DE1719320A1 - Insulating materials for electrical lines - Google Patents
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Description
Isolierstoffe für elektrische Leitungen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zusatzstoff für zur Herstellung von Isolationen elektrischer Leitungen, s. B. in Kabeln, verwendeten, zu Elastomeren härtbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolyßiloxanen und Füllstoffen. Electrical Wire Insulating Materials The present invention relates to an additive for the production of insulation of electrical lines, e.g. in cables, compositions based on curable to form elastomers used Diorganopolysiloxanes and fillers.
Die Verwendung von zu Elastomeren härtbaren Nassen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen zur Herstellung von Isolationen elektrischer Leitungen, z. B. in Kabeln, ist schon lange bekannt. Die dielektrisohen Eigenschaften der aus solchen Nassen hergestellten Isolationen bleiben in einem weiten emperatur-und Frequenzbereich völlig oder praktisch völlig unverandert. Die Durchschlagsfestigkeit solcher Isolationen bei Spannungen über 250 V, insbesondere über 1 KV, ist jedoch nicht immer befriedigend.The use of curable elastomers based on Diorganopolysiloxanes and fillers for the production of electrical insulation Lines, e.g. B. in cables has been known for a long time. The dielectric properties the insulation made from such wetness remains wide temperature and Frequency range completely or practically completely unchanged. The dielectric strength Such insulation at voltages above 250 V, in particular above 1 KV, is, however not always satisfactory.
Die erfindungsgemäßen Isolierstoffe ergeben dagegen Isolationen mit überraschend hoher Durchschlagsfestigkeit. Es empfiehlt sich daher ihre Anwendung für die Herstellung von Isolationen elektrischer Leitungen, die bei Spannungen von mindestens 250 V, insbesondere mindestens 1 KV, betrieben werden.In contrast, the insulating materials according to the invention also result in insulation surprisingly high dielectric strength. It is therefore recommended to use them for the production of insulation of electrical lines, which can be used at voltages of at least 250 V, in particular at least 1 KV, are operated.
Gegenstand der Erfindung sind Isolierstoffe für bei mindestens 250 V betriebene elektrische Leitungen, bestehend aus zu Elastomeren härtbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Püllstoffen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,5 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Massen, an leitfähigem Kohlenstoff. ils Diorganopolysiloxane können auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Diorganopolysiloxane verwendet werden, die bisher in als Isolierstoffe verwendbaren zu Elastomeren härtbaren Nassen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen verwendet wurden bzw. verwendet werden konnten. Am meisten verwendet werden und daher auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt als Diorganopolysiloxane sind Dimethylsiloxane oder Mischpolymere aus 99 bis 85 Molprozent Dmethylsiloxan- und 1 bis 15 Molprozent Diphenylsiloxan- und/oder Phenylmethylsiloxaneinheiten, insbesondere Mischpolymere aus 99, 9 bis 99,8 Molprozent Dimethylsiloxan-und 0,1 bis 0,2 Molprozent Vinylmethylsiloxaneinheiten. Die Viskosität dieser Diorganopolysiloxane beträgt im allgemeinen mindestens 100 cSt/250 C, vorzugsweise mindestens 5 000 cSt/25° C und insbesondere mindestens 100 000 cSt/250 C; sie kann aber auch 107 cSt/25°C und mehr betragen.The invention relates to insulating materials for at least 250 V-operated electrical cables, consisting of compounds that can be hardened to form elastomers based on diorganopolysiloxanes and fillers, characterized by a Content from 0.5 to 7 percent by weight, based on the total weight of the masses, of conductive carbon. ils diorganopolysiloxanes can also be used in the context of the present Invention all diorganopolysiloxanes are used previously in as insulating materials usable compositions which can be hardened to form elastomers and are based on diorganopolysiloxanes and fillers were or could be used. Most used will and therefore also preferred in the context of the present invention diorganopolysiloxanes are dimethylsiloxanes or copolymers of 99 to 85 Mole percent dmethylsiloxane and 1 to 15 mole percent diphenylsiloxane and / or phenylmethylsiloxane units, especially copolymers of 99.9 to 99.8 mol percent dimethylsiloxane and 0.1 up to 0.2 mole percent vinylmethylsiloxane units. The viscosity of these diorganopolysiloxanes is generally at least 100 cSt / 250 ° C., preferably at least 5,000 cSt / 25 ° C and in particular at least 100,000 cSt / 250 C; but it can also be 107 cSt / 25 ° C and be more.
Der Ausdruck "Diorganopolysiloxane" soll einen Gehalt der Diorganopolysiloxane an Nischpolymeren Nicht-Diorganosiloxaneinheiten neben den Diorganosiloxaneinheiten nicht ausschließen. Beispiele für Nicht-Diorganoæiloxaneinheiten, wie- sie manchmal, wie allgemein bekannt, als Verunreinigungen oder absichtlich in Diorganopolysiloxanen vorhanden sind, sind Dimethylvinylsiloxan-, Trimethylsiloxan-, Methylhydrogensiloxan-, Monomethylsiloxan-, SiO4/2-und Dimethylsilphenyleneinheiten. Soweit es sich dabei um Methylhydrogensiloxan- oder limethylsilphenyleneinheiten handelt, sollte ihr Anteil nicht mehr als 20 Molprozent, und wenn es sich um andere der vorstehend genannten Nicht-Diorganosiloxaneinheiten handelt, ihr Anteil nicht mehr als 1 Molprozent in den Polysiloxanmolekülen betragen. ile Füllstoffe könen im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls alle Füllstoffe verwendet werden, die auch bisher in als Isolierstoffe verwendbaren zu Elastomeren härtbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen verwendet wurden bzw. verwendet werden konnten. Es handelt sich dabei um hitzebeständige, feste Füllstoffe mit hohem elektrischem Widerstand. Beispiele für solche Stoffe sind insbesondere pyrogen in der Gasphase erzeugtes Siliciumdioxyd, unter Erhaltung der Struktur entwässerte Kieselsäurehydrogele, gefälltes Siliciumdioxyd, Diatomeenerde, Quarzmehl, Aluminiumoxyd, Eitandioxyd, Eisenoxyd, Zirkoniumsilikat, Aluminiumsilikat, Bariummetazirkonat und Calciummetatitanat. Es können Gemische verschiedener Füllstoffe verwendet werden.The term "diorganopolysiloxanes" is intended to contain the diorganopolysiloxanes of niche polymers non-diorganosiloxane units in addition to the diorganosiloxane units do not exclude. Examples of non-diorganoæiloxane units, as they sometimes as is well known, as impurities or on purpose in diorganopolysiloxanes are present are dimethylvinylsiloxane, trimethylsiloxane, methylhydrogensiloxane, Monomethylsiloxane, SiO4 / 2 and dimethylsilphenylene units. As far as it goes methylhydrogensiloxane or limethylsilphenylene units should be yours Proportion not more than 20 mole percent, and if they are any of the above Non-diorganosiloxane units, their proportion does not exceed 1 mole percent in the polysiloxane molecules. ile fillers can be used in the frame of the present invention, all fillers can also be used hitherto used as insulating materials based on curable elastomers of diorganopolysiloxanes and fillers were or are used could. These are heat-resistant, solid fillers with high electrical properties Resistance. Examples of such substances are in particular pyrogenic in the gas phase silicon dioxide produced, silicic acid hydrogels dehydrated while maintaining the structure, precipitated silicon dioxide, diatomaceous earth, quartz flour, aluminum oxide, egg dioxide, Iron oxide, zirconium silicate, aluminum silicate, barium metazirconate and calcium metatitanate. Mixtures of different fillers can be used.
Die Füllstoffe werden vorzugsweise in Mengen von 20 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Diorganopolysiloxan und Füllstoff- verwendet.The fillers are preferably used in amounts of 20 to 70 percent by weight, based on the total weight of diorganopolysiloxane and filler- used.
Neu, erfindungsgemäß wesentlich und hinsichtlich der dadurch erzielten Wirkung überraschend ist, daß zusätzlich zu Diorganopolysiloxan und Füllstoff, wobei es sich jeweils um Stoffe mit hohem elektrischem Widerstand handelt, in Isolierstoffen für elektrische Leitungen leitfähiger Kohlenstoff verwendet wird.New, essential according to the invention and in terms of what is achieved thereby Effect is surprising that in addition to diorganopolysiloxane and filler, wherein In each case, it is a matter of substances with high electrical resistance, in insulating materials conductive carbon is used for electrical lines.
Unter dem Begriff "leitfähiger Kohlenstoff" sollen hier alle Kohlenstoffarten verstanden werden, deren spezifischer Widerstand bei Raumtemperatur, d.h. bei etwa 180 C bis 250 C und einem Druck von 100 bis 300 kg/cm2 kleiner als 0,5 Ohm . cm, insbesondere kleiner als 0,2 Ohm . cm, ist. Als Leitfähiger Kohlenstoff sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung wegen ihrer leichten Zugänglichkeit, die leitfähigen Rußsorten, d.h. die Rußsorten, deren spezifischer Widerstand unter den vorstehend angegebenen Bedingungen kleiner als 0,5 Ohm . cm, insbesondere kleiner als 0,2 Ohm . cm ist, beispielsweise Acetylenruß, bevorzugt. Als leitfähiger Kohlenstoff können jedoch auch z. B. die meisten Graphitsorten verwendet werden.The term "conductive carbon" is used here to refer to all types of carbon be understood, their specific resistance at room temperature, i.e. at about 180 C to 250 C and a pressure of 100 to 300 kg / cm2 less than 0.5 ohm. cm, in particular less than 0.2 ohms. cm, is. As conductive carbon are im Within the scope of the present invention because of their easy accessibility, the conductive Types of carbon black, i.e. the types of carbon black whose specific resistance is below the above specified conditions less than 0.5 ohms. cm, especially less than 0.2 ohms . CM, for example acetylene black, is preferred. As a conductive carbon can but also z. B. most types of graphite can be used.
Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Teilchengröße des erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstoffs höchstens 1 Mikron.The average particle size is preferably that of the invention used carbon at most 1 micron.
Zahlreiche Sorten von leitfähigem, für die Anwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignetem Kohlenstoff sind ebenso wie viele Arten aller übrigen hier beschriebenen Stoffe im handel erhältlich.Numerous varieties of conductive, for use under the carbon suitable for the present invention are as well as many types of all other substances described here are commercially available.
Bei einem Gehalt unter 0,5 Gewichtsprozent und bei einem Gehalt über 7 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Massen, an leitfähigem Kohlenstoff, besitzen die Isolationen eine unbefriedigend niedrige Durchschlagsfestigkeit bzw. einen zu niedrigen Durchgangswiderstand. Die höchste Durchschlagsfestigkeit wird bei einem Gehalt von 1,5 bis 3 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Nassen, an leitfähigem Kohlenstoff erzielt.At a content below 0.5 percent by weight and at a content above 7 percent by weight, based in each case on the total weight of the masses, of conductive Carbon, the insulation has an unsatisfactorily low dielectric strength or a volume resistance that is too low. The highest dielectric strength is at a content of 1.5 to 3 percent by weight, based in each case on the total weight the wet, achieved on conductive carbon.
Zweckmäßig ist der leitfähige Kohlenstoff in den Isolierstoffen möglichst gleichmäßig verteilt.The conductive carbon in the insulating materials is expedient if possible equally distributed.
Der Ausdruck "Gesamtgewicht der Massen" bezieht sich jeweils auf die Summe der Gewichtsmengen aller in den erfindungsgemäßen Isolierstoffen vorhandenen Stoffe, d.h. der Diorganopolysiloxane, Füllstoffe, leitfähigem Kohlenstoff und gegebenenfalls mitverwendeten weiteren Stoffe.The term "total weight of the masses" refers to the Sum of the weight amounts of all present in the insulating materials according to the invention Substances, i.e. the diorganopolysiloxanes, fillers, conductive carbon and optionally other substances used.
Durch den erfindungsgemäß wesentlichen Zusatz an leitfähigem Kohlenstoff wird, wie bereits erwghnt, die Durchschlagsfestigkeit der Isolationen aus den diesen Zusatz enthaltenden Isolieretoffen, bestehend aue zu Elastomeren härtbaren Nassen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen beträchtlich gesteigert; die übrigen elektrischen Eigenschaften dieser Isolationen, wie spezifischer Durchgangswiderstand, Verlustfaktor tg delta und Dielektrizitätskonstante, werden durch den erfindungsgemäß wesentlichen Zusatz nicht oder praktisch nicht verändert.Due to the addition of conductive carbon, which is essential according to the invention As already mentioned, the dielectric strength of the insulation is made up of these Additive containing insulating materials, consisting of wet curable to elastomers based on Diorganopolysiloxanes and fillers considerably increased; the other electrical properties of these insulations, such as more specific Volume resistance, loss factor tg delta and dielectric constant are not changed or practically not changed by the addition, which is essential according to the invention.
Zusätzlich zu den bisher genannten Stoffen können die erfindungsgemäßen Isolierstoffe gegebenenfalls für zu Elastomeren härtbare Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen herkömmliche Zusätze enthalten. Beispiele für solche Zusätze sind Zusätze zur Verminderung des Verstrammens beim Lagern, d.h. zur Verminderung des sogenannten"crtpe ageing" oder der Strukturbildung, peroxydische Härtungsmittel, Farb-Pigmente, wie Chromoxyd und Pigmente auf Grundlage von Eisenoxyd, Oxydationsinhibitoren, Hitzestabilisatoren, Lichtschutzmittel und Mittel zur Verhinderung oder Verminderung der bleibenden Verformung.In addition to the substances mentioned above, the inventive Insulating materials, if necessary, for compounds based on curable elastomers Diorganopolysiloxanes and fillers contain conventional additives. Examples for such additives are additives to reduce the clogging during storage, i. to reduce the so-called "crtpe aging" or structure formation, peroxidic Hardeners, color pigments such as chromium oxide and pigments based on iron oxide, Oxidation inhibitors, heat stabilizers, light stabilizers and agents for prevention or reduction in permanent deformation.
Die erfindungsgemäßen Isolierstoffe können bei der Herstellung der Isolationen nach beliebigen, zur Härtung von Organopolysiloxanen zu Elastomeren geeigneten Verfahren gehärtet werden.The insulating materials according to the invention can be used in the production of the Isolation according to any, for curing organopolysiloxanes to elastomers cured by suitable methods.
So können sie beispielsweise, wenn sie peroxydische Härtungsmittel, wie 2, 4-Dichlorbenzoylperoxyd, Di-tert.-butylperoxyd und/oder 2, 5-3i8 (tert.-butylperoxy ;-)-2, 5-dimethylhexan, enthalten, durch Erhitzen, oder durch Vermischen mit Polykieselsäurealkyiestern oder Methylwasserstoffsiloxanen und Salzen von Carbonsäuren, wie Ferrinaphthenat oder Dibutylzinndilaurat, oder durch Hochenergiestrahlen, z. B. aus einem Van-de-Graaff-Generator oder von Kobalt 60, gehärtet werden. Weil damit eine besonders hohe Hitzebeständigkeit der Isolationen erzielt wird, ist die Härtung mit peroxydischen Härtungsmitteln bevorzugt. Die peroxydischen Härtungsmittel werden zweckmäßig in Mengen von 1 bis 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 4 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gewicht der Diorganopolysiloxane, verwendet.For example, if you use peroxidic hardeners, such as 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide and / or 2, 5-3i8 (tert-butylperoxy; -) - 2, 5-dimethylhexane, contained, by heating, or by mixing with polysilicic acid alkyl esters or methylhydrogensiloxanes and salts of carboxylic acids such as ferrinaphthenate or dibutyltin dilaurate, or by high energy beams, e.g. B. from a Van de Graaff generator or from cobalt 60, to be hardened. Because this gives the insulation a particularly high level of heat resistance is achieved, curing with peroxide curing agents is preferred. The peroxidic Hardeners are conveniently used in amounts of 1 to 6 percent by weight, preferably 2 to 4 percent by weight, based in each case on the weight of the diorganopolysiloxanes, used.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Isolierstoffe kann in der bei der Herstellung von zu Elastomeren härtbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxanen und Füllstoffen üblichen Weise, d.h. durch möglichst gleichmäßiges Vermischen aller Bestandteile mittels in der tautschuk-Industrie üblicherweise verwendeten Mischgeräten, wie Walzenstühlen, erfolgen.The production of the insulating materials according to the invention can be carried out in the at the production of compounds based on diorganopolysiloxanes which can be hardened to give elastomers and fillers in the usual way, i.e. by mixing all of them as evenly as possible Components by means of mixing devices commonly used in the rubber industry, such as roller mills.
Weil dadurch eine besonders hohe Durchschlagsfestigkeit der Isolationen erzielt wird, erfolgt vorzugsweise die Formgebung und Härtung der erfindungsgemäßen Isolierstoffe in bekannter Weise so, daß unmittelbar danach die fertige Isolation auf dem zu isolierenden elektrischen Leiter vorliegt, d,h, der Isolierstoff wird durch Extrudieren auf den elektrischen Leiter aufgespritzt und dort gehärtet, oder daß unmittelbar danach zumindest die Isolation in ihrer endgUltigen Form, meist eines Schlauches, vorliegt.Because this gives the insulation a particularly high dielectric strength is achieved, the shaping is preferably carried out and hardening the Insulating materials according to the invention in a known manner so that immediately afterwards the finished insulation is present on the electrical conductor to be insulated, d, h, the Insulating material is injected onto the electrical conductor by extrusion and there hardened, or that immediately afterwards at least the insulation in its final Form, usually a hose, is present.
Die erfindungsgemäßen Isolierstoffe eignen sich ausgezeichnet z. B. zur Herstellung von Zündleitungen für Gasentladungslampen und Explosionsmotoren sowie für bei über 250 V betriebene Leitungen in Fernsehgeräten.The insulating materials according to the invention are excellent z. B. for the production of ignition cables for gas discharge lamps and explosion engines as well as for lines in televisions operated at over 250 V.
Beispiel 1 Aus jeweils 100 Gewichtsteilen eines Diorganopolysiloxans aus 99,9 Molprozent Dimethylsiloxan- und 0,1 Molprozent Vinylmethylsiloxaneinheiten mit etwa 900 000 cSt/250 C, 8 Gewichtsteilen eines durch Hydrolyse von Phenylmethyldichlorsilan erzeugten Siloxans mit 5 Gewichtsprozent Si-gebundenen Hydroxylgruppen, einer Paste (als Härtungsmittel) aus gleichen Gewichtsteilen 2,4-Dichlorbenzolperoxyd und eines durch Trimethylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpolysiloxans mit 250 cSt/250 C, Füllstoffen und nach dem Öl-Furnace-Verfahren hergestelltem Ruß mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 27,7 m Mikron, einer Oberfläche von 133 m2/g nach 3ET und einem spezifischen elektrischen Widerstand, gemessen bei Raumtemperatur und einem Druck von 300 kg/cm2, von 0,06 Ohm. . cm werden Mischungen hergestellt.Example 1 From each 100 parts by weight of a diorganopolysiloxane from 99.9 mol percent dimethylsiloxane and 0.1 mol percent vinylmethylsiloxane units at about 900,000 cSt / 250 C, 8 parts by weight of one obtained by hydrolysis of phenylmethyldichlorosilane produced siloxane with 5 percent by weight of Si-bonded hydroxyl groups, a paste (as hardener) from equal parts by weight of 2,4-dichlorobenzene peroxide and one trimethylsiloxy endblocked dimethylpolysiloxane with 250 cSt / 250 C, fillers and oil-furnace carbon black with an average Particle size of 27.7 m microns, a surface area of 133 m2 / g according to 3ET and one electrical resistivity measured at room temperature and a pressure of 300 kg / cm2, of 0.06 ohms. . cm mixtures are made.
Die Mengen von als Härtungsmittel verwendeter Paste, Füllstoffen und Ruß sowie die Art der Füllstoffe sind in der folgenden Tabelle I angegeben.The amounts of paste, fillers and used as a hardening agent Carbon black and the type of fillers are given in Table I below.
Tabelle I
Die Brgebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben. Darin bedeutet die ZahL 50 jeweils, daß nach 50 Stunden die Prüfung abgebrochen wird, ohne daß vorher ein Durchschlag erfolgte.The results of these tests are given in Table II below. In it, the number 50 means that the exam is terminated after 50 hours without a breakthrough beforehand.
Tabolle II
Zum Vergleich werden dir vorstehend beschriebenen Maßnahmen wiederholt mit der Ausnahme, daß nicht die Mischung 8 sondern die Mieichung 1 gemäß Beispiel 1 verwendet wird. Bei den drei Messungen treten Durchsohläge nach 12, 11 bzw. 23 Stunden auf.For comparison, the measures described above are repeated with the exception that not the mixture 8 but the Mieichung 1 according to the example 1 is used. In the three measurements, sags occur after 12, 11 and 23 respectively Hours on.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEW0043754 | 1967-04-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1719320A1 true DE1719320A1 (en) | 1971-02-18 |
Family
ID=7603779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671719320 Withdrawn DE1719320A1 (en) | 1967-04-13 | 1967-04-13 | Insulating materials for electrical lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1719320A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2391250A1 (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-15 | Hotfoil Ltd | IMPROVEMENTS IN ELECTRICALLY CONDUCTIVE RUBBER |
-
1967
- 1967-04-13 DE DE19671719320 patent/DE1719320A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2391250A1 (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-15 | Hotfoil Ltd | IMPROVEMENTS IN ELECTRICALLY CONDUCTIVE RUBBER |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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