-
Die vorliegende Erfindung betrifft wärmebeständige Hochspannungs-
Zuleitungsdrähte für Gleichstrom, die Eigenschaften aufweisen, welche bei
Temperaturbewertung höher als 125ºC die UL Standards erfüllen und zur Verwendung
beispielsweise für die Verkabelung in Fernsehgeräten, elektromagnetischen Kochern,
Kopierapparaten, Computern und anderen elektronischen Geräten vorgesehen sind.
-
Es ist für die in Fernsehgeräten, elektromagnetischen Kochern,
Kopierapparaten, Computern und anderen elektronischen Geräten verwendeten
isolierten Drähte wichtig, daß sie sicher gegen Feuer sind, und derartige isolierte
Drähte, wie sie durch die Elektrogeräteverordnung in Japan, die UL Standards in den
Vereinigten Staaten und die CSA Standards in Kanada zugelassen sind, werden für
diese Zwecke verwendet.
-
Zusätzlich ist auch die Sicherheit gegen Hochspannung wichtig, da die in den
Hochspannungsbereichen von elektronischen Geräten verwendeten feuerbeständigen,
isolierten Drähte Gleichstrom mit so hohen Spannungen von 10 bis 40 kV führen.
-
Als Verfahren zur Bewertung von Hochspannungsdrähten für elektronische
Geräte ist eines, beschrieben in Abschnitt 758 des UL Standards, bekannt. Bei dem dort
beschriebenen Bewertungsverfahren werden (1) der Hochspannungs-Durchschneide-
Test und (2) der Feuerbeständigkeits-Test als technisch schwierig zu bestehen erachtet.
-
Fig. 2 ist zur Erläuterung des Hochspannungs-Durchschneide-Tests
entsprechend dem Abschnitt 758 im UL Standard vorgesehen. Wie in der Zeichnung
gezeigt ist, wird an beiden Enden eines Drahtes 13, der über zwei parallele
Bohrstangen 11 mit 0,8 mm (1/32") Durchmesser gehängt ist, in einem auf dem
Temperaturniveau gehaltenen Bad jeweils ein Gewicht 10 von 454 g (1 pound)
angebracht, und wenn eine 1,5 mal so hohe Spannung aus der Gleichspannungsquelle
12 angelegt wird, darf innerhalb von 7 Stunden kein Versagen stattfinden.
-
Fig. 3 ist zur Erläuterung des Feuerbeständigkeits-Tests entsprechend dem UL
Standard vorgesehen. Wie in der Zeichnung gezeigt, muß, wenn ein zur Abschirmung
gegen Bewegungen der umgebenden Luft in einem Behältnis 14 vertikal angeordneter
Draht 18 einem Feuer von einem Brenner 15 ausgesetzt ist, das Feuer innerhalb von
60 Sekunden ausgelöscht sein und am Boden angeordnete Absorptionsbaumwolle 17
darf nicht aufgrund von heruntertropfendem, brennendem Material Feuer fangen, und
darüberhinaus darf ein oben angeordnetes Packpapier 16 weder Feuer fangen noch
versengt werden.
-
Um diese zwei Erfordernisse zu erfüllen, wurden doppelschichtige Drähte
verwendet, die aus einer inneren Polyäthylen-Isolierung und einer äußeren Umhüllung
aus einer flammverzögernden Harzzusammensetzung bestehen.
-
Beispielsweise wird über einen Draht berichtet, bei dem zum Bestehen des
Hochspannungs-Durchschneide-Tests Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt höher als
105 ºC über den Leiter beschichtet wird und die flammverzögernde Umhüllung,
umfassend hauptsächlich Äthylen-Vinylacetat-Vinylchlorid-Kopolymer, die
Polyäthylen-Isolierung umgebend beschichtet ist. (Siehe die japanische
Patentveröffentlichung Nr. 41786/1977)
-
Es wird auch berichtet, daß die äußere Schicht des gleichartigen,
doppelschichtigen Drahtes Polyvinylchlorid-gepfropftes, chloriertes Polyäthylen
(japanische Patentveröffentlichung Nr. 15058/1979), chlorosulfoniertes Polyäthylen
umfaßt. (japanische Patent-Offenlegungs-Veröffentlichung Nr. 42755/1974)
-
Diese isolierten Drähte erreichen VW-1 Niveau Flammverzögerung durch
Beschichtung des Polyäthylens mit einer hoch feuerbeständigen
Harzzusammensetzung, welche die leichte Entflammbarkeit von Polyäthylen
ausgleicht, während es die ausgezeichneten Isolierungseigenschaften und
Kriechstromfestigkeit von Polyäthylen erhält.
-
Diese isolierten Drähte haben jedoch eine obere Grenze bei einer
Temperaturbewertung von 105ºC, weil die äußere Harzzusammensetzungsschicht
PVC-Anteile oder Chlorid enthaltende Monomere als wiederholte Einheiten hat.
-
Es gibt auch einige Beispiele von einschichtigen Hochspannungs-
Zuleitungsdrähten im Stand der Technik, wobei die Isolierung dieser Drähte ein
flammverzögerndes Harz, wie chloriertes Polyäthylen, ist. Diese Drähte haben aber
eine Obergrenze bei einer Temperaturbewertung von 105ºC, so daß diese
Hochspannungsdrähte nicht bei höheren Temperaturen verwendet werden können.
-
Ein Verfahren, um eine flammverzögernde Polyäthylen-Zusammensetzung
durch Zugabe eines Flammverzögerungsmittels herzustellen, ist auch bekannt. Jedoch
ist die Spannungsbeständigkeit dieser flammverzögernden Polyäthylen-
Zusammensetzung schlechter, so daß Hochspannungs-Zuleitungsdrähte mit
ausgezeichneten Eigenschaften durch Verwendung einer derartigen
flammverzögernden Polyäthylen-Zusammensetzung als Isolierung nicht erhalten worden sind.
-
Andererseits sind die Anforderungen für die Verwendung von Hochspannungs-
Zuleitungsdrähten anwachsend strenger geworden. Elektronische Geräte sind kleiner
und kleiner geworden, und viele Funktionen wurden erforderlich, die in einer
steigenden Menge von Verkabelung und steigenden Anforderungen an die Sicherheit
und Wärmebeständigkeit des Verkabelungsmaterials resultieren. Um diese
Anforderungen zu erfüllen, wurde der Einsatz einiger wärmebeständiger Harze, die
nicht Polyolefine sind, in Betracht gezogen.
-
Im allgemeinen wurden als in einer Umgebung von mehr als 105ºC verwendete
Hochspannungs-Zuleitungsdrähte Drähte mit vulkanisiertem Silikongummi eingesetzt.
-
Silikongummi-isolierte Hochspannungs-Zuleitungsdrähte haben ausgezeichnete
Flexibilität und elektrische Eigenschaften, aber die Silikongummi-Isolierung wird
leicht durch Kratzen gegen metallische Kanten während der Verkabelungsoperation
aufgerissen. Das verursacht manchmal Risse in der Isolierung und führt im
schlechtesten Fall zu einem dielektrischen Zusammenbruch.
-
Einige Techniken, beispielsweise die Beschichtung der Silikongummi-isolierten
Drähte mit einer Glasfasergeflecht-Umhüllung oder einer Harzumhüllung, sind
bekannt, aber im allgemeinen sind Silikongummi-isolierte Drähte teuer, und die
Gesamtkosten werden viel höher, wenn derartige schützende Umhüllungen
übernommen werden. Und zusätzlich wird auch der Durchmesser des geschützten
Drahtes so groß, daß die Handhabung bei der Verkabelungsoperation schwierig wird.
-
Hochspannungsdrähte für Gleichstrom, die derartige Fluorokarbonharze wie
etwa Tetrafluoroäthylen und Tetrafluoroäthylen-Hexafluoroäthylen-Kopolymer als
Isoliermaterialien verwenden, sind auch bekannt. Sie sind ausgezeichnete Drähte mit
Wärmebeständigkeit von höher als 150ºC, aber sie sind teurer als
Silikongummi-isolierte Drähte und daher außer für spezielle Zwecke praktisch nicht anwendbar.
-
Die EP-A-474252, datiert mit 7. September 1991, die Prioritäten vom 7.
September 1990 und 19. April 1991 beanspruchend und am 11. März 1992
veröffentlicht, offenbart eine flammverzögernde Harzzusammensetzung, die durch
Bestrahlen einer Harzzusammensetzung mit ionisierender Strahlung erhalten wird,
wobei die Harzzusammensetzung besteht aus 100 Gewichtsteilen eines
thermoplastischen Harzes, von 100 bis 250 Gewichtsteilen Magnesiumhydroxid und
von 1 bis 10 Gewichtsteilen einer Organosilikon-Verbindung, die durch folgende
Formel repräsentiert wird:
-
wobei R eine Alkylgruppe repräsentiert, die eine Methacryl- oder Acrylgruppe
enthält, und X¹, X² und X³ jeweils eine Alkylgruppe, eine Alkoxylgruppe oder eine
Halogengruppe repräsentieren; und einen isolierten elektrischen Draht, der durch
Beschichtung der obigen flammverzögernden Harzzusammensetzung auf einen Leiter,
gefolgt von Bestrahlung, erhalten wird.
-
Die vorliegende Erfindung besteht in einem wärmebeständigen
Hochspannungs-Zuleitungsdraht für Gleichstrom, der einen Leiter und eine den Leiter
umgebende Isolierschicht aus einer Harzzusammensetzung auf Polyolefinbasis, die mit
ionisierender Strahlung bestrahlt wurde, umfaßt, wobei die Harzzusammensetzung 5
bis 50 Gewichtsteile eines halogenhaltigen Flammverzögerungsmittels pro 100
Gewichtsteile Harz enthält und durch Zugabe von mehr als 1 Gewichtsteil und weniger
als 10 Gewichtsteilen einer Organosilan-Verbindung, die durch die allgemeine Formel
I, wie oben beschrieben, dargestellt wird, während des Beimischens von mehr als 100
Gewichtsteilen und weniger als 200 Gewichtsteilen eines Metallhydroxids zu 100
Gewichtsteilen eines Polyolefinharzes hergestellt wird.
-
Damit kann derart ein wärmebeständiger Hochspannungs-Zuleitungsdraht für
Gleichstrom mit einer Temperaturbewertung von 125ºC geschaffen werden, der den
lotrechten Flammenwiderstandstest (VW-1) gemäß dem UL Standard erfüllt und der
unter Verwendung von nicht teuren Materialien wirtschaftlich hergestellt werden kann.
-
Derartige Zuleitungsdrähte haben beträchtlichen Nutzen bei der Erfüllung der
Anforderungen höherer Wärmebeständigkeitseigenschaften im Bereich von
Hochspannungsdrähten für Gleichstrom.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nun unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
-
Fig. 1(A) und (B) Querschnittsdarstellungen von Ausführungsformen des
Hochspannungs-Zuleitungsdrahtes für Gleichstrom gemäß der vorliegenden Erfindung
sind;
-
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung des Hochspannungs-Durchschneide-
Tests ist; und
-
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des VW-1 Verbrennungs-Tests ist.
-
Die Temperaturbewertung von 125ºC, auf die hier Bezug genommen wird,
bedeutet, daß das Produkt den oben erwähnten Hochspannungs-Durchschneide-Test
des UL Standards bei einer Testtemperatur von 125ºC besteht und auch die folgenden
Wärmealterungstests erfüllt.
-
Im Fall des Polyäthylen-isolierten Drahtes mit Temperaturbewertung von
125ºC ist es gefordert, daß nach dem Wärmealterungstest für 7 Tage bei 158ºC und
für 60 Tage bei 136ºC die Erhaltung der Zugfestigkeit mehr als 70% ist und daß die
Erhaltung der Streckung mehr als 65% ist.
-
Im Fall der Temperaturbewertung von 150ºC ist es gefordert, daß nach dem
Wärmealterungstest für 7 Tage bei 180ºC und für 60 Tage bei 158ºC die Erhaltung der
Zugfestigkeit mehr als 70% ist und daß die Erhaltung der Streckung mehr als 65% ist.
-
Und der Hochspannungs-Zuleitungsdraht für Gleichstrom kann durch
Extrudieren der besagten flammverzögernden Polyolefinharz-Zusammensetzung über
den Leiter, gefolgt von Bestrahlung mit ionisierender Strahlung hergestellt werden.
-
Fig. 1(A) und (B) sind Querschnittsansichten der Hochspannungs-Drähte für
Gleichstrom gemäß der vorliegenden Erfindung, und 1 steht für den Leiter, während
2 und 3 für die Beschichtungsfilme aus der oben erwähnten Harzzusammensetzung
stehen; 2 und 3 können von der gleichen oder von unterschiedlicher Zusammensetzung
innerhalb des Bereiches der oben erwähnten Zusammensetzungen sein.
-
Es ist überflüssig zu erwähnen, daß den obigen Harzzusammensetzungen, wenn
gewünscht, Antioxidantien, Gleitmittel, Färbepigmente, Füllstoffe und andere Additive
zugegeben werden können.
-
Als Polyolefinharze können, zusätzlich zu Polyäthylen, solche Äthylen-α-
Olefin-Kopolymere wie etwa Äthylen-Vinylacetat-Kopolymer, Äthylen-Methylacrylat-
Kopolymer, Äthylen-Äthylacrylat-Kopolymer, Äthylen-Methylmetacrylat-Kopolymer,
Äthylen-1-Buten-Kopolymer, Äthylen-1-Hexen-Kopolymer und Äthylen-Propylen-
Gummi genannt werden, und unter diesen sind Äthylen-Vinylacetat-Kopolymer,
Äthylen-Methylacrylat-Kopolymer, Äthylen-Äthylacrylat-Kopolymer unter dem
Gesichtspunkt ihrer Flexibilität und Extrudierbarkeit besonders bevorzugt.
-
Als das halogenhaltige Flammverzögerungsmittel können als Beispiele
derartige chloridhaltige Verzögerer wie etwa Perchloropentacyclodekan, derartige
bromidhaltige Verzögerer wie etwa bromierte Diphenylether-Derivate, bromierte
Bisphenol-Derivate, bromierte Epoxyharz-Derivate und bromierte Phthalimide, und ein
derartiger phosphorhaltiger Verzögerer wie bromiertes Phosphat erwähnt werden, und
es ist auch möglich, die Flammverzögerungswirkung durch Verwendung von
zusätzlichen Flammverzögerungsmitteln, wie Antimontrioxid, Zinkborat und Molybdänoxid,
in Kombination damit zu verbessern.
-
Die halogenhaltigen Flammverzögerungsmittel werden im Bereich von 5 bis
50 Gewichtsteilen im Hinblick auf die lotrechte Flammwiderstandseigenschaft (VW-1)
des Hochspannungsdrahtes für Gleichstrom mit einer Isolierschicht dicker als 1,0 mm
verwendet, und wenn sie mit weniger als 5 Gewichtsteilen verwendet werden, ist die
Flammverzögerungswirkung unbefriedigend, während, wenn sie mit mehr als 50
Gewichtsteilen verwendet werden, der Wärmealterungswiderstand schlechter wird.
-
Beispiele der Metallhydroxide sind Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid
und Kalziumhydroxid, und davon ist Magnesiumhydroxid mit einer Partikelgröße im
Bereich von 0,1 bis 3 µm im Hinblick auf seine Extrusions-Verarbeitbarkeit bevorzugt,
und die Teilchen ohne Oberflächenbehandlung mit Fettsäuresalzen,
Silankupplungsagentien oder anderen Agentien sind im Hinblick auf ihre Hochspannungs-
Durchschneide-Eigenschaft und anfängliche Zugfestigkeit bevorzugt.
-
Die bevorzugte Menge an zuzugebendem Metallhydroxid ist im Hinblick auf
die Hochspannungs-Durchschneide-Eigenschaft im Bereich von 100 bis 200
Gewichtsteilen, und wenn sie weniger als 100 Gewichtsteile ist, ist die Hochspannungs-
Durchschneide-Eigenschaft unbefriedigend, während, wenn sie mehr als 200
Gewichtsteile ist, die Extrusionsoperation unerwünschterweise beeinflußt wird.
-
Als organische Silanverbindungen, wie in der obigen allgemeinen Formel
dargestellt, können beispielsweise
-
γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
-
γ-Acryloxypropyltrimethoxysilan,
-
γ-Methacryloxypropyldimethoxymethylsilan erwähnt werden, und vorzugsweise wird
-
γ-Methacryloxyäthyltrimethoxysilan verwendet, und die Organosilanverbindung wird
zugegeben, wenn das geschmolzene Polyolefinharz, das Metallhydroxid und das
halogenhaltige Flammverzögerungsmittel mit der Mischvorrichtung gemischt wird.
-
Die bevorzugte Menge der zuzugebenden Organosilanverbindung ist im
Hinblick auf die Ausgeglichenheit zwischen der Hochspannungs-Durchschneide-
Eigenschaft und der anfänglichen Zugfestigkeit bis zum Bruch im Bereich von 1 bis
10 Gewichtsteilen, wobei die Menge des Metallhydroxids im Bereich von 100 bis 200
Gewichtsteilen ist.
-
Wenn die zugegebene Menge an Organosilanverbindungen geringer ist als 1
Gewichtsteil, ist die Hochspannungs-Durchschneide-Eigenschaft unzureichend, und
die anfängliche Zugfestigkeit bis zum Bruch ist niedriger als der Wert von 1,06
kg/mm², der für Polyolefin-isolierte Drähte in den UL Standards gefordert wird,
während die Zugabe der Organosilanverbindungen in mehr als 10 Gewichtsteilen zu
einem unerwünschten Effekt bei der Flammverzögerung führt.
-
In die obigen Harzzusammensetzungen können, wenn gewünscht, derartige
anorganische Füllstoffe wie Talk, Ton, Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat und
Zinkoxid-Antimon-Trioxid, Zinkborat, ein Antioxidans, Färbepigment, derartige, das
Vernetzen beschleunigende multifunktionalisierte Monomere wie Trimethylolpropan-
Trimethacrylat, und andere Additive zugegeben werden, und das Mischen dieser
Ingredientien kann durch Verwendung von derartigen wohlbekannten Mischapparaten
wie einem Banbury-Mixer, einer Druckknetmaschine, einer offenen Mischwalze und
mono- und biaxialen Mixern getan werden.
-
Das Beschichten des Leiters mit diesen Harzzusammensetzungen kann durch
Verwendung bekannter Schmelzextruder ausgeführt werden, und die Isolierung kann
über dem Leiter als einzelne Schicht oder in mehreren Schichten des selben Materials
geformt werden.
-
Vernetzen durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung kann ausgeführt
werden durch Verwendung von α-Strahlung, einem Elektronenstrahl (β-Strahlung),
γ-Strahlung, Röntgenstrahlung, Ultraviolettstrahlung oder anderer aus den Quellen der
ionisierenden Strahlungen, aber im Hinblick auf derartige industrielle Vorteile wie
Übertragungsdistanz, Bestrahlungsdosis und für die Bestrahlung erforderliche Zeit ist
ein Elektronenstrahl als Strahlungsquelle erwünscht.
BEISPIELE
-
Probedrähte wurden wie folgt hergestellt: Die in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten
Harzzusammensetzungen wurden zusammen mit Polyolefinharz geknetet, Füllstoffe,
eine Organosilanverbindung, ein Antioxidans und andere Additive wurden gleichzeitig
durch Verwendung einer offenen Mischwalze zugegeben, auf 130ºC erwärmt, und die
Mischung wurde zu Pellets geformt. Die Pellets wurden dazu verwendet, über einen
geglühten Kupferdraht mit 0,8 mm Durchmesser extrudiert zu werden, um isolierte
Drähte mit Durchmessem von 2,27 mm und 4,23 mm zu erhalten, die mit einem
Elektronenstrahl von 2 MV Beschleunigungsspannung bestrahlt wurden, um die
Probedrähte herzustellen.
Tabelle 1
Tabelle 1 (Fortsetzung)
-
Schmelzflußrate: 190ºC, 2160 g Beladung (g/10 minuten) EVA: Äthylenvinylazetat-Kopolymer
-
Alterungsbedingungen A: 158ºC, 7 Tage (Geer-Ofen) EEA: Äthylenäthylacrylat-Kopolymer
-
Alterungsbedingungen B: 136ºC, 60 Tage (Geer-Ofen) EEA: Äthylenmethylacrylat-Kopolymer
Tabelle2
Tabelle 2 (Fortsetzung)
-
Schmelzflußrate: 190ºC, 2160 g Beladung (g/10 minuten)
-
Alterungsbedingungen A: 158ºC, 7 Tage (Geer-Ofen)
-
Alterungsbedingungen B: 136ºC, 60 Tage (Geer-Ofen)
Tabelle 3
Tabelle 3 (Fortsetzung)
-
Schmelzflußrate: 190ºC, 2160 g Beladung (g/10 minuten)
-
Alterungsbedingungen A: 158ºC, 7 Tage (Geer-Ofen)
-
Alterungsbedingungen B: 136ºC, 60 Tage (Geer-Ofen)
-
Den in den Tabellen 1 bis 3 beschriebenen Zusammensetzungen wurden
zusätzlich zu den gezeigten Ingredientien 10 Gewichtsteile Antimontrioxid, 3
Gewichtsteile Pentaerythrityltetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 1
Gewichtsteil Distearyl-Thiodipropionat und 0,5 Gewichtsteile Zinkstearat
gemeinsam, gegen 100 Gewichtsteile Polyolefinharz, zuformuliert.
-
Der Hochspannungs-Durchschneide-Test in den Tabellen 1 bis 3 wurde
durchgeführt, indem in einem auf 125ºC gehaltenen Geer-Ofen jedes der beiden
Enden eines Probedrahtes mit einer Last von 0,454 kg (1 pound) belastet und die
dielektrische Zusammenbruchszeit durch Anlegen eines Gleichstromes mit 15 kV an
die Proben mit 2,27 mm ∅ und 60 kV an jene mit 4,23 mm ∅ bei jeweils
n = 3 gemessen wurde, und der Test wurde als bestanden gewertet, wenn 3 Proben
länger als 8 Stunden unbeschädigt blieben.
-
Beim Wärmealterungstest mit den Probedrähten mit 2,27 mm ∅ Durchmesser
wurde die Erhaltung der Zugfestigkeit und der Streckung der Proben gemessen, die
einer Alterung durch Erwärmung für 7 Tage auf 158ºC und dann für 60 Tage auf
136ºC unterworfen worden waren.
-
Hier gilt: Erhaltung (%) = (Wert der wärmegealterten Probe/Anfänglicher
Wert) x 100, und die Proben wurden als bestanden gewertet, wenn sie höhere Werte
als 70% bei der Erhaltung der Zugfestigkeit und höhere Werte als 65% bei jener der
Streckung zeigten. Der Verbrennungstest wurde gemäß dem VW-1 Verfahren für n
= 5 ausgeführt.
-
Die Merkmale der Harzbeschichtungen beim Hochspannungs-
Durchschneidetest, Wärmealterungstest, Verbrennungstest und anderen Tests in
bezug auf ihre Zusammensetzung sind wie im folgenden angegeben.
-
In den Beispielen 1 bis 7 wurden derartige Harzzusammensetzungen,
enthaltend Magnesiumhydroxid ohne Oberflächenbehandlung im Bereich von 100
bis 200 Gewichtsteilen, halogenhaltiges Flammverzögerungsmittel im Bereich von
5 bis 50 Gewichtsteilen und eine Organosilanverbindung, wie durch die allgemeine
Formel [1] angegeben, im Bereich von 1 bis 10 Gewichtsteilen, gegen 100
Gewichtsteile des Olefinharzes, über den Leiter extrudiert und durch
Elektronenstrahl-Bestrahlung vernetzt. Diese Proben bestanden den Hochspannungs-Durchschneide-Test, und
sowohl die 2,27 mm ∅ als auch die 4,23 mm ∅ Proben bestanden den
Verbrennungstest.
Sie zeigten die anfängliche Zugfestigkeit im Bereich von 1,1 bis 1,3 kg/mm²,
erfüllten die in den UL Standards geforderte Zugfestigkeit höher als 1,06 kg/mm² und
bestanden beide den Wärmealterungstest bei 158ºC für 7 Tage und 136ºC für 60
Tage. Diese Proben zeigten etwa 3 bis 6 kg/mm² als Young-Modul (E-Modul) in der
Isolierschicht, was demonstriert, daß sie Materialien mit ausgezeichneter Flexibilität
waren.
-
Im Vergleichsbeispiel 1 enthielt die Probe 200 Gewichtsteile
Magnesiumhydroxid ohne Oberflächenbehandlung, 20 Gewichtsprozent eines
halogenhaltigen Flammverzögerungsmittels und 5 Gewichtsteile einer durch die
allgemeine Formel [1] gegebenen Organosilanverbindung und wurde nicht zum
Vernetzen mit einem Elektronenstrahl bestrahlt. Diese Probe konnte den
Hochspannungs-Durchschneide-Test nicht bestehen und erreichte nicht den in den UL
Standards für die Zugfestigkeit geforderten Wert von 1,06 kg/mm².
-
Im Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Harzzusammensetzung für die
Isolierschicht verwendet, der nicht die durch die allgemeine Formel [1] gegebene
Organosilanverbindung zugegeben worden war. Die Probe konnte den
Hochspannungs-Durchschneide-Test nicht bestehen.
-
Im Vergleichsbeispiel 3 wurde Magnesiumhydroxid verwendet, dessen
Oberfläche zuvor mit Oleat behandelt worden war. Die Probe bestand den VW-1
Test, zeigte aber eine Zugfestigkeit von weniger als 1,06 kg/mm² und bestand nicht
den Hochspannungs-Durchschneide-Test und den Wärmealterungstest.
-
Die Probe im Vergleichsbeispiel 4 verwendete zuvor mit Vinylsilan
oberflächenbehandeltes Magnesiumhydroxid und bestand den VW-1 Test, zeigte aber
eine Zugfestigkeit niedriger als 1,06 kg/mm² und konnte auch den Hochspannungs-
Durchschneide-Test und den Wärmealterungstest nicht bestehen.
-
Im Vergleichsbeispiel 5 wurde zuvor mit γ-Methacryloxypropyl-
Trimethoxysilan oberflächenbehandeltes Magnesiumhydroxid verwendet. Die Probe
bestand den Verbrennungstest, aber die anfängliche Zugfestigkeit war niedriger als
1,06 kg/mm², und sie konnte den Hochspannungs-Durchschneide-Test nicht bestehen
und zeigte nach dem Wärmealterungstest weniger als 65% der verbleibenden
Streckung.
-
Im Vergleichsbeispiel 6 wurde anstelle der durch die allgemeine Formel
gegebenen Organosilanverbindung Vinyltriäthoxysilan verwendet. Die Probe bestand
nicht den Hochspannungs-Durchschneide-Test und erfüllte nicht den geforderten
Wert von 1,06 kg/mm² für die anfängliche Zugfestigkeit.
-
Im Vergleichsbeispiel 7 wurde ein polyfunktionalisiertes Monomer von
Trimethylolpropanetrimethacrylat zugegeben, welches vielfach als Vernetzungs-
Beschleuniger für Polyolefin und andere thermoplastische Harze verwendet wurde,
um die Vernetzungs-Effizienz bei der Elektronenstrahl-Bestrahlung zu
beschleunigen, die Probe konnte aber den Hochspannungs-Durchschneide-Test nicht
bestehen, und die 4,23 mm ∅ Probe bestand nicht den Verbrennungstest.
-
Die Probe im Vergleichsbeispiel 8 enthielt 80 Gewichtsteile
Magnesiumhydroxid, dessen Oberfläche nicht behandelt war, und konnte den
Hochspannungs-Durchschneide-Test nicht bestehen.
-
Die Probe in Vergleichsbeispiel 9 enthielt 240 Gewichtsteile
Magnesiumhydroxid. Sie bestand den Hochspannungs-Durchschneide-Test, ist aber
von fraglicher Bedeutung für die praktische Anwendung, weil sie leicht
unbefriedigendes Aussehen nach der Extrusion und weniger als 100% der
anfänglichen Streckung hatte.
-
Im Vergleichsbeispiel 10 wurde der Probe kein halogenhaltiges
Flammverzögerungsmittel zugegeben. Sie bestand den Hochspannungs-
Durchschneide-Test, aber beim VW-1 Test bestand die Probe mit 2,27 mm ∅,
während die mit 4,23 mm ∅ nicht bestand.
-
In den Proben der Vergleichsbeispiele 11 und 12 wurde kein halogenhaltiges
Flammverzögerungsmittel, sondern statt dessen Tributyl-Phosphat und Ammonium-
Polyphosphat, Phosphorartige Verzögerer, verwendet. Im Vergleich mit
Vergleichsbeispiel 10 wurde gefunden, daß die Ersetzungen den Flammwiderstand
herabsetzten und auch unerwünschte Effekte auf die Hochspannungs-Durchschneide-
Merkmale ausübten.
-
In den Vergleichsbeispielen 13 und 14 wurden pro 100 Gewichtsteilen des
Polyolefinharzes 2 Gewichtsteile Dicumyl-Peroxid zugegeben, um thermisch härtbare
Harzzusammensetzungen zu ergeben, und sie wurden über den Leiter extrudiert und
durch komprimierten Dampf hitze-gehärtet. Die Probe von Vergleichsbeispiel 14
erfüllte die Hochspannungs-Durchschneide-Merkmale, zeigte aber
unerwünschterweise unter 100% der anfänglichen Streckung, während die Probe von
Vergleichsbeispiel 13 die anfänglichen Streckungsmerkmale erfüllte, aber den
Hochspannungs-Durchschneide-Test und Wärmealterungstest nicht bestehen konnte
und Unausgeglichenheit in ihren Merkmalen zeigte.
-
Somit kann ein Hochspannungs-Zuleitungsdraht für Gleichstrom, der die
erforderliche Hochspannungs-Durchschneide-Eigenschaft und Flammwiderstand
(VW-1) besteht, mit Wärmebewertung höher als 125ºC und ausgezeichneter
Flexibilität durch Herstellen einer Harzzusammensetzung unter Zugeben von mehr
als 100 Gewichtsteilen und weniger als 200 Gewichtsteilen Magnesiumhydroxid
ohne Oberflächenbehandlung, mehr als 5 Gewichtsteilen und weniger als 50
Gewichtsteilen eines halogenhaltigen Flammverzögerungsmittels und mehr als 1
Gewichtsteil und weniger als 10 Gewichtsteilen einer durch die allgemeine Formel
gegebenen Organosilanverbindung zu 100 Gewichtsteilen EVA, EEA oder einem
anderen Polyolefinharz und Mischen zur Herstellung einer Harzzusammensetzung
erhalten werden, welche dann über den Leiter extrudiert wird und durch einen
Elektronenstrahl bestrahlt wird, in anderen Worten, durch Verwendung einer solchen
Harzzusammensetzung, die durch Zugabe einer durch die allgemeine Formel
gegebenen Organosilanverbindung im Herstellungsprozeß der Zusammensetzung
gemacht wird, während des Heißschmelzknetens einer Mischung von Polyolefinharz,
Magnesiumhydroxid ohne Oberflächenbehandlung, halogenhaltigem
Flammverzögerungsmittel und anderen Füllstoffen, und durch Bestrahlen durch eine derartige
Strahlung wie einen Elektronenstrahl.