SK280811B6 - Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu - Google Patents

Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu Download PDF

Info

Publication number
SK280811B6
SK280811B6 SK3707-90A SK370790A SK280811B6 SK 280811 B6 SK280811 B6 SK 280811B6 SK 370790 A SK370790 A SK 370790A SK 280811 B6 SK280811 B6 SK 280811B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
copolymer
ethylene
insulating composition
density
copolymers
Prior art date
Application number
SK3707-90A
Other languages
English (en)
Other versions
SK370790A3 (en
Inventor
Robert John Turbett
Austin Emidio Barnabeo
Eric Paul Marsden
Alfred Mendelsohn
Jeffrey David Umpleby
Original Assignee
Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc.
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 Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. filed Critical Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc.
Publication of SK370790A3 publication Critical patent/SK370790A3/sk
Publication of SK280811B6 publication Critical patent/SK280811B6/sk

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators 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
    • H01B3/44—Insulators 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L43/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium or a metal; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L43/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • C08L2312/08—Crosslinking by silane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu, ktorá obsahuje: a) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 g/cm3 pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 4-metyl-1-penténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora alebo b) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 g/cm3 pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 1-okténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora, alebo c) kopolymér etylénu podľa odseku a) alebo b) očkovaný hydrolyzovateľnou vinylsilánovou zlúčeninou, pričom polymerizačný katalyzátor zahŕňa (A) horčík, titán, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník, alebo (B) vanád, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník a halogénovanú alkánovú zlúčeninu.ŕ

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka izolačnej kompozície odolnej proti vodnému stromčekovému efektu, ktorá je vhodná na izoláciu proti nízkemu až vysokému napätiu.
Doterajší stav techniky
Silnoprúdové káble izolované extrudovaným dielektrikom sú známe tým, že majú v prípadoch, keď sú inštalované pod zemou, kde je vysoká pravdepodobnosť styku s vodou, zníženú životnosť. Skrátenie životnosti sa vysvetľuje tvorbou vodných stromčekov, ktoré vznikajú, ak sa na organickú polymérnu látku nechá dlhodobo pôsobiť elektrické pole v prítomnosti vody v kvapalnej alebo parnej forme. Celkový výsledok sa prejaví poklesom dielektrickej pevnosti izolácie.
Na zvýšenie odolnosti organických izolačných hmôt proti degradácii spôsobenej vodným stromčekovým efektom bolo navrhnutých veľa riešení. Tak napríklad bolo navrhnuté pridávať do polyetylénu (1) polárny kopolymér, ako kopolymér etylénu a vinylacetátu, (2) stabilizátor napätia, ako je napríklad dodekanol a (3) plnivo, napríklad íl. Všetky tieto riešenia majú určité nedostatky, ako je napríklad zvýšenie dielektrickej straty, to znamená účinku, prchavosti alebo ceny.
Podstata vynálezu
Úlohou vynálezu je preto vyvinúť kompozitnú hmotu vhodnú na izoláciu proti nízkemu až vysokému napätiu, ku ktorej by na zaistenie odolnosti proti vodnému stromčekovému efektu nebolo nutné pridávať modifikačné prísady, ako sú poláme kopolymcry, stabilizátory napätia alebo plnivá a ktoré by sa preto vyznačovali žiaducimi elektrickými vlastnosťami charakteristickými pre čistý polyetylén, ako je napríklad nízky dizipatívny faktor.
Ďalšie ciele vynálezu a výhody tohto riešenia budú zrejmé z nasledujúceho opisu.
Predmetom vynálezu je izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje (a) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický, pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 4-mctyl-l-penténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora alebo (b) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 1-okténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora alebo (c) kopolymér etylénu podľa odseku (a) alebo (b) očkovaný hydrolyzovateľnou vinylsilánovou zlúčeninou, pričom polymerizačný katalyzátor zahrnuje (A) horčík, titán, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník alebo (B) vanád, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník a halogenovanú alkánovú zlúčeninu.
Uvedeným kopolymérom etylénu je výhodne kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický vyrobený polymerizáciou zmesi etylénu a 4-metyl-1-penténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora.
Okrem toho je výhodné, ak táto izolačná kompozícia ako kopolymér etylénu obsahuje kopolymér etylénu s hus totou až do asi 920 kg.m'3, vyrobený polymerizáciou zmesi etylénu a 1-okténu a prípadne jedného alebo viac iných alfa-olefínových komonomérov, v prítomnosti polymerizačného katalyzátora.
Výhodne je rovnako uvedeným etylénovým kopolymérom kopolymér podľa odsekov (a) alebo (b) očkovaný hydrolyzovateľnou vinylsilánovou zlúčeninou.
Podľa predmetného vynálezu je rovnako výhodná izolačná kompozícia podľa uvedeného odseku (a) alebo (b), ktorá navyše obsahuje monomérny nenasýtený silán obsahujúci aspoň jednu hydrolyzovateľnú skupinu a voľný radikálový iniciátor.
Uvedené kopolyméry v izolačnej kompozícii podľa vynálezu sú výhodne vyrobené postupom v plynnej fáze, pričom najvýhodnejšie sú vyrobené v jednom alebo viac fluidných lôžkach.
Rovnako je výhodné ak sú tieto kopolyméry zosieťované.
Hustota tohto kopolyméru je výhodne minimálne 0,88 gramov na centimeter kubický.
Vo výhodnom uskutočnení podľa vynálezu podiel časti kopolyméru tvoreného 4-metyl-l-penténovými jednotkami alebo 1-okténovými jednotkami je v rozmedzí od 5 % do 50 % vzťahujúc na hmotnosť kopolyméru.
Uvedený kopolymér je výhodne na báze aspoň jedného ďalšieho komonoméru, ktorým je alfa-olefín obsahujúci 3 až 12 atómov uhlíka alebo dién obsahujúci 5 až 25 atómov uhlíka, pričom podiel kopolyméru na báze ďalšieho komonoméru je maximálne 15 % hmotnostných, vzťahujúc na kopolymér.
Všeobecne je možné uviesť, že pod pojmom „kopolymér“ sa v tomto opise rozumie polymér na báze dvoch alebo viac komonomérov. Oba uvedené kopolyméry, to znamená etylén/4-metyl-l-penténový kopolymér a etylén/1-oktánový kopolymér môžu obsahovať ďalšie komonoméry ako napríklad alfa-olefíny obsahujúce 3 až 12 uhlíkových atómov alebo diény. Diény môžu byť konjugované alebo nekonjugované a môžu obsahovať 5 až 25 uhlíkových atómov ako napríklad 1,4-pentadién, 1,4-hexadién, 1,5-hexadién, dicyklopentadién, 4-vinylcyklohexén, 1-vinyl-l-cyklopentén a alkylbicyklononadiény, indény a norbornény.
Etylidénnorbornén je možné uviesť ako príklad norbornénu. Vo výhodnom uskutočnení sa používajú konjugované diény.
Tieto etylén/4-metyl-l-penténové alebo 1-oktánové kopolyméry sa výhodne môžu miešať s aspoň jednou z nasledujúcich zložiek zvolených zo súboru zahŕňajúceho (i) polyetylény s hustotou v rozmedzí asi od 910 do 930 kg.m'3, pripravené bežnou vysokotlakovou technológiou, (ii) kopolyméry etylénu, v ktorých je aspoň jedným komonomérom vinyl kyselina, ester vinylovej kyseliny alebo vinylester organickej kyseliny, (iii) etylénové terpolyméry na báze aspoň dvoch komonomérov uvedených v odseku (ii) a (viii), (iv) etylénové terpolyméry na báze alfa-oleflnov obsahujúcich 3 až 8 atómov uhlíka, (v) etylén/propylénové kaučuky, (vi) etylén/propylén/diénové kaučuky, (vii) hydrolyzovateľné očkované polyméry vyrobené naočkovaním silánu na ktorýkoľvek polymér z odseku (i) až (vi) a (viii) kopolyméry etylénu a hydrolyzovateľného silánu.
Postup výroby uvedených kopolymérov za vysokého tlaku zmienený v odseku (i) je opísaný v publikácii Introduction to Polymér Chemistry, Stille, Wiley and Sons, New York, 1982, str. 149 až 153. Kopolymér etylénu a hydroly2
SK 280811 Β6 zovateľného silánu sa môže pripraviť spôsobom opísaným v patente Spojených štátov amerických č. 3 225 018 a uvedený terpolymér spôsobom opísaným v patente Spojených štátov amerických č. 4 291 136.
Vysokotlakové polyméry uvedené v odseku (i), ktoré sa miešajú so základným etylén/alfa-oleflnovým kopolymérom sa výhodne používajú ako dodatočne pridávané látky, aby sa dosiahla priemerná hustota zmesi až maximálne asi 920 kg.m’3. Hmotnostný pomer základného kopolyméru k pridanému kopolyméru je obvykle v rozmedzí od asi 3 : 1 do asi 1 : 3. V prípade, že sa v zmesi používajú poláme kopolyméry, ako kopolymér etylén/vinylacetát alebo etylén/etylakrylát, mala by sa koncentrácia polárneho komonoméru udržovať na nízkej úrovni, aby sa zabránilo vysokým dielektrickým stratám, napríklad na koncentrácií nižšej než asi 10 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť zmesi.
Etylén/4-metyl-l-penténové alebo 1-okténové kopolyméry sa vyrábajú s použitím katalytického systému, ktorý obsahuje buď titán, alebo vanád.
V prípade použitia katalytického systému obsahujúceho titán sa príslušné komonoméry uvádzajú do styku s katalytickým systémom obsahujúcim prekurzor katalyzátora zahŕňajúci horčík, titán a halogén a zlúčeninu, ktorá je elektrónovým donorom (elektróndonorová zlúčenina), a s jednou alebo viac zlúčeninami hliníka, ktoré slúžia ako kokatalyzátor, ako je napríklad trietylhliník alebo triizobutylhliník. Katalytický systém tohto typu a spôsob výroby takéhoto kopolyméru sú opísané v patente Spojených štátov amerických č. 4 302 565.
Kopolymér vyrábaný v prítomnosti katalyzátora obsahujúceho titán sa môže pripraviť takto :
Do banky vybavenej mechanickým miešadlom sa umiestni bezvodý chlorid horečnatý MgCl2 a tetrahydrofúrán (THF). Do vzniknutej zmesi sa pridá chlorid titaničitý TiCI4. Potom sa do roztoku pridá porézny dehydratovaný oxid kremičitý a zmes sa premieša. Potom sa získaná zmes vysuší na suchý sypký prášok, ktorý má veľkosť častíc zodpovedajúcich veľkosti častíc oxidu kremičitého. Do miešacej nádrže sa uvedie požadovaná navážka napusteného prekurzora a aktivátora, napríklad trietylhliníka a pridá sa dostatočné množstvo bezvodého alifatického uhľovodíkového riedidla, ako je napríklad izopentán, aby vznikol suspenzný systém. Aktivátor a prekurzor sa používa v takých množstvách, aby sa získal čiastočne aktivovaný prekurzor, v ktorom je pomer Al/Ti až 10 : 1. Zložky suspenzného systému sa premiešajú a výsledná suspenzia sa usuší. Výsledný katalyzátor je vo forme čiastočne aktivovanej prekurzorovej kompozície, ktorá je impregnovaná v póroch oxidu kremičitého. Táto čiastočne aktivovaná prckurzorová kompozícia sa vstrekuje do polymerizačného reaktora, kde dochádza k jeho úplnej aktivácií. Aktivačná zlúčenina sa pridáva do polymerizačného reaktora v takom množstve, aby sa pomer Al/Ti v reaktore udržal na hodnote od asi 10 : : 1 do asi 400 : 1. Etylén sa potom kopolymerizuje so 4-metyl-l-penténom, vo výhodnom uskutočnení v plynnej fáze vo fluidizovanom lôžku. Po dosiahnutí rovnováhy sa v reakcii v reakčnom systéme s fluidným lôžkom pokračuje počas 1 hodiny pri teplote 85 °C, za tlaku 2,07 MPa, pričom priestorová rýchlosť plynnej fázy zodpovedá asi trojaž šestinásobku hodnoty Gmf pri priestoročasovom výťažku asi 70,4 až 100,8 kg.h ’.m'3.
Pokiaľ sa používa katalytický systém obsahujúci vanád, uvádzajú sa príslušné komonoméry prednostne do styku s nosičovým katalytickým systémom obsahujúcim prekurzor katalyzátora obsahujúci halogenid vanaditý, elektróndonorovú zlúčeninu a hydrokarbylalumíniumhalogenid, spolu s hydrokarbylhlinitým kokatalyzátorom a promótorom, ktorým je halogénsubstituovaný nižší alkán obsahujúci 1 až 7 atómov uhlíka. Katalytický systém tohto typu a spôsob výroby takéhoto kopolyméru je opísaný v európskej patentovej prihláške EP 0 120 501 publikovanej 3. októbra 1984.
Kopolymér vyrábaný v prítomnosti katalytického systému obsahujúceho vanád sa môže pripravovať takto:
Do banky obsahujúcej bezvodý tetrahydrofúrán sa predloží chlorid vanaditý VC13. Zmes sa mieša tak dlho, dokiaľ sa chlorid vanaditý nerozpustí. Do vzniknutého roztoku sa pridá dehydratovaný oxid kremičitý a v miešaní sa pokračuje. Banka sa odvetrá a roztok sa vysuší až do štádia, keď má zvyšok charakter kaše. Impregnovaný oxid kremičitý je tvorený sypkou pevnou látkou obsahujúcou 0,25 mol vanádu v 1 grame. Pevná látka sa vyberie z banky a skladuje pod atmosférou dusíka. Potom sa nasledujúcim postupom zavedie modifikátor. Do banky obsahujúcej bezvodý izopentán sa pridá opísaný impregnovaný oxid kremičitý. Do vzniknutej zmesi sa za miešania pridá dietylalumíniumchlorid ako modifikátor v bezvodom hexáne. Modifikátor sa používa v množstve postačujúcom na dosiahnutie pomeru 1,7 mol modifikátora na mol tetrahydrofúránu. Zmes sa zahrieva tak dlho, dokiaľ nevznikne sypký prášok. Potom sa vanádový prekurzor z banky vyberie a uloží sa pod dusíkovú atmosféru. Kopolymér etylénu sa vyrába postupom v plynnej fáze v reaktore s fluidným lôžkom za nasledujúcich pracovných podmienok : molámy pomer promótor/kokatalyzátor 1,0, atómový hliník/vanád 40, teplota 70 °C, lineárna rýchlosť plynu 0,46 m.s'1, parciálny tlak plynu vyjadrený formou zloženia: 50 % molámych, molárny pomer komonomér/etylén 0,24, molámy pomer vodík/etylén 0,007 a priestoročasový výťažok 75,2 kg.h'1.mš?. Triizobutylhliník, ako kokatalyzátor, sa pridáva v priebehu polymerizácie. Promótor, ktorým je chloroform CHCI3, sa pridáva vo forme roztoku v izopentáne s koncentráciou 5.% hmotnostných. Polymerizácia sa uskutočňuje dlhšie nežd hodinu od dosiahnutia rovnováhy za pretlaku asi 2,07 MPa.
Polymerizácii v plynnej fáze, najmä pokiaľ sa uskutočňuje v jednom alebo viac fluidných lôžkach, sa síce dáva prednosť, ale kopolyméry sa môžu pripravovať i bežne používanou polymerizáciou v roztoku, ako je postup opísaný v publikácií Introduction ίο Polymér Chemistry (pozri uvedená citácia).
Množstvo 4-metyl-l-pentánu alebo 1-oktcnu, v prípade, že sú tieto komonoméry hlavnými komonomérmi používanými spolu s etylénom, je prednostne v rozmedzí od asi 5 do asi 50 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť kopolyméru, pričom najvýhodnejšie rozmedzie je od asi 15 do asi 40 % hmotnostných. Množstvo etylénu je výhodne vyššie než asi 50 % hmotnostných a výhodne je vyššie než 60 % hmotnostných. Pokiaľ sa používajú prídavné komonoméry, býva ich množstvo výhodne v rozmedzí od asi 1 do asi 15 % hmotnostných.
Hustota etylén/4-metyl-l-penténového kopolyméru je maximálne asi 920 kg.m3 a výhodne je v rozmedzí od asi 880 do asi 920 kg.m3. Index toku taveniny je výhodne v rozmedzí od asi 0,5 do asi 10 gramov/10 minút. Tento index toku taveniny sa stanovuje podľa normy ASTM D-1238, podmienka E sa meria pri teplote 190 °C. Hustota etylén/1-oktánového kopolyméru je maximálne asi 920 kg.m3 a výhodne je v rozmedzí od asi 880 do asi 920 kg.m3. Index toku taveniny je výhodne v rozmedzí od asi 0,5 do asi 20 gramov/10 minút a najvýhodnejšie je v rozmedzí od asi 0,5 do asi 10 gramov/10 minút.
Rôzne spôsoby prípravy polyetylénu očkovaného silánom a kopolymérov etylénu a silánov, ako mnohé nenasýtené silány, vhodné na použitie pri príprave týchto polymé3 rov, ktoré obsahujú hydrolyzovateľné skupiny, ako sú alkoxyskupiny, oxyarylové skupiny, oxyalifatické skupiny a halogény, sú uvedené v patentoch Spojených štátov amerických č. 3 075 948; 3 225 018; 4 412 042; 4 413 066; 4 574 133 a 4 593 071. V silánom očkovanom kopolyméri je množstvo inkorporovaného silánového monoméru najvýhodnejšie v množstve od asi 0,5 do asi 10 % hmotnostných, vzťahujúc na celkovú hmotnosť tohto kopolyméru. Týmto silánom naočkovaným do kopolyméru môže byť okrem iného vinyltrialkoxysilán ako je napríklad vinyltrimetoxysilán alebo vinyltrietoxysilán. Všeobecne je možné povedať, že sa môže používať akýkoľvek nenasýtený monomémy silán obsahujúci aspoň jednu hydrolyzovateľnú skupinu. Ak je cieľom dosiahnutia pomalšie vytvrdzovanie vodou alebo lepšia stálosť pri skladovaní, je možné použiť vinyltriizobutoxysilán, vinyl-tris-(2-etylhexoxy)silán alebo vinyltriizopropoxysilán.
Na prípravu polyméru očkovaného silánom sa používa látka na tvorbu radikálov, iniciátora či katalyzátora. Najvhodnejšími látkami v tomto smere, ktoré poskytujú voľne radikály, sú dikumylperoxid, dilauroylperoxid, azobisizobutyronitril, dibenzoylperoxid, terciárny butylperoxobenzoát, di(terc-butyl)peroxid, kuménhydroperoxid, 2,5-dimetyl-2,5-di-(terc-butylperoxo)hexín, 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylpcroxojhexán, terciárny butylhydroperoxid a izopropylperoxokarbonát. Vo výhodnom uskutočnení sa používajú organické peroxidy. Tieto látky poskytujúce voľné radikály sa používajú v množstve od asi 0,01 do asi 5 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť použitého kopolyméru. Podľa ešte výhodnejšieho uskutočnenia sa používa množstvo od asi 0,01 do asi 0,1 % hmotnostného.
Organické peroxidy sa tiež používajú na zosieťovanie či vytvrdzovanie etylén/4-metyl-l-penténových a etylén/1 -okténových kopolymérov. Hydrolyzovateľný kopolymér očkovaný silánom sa môže zosieťovať organickým peroxidom alebo vlhkosťou v prítomnosti bežného kondenzačného katalyzátora pre silanoly, ako je dibutyleíndilaurát. Množstvo organického peroxidu, ktoré sa používa na zosieťovanie, sa pohybuje v rozmedzí od asi 0,5 do asi 5 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť kopolyméru.
Do izolačných hmôt podľa vynálezu sa môžu pridávať rôzne bežne požívané prísady. Ako typické prísady je možné uviesť antioxidanty, absorbéry ultrafialového žiarenia, antistatické činidlá, pigmenty, plnivá, klzné činidlá, retardéry horenia, stabilizátory, zosieťovacie činidlá, látky zachycujúce halogény, inhibítory tvorby dymu, činidlá ovplyvňujúce zosieťovanie, spracovateľské prísady, mazadlá, zmäkčovadlá s regulátormi viskozity.
Drôty a káble všeobecne obsahujú jeden alebo viac kovových vodičov izolovaných polymémou látkou. V kábli tvoria tieto prvky jadro, ktoré je chránené ďalšou polymérnou vrstvou vytvárajúcu plášť kábla. V niektorých prípadoch sa prídavná ochrana dosahuje tým, že sa medzi jadro a plášť vsunie ďalší obal. Izolačná kompozícia podľa predmetného vynálezu sa obvykle používa na tvorbu izolačnej vrstvy alebo vrstvy na tvorbu plášťa.
Na elektrický vodič sa nanáša táto kompozícia povliekanim alebo vytlačovaním. Po usadení hydrolyzovateľnej hmoty na miesto na drôte alebo kábli sa obvykle hmota zosieťuje.
Citované patenty, patentové prihlášky a publikácie tu slúžia ako odkazové materiály, ktoré sú súčasťou tohto opisu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Izolačná kompozícia podľa predmetného vynálezu a postup jej prípravy budú ďalej bližšie vysvetlené pomocou nasledujúcich konkrétnych príkladov uskutočnenia. Tieto príklady sú však iba ilustratívne a nijako neobmedzujú rozsah tohto vynálezu v žiadnom ohľade.
Príklady 1 až 7
Odolnosť izolačných hmôt proti vodnému stromčekovému efektu sa stanovuje metódu opísanou v patente Spojených štátov amerických č. 4 144 202. Pri tomto meraní sa získa hodnota charakterizujúca odolnosť proti vodnému stromčekovému efektu pri štandardnom polyetylénovom izolačnom materiáli. Meraná hodnota sa označuje termínom „rýchlosť rastu vodného stromu“ („water tree growth rate“ alebo WTER). Na základe skúseností vyplývajúcich z laboratórneho skúšania materiálov a z urýchlených testov na skúšanie káblov sa zistilo, že hodnota WTGR musí byť rovnaká alebo nižšia než asi 10 % štandardnej hodnoty, aby sa dosiahlo užitočné zlepšenie vlastností kábla, t. j. životnosti kábla počas prevádzky, počas ktorého je kábel v styku s vodou.
Kompozície z príkladov 1 až 3 a 5 až 7 sú na báze kopolymérov etylén/1-oktén, ktoré boli pripravené postupom v plynnej fáze, podobným ako sú obvykle uskutočňované postupy s použitím katalyzátorov na báze titánu. Hmoty z príkladov 4 až 6 sú tiež na báze kopolyméru etylén/1-oktén, ktoré sú pripravené postupom z plynnej fázy, ktorý je podobný typickým uvedeným postupom uskutočňovaným s použitím katalyzátorov na báze vanádu. Tieto kopolyméry obsahujú antioxidant, stearán vápenatý a dikumylperoxid ako zosieťovadlo. Všetky vzorky sú vyrobené lisovaním a ich zosieťovanie, to znamená vytvrdzovanie, bolo uskutočnené v lise. Pred skúšaním sa na vzorky počas 7 dní pôsobilo vákuom pri teplote 80 °C. Použité parametre a získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
Príklad č. 1 2 3 4 5 6 7
hustota (kg.mJ) 899,5 901,8 905,0 906,0 910,5 911,0 916,5
index toku taveniny fg/10 mín.) 0,73 0,40 1,08 0,28 0,93 0,42 1,2
WTGR (%) 0,20 0,05 3,0 0,60 0,2 3,5 3,9
Príklad 8
V tomto príklade bol opakovaný postup príkladu 3, s tým rozdielom, že nebolo uskutočnené zosieťovanie. Hustota polyméru bola 905 kg. nr, index toku taveniny 1,08 gramov/10 minút a hodnota WTGR bola 6,4 %.
Príklady 9 a 10
Podľa týchto príkladov bol opakovaný postup podľa príkladu 1, s tým rozdielom, že bol kopolymér pripravený v roztokovej fáze.
Príkad č. 9 10
hustota (kg.nf3) 905 912
index toku taveniny (g/10 minút) 0,9 1,0
WTGR (%) 16,0 8,8
Príklad 11 až 14
V týchto príkladoch bol zisťovaný vplyv hustoty na WTGR pri zosieťovanom etylén/4-metyl-l-penténovom kopolyméri vyrobenom s použitím katalyzátora, ktorý bol pripravený podobným postupom ako sú typické postupy na prípravu katalyzátorov na báze titánu uvedené hore. Skúšobné vzorky boli vyrobené rovnakým spôsobom ako v príklade 1. Hodnoty hustoty a WTRG sú uvedené ďalej:
Príklad č. 11 12 13 14
hustota (kg.m-3) 895 902 910 917
WTGR(%) 0,1 0,4 0,9 8,2
10. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že podiel časti kopolyméru tvoreného 4-metyl-l-penténovými jednotkami alebo 1-okténovými jednotkami je v rozmedzí od 5 % do 50 % vzťahujúc na hmotnosť kopolyméru.
11. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, v y z n a čujúca sa tým, že kopolymér je na báze aspoň jedného ďalšieho komonoméru, ktorým je alfa-olefín obsahujúci 3 až 12 atómov uhlíka alebo dién obsahujúci 5 až 25 atómov uhlíka, pričom podiel kopolyméru na báze ďalšieho komonoméru je maximálne 15 % hmotnostných, vzťahujúc na kopolymér.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému eťektu, vyznačujúca sa tým, že obsahuj e (a) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický, pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 4-metyl-l-penténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora alebo (b) kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický pripravený polymerizáciou zmesi etylénu a 1 -okténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora alebo (c) kopolymér etylénu podľa odseku (a) alebo (b) očkovaný hydrolyzovateľnou vinylsilánovou zlúčeninou, pričom polymerizačný katalyzátor zahŕňa (A) horčík, titán, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník alebo (B) vanád, halogén a elektrónový donor spolu s jednou alebo viac zlúčeninami obsahujúcimi hliník a halogenovanú alkánovú zlúčeninu.
  2. 2. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že kopolymérom etylénu je kopolymér etylénu s hustotou maximálne 0,920 gramov na centimeter kubický vyrobený polymerizáciou zmesi etylénu a 4-metyl-l-penténu v prítomnosti polymerizačného katalyzátora.
  3. 3. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ako kopolymér etylénu obsahuje kopolymér etylénu s hustotou až do 920 kg.m'3, vyrobený polymerizáciou zmesi etylénu a I -okténu a prípadne jedného alebo viac iných alfa-olefínových komonomérov, v prítomnosti polymerizačného katalyzátora.
  4. 4. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že etylénovým kopolymérom je kopolymér podľa odseku (a) alebo (b) očkovaný hydrolyzovateľnou vinylsilánovou zlúčeninou.
  5. 5. Izolačná kompozícia podľa nároku 1 odseku (a) alebo (b), vyznačujúca sa tým, že navyše obsahuje monomémy nenasýtený silán obsahujúci aspoň jednu hydrolyzovateľnú skupinu a voľný radikálový iniciátor.
  6. 6. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že kopolyméry sú vyrobené postupom v plynnej fáze.
  7. 7. Izolačná kompozícia podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že kopolyméry sú vyrobené v jednom alebo viac fluidných lôžkach.
  8. 8. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že kopolyméry sú zosieťované.
  9. 9. Izolačná kompozícia podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že hustota kopolyméru je minimálne 0,88 gramov na centimeter kubický.
SK3707-90A 1989-07-26 1990-07-25 Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu SK280811B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US38570289A 1989-07-26 1989-07-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK370790A3 SK370790A3 (en) 2000-08-14
SK280811B6 true SK280811B6 (sk) 2000-08-14

Family

ID=23522507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK3707-90A SK280811B6 (sk) 1989-07-26 1990-07-25 Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0410431B1 (sk)
JP (1) JPH0819291B2 (sk)
CN (1) CN1078225C (sk)
AT (1) ATE122815T1 (sk)
AU (1) AU636900B2 (sk)
CZ (1) CZ285069B6 (sk)
DE (1) DE69019429T2 (sk)
ES (1) ES2071709T3 (sk)
HU (1) HUT56125A (sk)
NO (1) NO903298L (sk)
SK (1) SK280811B6 (sk)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6270856B1 (en) 1991-08-15 2001-08-07 Exxon Mobil Chemical Patents Inc. Electrical cables having polymeric components
US5246783A (en) * 1991-08-15 1993-09-21 Exxon Chemical Patents Inc. Electrical devices comprising polymeric insulating or semiconducting members
US5492760A (en) * 1994-12-05 1996-02-20 At Plastics Inc. Water tree resistant, moisture curable insulation composition for power cables
US5731082A (en) * 1996-06-24 1998-03-24 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Tree resistant cable
CZ302492B6 (cs) * 2001-03-08 2011-06-15 Biologische Insel Lothar Moll Gmbh & Co. Kg Použití ionomeru k utesnení izolacních hmot
CN100347792C (zh) * 2005-02-24 2007-11-07 无锡江南电缆有限公司 轨道交通用阻燃电力电缆及制备方法
CN100370556C (zh) * 2005-12-01 2008-02-20 上海交通大学 不饱和羧酸盐改性的抗水树绝缘材料及制备方法
CN101104713B (zh) * 2006-07-12 2010-09-08 上海电缆研究所 抗水树的聚烯烃电绝缘组合物
CN104428326A (zh) * 2012-09-27 2015-03-18 埃克森美孚化学专利公司 乙烯基封端聚合物及其制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302565A (en) * 1978-03-31 1981-11-24 Union Carbide Corporation Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization
JPS5558210A (en) * 1978-10-26 1980-04-30 Nippon Oil Co Ltd Production of copolymer
US4379759A (en) * 1979-02-16 1983-04-12 Union Carbide Corporation Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization
JPS5999613A (ja) * 1982-11-30 1984-06-08 住友電気工業株式会社 架橋ポリエチレンケ−ブル
IL71356A (en) * 1983-03-29 1987-07-31 Union Carbide Corp Process for producing polyethylene,a supported vanadium catalyst precursor therefor and a catalyst composition containing said supported precursor
US4508842A (en) * 1983-03-29 1985-04-02 Union Carbide Corporation Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst
JP2571562B2 (ja) * 1986-10-02 1997-01-16 日立電線株式会社 耐水トリ−性絶縁電線
DE3816397A1 (de) * 1988-05-13 1989-11-23 Basf Ag Elektrische kabel, die isolierungen auf basis von ehtylenpolymerisaten mit hoher widerstandsfaehigkeit gegenueber der bildung von wasserbaeumchen enthalten

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0366736A (ja) 1991-03-22
ATE122815T1 (de) 1995-06-15
HUT56125A (en) 1991-07-29
CZ370790A3 (cs) 1999-02-17
HU904614D0 (en) 1991-01-28
EP0410431A1 (en) 1991-01-30
NO903298L (no) 1991-01-28
SK370790A3 (en) 2000-08-14
CZ285069B6 (cs) 1999-05-12
AU636900B2 (en) 1993-05-13
CN1078225C (zh) 2002-01-23
EP0410431B1 (en) 1995-05-17
DE69019429T2 (de) 1995-09-14
DE69019429D1 (de) 1995-06-22
CN1050728A (zh) 1991-04-17
NO903298D0 (no) 1990-07-25
ES2071709T3 (es) 1995-07-01
AU5977290A (en) 1991-01-31
JPH0819291B2 (ja) 1996-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2310449B1 (en) Flame-retardant electrical cable
KR0166597B1 (ko) 내염조성물
EP3589692B1 (en) Ethylene-alpha-olefin copolymer-triallyl phosphate composition
KR102498786B1 (ko) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체-트리알릴 포스페이트 조성물
US5262467A (en) Flame retardant compositions
EP0370517B1 (en) Flame retardant composition
SK280811B6 (sk) Izolačná kompozícia odolná proti vodnému stromčekovému efektu
EP0352793A2 (en) Tree resistant compositions
EP2311049A2 (en) Improved hard grade epr insulation compositions
EP0340785B1 (en) Stabilization of crosslinked very low density polyethylene (VLDPE)
CA1335217C (en) Tree resistant compositions
JP2571562B2 (ja) 耐水トリ−性絶縁電線
CA2022312C (en) Tree resistant compositions
CN116670785A (zh) 用于电线和电缆应用的高耐电痕性能的聚乙烯组合物
GB2210045A (en) Polymer composition
JPH0314054B2 (sk)
JPH01243309A (ja) 難燃性電線・ケーブル
JPS63141212A (ja) 難燃性電線・ケ−ブル