Электрический кабель и состав для резинового покрытия электрического кабеля Советский патент 1983 года по МПК H01B9/00 H01B3/28 

2. Состав для резинового покрытия электрического кабеля по п. 1, о т ли чающийся тем, что он содержит дивинилстирольный каучук с функциональными группами, вулканизующий агент, сажу, стабилизатор, мягчитель, минеральный наполнитель при следующем соотношении, вес.ч,: Дивинилстирольный каучук с функциональными группами100Вулканизующий агент 5. Сажа20-|0

Стабилизатор 0, Мягчитель3 15

Минеральный наполнитель150-2003 Состав по п. 2, о тли чаю щ и и с я тем, что он содержит дивинилстирольный каучук с амидными группами в количестве 1-3 вес Д.

4. Состав по п. 2, отличающий с я тем, что он содержит дивинилстирольный каучук с аминоэфйрными группами в количестве 2-10 вес

1- Электрический кабель, содержащий изолированные токопроводящие жилы и покрытие из резины на основе дивинилстирольного каучука, наполненного сажей, обеспечивающее удельное объемное сопротивление не менее 10 Ом. см и сопротивление разрыву не менее 60 кгс/см, отличаю-, щ и и с я тем, что, с целью снижения расхода материала и упроцения технологий изготовления, покрытие выполнено однородным по толщине с содержанием в резине сажи 20-40 вес.ч. и дивинилстирольного каучука, имеющего функциональные группы, количество ко тврых обеспечивает степень диспергироч§ вания сажи, соответствующую удельному объемному сопротивлению и сопротивлению разрыву.

Изобретение относится к электрическим кабелям с резиновой изоляцией на основе дивинилстирольного каучука. Известны электрические кабели с резиновой изоляцией на основе натурального каучука, не требующие защит ных оболочек. В частности такие кабе ли на напряжение 127 В имеют изоляцию на основе натурального каучука (1 Недостаток таких кабелей заключается в больиюм процентном содержании в изоляции натурального каучука (70%) и относительно низком коэффициенте старения по сопротивлению раз рыау. Применение изоляции кабеля на основе дивинилстирольного каучука требует наложения дополнительной защитной оболочки на кабель, так как резина на основе дивинилстирольного каучука с содержанием сажи 10 не обладает достаточной механической прочностью, а повышение процентного содержания сажи в смеси резко снижает электроизоляционные характеристики резины. Поэтому в кабелях С 2 поверх изоляционной оболочки наложена защитная оболочка из шланговой резины. Цель изобретения - создание кабеля с изоляцией из резины на основе дивинилстирольного каучука (без добавления натурального каучука) и в то же время не требующего защитной оболочки, т.е. снижение расхода материалов и упрощение технологии изготовления кабеля. Поставленная цель достигается тем, что в электрическом кабеле, покрытие выполнено однородным по толщине С содержанием в резине 20-(0 вес.ч. сажи и дивинилстирольного каучука, имеодего функциональные группы, количествю которых обеспечивает степень диспергирования сажи, соответствующую удельному объемному сопротивлению (не менее 10 - 0м-см) и сопротивлению разрыву (не менее 60 кгс/см). Кроме того, состав для резинового покрытия электрического кабеля, содержащий дивинилстирольный каучук с функциональными группами, вулканизующий агент, сажу, стабилизатор, г4ягчитель, минеральный наполнитель при следующем соотношении, вес.ч.: Дивинилстирольный каучук с функциональными группами100 Вулканизующий агент 5,5-13 Сажа20-kO , Стабилизатор 0,5-3 Мягчитель3-15 Минеральный наполнитель о 150-200 При этом состав содержит дивинилстирольный каучук с амидными группами в количестве 1-3 вес.1. Кроме того, состав содержит дивинилстирольный каучук с аминоэфирными труппами в количестве 2-10 вес.%, На чертеже схематично изображен кабель предложенной конструкции,поперечное сечение. Кабель содержит гибкую многопрот волочную жилу 1 и наложенное поверх 3 неё покрытие 2, выполненное из резиновой композиции на основе дивинилстирольного каучука с функциональными группами с содержанием сажи 20АО вес.ч. на 100 вес.ч. каучука, В отличие от известных резиновых изоляционных композиций, где введение сажи в количестве больше Ю вес.ч., резко у)удшает электроизоляционные свойства, предложенная композиция даже при содержании сажи 0 вес.ч. имеет хорошие электроизоляционные и физико-механические свойства. Функциональные группы в дивинилстирольном каучуке способствуют луч шему диспергированию сажи в резине. Кроме того, как показал опыт, их наличие способствует увеличению числа микропленок каучука между отдельными частицами сажи и сажевыми струк турами резины, предотвращая тем самы образование агломератов сажи и сегча тых сажевых структур, пронизывающих массу каучука.. Поэтому повышаются не только механические характеристи ки резины, но и ее электроизоляцион ные свойства. . Химический состав функциональных групп каучука и их количество определяют 9 зависимости от количества сажи в резине и требуемых характери тик изоляционного покрытия и, в час ности, его удельного объемного сопротивления, сопротивления разрыву и пластичности. В табл. 1 приведены электроизоля ционные свойства резиновых композиций на основе дивинилстирольного кау чука с функциональными группами (ди винилстироламидного и дивинилстирол аминоэфирного} и на основе дивинилстирольного каучука до и после пребывания .в .воде при 20 С в течение Состав резиновых композиций, вес.ч.: Каучук100 Вулканизующий агент (тиурам)3,0 Активатор вулканизации (окись цинка)5,0 Ускоритель вулканизации (фенолоформальдегидная смола СФО 10А)0,8 Стабилизатор (неозон Д)1,0 9 Мягчитель (мягчитель ПП-12 и стеариновая кислота) 2,5 Минеральный наполнитель (мел) 198-168 в соответствии с увеличением сажи (ДГ-100) . 10-50 Кабели с покрытием из этих композиций были изготовлены и испытаны. В табл. 2 приведены физико-механические свойства резиновых композиций до и после старения при в течение % часов. В табл. 3 приведен состав резиновых композиций В табл. А приведены сравнительные свойства предлагаемых иизвестного кабе.лей с изоляцией из резины, композиции которых п иведены в табл. 3. Как видно из табл. 1 при увеличении в резиновой изоляции на основе дивинилстирольного каучука сажи с 10 до 20 вес.ч. наблюдается заметное снижение электроизоляционных свойств композиции: электрическая прочность падает с 2,2 кВ/мм до 12,6 кВ/мм, тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость возрастает с 0,009 до 0,079 и с 3,6 до 6,7 соответственно и удельное объемное сопротивление падает с 5,3 до ,9-10. При содержании сажи 30,0 вес.ч. и более имеет место дальнейшее снижение электроизоляционных свойств композиции. В случае резиновой композиции на . основе дивинилстирольного каучука с функциональными группами (дивинилстироламидного) даже при содержании 9,0 вес.ч. сажи композиция имеет электрюизоляционные свойства (удельное объемное сопротивление 1-10, электрическая прочность - IB, кВ/мм). Удовлетворительные электроизоляционные характеристики получены и с другим дивинилстирольным каучуком с функциональными группами - дивинилстироламиноэфирным каучуком. Аналогичная закономерность в электроизоляционных свойствах резиновых композиций наблюдается и после их увлажнения . При содержании сажи в пределах 20kQ вес.ч. резиновые композиции имеют удовлетворительные физико-механические свойства (табл. 2), отвечающие требованиям к шланговым оболочкам кабелей. При содержании сажи вес,ч-1 в композиций на основе дивинилстироп ных каучуков с функциональными группами были проверены - вулканизующий агент, активатор вулканизации, стабилизатор и мягчитель в дозировках, указанных на с. 2, получены те же за кономерности в свойствах композиции. Как видно из данных табл. k, при увеличении сажи от 20 ве;с.чЛв комгюзиЦиях на основе дивинилстирольных каучуков с функциональными . группами наблюдается повышение преде ла прочности при разрыве изоляции ка беля так же,как и при испытании резиновых композиций на вулканизованных пластинах (табл. 2), причем в случае изоляции кабеля предел прочности при разрыве имеет более высокие значения (табл. k), Электроизоляционные свойства ка.беля при увеличении сажи от 20 до 40 вес.ч. находятся на достаточно вы соком уровне и соответствуют аналогичным характеристикам кабелей с изоляцией на основе натурального кау чука. Анализ данных, приведенных в табл. 2, показывает, что по теплостойкости (сопротивлению тепловому старению) кабели с резиновым покрытием на основе дивинилстирольного каучука с функциональными группами при содержании сажи от 20 до «О вес.ч. превосходят как кабели с покрытием яз резины на основе Натурального каучука, так и кабели с двухслойным покрытием. Установлено, что наилуцлие результаты имеют кабели,, изоляция .которых выполнена на основе дивинилстироламидного каучука, содержащего от 1,0 до 3,0% амиднык групп. Г1ри использовании дивинилстирольного каучука с аминоэфирными группами рекомендуется применять каучук с содержанием аминозфирных групп от 2,0 до 10,0%. Эти резины обладают высокой пластичностью и технологичностью хотя их злектрические характеристики несколькониже, чемрезин на основе дивинилстирольного каучука с амидными группами, но они достаточно высоки. Таблица 1

7

8

1030859 Продолжение табл. 1 Электроизоляционные свойства после Сопротивление изоляции, 665 590 МОм.км Электрическая 17,2 12,5 11.5. прочность, кВ

.10

1030859 Таблица 3 увлажнения в воде - 2 ч 615 515 575 475 17,0 12,1 10,7 12,8 11,8 Механические свойства ре .Предел прочности при разрыве, 7ii2- . 60,4 68,7 75,4 Относительное 635 585 535 . удлинение, % Остаточное 35 33 удлинение, %

После старения при 120 С в течение 9б ч Коэффициент по пределу прочности 1,01 1,02 1,03 при разрыве Коэффициент мГудли ен:; 078 « 0,73

Числитель - свойства изоляции, знаменатель - свойства оболочки. иновых оболочек 63,3 69,5 7,2 64 615 575 ,515 530 37 32 1,02 1,02 1,04 0,66 J4I ,УЭ 0,77 0,73 0.70 0,72