SE444244B - Elkabel med plastisolering och ledande ytterskikt innehallande polyoler och/eller aldehyder samt forfarande for dess framstellning - Google Patents

Description

7805582-9 avlägsnas från isoleringen utan risk att isoleringen skadas eller rester av det ledande skiktet blir kvar på isoleringen.

' Den på grund av kabelns elektriska hâllfasthet erforderliga ¿ goda vidhäftning mellan skikten och det ledande skiktets lätta skalbarhet är diametralt motriktade krav. Man har redan föreslagit olika lösningar som skall tillgodose båda si; ' “_ 10 15 20 25 30 35 40 dessa krav. Ingen av dessa lösningar har hitintills visat sig vara helt tillfredsställande.

Sålunda har försökte att genom en speciell kabeluppbygg- nad samtidigt uppnå tillräcklig hållfasthet och skalbarhet ' 'gt den tyska publiceringsskriften 24 30 792 hos skikte . Enl n n 1 .har för detta ä-damål mellan isoleringen och det ledande ytterskiktet anordnats ett mellanskikt, vars mekaniska hållfasthet är väsentligt lägre än isoleringens och det ledande ytterskiktets mekaniska hâllfasthet. Enligt den tyska publiceringsskriften 24 22 003 förses det ledande ytterskiktet utmed sin omkrets med spårliknande rillor för att man skall kunna dra av densama i form av remsor från isoleringar. Båda dessa förslag medför olägenheten att leda till extra kostnader och att de ändock icke garanterar god vidhäftning och återstodsfri skalbarhet.

Vidare har föreslagits att genom speciella tillverknings- förfaranden uppnå både god vidhäftning och god skalbarhet av skikten. Sålunda strängsprutas vid ett känt förfarande först isoleringen och vulkaniseras densamma för bildande av tvärbind- ningar mellan molekylerna, innan det ledande ytterskiktet appliceras. Bortsett ifrån att för det ledande ytterskiktets applicering erfordras ett separat arbetsmoment, säkerställes icke heller vid detta förfarande god vidhäftning mellan det ledande ytterskiktet och isoleringen. ' _ Även genom användning av speciella blandningar för det ledande ytterskiktet har försökte att framställa kablar, vid vilka det ledande ytterskiktet har god vidhâftning på isole- ringen och ändå lätt kan skalas av. Sålunda har föreslagits att använda olika tvärbryggbildningsmedel (vätmedel), som icke eller endast i mycket ringa utsträckning påverkar bryggbildningen ícrosslinking) i det intillbelägna skiktet, se tyska publiceringsskriften 25 14 890. Ett annat förslag enligt tyska publiceringsskriften 25 13 576 går ut på att på isoleringen av VPB appliceras ett ledande skikt av konduktiv polykloroprencompound med tillsatser av etenpropenkautschuk 15 20 25 30 35 3 vsosssz-9 eller etenpropenterpolymerkautschuk. Denna kända kabelmantel kan tillverkas tillsammans med ledarglättningsskiktet genom trippelextrudering. Såsom praktiken emellertid har visat, är denna kabel lätt avskalbar endast efter uppvärmning.

Vidare har en hel rad andra tillsatser till konduktiva blandningar föreslagits, medelst vilka avses att uppnå en förbättring av skalbarheten med samtidig god vidhäftning mellan det ledande skiktet och isoleringen. Någon helt tillfredsställande lösning har därigenom emellertid icke kun- nat uppnås. Sålunda föreligger fortfarande ett behov av för- bättrade blandningar för det ledande ytterskiktet till elektriska högspänningskablar.

Föreliggande uppfinning har därför till uppgift att föreslå en kabel med vulkad eller ovulkad plastisolering på basis av PE-copolymerer eller terpolymerer av eten och ett ledande ytterskikt, som är så sammansatt, att det kan appli- ceras och vulkaniseras tillsammans med isoleringen och det inre ledande skiktet, om ett sådant finns, på sådant sätt att å ena sidan en god vidhäftning uppnås mellan skikten och därigenom kabelns önskade elektriska hållfasthet säkerställes medan å andra sidan det ledande ytterskiktet lätt och åter- stodsfritt kan dras av från isoleringen utan att skada densamma.ï Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom de i patentkravets kännetecknande del angivna särdragen. Vidare- utvecklingar framgår av underkraven 2 - 10.

De det ledande skiktet såsom släppmedel tillsatta poly- olerna har företrädesvis en molekylvikt på Süü eller däröver.

En föredragen polyol är polyetenglykol.

Enligt uppfinningen såsom släppmedel föredragna aldehyder har egenskapen att påverka den peroxidiska tvärbryggbildnings- hastigheten, såsom olika tetrahydrobensaldehydderivat.

De det ledande ytterskiktet förutom slâppmedel till- satta silikonerna utgöres i första hand av silikonolja,» silikonfett, silikonharts eller silikongummi.

Används en eter förutom släppmedlen, bör dess kokpunkt ligga omkring 200°C eller högre. Bland etrarna ifrågakommer såsom släppmedel speciellt dibensyleter och/eller dess derivat. vsosssz-9 g l 10 15 20 25 30 Såsom vaxartade alifatiska kolväten ifrågakommer enligt uppfinningen paraffinolja, paraffinvax, polyetenvax och dylikt.

Enligt uppfinningen kan det ledande ytterskiktet såsom släpp- medel även innehålla flytande högaromatiska kolväten och deras blandningar såsom tetrahydronaftalin och/eller bland- ningar på nafta1inantracenfenantrenbasis.

Ett fördelaktigt förfarande för framställning av en kabel med det ledande ytterskiktet enligt uppfinningen består däri att på ledaren appliceras ett ledande innerskikt, plastisole- ringen och det ledande ytterskiktet samtidigt enligt i och för sig känd trippelsträngsprutning och - om isoleringen skall få tvärbindningar - vulkas (samvulkas) de tillsammans.

En blandning enligt uppfinningen för åstadkommande av det ledande ytterskiktet består således av en större andel PE, copolymerer av eten, klorsulfonerad PE, butadienstyren- kautschuk och/eller naturkautschuk eller blandningar därav såsom grundmaterial. Detsamma innehåller enligt uppfinningen konduktiv kimrök i storleksordningen ca 15 - 50 % och släpp- medel i storleksordningen 0,1 - 30 vikt%. Släppmedelstill- satserna kan inkompounderas i basmaterialet eller ytligt blandas före strängsprutningen. Släppmedelstillsatserna kan doserat tillsättas basmaterialet i strängsprutan under sträng- sprutningen. p För blandningens basmaterial användbara copolymerer av eten är t ex etenvinylacetatcopolymerer och/eller etenetyle akrytalcopolymerer. Såsom konduktiv kimrök används i handeln förekommande konduktiva kímröksorter eller specialkimrök såsom ketjenblack EC.

Ett utföringsexempel av en kabel enligt uppfinningen återges i bifogade ritningsfigur, som visar ett tvärsnitt genom en plastisolerad elkabel med ledande ytterskikt.

Kabelns ledare har betecknats med l. Den är omgiven av ett ledarglättningsskikt 2 av svagt konduktiv plast. Utanpå densamma ligger ledarens egentliga isolering 3, som i sin din 15 20 NI UH 30 35 40 7aosss2é9 tur är omgiven av ett ledande ytterskikt 4, som är sammansatt enligt uppfinningen. På detta ledande ytterskikt ligger den yttre avskärmningens trådar 5, som är omgivna av kabelns yttermantel 6.

I föreliggande exempel har uppfinningen förklarats i anslutning till en kabel med enkel ledare. Detta innebär emellertid ingen begränsning av uppfinningen till enledarkabel, eftersom konduktiva skikt enligt uppfinningen med sama resultat även kan appliceras på ledarisoleringar av flertrådigav speciellt tretrådiga kablar. I ett dylikt fall ligger ledarna tillsammans ï en gemensam yttermantel.

Kabeln enligt uppfinningen uppvisar ett ledande ytterskikt; som väl häftar på kabelns isolering och ändock är lätt avskalbart. Utan att behöva avstå från de genom god vidhäftning och lätt skalbarhet uppnådda fördelarna, kan det ledande ytterskixtet extruderas och vulkaniseras tillsamans med isoleringen och ett eventuellt befintligt ledande innerskikt. Även peroxidisk samvulkning är möjlig. Vid tillverkning av en kabel enligt uppfinningen krävs inga extra åtgärder för att åstadkomma bättre skalbarhet. En speciell fördel med uppfinningen består i att den kraft, med vilken det ledande ytterskiktet kan dras av, är inställbar genom att avpassa doseringen av släppmedelstillsatsen. Vid tillsats av silikoner som släppedel ökar det ledande ytterskiktets hydrofobi.~ - Detta har till följd att inträngande av vattenånga eller vatten i isoleringen genom det ledande ytterskiktet hindras ytterligare och försvåras genom bildning av s.k. ”watertrees".

I nedanstående tabell anges några blandningseåempel. De visar klart uppfinningens fördelar. Grundsubstansen för det ledande ytterskiktet i blandningsexemplen är i samtliga fall* etenvinylacetatcopolymer med tillsats av ca 30-40 vikt% konduktiv kimrök. I denna grundsubstans inblandas släppmedels~ tillsatserna i angivna mängder (vikt%). Inblandningen sker genom inkompoundering eller genom ytlig inblandning, t.ex. i blandningstruma, före strängsprutningen eller under sträng- sprutningen i strängsprutan.

Avdragningskraften bestämdes vid de vulkade proverna '(nr l~l0 under A) 24 timmar efter samvulkningen med VPE vid sandwichplattor. Vid icke vulkaniserade, termoplastiska skikt (nr ll och 12 under B) mättes den 24 timar efter framställningen. Den anges i Hewton/cm. 'x .~_¿ ¿6 A) vuikaniserad tillsamans áraossaz-9 Släpamedelstillsats * Nr” Sort Doseringsmängd i vikt! 1 - 0 2 Tetrahydronaftalin 2 Paraffinolja 2 Silikonpasta 2 Tetrahydrøbensaldehyd- derivat 2 3 Polyetenglykol 1 Silikonolja. 5 Olja på basis av antracen- fenantren 5 4 Olja på basis av antracen- fenantren 10 S Silikonfett 4 Tetrahydronaftalin 4 6 Tefrahydrohaftalin l,25_ Paraffinølja 1,25 Silikonfett 1,25 Tetrahydrobensaldehyd- derivat 1,25 7 Paraffinolja 2,5 Silíkonolja 2,0 Difenyloxid 2,5 ' 8 Olja på bašis av antracen= fenantren 5 9 Polyetenglykol 9 10 Tetrahydronaftalin i 4 Paraffinolja 4 B) ovulkat och termoplastiskt 11 - 12 Tetrehydronaftalin Paraffinolja Silikonpasta Tetrahydrobensaldehyd- derivat N. NNN O Avdragnings%raf§¿ Newton/cm icke avdragbäf f-D nå» |....| CD 20 23 25 25 27 65 7805582-9 Denna tabell visar med ledning av exempel, hur avdragningskraften enligt uppfinningen kan inställas på fördelaktigt sätt genom att välja tíllsatserna och deras mängdmässiga dosering. Det utan tillsatser icke avdragbara ledande ytterskikt~t -jfr exempel 1 och ll - blir godtyckligt i avdragbart i moêšvarighet till släppmedlets val och dess dosering.

Claims (14)

í vaossaz-9 U! 10 25 30 PATENTKRAV

1. l. Elkabel med vulkad eller ovulkad plastisolering på basis av polyeten, copolymerer eller terpolymerer av eten och ett tillsammans med plastisoleringen extruderat, ovnlkat eller tillsammans med densamma vulkat (samvulkat) ledande ytterskikt på basis av polyeten, kloroprenkautschuk, klorerat polyeten, butadienstyrenkautschuk och/eller natur- kautschuk eller blandningar därav med tillsatser av konduk- tiv kimrök, "k ä n n e t e c k n a d därav, att det yttre ledande skiktet såsom släppmedel innehåller polyoler, aldehyder eller blandningar därav i en mängd på 0,5 - 20 viktprocent.

2. Kabel enligt krav l, därav, att det ledande ytterskiktet dessutom innehåller silikoner, såsom silikonolja, silikonfett, silikonhartser k ä n n e t e c k n a d eller silikonkautschuk.

3. Kabel enligt krav 1, därav, att det ledande ytterskiktet såsom släppmedelstill- k ä n n e t e c k n a d sats innehåller polyoler med en molekylvikt omkring eller över 500.

4. Kabel enligt krav 1 eller 3, därav, att det ledande ytterskiktet så- k ä n n e - t e c k n a d som släppmedelstillsats innehåller polyetylenglykol,

5. Kabel enligt krav l, därav, att det ledande ytterskiktet dessutom innehåller eter, vars kokpunkt ligger vid 200°C eller högre.

6. Kabel enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att det ledande ytterskiktet innehåller dibensyleter och/eller dess derivat.

7. Kabel enlig: krav 1, därav, att det ledande ytterskiktet såsom släppmedel inne- håller sådana aldehyder som bromsar den peroxidiska tvär- k ä n n e t e c k n a d k ä n n e t e c k n a d bryggbildningens hastighet. 7805582-9

8. Kabel enligt krav 7, k ä n n e t e c k - n a d därav, att det ledande ytterskiktet som släpp- medel innehåller tetrahydrohensaldehydderivat.

9. Kabel enligt krav l, k ä n n e t e c k - 5 n a d därav, att det ledande ytterskiktet dessutom innehåller vaxliknande alifatiska kolväten såsom paraf- finolja, paraffinvax, polyetenvax.

10. Kabel enligt krav l, ° k ä n n e t e c k - n a d därav, att det ledande ytterskiktet innehåller 19 tetrahydronaftalin, naftalin, antracen eller fenantren.

11. ll. Förfarande för tillverkning av en elkabel en- ligt något eller några av kraven l~- 10 med vulkad eller ovulkad plastisolering pà basis av polyeten, kopolymerer eller terpolymerer av eten och tt tillsammans med plast= 15 isoleringen extruderat, ovulkat eller tillsammans med densamma vulkat (samvulkat) ledande ytterskikt på basis av polyeten, kloroprenkautschuk,éklorerat polyeten, butadienstyrenkautschuk och/eller naturkautschuk eller blandningar därav med tillsatser av konduktiv kimrök, 20 k ä n n e t e c k n a t därav, att på ledaren sam- tidigt appliceras ett ledande innerskikt, en plastiso- lering och ett ledande ytterskikt genom i och för sig känd trippelsträngsprutning.

12. Förfarande enligt krav ll, k ä n n e - 25 t e c k n a t därav, att det ledande innerskiktet, plastisoleringen och det ledande ytterskiktet samtidigt appliceras pá ledaren och vulkaniseras genom i och för sig känd trippelsträngsprutning.

13. Blandning för tillverkning av det ledande yt- 30 terskiktet för elektriska kablar med plastisolering en- ligt något eller nâgra av kraven l - 10, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den innehåller en stör- re andel polyeten, kopolymerer av eten, klorsulfonerad polyeten, butadienstyrenkautschuk och/eller naturkaut- 35 schuk eller blandningar därav, mellan 15 - 50% konduktiv kimrök och mellan 0,5 - 20 viktprocent släppmedel.

14. Blandning enligt krav 13, k ä n n e - å åvsossaz-9 10 t e c k n a d därav, att släppmedelstillsatserna ¿ inkompounderas eller ytligt inblandnas i basmateríalet f¶ före strängsprutningèn. 15; Blandning enligt krav 13, k ä n n e - S t e c k n a d därav, att släppmedelstillsatserna är indøserade i strängsprutan under strängsprutningens gång.