Сшивающаяся полимерная композиция для электрической изоляции высоковольтных кабелей Советский патент 1990 года по МПК H01B3/30 

Изобретение относится к сшивающимся полимерным композициям для производства электротехнических изделий различного назначения, в том числе кабельных изделий.

Целью изобретения является повы -. шение эксплуатационной надежности изоляции на основе сшивающейся композиции путем снижения тангенса угла диэлектрических потерь и по- вьшение производительности производ-- ства высоковольтных кабелей путем увеличения скорости экструзии изоляции при сохранении стойкости к тер- Iмоокислительному старению и содержа-, кия сшитой фракции.

Составы композиции приведены в табл.1 . (ПЭВД-полиэтилен высокого josas- , сэвилен-сополимер этилена с

винилацетатом диафен КН - антиокси- дант - N,N -ди- -нафтил-п-фениленди- амин, СО-3 антиоксидант - (3,5- -ди-трет-бутил-4-оксифенил)п,ропил J сульфид, ПДК - перекись дикумила, смесь монопероксидов - сшиваюищй агент.

При необходимости в предлагаемую композицию могут быть введены целевые добавки, например наполнители, мягчители, пигменты, антипиреныи др.

Составы приготовляют следующим образом.

Пример 1 (по известному способу). В расплав ПЭВД в смесителе типа Бенбери или на вальцах при 120- 130°С вводят диафен НН, перемешивают в течение 8-10 мин. В конце смешения при температуре не более .

сл

4 О5

ВВОДЯТ перекись дикумила и продолжа- гот смешение еще 3-4 мин.

Пример 2 (контрольный). Смешение проводят как в примере 1, только дополнительно вводат двуокись титана совместно с диафеном НН.

Примеры 3, 4 (контрольные) Смешение проводят как в примере 1 только в качестве антиоксиданта вводят СО-3, а в качестве сшивающего . агента - смесь монопероксидов.

Примеры 5, 6 (контрольные) Смешение проводят как в примере 1. Температура смешения может колебаться от 105-110 до 120-130 С в зависимости от применяемого полимера или смеси полимеров. Введение антиоксиданта и сшивающего агента проводят как в примерах 1-4.

Примеры 7-13 (по предлагаемому способу). Смешение проводят в смесителе Бенбери или на вальцах при 105-130°С в зависимости от применяемых полимеров или их смеси. В ка- честве антиоксиданта вводят СО-3. При условии дополнительного введения различных добавок их вводят совместно с антиоксидантом. Введение смеси монопероксидов проводят в последнюю очередь после охлаждения смесителя или вальцев при 105-i10 С.

Образцы для испытаний готовят из вальцова нного полотна путем прессования при следующем режиме: температура 160t5 C, удельное давление до 40 атм, время прессования 10-40 мин.

Характеристики составов предлагаемой, контрольной и известной композиций после вулканизации (сшивания) определяют по следуюшлм методикам прочность при разрыве ( 6р) и относительное Удлинение при разрыве (р) на образцах при скорости передвиже- ния нижнего зажима (500+50) мм/мин, тангенс угла диэлектрических потерь . (tg#) и диэлектрическую проницае- мость- () при частоте 1 МГц на образцах толщиной 1 мм, содержание сшитой фракции путем разделения сшитой фракции путем разделения сшитой (гель-) и растворимой (золь-) фракции при кипячении вулканизованных композиций в п-ксилоле в аппарате Сокслета в течение 30 ч. По окончании экстракц1«1 образцы вынимают из аппарата и сушат при 80 С до постоянной массы,,

10

15

i

20

25JQ

594617 . 4

Производительность (скор.ость) экструзии композиции определяют на лабораторном экструдере при оптимальном температурном режиме по зонам, С:

1115, 2 120, 3 120, головка 122, при изготовлении изолированной жилы, при этом визуально отмечают наличие пор в массе экструдированного материала (поры должны отсутствовать) и качество поверхности (поверхность должна быть гладкой, ровной, без- вздутий). Время подвулканизации определяют на пластометре Муни при 180 С и скорости вращения ротора

2об/мин. Стойкость к термоокислительному старению (ТС) - по сохранению р после воздействия темпера35

40

45

50

55

/

туры |50±5 С в течение 7 сут, старение проводят на лопатках в термостате в воздушной среде,

Характеристики композиции и изоляции на ее основе приведены в табл.2.

Как видно из .табл.2, изобретение позволяет в несколько раз снизить тангенс угла диэлектрических потерь, несколько увеличить время подвулканизации. Производительность труда при изготовлении кабелей на на-, пряжение 110 кВ повьш1ается в 1,2- 1 ,4 раза.

Формула изобретения Сшивающаяся полимерная композиция для электрической изоляции высоковольтных кабелей, содержащая поли- олефин, антиоксидант и сшивающий агент, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности-изоляции на ее основе путем снижения тангенса угла диэлектрических потерь и производительности в производстве высоковольтных кабелей.путем увеличения скорости экструзии изоляции при сохранении стойкости изоляции к термоокислительному старению и содержания сшитой фракции, она содержит в качестве полиолефина полиэтилен высокого давления с плотностью 0,9130- 0,9290 г/см и показателем текучести расплава 0,2-200,0 г/10 мин и/или сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацелата 5-307, и показателем текучести расплава 1-200 г/10 мин, в качестве антиксиданта - бис ГЗ-(3,5-ди-тpeт- -бyтил-4-oкcифeнил)пpoпил сульфид

51594617

и в качестве сшивающего агента - смесь монопероксидов 1-(1-метил-1- -fpeт-бyтилпepoкcиэтил)-3-изoпpoпиo- бензола 1-(1-метил-1-трет-бутил-пе- роксиэтил-4-изопропилбензола и 1,1,3- -триметил-3-трет-бутилпероксииндана с содержанием каядого в смеси соответственно, мас.%: (56-76):(20-40): :(1-5) при следующем соотношении Q компонентов, мае.ч.:

Полиэтилен высокого давления и/или сополимер этилена с винилаце- татом

(3,5-Ди-трет- -бутил-4-оксифенил) пропил}сульфид Смесь монопероксидов

Изобретение относится к сшивающимся полимерным композициям для производства электротехнических изделий различного назначения, в том числе кабельных изделий. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности изоляции на основе композиции путем снижения тангенса угла диэлектрических потерь и повышение производительности в производстве высоковольтных кабелей путем увеличения скорости экструзии изоляции при сохранении стойкости к термоокислительному старению и содержания сшитой фракции. Изоляция на основе композиции, содержащей полиэтилен высокого давления и/или сополимер этилена с винилацетатом, бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенил)пропил]сульфид и смесь монопероксидов, имеет TGδ 0,0005-0,0007. Скорость экструзии при получении изоляции составляет 2,2-2,5 м/мин. 2 табл.

Компоненты

ПЭВД Сэвилек Диафен НН СО-3 ПДК .

Смесь моио- пероксидов: 56:40:4 76:23:1 75:20:5 Двуокись титана

Амид олеиновой кислоты

Содержание, нас.ч. в составе композиции по примеру

to

L L100 100

l.Jj.....i...1..1.1

100 too too10080

--- 200,51 0,5 --0,50,050,7-0,2 0,1

2,05 1,8 г--2,0 90 -100

10 100

0,6 0,5 . 0,3

100 0,3

30 70

100

0,60,2

0,8

20,0 3,0 3,3 1,0

3,0 2,0

1,52,0

.1,0

3,0

20,0 25,0 0,50,5

Примечание. Смесь монопероксндов - 1-{1-метил-1-трет-6утилперохсиэтил)-3-изопропиовенэол: 1-(1-метил-1-трет-вутип-пер01ссиэтш1-4-изопропил6ензол : 1,1,3-триметил-З-трет- -бутилпероксинкдан.

Свойства

Показатели для состава композиции по примеру

Ii lL IEIIETL I I3LlI I I ; Lj

13

Cg . 0,002 0,008 0,0004 0,002 0,004 0,0005 0,0006 0,0006 0,0005 0,0007 0,0035 0,004

2,5 4,6 2,3 . 2,5 2,8 2,6- 2,3 2,4 2,4 2,4 2,3 4,15 4,2 Производительность(скорость

экструзии), 0,92- 0,95 2,0 1,2- 0,95 1,92 1,9 2,1 2,2 2,0 2,4 2,3 2,4 м/мик 1,62,8

Время под- .

вулканизации, мяи 1,8- 1,9 2,3 0,5 2,4 1,5 2,3 2,4 2,5 2,2 2,5 2,5

2,0

Содержание

сшитой.

фракции,Z 75-85 78 68 70 72 74 78 85 86 79

82

2,3

88 86

Таблица 1

-100

100

0,5 . 0,3

100 0,3

30 70

100

0,60,2

3,0 2,0

1,52,0

.1,0

3,0

20,0 25,0 0,50,5

Таблица 2

13

2,3

82

88 86