JPH0244082B2 - - Google Patents
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- JPH0244082B2 JPH0244082B2 JP57230064A JP23006482A JPH0244082B2 JP H0244082 B2 JPH0244082 B2 JP H0244082B2 JP 57230064 A JP57230064 A JP 57230064A JP 23006482 A JP23006482 A JP 23006482A JP H0244082 B2 JPH0244082 B2 JP H0244082B2
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- JP
- Japan
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- water
- formula
- crosslinked
- electrically insulating
- tree
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- Organic Insulating Materials (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
本発明は耐水トリー性に秀れた電気絶縁性組成
物に関する。
ポリオレフイン絶縁ケーブル、なかでも架橋ポ
リエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CVケー
ブル)は、現在広範に使用されており、今後更に
高電圧化されて行くものと期待され、その長期性
能の安定性に重大な関心が払われている。ところ
がこのCVケーブルにおいては、長期間の使用に
おいてケーブル性能の緩慢な劣化が認められるこ
と、就中該ケーブルが水中、あるいは浸潤条件下
で使用される場合特に劣化の進行が促進され、絶
縁体中の微小ボイドや異物を中心として電界方向
に伸びる劣化痕(ボウタイトリー)や、絶縁層と
半導電層の界面での突起、ギヤツプを起点とし
て、樹冠状に電界方向に伸びる劣化痕(水トリ
ー)が生じるという欠点がある。
上記水トリーは該ケーブルの絶縁性能全般の低
下を惹起し、遂にはケーブルの絶縁破壊を引起こ
す遠因となるものであるが、その発生原因につい
ては現在に至るも明確ではない。ただ、この水ト
リーはケーブル絶縁層内に水が存在した場合にの
み認められる現象であることから、本発明者は上
記水トリーの特性を、充分検討したところ、存在
する水が純水である場合水トリーの発生、伸展は
軽微であるが水が汚染されている場合、特に金属
イオンを含む場合、水トリーの発生、伸展が大巾
に促進され、該ケーブルの劣化進行度が顕著とな
ることを見出した。通常、CVケーブルが実使用
時に接する水、即ち絶縁体内に侵入する可能性の
ある水は地下水水道水、雨水、下水、海水等であ
りこれらは様々な金属イオンを含むものであつ
て、これら汚染水と局所的高電界との作用が水ト
リーの発生伸展の大きな要因であることを見出し
た。さらにかかる場合は該絶縁体中にポリオレフ
イン100部(重量部、以下同様)当り0.005〜5
部、好ましくは0.05〜1部の4−ヒドロキシイミ
ダゾール、4−ヒドロキシチアゾール、および4
−ヒドロキシオキサゾールもしくはこれらの混合
物を添加することにより汚染水と接触した場合の
ポリオレフイン絶縁体中の前記水トリー発生状況
が著しく改善されることを見出し、本発明を完成
するに至つた。
即ち、本発明の特徴とするところは絶縁体中に
添加された前記化合物により、汚染水中に含まれ
ている水トリー劣化に対して有害な金属イオンが
絶縁体中に侵入した際に、これを有機金属錯体と
して捕捉、安定化せしめ、ポリオレフイン絶縁体
の水トリー劣化の原因を取除くところにある。
本発明の組成物に用いるポリオレフインとして
は非架橋、架橋、もしくは部分架橋の高密度ポリ
エチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共
重合体、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン
共重合体あるいはエチレン−プロピレン−ジエン
共重合体またはこれらのブレンド体があり、就中
CVケーブル絶縁体用としては低密度ポリエチレ
ン(たとえば三菱油化製、ユカロンEH−30、ZF
−35、日本ユニカー製NUC−9025等)が好まし
い。また上記ポリオレフインを架橋もしくは部分
架橋して用いる場合の架橋方法としては、電子線
又は放射線による架橋のほかに架橋剤を用いる化
学架橋法が用い得、化学架橋法の代表例としては
有機過酸化物架橋が挙げられる。この場合のパー
オキシドとしてはたとえばジクミルパーオキシド
(DCP)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−
ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル
−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシ
ン−3、1,3−ビス(tert−ブチルオキシ)イ
ソプロピルベンゼン、tert−ブチルパーオキシイ
ソプロピルカーボネート等の有機過酸化物が好適
に用いうる。これら有機過酸化物の使用量はポリ
オレフイン100部当り0.05〜10部、好ましくは0.1
〜5部の範囲である。
本発明で使用する4−ヒドロキシイミダゾー
ル、4−ヒドロキシチアゾールおよび4−ヒドロ
キシオキサゾールは次の一般式
(式中、XはN、O、もしくはS、RはH、炭素
数10以下のアルキル基もしくはアリール基)で示
されるものであり、以下に特に好ましい具体例を
例示する。
The present invention relates to an electrically insulating composition with excellent water resistance. Polyolefin insulated cables, especially cross-linked polyethylene insulated vinyl sheathed cables (CV cables), are currently in widespread use, and are expected to become even higher in voltage in the future, and there is great interest in their long-term performance stability. It is being said. However, with this CV cable, slow deterioration of cable performance is observed after long-term use, and in particular, when the cable is used underwater or under wet conditions, the progress of deterioration is accelerated, and the insulation deteriorates. Deterioration marks that extend in the direction of the electric field centering on minute voids and foreign matter (bow tree), and deterioration marks that extend in the direction of the electric field in a crown shape starting from protrusions and gaps at the interface between the insulating layer and the semiconducting layer (water tree) The disadvantage is that this occurs. The above-mentioned water tree causes a decline in the overall insulation performance of the cable, and ultimately becomes a cause of dielectric breakdown of the cable, but the cause of its occurrence is still not clear. However, since this water tree is a phenomenon that is observed only when water exists within the cable insulation layer, the inventors of the present invention have thoroughly investigated the characteristics of the water tree and found that the existing water is pure water. In this case, the occurrence and extension of water trees is slight, but if the water is contaminated, especially if it contains metal ions, the occurrence and extension of water trees is greatly accelerated, and the degree of deterioration of the cable becomes remarkable. I discovered that. Normally, the water that CV cables come into contact with during actual use, that is, the water that may enter the insulator, is groundwater, tap water, rainwater, sewage, seawater, etc., and these contain various metal ions, which can cause contamination. We found that the interaction between water and local high electric fields is a major factor in the development and spread of water trees. In addition, in such cases, 0.005 to 5
parts, preferably from 0.05 to 1 part of 4-hydroxyimidazole, 4-hydroxythiazole, and
The present inventors have discovered that by adding -hydroxyoxazole or a mixture thereof, the occurrence of water trees in a polyolefin insulator when it comes into contact with contaminated water can be significantly improved, and the present invention has been completed. In other words, the feature of the present invention is that the compound added to the insulator prevents metal ions contained in contaminated water that are harmful to water tree deterioration from entering the insulator. Its purpose is to trap and stabilize it as an organometallic complex, thereby eliminating the cause of water tree deterioration in polyolefin insulators. Polyolefins used in the composition of the present invention include non-crosslinked, crosslinked, or partially crosslinked high-density polyethylene, low-density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, polypropylene, and ethylene-propylene copolymer. Alternatively, there are ethylene-propylene-diene copolymers or blends thereof, especially
For CV cable insulation, low-density polyethylene (for example, Mitsubishi Yuka, Yucalon EH-30, ZF
-35, Nippon Unicar NUC-9025, etc.) are preferred. In addition, as a crosslinking method when using the above-mentioned polyolefin after crosslinking or partially crosslinking, in addition to crosslinking by electron beam or radiation, a chemical crosslinking method using a crosslinking agent can be used.A typical example of the chemical crosslinking method is organic peroxide. Examples include crosslinking. Examples of the peroxide in this case include dicumyl peroxide (DCP), 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-
butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyne-3,1,3-bis(tert-butyloxy)isopropylbenzene, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, etc. Organic peroxides can be suitably used. The amount of these organic peroxides used is 0.05 to 10 parts, preferably 0.1 parts per 100 parts of polyolefin.
~5 parts. 4-hydroxyimidazole, 4-hydroxythiazole and 4-hydroxyoxazole used in the present invention have the following general formula: (In the formula, X is N, O, or S, and R is H, an alkyl group or an aryl group having 10 or less carbon atoms), and particularly preferred specific examples are illustrated below.
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】
これら4−ヒドロキシイミダゾール、4−ヒド
ロキシチアゾール、4−ヒドロキシオキサゾール
の使用量は前記の通りであるが、前記範囲よりも
使用量が少ない場合には耐水トリー性改善効果が
乏しく、また多い場合には着色、ブリードの誘因
になるおそれがありそれぞれ好ましくない。
また本発明においては前記の諸添加剤に加えて
ポリオレフインに通常用いられる各種の添加剤た
とえば架橋助剤(トリアリルイソシアヌレート、
トリメチロールプロパントリメタクリレート、エ
チレングリコールジメタクリレートなど)、老化
防止剤、紫外線吸収剤、銅害防止剤等を通常量加
えて用いても差仕えない。
本発明の電気絶縁組成物はゴム、プラスチツク
工業に於いて、通常の加工方法により容易に混
合、押出、架橋等必要な一連の加工操作を施こし
得、かつ電気絶縁組成物として、電線・ケーブル
の被覆層に用いる場合は水トリー劣化を効果的に
防止、改善しうるため特に水トリー劣化を蒙むる
おそれのある電力ケーブル用に好適に用いうる。
さらに本発明の組成物は単に押出被覆のみなら
ず、たとえば射出成型、あるいは一旦テープ状に
加工したうえで巻付けモールド等の方法により任
意の形状の絶縁層を形成せしめうるため、電線ケ
ーブルのジヨイント部あるいは付属品にも用いう
ることは云うまでもない。
実施例1〜10、比較例1
低密度ポリエチレン(三菱油化社製、ユカロン
ZF−30)100部にジキユミルパーオキシド2部、
およびボウタイトリー造核剤としての325メツシ
ユ銅粉0.1部をおよび第1表に示す本発明の各化
合物を115℃のロールで混練し、次いで170℃にて
45分間プレス成型架橋を施こし、厚さ3mmのシー
ト状試料とした。このシートの表裏に径25mmの円
形範囲に半導電性塗料を塗布し、電極を形成し
た。ついでこのシートを水平に設置して該シート
上面に径60mmのPEパイプを貼付け、パイプ内に
22ミリモル1の硫酸銅溶液を満たした。次いで
該電極にAC1200Hz、10KVを240時間印加したの
ち該試料シートの電極塗布部を厚さ200μmにス
ライスカツトしたのち水道水にて2時間煮沸し、
顕微鏡にて試料中の銅粉より発生せるボウタイト
リー長を観察した。
各試料宛3枚のスライスにつき観察を行ないそ
れらに発生したボウタイトリーの最大長、最小長
およびこれらの算術平均値をもつてボウタイトリ
ー長としてそれぞれ表示した。
得られた結果を第1表に示す。[Formula] The amounts used of these 4-hydroxyimidazole, 4-hydroxythiazole, and 4-hydroxyoxazole are as described above, but if the amount used is less than the above range, the effect of improving water resistance will be poor, or if the amount used is too much. In such cases, it may cause discoloration and bleeding, which are both undesirable. In addition to the above-mentioned additives, the present invention also uses various additives commonly used in polyolefins, such as crosslinking aids (triallyl isocyanurate,
There is no harm in adding ordinary amounts of anti-aging agents, ultraviolet absorbers, copper damage inhibitors, etc. (trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, etc.). The electrical insulating composition of the present invention can be easily subjected to a series of necessary processing operations such as mixing, extrusion, crosslinking, etc. by ordinary processing methods in the rubber and plastic industries, and can be used as an electrical insulating composition for electric wires and cables. When used as a coating layer, water-tree deterioration can be effectively prevented and improved, and therefore it can be particularly suitably used for power cables that are likely to suffer from water-tree deterioration.
Furthermore, the composition of the present invention can be used not only for extrusion coating, but also for forming an insulating layer in any shape by injection molding, or by wrapping and molding after being processed into a tape. Needless to say, it can also be used for parts or accessories. Examples 1 to 10, Comparative Example 1 Low density polyethylene (manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd., Yucalon
ZF-30) 100 parts to 2 parts of dikyumyl peroxide,
and 0.1 part of 325 mesh copper powder as a bowtite nucleating agent, and each compound of the present invention shown in Table 1 were kneaded with a roll at 115°C, and then at 170°C.
Press molding crosslinking was performed for 45 minutes to obtain a sheet-like sample with a thickness of 3 mm. A semiconductive paint was applied to the front and back of this sheet in a circular area with a diameter of 25 mm to form electrodes. Next, install this sheet horizontally, attach a PE pipe with a diameter of 60 mm to the top of the sheet, and insert it inside the pipe.
Filled with 22 mmol 1 copper sulfate solution. Then, after applying AC 1200Hz and 10KV to the electrode for 240 hours, the electrode-coated part of the sample sheet was cut into slices with a thickness of 200 μm, and then boiled in tap water for 2 hours.
The length of the bow tie tree generated from the copper powder in the sample was observed using a microscope. Three slices of each sample were observed, and the maximum length and minimum length of the bow-tied trees generated therein and the arithmetic mean value thereof were each expressed as the bow-tied tree length. The results obtained are shown in Table 1.
Claims (1)
10以下のアルキル基もしくはアリール基)で示さ
れる4−ヒドロキシイミダゾール、4−ヒドロキ
シチアゾール、および4−ヒドロキシオキサゾー
ルおよびこれらの混合物とからなることを特徴と
する耐水トリー性電気絶縁性組成物。 2 前記電気絶縁性重合体が非架橋、架橋、もし
くは部分架橋ポリオレフインである特許請求の範
囲第1項の組成物。 3 前記電気絶縁性重合体が架橋低密度ポリエチ
レンである特許請求の範囲第1項の電気絶縁性組
成物。[Claims] 1. Electrically insulating polymer and the following general formula (In the formula, X is N, O, or S, R is H, and the number of carbon atoms is
4-hydroxyimidazole, 4-hydroxythiazole, and 4-hydroxyoxazole represented by 10 or less alkyl or aryl groups, and mixtures thereof. 2. The composition of claim 1, wherein the electrically insulating polymer is a non-crosslinked, crosslinked, or partially crosslinked polyolefin. 3. The electrically insulating composition according to claim 1, wherein the electrically insulating polymer is crosslinked low density polyethylene.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57230064A JPS59121704A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Water resistant tree electrically insulating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121704A JPS59121704A (en) | 1984-07-13 |
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Family
ID=16901978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121704A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0670025B2 (en) * | 1987-08-07 | 1994-09-07 | 鐘紡株式会社 | Benzothiazole derivative and antirheumatic agent containing the compound as an active ingredient |
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-
1982
- 1982-12-28 JP JP57230064A patent/JPS59121704A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS59121704A (en) | 1984-07-13 |
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