy zachowaniu małych kosztów wytwarzania i dużej efektywności, co jest czynnikiem niezbędnym do komercyjnych zastosowań. Znane dotychczas techniki wiązania takich warstw izolacji mają jednak negatywny wpływa na właściwości uzyskanych przewodów elektrycznych.Two-layer insulation for electrical cables, consisting of a polyolefin inner layer as the core of the insulation, and an outer layer made of polyvinylidene fluoride (PVDF), as the base mantle, have been known for over 30 years. The adhesion between the inner (polyolefin) layer and the outer layer (PVDF) is very low, which makes the two layers easy to separate. The lack of bonding between these layers, which has necessarily been accepted, is the reason for a reduced durability of the insulation. For example, the outer layer, under the action of mechanical stress, certain fluids and sharp objects, and impacts, can break and separate from the inner layer. Known two-layer insulations have a lower resistance to abrasion and fatigue as well as to wrinkling due to bending, which can make it difficult to seal the wires or insert them into sealing rings or couplings. Until now, it has been widely believed that it is not possible to bond together two layers made of such different materials as polyolefins and PVDF, while maintaining low production costs and high efficiency, which is a necessary factor for commercial applications. The prior art techniques for bonding such insulation layers, however, have a negative effect on the properties of the resulting electrical conductors.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5689028 znana jest izolacja przewodów elektrycznych, której warstwy wykonane z poliolefinu i PVDF połączone są ze sobą za pomocą dodatkowej warstwy wiążącej. Taka izolacja jest stosunkowo kosztowna w wytwarzaniu, oraz ma zmniejszone właściwości użytkowe, na przykład szybkie starzenie w wyniku działania ciepła. Uzyskane w ten sposób wiązanie międzywarstwowe charakteryzuje się niezbyt wysoką siłą wiązania.From the United States patent specification US 5,689,028 the insulation of electric wires is known, the layers made of polyolefin and PVDF are connected to each other by means of an additional bonding layer. Such insulation is relatively expensive to produce, and has reduced performance properties, for example rapid aging due to the action of heat. The interlayer bond obtained in this way is characterized by not very high bond strength.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr 3269862 znana jest dwuwarstwowa izolacja przewodu elektrycznego, złożona z warstwy wewnętrznej wykonanej z poliolefinu, oraz z nałożonej na nią warstwy zewnętrznej, wykonanej z polifluorku winylidenu. Najpierw na przewodnik elektryczny nakładana jest i sieciowana warstwa wewnętrzna z poliolefinu, za pomocą wysokoenergetycznych elektronów, po czym nakładana jest warstwa zewnętrzna z polifluorku winylidenu, która również jest sieciowana za pomocą wysokoenergetycznych elektronów, lecz o znacznie mniejszej dawce promieniowania.U.S. Patent No. 3,269,862 discloses a two-layer electric wire insulation consisting of an inner layer made of polyolefin and an outer layer made of polyvinylidene fluoride applied thereto. First, an inner layer of polyolefin is applied and cross-linked by high-energy electrons on the electrical conductor, followed by an outer layer of polyvinylidene fluoride, which is also cross-linked by high-energy electrons but with a much lower radiation dose.

Twórcy niniejszego wynalazku odkryli nieoczekiwanie, iż dwa różne materiały izolacyjne, stanowiące odpowiednio rdzeń bazujący na poliolefinie i płaszcz podstawowy bazujący na polifluorku winylidenu, mogą zostać połączone ze sobą dużą siłą adhezji, przy jednoczesnej redukcji, a nawet eliminacji problemów związanych z trwałością izolacji, oraz zachowaniu dużej odporności na propagację pęknięć, niskich kosztów wytwarzania izolacji, oraz ogólnych charakterystyk użytkowych przewodów, względnie kabli elektrycznych pokrytych taką izolacją.The present inventors have surprisingly discovered that two different insulation materials, respectively a polyolefin-based core and a polyvinylidene-based base coat, can be joined together with a high adhesive force, while reducing or even eliminating insulation durability and performance problems. high resistance to crack propagation, low insulation manufacturing costs, and general performance characteristics of wires or electric cables covered with such insulation.

Dużą siłę wiązania warstw izolacyjnych przewodów, względnie kabli elektrycznych według wynalazku uzyskano w wyniku kombinacji wybranej formuły warstwy opartej na poliolefinie, stykającej się znią warstwy opartej na polifluorku winylidenu, oraz reakcji sieciującej, realizowanej za pomocą promieniowania, korzystnie jonizującego.The high bond strength of the insulating layers of conductors or electric cables according to the invention is obtained as a result of the combination of the selected polyolefin-based layer formula, the layer based on polyvinylidene fluoride in contact with it, and the cross-linking reaction carried out by radiation, preferably ionizing.

Istotę wynalazku stanowi izolacja przewodu, względnie kabla elektrycznego, złożona przynajmniej z jednej, usieciowionej warstwy opartej na poliolefinie, oraz przynajmniej z jednej usieciowionej warstwy o innym składzie chemicznym, pokrywającej warstwę opartą na poliolefinie. Izolacja charaktePL 192 515 B1 ryzuje się tym, że pierwsza warstwa oparta na poliolefinie zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 20% wagowych polimeru zawierającego karbonyl, jak homopolimer, kopolimer, względnie terpolimer, którego przynajmniej jeden składowy monomer jest estrem kwasu karboksylowego, korzystnie akrylanem, względnie octanem, zwłaszcza akrylanem alkilu, jak akrylanem metylu, akrylanem etylu, akrylanem propylu, lub akrylanem butylu, który to monomer zawiera przynajmniej 5% wagowych użytego kopolimeru, względnie terpolimeru, a pozostała jego część uzyskana jest z monomeru olefinowego, korzystnie etylenowego, natomiast druga warstwa zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 10% wagowych polifluorku winylidenu (PVDF), względnie kopolimeru bazującego na fluorku winylidenu (VDF) z częściowo, względnie całkowicie fluorowanym komonomerem.The essence of the invention is the insulation of a wire or an electric cable, consisting of at least one cross-linked polyolefin-based layer and at least one cross-linked layer with a different chemical composition covering the polyolefin-based layer. The insulation is characterized in that the first polyolefin-based layer contains, relative to the entire composition of this layer, at least 20% by weight of a carbonyl-containing polymer, such as a homopolymer, copolymer or terpolymer, at least one constituent monomer of which is a carboxylic acid ester, preferably an acrylate or acetate, in particular an alkyl acrylate such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate or butyl acrylate, the monomer containing at least 5% by weight of the copolymer or terpolymer used, the remainder derived from an olefin, preferably ethylene monomer, whereas the second layer contains at least 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) or a copolymer based on vinylidene fluoride (VDF) with partially or fully fluorinated comonomer, relative to the total composition of this layer.

Pierwsza i druga warstwa są usieciowione korzystnie za pomocą promieniowania jonizującego.The first and second layers are cross-linked, preferably by ionizing radiation.

Zawartość polimeru zawierającego karbonyl w warstwie opartej na poliolefinie wynosi w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 40%, korzystnie przynajmniej 60%, a najkorzystniej przynajmniej 80% wagowych.The carbonyl-containing polymer content of the polyolefin-based layer, based on the total composition of this layer, is at least 40%, preferably at least 60% and most preferably at least 80% by weight.

W korzystnym rozwiązaniu izolacji według wynalazku, zawartość monomeru w polimerze zawierającym karbonyl warstwy opartej na poliolefinie wynosi w stosunku do użytego kopolimeru/terpolimeru przynajmniej 9%, najkorzystniej przynajmniej 15%.In a preferred embodiment of the isolation according to the invention, the monomer content of the carbonyl-containing polymer of the polyolefin-based layer, based on the copolymer / terpolymer used, is at least 9%, most preferably at least 15%.

Zawartość polifluorku winylidenu w drugiej warstwie wynosi w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 50%, korzystnie przynajmniej 90%, a najkorzystniej 100% wagowych.The polyvinylidene fluoride content of the second layer, based on the total composition of this layer, is at least 50%, preferably at least 90% and most preferably 100% by weight.

W korzystnym rozwiązaniu izolacji według wynalazku, kopolimer drugiej warstwy składa się z fluorku winylidenu (VDF) i heksafluoropropylenu (HFP), korzystnie w ilości od 8% do 12%, najkorzystniej od 9% do 11% wagowych.In a preferred embodiment of the insulation according to the invention, the copolymer of the second layer consists of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP), preferably in an amount from 8% to 12%, most preferably from 9% to 11% by weight.

Korzystnym jest, jeżeli pierwsza warstwa bazująca na poliolefinie stanowi mieszankę polietylenu i polimeru zawierającego karbonyl.The first polyolefin-based layer is preferably a blend of polyethylene and a carbonyl-containing polymer.

Pierwsza warstwa bazująca na poliolefinie stanowi korzystnie warstwę wewnętrzną izolacji, pokrywającą przewodnik elektryczny, natomiast druga warstwa bazująca na polifluorku winylidenu stanowi warstwę zewnętrzną, pokrywającą warstwę wewnętrzną izolacji.The first polyolefin-based layer is preferably an inner layer of insulation covering the electrical conductor, and the second layer based on polyvinylidene fluoride is an outer layer covering the inner layer of insulation.

Korzystnie izolacja składa się z wielu, nałożonych naprzemiennie na siebie warstw opartych na poliolefinie i polifluorku winylidenu/fluorku winylidenu.Preferably, the insulation consists of a plurality of alternating polyolefin-based and polyvinylidene fluoride / vinylidene fluoride layers.

Przynajmniej jedna z warstw, korzystnie warstwa oparta na poliolefinie, zawiera najkorzystniej promotor sieciujący.At least one of the layers, preferably a polyolefin-based layer, most preferably comprises a cross-linking promoter.

Promotor sieciujący jest wielofunkcyjnym akrylanem, względnie estrem metakrylanu, korzystnie trimetylolpropanotrimetakrylanem (TMPTM).The crosslinking promoter is a multifunctional acrylate or methacrylate ester, preferably trimethylol propane trimethacrylate (TMPTM).

Warstwa oparta na polifluorku winylidenu (PVDF) jest przezroczysta, oraz zawiera korzystnie tylko PVDF, względnie kopolimer fluorku winylidenu VDF.The layer based on polyvinylidene fluoride (PVDF) is transparent and preferably comprises only PVDF or a copolymer of vinylidene fluoride VDF.

Warstwa bazująca na poliolefinie może ponadto zawierać różne znane dodatki, jak antyutleniacze, pigmenty, wypełniacze i składniki ognioodporne, nadające polimerowi odpowiednie właściwości mechaniczne, cieplne i elektryczne. Również warstwa bazująca na polifluorku winylidenu może zawierać znane dodatki.The polyolefin-based layer may further contain various known additives, such as antioxidants, pigments, fillers, and flame retardant components, giving the polymer appropriate mechanical, thermal and electrical properties. Also, the layer based on polyvinylidene fluoride may contain known additives.

Istotę wynalazku stanowi również sposób wytwarzania izolacji przewodu, względnie kabla elektrycznego, polegający na nałożeniu na przewodnik elektryczny i usieciowieniu warstw izolacyjnych o różnych składach chemicznych, z których jedna oparta jest na poliolefinie. Sposób charakteryzuje się tym, że na przewodnik elektryczny nakłada się warstwy, z których pierwsza, oparta na poliolefinie, zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 20% wagowych polimeru zawierającego karbonyl, zaś druga warstwa - przynajmniej 10% wagowych polifluorku winylidenu (PVDF), względnie kopolimeru bazującego na VDF z częściowo, lub całkowicie fluorowanym komonomerem, po czym warstwy te łączy się ze sobą w temperaturze większej od temperatury topnienia, względnie temperatury mięknięcia materiału polimerowego przynajmniej jednej warstwy, ana końcu, obydwie, połączone ze sobą na przewodniku elektrycznym warstwy poddaje się reakcji sieciowania.The essence of the invention is also a method of producing insulation for a conductor or an electric cable, consisting in applying to the electric conductor and cross-linking insulation layers of various chemical compositions, one of which is based on polyolefin. The method is characterized in that layers are applied to the electrical conductor, the first of which, based on polyolefin, contains, relative to the total composition of this layer, at least 20% by weight of the carbonyl-containing polymer, and the second layer - at least 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) or of a VDF-based copolymer with a partially or fully fluorinated comonomer, and the layers are then brought together at a temperature greater than the melting point or softening point of the polymeric material of at least one layer, and finally both of them connected to each other by an electrical conductor of the layers undergoes a cross-linking reaction.

Zestyk między warstwami izolacji utworzony powyżej punktu topnienia, albo mięknięcia materiału polimerowego przynajmniej jednej warstwy zapewnia dokładniejsze przyleganie do siebie warstw, co wzmaga reakcję sieciowania.The contact between the layers of insulation formed above the melting point or the softening point of the polymeric material of at least one layer ensures that the layers adhere more closely to each other, which enhances the cross-linking reaction.

Reakcję sieciowania przeprowadza się korzystnie za pomocą promieniowania, najkorzystniej jonizującego.The cross-linking reaction is preferably carried out by means of radiation, most preferably ionizing.

Obydwie warstwy izolacji wytłacza się na przewodnik elektryczny korzystnie ciśnieniowo, zktórych pierwsza warstwa pokrywa przewodnik elektryczny, zaś druga - pierwszą warstwę.Both layers of insulation are extruded onto the electric conductor, preferably under pressure, the first layer of which covers the electric conductor, and the second - the first layer.

PL 192 515 B1PL 192 515 B1

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, pierwszą i drugą warstwę wytłacza się na przewodnik elektryczny współbieżnie, względnie w tandemie w jednym etapie procesu wytłaczania.In a preferred embodiment of the invention, the first and second layers are co-extruded onto the electrical conductor, or in tandem, in one step of the extrusion process.

Usieciowione złącze międzywarstwowe zwiększa znacząco siłę odrywania wiązania między warstwami izolacji do wartości przekraczającej 5N, a siła utworzonego wiązania międzywarstwowego jest większa nawet o 1000% w stosunku do siły wiązania między warstwami nieusieciowionymi.The cross-linked interlayer joint significantly increases the breaking strength of the bond between the insulation layers to a value exceeding 5N, and the strength of the formed inter-layer bond is even 1000% greater than the bond strength between non-cross-linked layers.

Izolacja przewodu elektrycznego według wynalazku ma w stosunku do znanych izolacji następujące zalety: wzrost odporności na ścieranie, wzrost odporności na odrywanie, zwłaszcza w przypadku, kiedy jedna z warstw jest uszkodzona, albo perforowana, wzrost odporności na tworzenie się pęcherzy po zastosowaniu ciepła, wzrost odporności na delaminację, fałdowanie i marszczenie warstw, zwłaszcza w wyniku naprężeń mechanicznych, albo działania czynników chemicznych, jak rozpuszczalników, redukcja zmarszczeń na zagięciu przewodu, oraz poprawa jego charakterystyk użytkowych, przy jednoczesnym zachowaniu odporności na propagację nacięć i karbów.The insulation of the electric wire according to the invention has the following advantages over known insulations: increased abrasion resistance, increased tear resistance, especially when one of the layers is damaged or perforated, increased resistance to blistering after applying heat, increased resistance to delamination, folding and wrinkling of layers, especially as a result of mechanical stress or the action of chemical agents, such as solvents, reduction of wrinkles in the bend of the cable, and improvement of its performance characteristics, while maintaining resistance to the propagation of cuts and notches.

Przykłady realizacji wynalazku.Embodiments of the Invention.

Siła wiązania między warstwami może być zmierzona w odniesieniu do siły odrywania między cienkimi płytkami wykonanymi z dwóch różnych materiałów. Standardowym pomiarem tego parametru jest test zgodny z normą ASTM 1876-95. Za dobre wiązanie uważa się takie, którego siła odrywania przekracza wartość 5N, zaś mocne wiązanie - którego siła odrywania przekracza wartość 10N. Wygodną metodą pomiaru siły wiązania między dwoma warstwami jest ta, według której na przewodnik elektryczny nanosi się obydwie warstwy, a jego próbkę o długości 6 cm zanurza się w acetonie (jak na przykład w acetonie firmy Fisher Scintific, UK), na głębokość wynoszącą 70% tej długości, w temperaturze 23°C +/- 3°C przez 1 godzinę. W przewodach elektrycznych ze słabym wiązaniem warstw izolacji następuje w tym teście wydłużenie płaszcza podstawowego z PVDF wzdłuż osi przewodu, co jest niezależne od wydłużenia rdzenia poliolefinowego, i/lub zmarszczeń warstwy płaszcza, co powoduje oddzielenie się warstwy płaszcza od warstwy rdzenia izolacji. Po tym teście, oddzielona warstwa płaszcza w postaci rurki wydłużyła sięo1 mm i wystawała za odcięty koniec próbki przewodu. Natomiast warstwy o mocnym wiązaniu nie uległy rozwarstwieniu, zaś wydłużenie i/lub tworzenie się zmarszczek izolacji dotyczyło obydwu warstw jednocześnie, to jest płaszcza i rdzenia. Powstałe zmarszczki na płaszczu i rdzeniu mogły zostać wykryte wyłącznie po zbadaniu przekroju poprzecznego izolacji pod mikroskopem.Interlaminar bond strength can be measured in terms of the peel force between thin plates made of two different materials. The standard measurement of this parameter is the test in accordance with ASTM 1876-95. Good bond is considered to be one whose peel strength exceeds the value of 5N, and strong bond - whose peel strength exceeds the value of 10N. A convenient method of measuring the bond strength between two layers is one whereby both layers are applied to an electrical conductor and a 6 cm sample of it is immersed in acetone (such as acetone from Fisher Scintific, UK) to a depth of 70%. at this length, at a temperature of 23 ° C +/- 3 ° C for 1 hour. In electric conductors with poor bonding of insulation layers, this test lengthens the PVDF base jacket along the axis of the conductor, which is independent of the elongation of the polyolefin core and / or the wrinkles of the jacket layer, which causes the jacket layer to separate from the insulation core layer. After this test, the separated tubular sheath layer elongated by 1 mm and protruded beyond the cut end of the sample conductor. On the other hand, the strongly bonded layers did not delaminate, and the elongation and / or the formation of insulation wrinkles concerned both layers simultaneously, i.e. the jacket and the core. The resulting wrinkles on the mantle and core could only be detected after examining the cross-section of the insulation under a microscope.

Sposoby wytwarzania izolacji przewodów, względnie kabli elektrycznych według wynalazku obejmują proces tworzenia dokładnego zestyku między obydwiema warstwami. Przykłady takich sposobów obejmują: powlekanie jednego materiału na materiał utworzonej wstępnie innej warstwy; podwójne, albo wielowarstwowe wytłaczanie, w wyniku którego uzyskuje się warstwy izolacyjne zawierające jeden, albo więcej omawianych powyżej dwóch różnych materiałów. Materiał bazujący na poliolefinie tworzy na przewodzie elektrycznym warstwą wewnętrzną, zaś materiał bazujący na PVDF - warstwę zewnętrzną. Te warstwy wytworzone z dwóch różnych materiałów mogą być wytłaczane współbieżnie, w tandemie, wieloprzejściowo, albo też jedna warstwa nakładana jest na drugą innymi środkami. Do wytworzenia jednej, albo więcej warstw izolacyjnych na przewodniku elektrycznym może być zastosowany znany sposób zwany jako wytłaczanie z wyciąganiem do dołu. Jednakże wcelu uzyskania optymalnej adhezji między warstwami najkorzystniej jest zastosować wytłaczanie ciśnieniowe jednej warstwy zewnętrznej na utworzoną uprzednio warstwę wewnętrzną.The methods of producing insulation for wires or electric cables according to the invention include the process of creating a tight contact between the two layers. Examples of such methods include: coating one material onto another pre-formed layer material; double or multilayer extrusion to provide insulation layers containing one or more of the two different materials discussed above. The polyolefin-based material forms the inner layer on the electric wire, and the PVDF-based material forms the outer layer. These layers made of two different materials may be coextruded, in tandem, multi-pass, or one layer is applied over the other by other means. A known method known as draw-down extrusion may be used to form one or more insulating layers on an electrical conductor. However, in order to obtain optimal adhesion between the layers, it is most advantageous to use pressure extrusion of one outer layer per previously formed inner layer.

Znajdująca się na przewodniku elektrycznym izolacja poddawana jest następnie reakcji sieciowania, czyli wiązania poprzecznego w polimerach. Reakcję sieciowania realizuje się za pomocą reagentów, na przykład nadtlenków, albo korzystnie za pomocą promieniowania, zwłaszcza jonizującego, powodującego tworzenie się wolnych rodników, z których część winna być utworzona w obszarze międzywarstwowym. Wskazana jest więc propagacja promieniowania do materiału na głębokość przynajmniej powierzchni międzywarstwowej. Jednakże nie jest to warunek konieczny w przypadku, kiedy po napromieniowaniu ruchliwość jonów, albo rodników powoduje kontynuację reakcji molekularnych na, względnie w pobliżu powierzchni międzywarstwowej. Źródłem promieniowania może być radioizotop, źródło promieniowania X, albo źródło promieniowania niejonizującego, ale generującego rodniki, na przykład źródło promieniowania UV, korzystnie wiązka elektronowa, o dawce promieniowania do materiału większej niż 2 Mrad, korzystnie wynoszącej przynajmniej 5 Mrad, korzystniej przynajmniej 10 Mrad, a najkorzystniej przynajmniej 15 Mrad.The insulation on the electric conductor then undergoes a cross-linking reaction, i.e. cross-linking in polymers. The cross-linking reaction is carried out by means of reagents, for example peroxides, or preferably by means of radiation, especially ionizing radiation, which causes the formation of free radicals, some of which should be formed in the interlayer region. It is therefore advisable to propagate the radiation into the material to a depth of at least the interlayer surface. However, this is not a prerequisite where, after irradiation, the mobility of the ions or the radicals causes the continuation of the molecular reactions at or near the interlayer. The radiation source may be a radioisotope, an X-ray source, or a source of non-ionizing but radical generating radiation, for example a source of UV radiation, preferably an electron beam, with a radiation dose to the material greater than 2 Mrad, preferably at least 5 Mrad, more preferably at least 10 Mrad. and most preferably at least 15 Mrad.

Zostało ponadto odkryte, że wzrost wytrzymałości wiązania międzywarstwowego może być uzyskany za pomocą odpowiednich dodatków. Te dodatki obejmują korzystnie promotory (aktywatory) sieciowania, zawarte w warstwie bazującej na poliolefinie i/lub w warstwie bazującej na PVDF. MogąMoreover, it has been found that an increase in interlayer bond strength can be obtained with the aid of suitable additives. These additives preferably include crosslinking promoters (activators) contained in the polyolefin-based layer and / or in the PVDF-based layer. They can

PL 192 515 B1 być również użyte znane materiały sieciujące, korzystnie bazujące na metakrylanie/akrylanie, najkorzystniej bazujące na trimetylolpropanotrimetakrylanie (TMPTM), zawartym w warstwie z poliolefinu i/lub PVDF.Known crosslinking materials, preferably based on methacrylate / acrylate, most preferably based on trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTM), contained in the polyolefin and / or PVDF layer, may also be used.

Poniżej przedstawione są warunki i wyniki testów. Wszystkie, przedstawione w tabelach wyniki zostały uzyskane w wyniku testowania płytek wykonanych z materiałów izolacyjnych według wynalazku z użyciem znanych technik polimerowych. Płytki zostały ściśnięte ze sobą, a następnie napromieniowane. Użycie płytek do eksperymentów zamiast przewodów elektrycznych wynika z łatwiejszego pomiaru siły wiązania między płytkami. Warunki eksperymentów były następujące: wymiary płytek: 150 mm x 150 mm x 0,85 mm; temperatura ściskania: 200°C; czas ściskania: 2 min po podgrzaniu, 1 min pod ciśnieniem; ciśnienie ściskania: 20 -40 ton na metalową płytkę o wymiarach 30 cm x 30 cm; studzenie: chłodzenie wodą między metalowymi płytkami o wymiarach 30 cm x 30 cm, przez 2 min ipod ciśnieniem jak powyżej.The test conditions and results are shown below. All the results shown in the tables were obtained by testing tiles made of the insulation materials according to the invention using known polymer techniques. The plates were pressed together and then irradiated. The use of experimental plates instead of electric wires is due to the easier measurement of the bond strength between the plates. The experimental conditions were as follows: plate dimensions: 150 mm x 150 mm x 0.85 mm; compression temperature: 200 ° C; compression time: 2 min when heated, 1 min under pressure; compression pressure: 20-40 tons per metal plate 30 cm x 30 cm; cooling: water cooling between 30 cm x 30 cm metal plates for 2 min and under pressure as above.

Wpływ dawki promieniowania na siłę wiązania między materiałem bazującym na poliolefinie (materiał 1) i materiałem bazującym na PVDF (materiał 2) przedstawiony jest w tabeli l.The effect of radiation dose on the bond strength between the polyolefin-based material (material 1) and the PVDF-based material (material 2) is shown in Table 1.

Tabela ITable I.

Materiał 1 Material 1 Materiał 2 Material 2 Dawka promieniowania [Mrad] Dose radiation [Mrad] Siła odrywania [N] Force detachment [N] Kopolimer EVA zawierający 25% wag. VA EVA copolymer containing 25 wt.% VA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 0 0 0,5 0.5 Kopolimer EVA zawierający 25% wag. VA EVA copolymer containing 25 wt.% VA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 15 15 40 40 Kopolimer EEA zawierający 15% wag. EA EEA copolymer containing 15 wt.% EA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 0 0 1 1 Kopolimer EEA zawierający 15% wag. EA EEA copolymer containing 15 wt.% EA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 8 8 24 24 Kopolimer EEA zawierający 15% wag. EA EEA copolymer containing 15 wt.% EA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 20 twenty 52 52 Terpolimer anhydrytowy etyleno/akrylanowy estrowo/maleinowy zawierający 19% wag. estru kwasu akrylowego Ethylene / acrylate ester / maleic anhydrite terpolymer containing 19 wt.% acrylic acid ester Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 0 0 <5 <5 Terpolimer anhydrytowy etyleno/akrylanowy estrowo/maleinowy zawierający 19% wag. estru kwasu akrylowego Ethylene / acrylate ester / maleic anhydrite terpolymer containing 19 wt. acrylic acid ester Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 20 twenty 21 21

Wpływ procentowej zawartości komonomeru w kopolimerze etylenowym materiału bazującego na poliolefinie (materiał 1) na siłę wiązania z materiałem PVDF (materiał 2) po sieciowaniu za pomocą wiązki elektronowej zilustrowany jest w tabeli II.The effect of the percentage of comonomer in the ethylene copolymer of the polyolefin-based material (material 1) on the bond strength to the PVDF material (material 2) after electron beam crosslinking is illustrated in Table II.

Tabela IITable II

Materiał 1 Material 1 Materiał 2 Material 2 Dawka promieniowania [Mrad] Dose radiation [Mrad] Siła odrywania [N] Force detachment [N] Kopolimer EMA zawierający 9% wag. MA EMA copolymer containing 9 wt.% MA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty 4 4 Kopolimer EMA zawierający 28% wag. MA EMA copolymer containing 28 wt.% MA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty 40 40

PL 192 515 B1PL 192 515 B1

Wpływ procentowej zawartości kopolimeru w mieszance kopolimeru materiału bazującego na poliolefinie (materiał 1) na siłę wiązania z materiałem PVDF (materiał 2) po sieciowaniu za pomocą wiązki elektronowej zawarty jest w tabeli IIIThe effect of the percentage of copolymer in the copolymer blend of a polyolefin-based material (material 1) on the bond strength to PVDF material (material 2) after crosslinking with an electron beam is shown in Table III

Tabela IIITable III

Materiał 1 Material 1 Materiał 2 Material 2 Dawka promieniowania [Mrad] Dose radiation [Mrad] Siła odrywania [N] Force detachment [N] 100% HDPE 100% HDPE Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty 0 0 20% HDPE + 80% EEA zawierający 15% wag. EA 20% HDPE + 80% EEA containing 15 wt. EA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty 70 70

Wpływ materiału bazującego na PVDF (materiał 2) na siłę wiązania z materiałem bazującym na poliolefinie (materiał 1) po sieciowaniu za pomocą wiązki elektronowej przedstawiony jest w tabeli IV.The effect of the PVDF-based material (material 2) on the bond strength to the polyolefin-based material (material 1) after electron beam crosslinking is shown in Table IV.

Tabela IVTable IV

Materiał 1 Material 1 Materiał 2 Material 2 Dawka promieniowania [Mrad] Dose radiation [Mrad] Siła odrywania [N] Force detachment [N] Kopolimer EVA zawierający 25% wag. VA EVA copolymer containing 25 wt.% VA Homopolimer PVDF PVDF homopolymer 15 15 4 4 Kopolimer EVA zawierający 25% wag. VA EVA copolymer containing 25 wt.% VA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP VDF / HFP copolymer containing 10 wt. HFP 15 15 17,5 17.5

Wpływ dodatkowego promotora w materiale bazującym na poliolefinie (materiał 1) na siłę wiązania z materiałem bazującym na PVDF (materiał 2) po sieciowaniu za pomocą wiązki elektronowej znajduje się w tabeli V.The effect of the additional promoter in the polyolefin-based material (material 1) on the bond strength to the PVDF-based material (material 2) after electron beam crosslinking is shown in Table V.

Tabela VTable V

Materiał 1 Material 1 Materiał 2 Material 2 Dawka promieniowania [Mrad] Dose radiation [Mrad] Siła odrywania [N] Force detachment [N] 20% HDPE + 80% EEA zawierający 15% wag. EA 20% HDPE + 80% EEA containing 15 wt. EA Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty 70 70 19% HDPE + 77% EEA zawierający 15% wag. EA + 4% wag. promotora TMPTM 19% HDPE + 77% EEA containing 15 wt. EA + 4 wt.%. the TMPTM promoter Kopolimer VDF/HFP zawierający 10% wag. HFP+7,5% wag. dodatków VDF / HFP copolymer containing 10 wt. % HFP + 7.5 wt.% additives 20 twenty >130 > 130

Przykłady konstrukcji przewodów/kabli elektrycznych.Examples of the construction of electric wires / cables.

Przewód elektryczny, którego izolacja składa się z dwóch związanych ze sobą warstw polimerowych według wynalazku, wytworzony został w następujący sposób. Warstwa wewnętrzna izolacji (to jest ta przylegająca do przewodnika elektrycznego) została wykonana z materiału bazującego na poliolefinie, składającego się z kopolimeru EEA zawierającego 15% wagowych EA, oraz zHDPE w stosunku wagowym kopolimer:HDPE wynoszącym w przybliżeniu 8:2, oraz z dodatków występujących w małych ilościach, na przykład promotorów sieciujących, stabilizatorów, antyutleniaczy, pigmentów i środków pomocniczych, w całkowitej ilości 24% wagowych. Warstwa ta została wytłoczona ciśnieniowo na metalowy przewodnik elektryczny. Warstwa zewnętrzna izolacji została wykonana głównie z kopolimeru PVDF/HFP zawierającego 10% wagowych HFP. Warstwa ta zawiera w tym przykładzie znane dodatki, takie jak pigmenty, plastyfikatory, stabilizatory, antyutleniacze i środki pomocnicze, w całkowitej ilości 7,5% wagowych. Warstwa zewnętrzna została wytłoczona ciśnieniowo w odPL 192 515 B1 dzielnej operacji na utworzoną uprzednio warstwę wewnętrzną. Tak uzyskany przewód został poddany napromieniowaniu wiązką elektronową o dawce promieniowania 20 Mrad.An electric wire, the insulation of which consists of two interconnected polymer layers according to the invention, was produced as follows. The inner layer of the insulation (i.e., the one adjacent to the electrical conductor) was made of a polyolefin-based material consisting of an EEA copolymer containing 15 wt% EA, with an HDPE copolymer: HDPE ratio of approximately 8: 2 by weight, and additives present in small amounts, for example cross-linking promoters, stabilizers, antioxidants, pigments and adjuvants, in a total amount of 24% by weight. This layer was pressure extruded onto a metal electrical conductor. The outer layer of the insulation is mainly made of PVDF / HFP copolymer containing 10% by weight of HFP. This layer contains in this example the known additives such as pigments, plasticizers, stabilizers, antioxidants and auxiliaries in a total amount of 7.5% by weight. The outer layer was pressure extruded in a separate operation onto the previously formed inner layer. The wire obtained in this way was irradiated with an electron beam with a radiation dose of 20 Mrad.

W drugim przykładzie przewód elektryczny został wykonany jak powyżej, przy czym zawartość promotora sieciującego TMPTM w warstwie wewnętrznej wynosiła 4%, natomiast warstwa zewnętrzna izolacji wykonana została jedynie z kopolimeru PVDF/HFP zawierającego 10% wagowych HFP. Wytworzony przewód elektryczny został napromieniowany wiązką elektronową o dawce promieniowania 20 Mrad. Przewód ten został następnie poddany testowi zanurzeniowemu w acetonie, w celu określenia siły wiązania między warstwami izolacji.In the second example, the electrical conductor was made as above, the content of the TMPTM cross-linking promoter in the inner layer was 4%, while the outer layer of the insulation was made only of PVDF / HFP copolymer containing 10% by weight of HFP. The produced electric wire was irradiated with an electron beam with a radiation dose of 20 Mrad. This wire was then subjected to an acetone immersion test to determine the bond strength between the layers of insulation.

W trzecim przykładzie, konstrukcja przewodu elektrycznego była taka sama jak w przykładzie drugim, lecz wykonana w czasie tandemowego wytłaczania ciśnieniowego warstwy wewnętrznej i zewnętrznej. Wytworzony przewód elektryczny został napromieniowany wiązką elektronową o dawce promieniowania 20 Mrad. Przewód ten został następnie poddany testowi zanurzeniowemu w acetonie, wcelu określenia siły wiązania między warstwami izolacji.In the third example, the electrical conductor structure was the same as the second example, but made by tandem pressure extrusion of the inner and outer layers. The produced electric wire was irradiated with an electron beam with a radiation dose of 20 Mrad. This wire was then subjected to an acetone immersion test to determine the bond strength between the layers of insulation.

Poniżej przedstawione są właściwości przewodu elektrycznego z przykładu drugiego w porównaniu ze znanym, dostępnym aktualnie przewodem.The properties of the electric wire of the second example in comparison with the known, currently available wire are shown below.

Przewód według wynalazku wytworzony w przykładzie drugim (oznaczony jako przewód A) został porównany z wiodącym handlowo przewodem z dwuwarstwową izolacją poliolefin/PVDF (oznaczony jako przewód B), otych samych wymiarach. Przewody porównane zostały w zakresie testów dotyczących ich właściwości użytkowych, istotnych w obsłudze idla środowiska, w których przewody są instalowane. Uzyskano następujące wyniki.The inventive conductor produced in Example 2 (denoted conductor A) was compared to a commercial conductor with double layer polyolefin / PVDF insulation (denoted conductor B) with the same dimensions. The cables were compared in terms of tests regarding their functional properties, important in handling and for the environment in which the cables are installed. The following results were obtained.

Poprawa odporności na ścieranie przewodu według wynalazku przedstawiona jest w tabelach VI iVII. Sposób przeprowadzenia testów na ścieranie: zastosowano konwencjonalną ścierarkę do przewodów elektrycznych. Powierzchnia przekroju poprzecznego przewodnika elektrycznego wynosiła 0,75 mm2, ostrze ścierarki było płaskie, o szerokości 3,5 mm, utrzymywane prostopadle do przewodu, z 0,05 mm promieniami krawędzi bocznych. Zastosowane obciążenie wynosiło 1,8 kg, a długość przesuwu 10 cm, przy 55 cyklach/min.The improvement in the abrasion resistance of the inventive wire is shown in Tables VI and VII. Procedure for the abrasion tests: A conventional electric wire scrubber was used. The cross-sectional area of the electric conductor was 0.75 mm 2 , the grinding wheel blade was flat, 3.5 mm wide, held perpendicular to the conductor, with 0.05 mm side edge radii. The applied load was 1.8 kg and the travel length was 10 cm at 55 cycles / min.

Tabela VITable VI

Przewód Line Liczba cykli skrobania do starcia warstwy płaszcza podstawowego w temperaturze 40°C Number of scraping cycles to wear the base mantle layer at 40 ° C A AND >800 > 800 B B 272 272

Tabela VIITable VII

Przewód Line Liczba cykli skrobania do starcia warstwy płaszcza podstawowego w temperaturze 5°C Number of scraping cycles to wear the base mantle layer at 5 ° C A AND >1350 > 1350 B B 212 212

Wyniki poprawy odporności przewodu elektrycznego według wynalazku na uderzenie na zimno zilustrowane są w tabeli VIII. Sposób przeprowadzenia testów: powierzchnia przekroju poprzecznego przewodnika elektrycznego wynosiła 6 mm2, zastosowane obciążenie - 800 g, wysokość spadku kowadełka - 275 mm, powierzchnia kowadełka uderzającego w przewód - 7 mm x 2 mm z rozszerzeniem do 3,4 mm pod kątem 45° z każdej strony. Temperatura otoczenia wynosiła 5°C.The results of improving the cold shock resistance of the electric wire according to the invention are shown in Table VIII. The method of carrying out the tests: the cross-sectional area of the electric conductor was 6 mm 2 , the applied load - 800 g, the drop height of the anvil - 275 mm, the surface of the anvil hitting the wire - 7 mm x 2 mm with an extension up to 3.4 mm at an angle of 45 ° with each page. The ambient temperature was 5 ° C.

Tabela VIIITable VIII

Przewód Line Wyniki próby udarności na zimno Cold impact test results A AND Brak propagacji pęknięć w warstwie płaszcza podstawowego od strony uderzenia kowadełka No crack propagation in the base coat layer from the anvil impact side B B Duże pęknięcia w warstwie płaszcza podstawowego, o długości większej niż 5 mm, propagujące się od strony uderzenia kowadełka. Warstwa płaszcza zaczęła oddzielać się od warstwy rdzenia Large cracks in the base mantle layer, more than 5 mm in length, propagating from the impact side of the anvil. The mantle layer began to separate from the core layer

Wyniki poprawy odporności przewodu elektrycznego według wynalazku na działanie rozpuszczalników zawarte są w tabeli IX. Sposób przeprowadzenia testów: powierzchnia przekroju poprzecz8The results of improving the resistance of the electric cable according to the invention to solvents are shown in Table IX. Test method: cross-sectional area 8

PL 192 515 B1 2 nego przewodnika elektrycznego wynosiła 0,75 mm2, długość przewodnika - 6 cm, długość przewodu zanurzonego w acetonie - 75% całkowitej długości przewodu, czas zanurzenia - 1 h, temperatura 23°C.GB 2 192 515 B1 nego electrical conductor was 0.75 mm 2, the length of the cable - 6 cm length of wire immersed in acetone - 75% of the total cable length, immersion time - 1 hr at 23 ° C.

Tabel a IXTabel a IX

Przewód Line Wyniki testu zanurzeniowego w acetonie Acetone immersion test results A AND Brak separacji/delaminacji warstwy rdzenia od warstwy płaszcza podstawowego, brak pęknięć na obydwu warstwach izolacji No separation / delamination of the core layer from the base coat layer, no cracks on both insulation layers B B Warstwa płaszcza podstawowego pomarszczona na zanurzonej długości, pęknięcia w dwóch miejscach, odsłaniające rdzeń na długości 2-3 mm Base coat layer wrinkled in the immersed length, cracks in two places, exposing the core for a length of 2-3 mm

Zastrzeżenia patentowePatent claims

Claims (18)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Izolacja przewodu, względnie kabla elektrycznego, złożona przynajmniej z jednej, usieciowionej warstwy opartej na poliolefinie, oraz przynajmniej z jednej usieciowionej warstwy o innym składzie chemicznym, pokrywającej warstwę opartą na poliolefinie, znamienna tym, że pierwsza warstwa oparta na poliolefinie zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 20% wagowych polimeru zawierającego karbonyl, jak homopolimer, kopolimer, względnie terpolimer, którego przynajmniej jeden składowy monomer jest estrem kwasu karboksylowego, korzystnie akrylanem, względnie octanem, zwłaszcza akrylanem alkilu, jak akrylanem metylu, akrylanem etylu, akrylanem propylu, lub akrylanem butylu, który to monomer zawiera przynajmniej 5% wagowych użytego kopolimeru, względnie terpolimeru, a pozostała jego część uzyskana jest z monomeru olefinowego, korzystnie etylenowego, natomiast druga warstwa zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 10% wagowych polifluorku winylidenu (PVDF), względnie kopolimeru bazującego na fluorku winylidenu (VDF) z częściowo, względnie całkowicie fluorowanym komonomerem.1. Insulation of a conductor or electric cable, consisting of at least one cross-linked polyolefin-based layer and at least one cross-linked layer with a different chemical composition, covering the polyolefin-based layer, characterized in that the first polyolefin-based layer comprises, in relation to of the total composition of this layer at least 20% by weight of a carbonyl-containing polymer, such as homopolymer, copolymer, or terpolymer, at least one constituent monomer of which is a carboxylic acid ester, preferably an acrylate or acetate, in particular an alkyl acrylate, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, or butyl acrylate, the monomer containing at least 5% by weight of the copolymer or terpolymer used, and the remainder obtained from an olefinic, preferably ethylene monomer, while the second layer contains at least 10% by weight of polyvinylidene fluoride, relative to the entire composition of this layer (PVDF) or a copolymer based on vinylidene fluoride (VDF) with a partially or fully fluorinated comonomer. 2. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza i druga warstwa są usieciowione promieniowaniem jonizującym.2. The insulation according to claim The method of claim 1, characterized in that the first and second layers are cross-linked with ionizing radiation. 3. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość polimeru zawierającego karbonyl w warstwie opartej na poliolefinie wynosi w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 40%, korzystnie przynajmniej 60%, a najkorzystniej przynajmniej 80% wagowych.3. Insulation according to claim The polyolefin-based layer of claim 1, wherein the carbonyl-containing polymer content of the polyolefin-based layer, based on the total composition of the layer, is at least 40%, preferably at least 60% and most preferably at least 80% by weight. 4. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość monomeru w polimerze zawierającym karbonyl warstwy opartej na poliolefinie wynosi w stosunku do użytego kopolimeru/terpolimeru przynajmniej 9%, korzystnie przynajmniej 15%.4. Insulation according to claim The polyolefin-based layer has a monomer content, based on the copolymer / terpolymer used, of at least 9%, preferably at least 15%, in the carbonyl-containing polymer. 5. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość polifluorku winylidenu w drugiej warstwie wynosi w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 50%, korzystnie przynajmniej 90%, a najkorzystniej 100% wagowych.5. Insulation according to claim 1 The method of claim 1, wherein the second layer has a polyvinylidene fluoride content, relative to the total composition of said layer, at least 50%, preferably at least 90% and most preferably 100% by weight. 6. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że kopolimer drugiej warstwy składa się z fluorku winylidenu (VDF) i heksafluoropropylenu (HFP).6. The insulation according to claim The method of claim 1, wherein the copolymer of the second layer consists of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP). 7. Izolacja według zastrz. 6, znamienna tym, że zawartość heksafluoropropylenu (HFP) w kopolimerze drugiej warstwy wynosi od 8% do 12%, korzystnie od 9% do 11% wagowych.7. Isolation according to claim 1 6. The process of claim 6, characterized in that the copolymer of the second layer has a hexafluoropropylene (HFP) content from 8% to 12%, preferably from 9% to 11% by weight. 8. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza warstwa bazująca na poliolefinie stanowi mieszankę polietylenu i polimeru zawierającego karbonyl.8. The insulation according to claim The process of claim 1, wherein the first polyolefin-based layer is a blend of polyethylene and a carbonyl-containing polymer. 9. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza warstwa bazująca na poliolefinie stanowi warstwę wewnętrzną izolacji, pokrywającą przewodnik elektryczny, natomiast druga warstwa bazująca na polifluorku winylidenu stanowi warstwę zewnętrzną, pokrywającą warstwę wewnętrzną izolacji.9. Insulation according to claim 1 The method of claim 1, wherein the first polyolefin-based layer is an inner insulation layer covering the electrical conductor, and the second polyvinylidene fluoride based layer is an outer layer covering the inner insulation layer. 10. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że składa się z wielu, nałożonych naprzemiennie na siebie warstw opartych na poliolefinie i polifluorku winylidenu/fluorku winylidenu.10. Insulation according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that it consists of a plurality of alternating polyolefin-based and polyvinylidene fluoride / vinylidene fluoride layers. 11. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że przynajmniej jedna z warstw zawiera promotor sieciujący.11. The insulation according to claim 1 The method of claim 1, wherein at least one of the layers comprises a cross-linking promoter. 12. Izolacja według zastrz. 11, znamienna tym, że promotor sieciujący jest wielofunkcyjnym akrylanem, względnie estrem metakrylanu, korzystnie trimetylolpropanotrimetakrylanem (TMPTM).12. An insulation according to claim 1 The method of claim 11, characterized in that the cross-linking promoter is a polyfunctional acrylate or methacrylate ester, preferably trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTM). 13. Izolacja według zastrz. 11 albo 12, znamienna tym, że promotor sieciujący zawarty jest tylko w warstwie opartej na poliolefinie.13. Insulation according to claim 1 The method according to claim 11 or 12, characterized in that the cross-linking promoter is only contained in the polyolefin-based layer. PL 192 515 B1PL 192 515 B1 14. Izolacja według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa oparta na polifluorku winylidenu (PVDF) jest przezroczysta, oraz zawiera tylko PVDF, względnie kopolimer fluorku winylidenu VDF.14. An insulation according to claim 14 2. The method of claim 1, wherein the layer based on polyvinylidene fluoride (PVDF) is transparent and comprises only PVDF or VDF vinylidene fluoride copolymer. 15. Sposób wytwarzania izolacji przewodu, względnie kabla elektrycznego, polegający na nałożeniu na przewodnik elektryczny i usieciowieniu warstw izolacyjnych o różnych składach chemicznych, z których jedna oparta jest na poliolefinie, znamienny tym, że na przewodnik elektryczny nakłada się warstwy, z których pierwsza, oparta na poliolefinie, zawiera w stosunku do całej kompozycji tej warstwy przynajmniej 20% wagowych polimeru zawierającego karbonyl, zaś druga warstwa - przynajmniej 10% wagowych polifluorku winylidenu (PVDF), względnie kopolimeru bazującego na VDF z częściowo, lub całkowicie fluorowanym komonomerem, po czym warstwy te łączy się ze sobą w temperaturze większej od temperatury topnienia, względnie temperatury mięknięcia materiału polimerowego przynajmniej jednej warstwy, a na końcu, obydwie, połączone ze sobą na przewodniku elektrycznym warstwy poddaje się reakcji sieciowania.15. A method of producing insulation for a conductor or electric cable, consisting in applying to an electric conductor and cross-linking insulation layers of different chemical compositions, one of which is based on polyolefin, characterized in that layers are applied to the electric conductor, the first of which is based on on a polyolefin, contains, relative to the total composition of this layer, at least 20% by weight of a carbonyl-containing polymer, and the second layer - at least 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) or a VDF-based copolymer with partially or fully fluorinated comonomer, and these layers are joined together at a temperature greater than the melting point or the softening point of the polymeric material of at least one layer, and finally the two layers connected to each other on an electric conductor are crosslinked. 16. Izolacja według zastrz. 15, znamienna tym, że reakcję sieciowania przeprowadza się za pomocą promieniowania, korzystnie jonizującego.16. An insulation according to claim 16 15. The method of claim 15, characterized in that the cross-linking reaction is carried out by means of radiation, preferably ionizing. 17. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że obydwie warstwy wytłacza się na przewodnik elektryczny ciśnieniowo, z których pierwsza warstwa pokrywa przewodnik elektryczny, zaś druga - pierwszą warstwę.17. The method according to p. The method of claim 15, characterized in that the two layers are extruded onto the electrical conductor under pressure, the first layer of which covers the electrical conductor, and the second layer covers the first layer. 18. Sposób według zastrz. 15 albo 16, albo 17, znamienny tym, że pierwszą i drugą warstwę wytłacza sięna przewodnik elektryczny współbieżnie, względnie w tandemie w jednym etapie procesu wytłaczania.18. The method according to p. 15. The method of claim 15, 16 or 17, characterized in that the first and second layers are co-extruded onto the electrical conductor, or in tandem, in one step of the extrusion process.
PL346214A 1998-09-17 1999-09-17 Electrical wire insulation PL192515B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9820214.6A GB9820214D0 (en) 1998-09-17 1998-09-17 Bonding polymer interface
PCT/GB1999/003116 WO2000017889A1 (en) 1998-09-17 1999-09-17 Electrical wire insulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL346214A1 PL346214A1 (en) 2002-01-28
PL192515B1 true PL192515B1 (en) 2006-10-31

Family

ID=10838985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL346214A PL192515B1 (en) 1998-09-17 1999-09-17 Electrical wire insulation

Country Status (22)

Country Link
EP (1) EP1116243B1 (en)
JP (1) JP2002525819A (en)
KR (1) KR100638181B1 (en)
CN (1) CN1331160C (en)
AT (1) ATE321345T1 (en)
AU (1) AU766430B2 (en)
BR (1) BR9913843A (en)
CA (1) CA2340386C (en)
CZ (1) CZ299046B6 (en)
DE (1) DE69930532T2 (en)
ES (1) ES2260937T3 (en)
GB (1) GB9820214D0 (en)
HU (1) HU226699B1 (en)
ID (1) ID29877A (en)
IL (2) IL141338A0 (en)
NO (1) NO324458B1 (en)
PL (1) PL192515B1 (en)
RO (1) RO121928B1 (en)
RU (1) RU2231147C2 (en)
TR (1) TR200100761T2 (en)
WO (1) WO2000017889A1 (en)
ZA (1) ZA200101181B (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0006333D0 (en) * 2000-03-16 2000-05-03 Raychem Ltd Electrical wire insulation
JP2002225204A (en) * 2001-01-30 2002-08-14 Reitekku:Kk Modified fluororesin coated material and method for producing the same
US7241817B2 (en) 2003-06-06 2007-07-10 Arkema France Process for grafting a fluoropolymer and multilayer structures comprising this grafted polymer
FR2856404B1 (en) 2003-06-06 2008-08-08 Atofina METHOD OF GRAFTING FLUORINATED POLYMER AND MULTILAYER STRUCTURES COMPRISING THE GRAFT POLYMER
FR2888389B1 (en) * 2005-07-05 2007-08-31 Arkema Sa INSULATING MULTILAYER STRUCTURE
WO2007006897A2 (en) * 2005-07-05 2007-01-18 Arkema France Multilayer insulation structure
CN100370556C (en) * 2005-12-01 2008-02-20 上海交通大学 Unsaturated carboxylic acid salt modified WTR insulation material and preparing method
KR100716381B1 (en) * 2006-02-15 2007-05-11 엘에스전선 주식회사 Composition for manufacturing insulation materials of electrical wire and manufactured electrical wire using the same
CN101117393B (en) * 2006-08-04 2011-03-16 上海尚聚化工科技有限公司 Multi-layer nuclear shell structural fluorin-containing polymer particle and thermoplastic polyolefin product having the same
US8007857B1 (en) * 2006-09-08 2011-08-30 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Methods for controlling the release rate and improving the mechanical properties of a stent coating
US20120227999A1 (en) * 2009-11-10 2012-09-13 Daikin Industries, Ltd. Cable, cable duct and methods for manufacturing cable and cable duct
GB2479371B (en) * 2010-04-07 2014-05-21 Tyco Electronics Ltd Uk Primary wire for marine and sub-sea cable
US9536635B2 (en) * 2013-08-29 2017-01-03 Wire Holdings Llc Insulated wire construction for fire safety cable
CN106298036A (en) * 2015-07-26 2017-01-04 常熟市谷雷特机械产品设计有限公司 A kind of power system high tension cable
RU2606500C1 (en) * 2015-09-17 2017-01-10 Акционерное общество "Лидер-Компаунд" Peroxide-crosslinked composition for insulation of power cables
FR3081602B1 (en) * 2018-05-22 2020-05-01 Arkema France MULTILAYER CABLES FOR OFFSHORE ENVIRONMENT

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269862A (en) * 1964-10-22 1966-08-30 Raychem Corp Crosslinked polyvinylidene fluoride over a crosslinked polyolefin
US3650827A (en) * 1969-11-17 1972-03-21 Electronized Chem Corp Fep cables
US5206459A (en) * 1991-08-21 1993-04-27 Champlain Cable Corporation Conductive polymeric shielding materials and articles fabricated therefrom
US5589028A (en) * 1994-11-03 1996-12-31 Elf Atochem North America, Inc. Bonding method employing tie layers for adhering polyethylene to fluoropolymers

Also Published As

Publication number Publication date
EP1116243B1 (en) 2006-03-22
HUP0103585A2 (en) 2002-01-28
CN1318200A (en) 2001-10-17
KR100638181B1 (en) 2006-10-26
CZ299046B6 (en) 2008-04-09
AU6101999A (en) 2000-04-10
ES2260937T3 (en) 2006-11-01
JP2002525819A (en) 2002-08-13
ATE321345T1 (en) 2006-04-15
ZA200101181B (en) 2002-05-13
RU2231147C2 (en) 2004-06-20
CA2340386C (en) 2009-04-14
HUP0103585A3 (en) 2002-04-29
AU766430B2 (en) 2003-10-16
IL141338A0 (en) 2002-03-10
WO2000017889A1 (en) 2000-03-30
DE69930532D1 (en) 2006-05-11
NO324458B1 (en) 2007-10-22
TR200100761T2 (en) 2001-09-21
DE69930532T2 (en) 2007-03-08
ID29877A (en) 2001-10-18
PL346214A1 (en) 2002-01-28
HU226699B1 (en) 2009-07-28
GB9820214D0 (en) 1998-11-11
IL141338A (en) 2006-12-31
KR20010079751A (en) 2001-08-22
EP1116243A1 (en) 2001-07-18
CN1331160C (en) 2007-08-08
NO20011307D0 (en) 2001-03-15
RO121928B1 (en) 2008-07-30
CZ2001482A3 (en) 2001-07-11
CA2340386A1 (en) 2000-03-30
NO20011307L (en) 2001-03-15
BR9913843A (en) 2001-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL192515B1 (en) Electrical wire insulation
US4767894A (en) Laminated insulated cable having strippable layers
US6753478B2 (en) Electrical wire insulation
JP2007535111A (en) Method for manufacturing cables resistant to external chemicals
CN1856844B (en) Insulating shielding composition, electric cable comprising the composition and its preparation method
JP2018518010A (en) Power cable
EP1043733B1 (en) Self-extinguishing cable with low-level production of fumes, and flame-retardant composition used therein
RU2001107973A (en) ELECTRICAL WIRES OR CABLES WITH INSULATION AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
EP1283527A1 (en) Electrically insulating resin composition and electric wire or cable both coated therewith
JP2001155554A (en) Electric cable
JP2014065809A (en) Non-halogen flame-retardant resin composition, molded article and non-halogen flame-retardant insulation wire
EP1235232B1 (en) Cable with coating of a composite material
RU2700506C1 (en) Current distributor
JPS61153612A (en) Submarine optical fiber cable
MXPA01002793A (en) Electrical wire insulation
US20210146658A1 (en) Multilayer cables for an offshore environment
JPH09124846A (en) Rubber composition and protective tube and electric cable