Esta invención relatesgenerally a los conductores eléctricos aislados y más particularmente al aislamiento eléctrico para los conductores eléctricos y a un método para aislar un conductor eléctrico therewith.
En nuestro uso Ser. No. 328.366, divulgamos un conductor eléctrico que hace el aislamiento eléctrico sintético no-termoplástico obtener sacando o de otra manera cubriendo un conductor eléctrico con un elastomer termoplástico y curando el theelastomer por la irradiación con los electrones. Las composiciones Elastomeric incluyendo halosulfonated el polietileno, (un polímero poly tal como polímero poly (del etileno-propylene-hexadiene), polímero poly (del etileno-propylene-dicyclopentadiene), polímero poly del diene) del etileno-propylene (del etileno-propylene-ethylidene-norbornene) y el polímero poly (del etileno-propylene-metileno-norbornene) se divulga para aislar un conductor eléctrico.
Antes de nuestra invención descrita en nuestro uso anterior, había sido propuesto para utilizar el polietileno reticulado por la irradiación como aislamiento eléctrico en los cables. Por ejemplo, Skala, en una publicación por el Co. eléctrico occidental “objetos de irradiación dados derecho de Methodof” con fecha del enero de 1966 y Bahder y otros. en los E.E.U.U. Patente. No. 3.725.230 publicaron abril. 3, 1973 divulgan los cables que hacen el aislamiento del polietileno reticular por la irradiación. La cinta del polietileno reticulada por la irradiación se divulga forinsulating los conductores eléctricos en un artículo titulado “polietileno irradiado” de los plásticos modernos, páginas 100, 101 y 219 para el abril de 1974. Rosata en un artículo dio derecho los “plásticos eléctricos del alambre y del cable Cubrir-Qué está a continuación!” publicado en los productos del andWire del alambre para el marzo de 1970 divulga a los cables y a Blodgett aislados y otros del polietileno y del cloruro de polivinilo. en un artículo titulado los “aislamientos y las chaquetas para los cables reticulados del polietileno” publicados en transacciones de AIEE en energía divulga en diciembre de 1963 los cables aislados polietileno reticulados. Los conductores proporcionaron el aislamiento curado irradiación del polietileno tienen la desventaja que el aislamiento tiene un punto de fusión cristalino relativamente bajo y una resistencia pobre de la llama.
En nuestro uso Ser. No. 498.716 divulgamos un cable eléctrico que tiene conductores eléctricos aislados con copolímero curado irradiación del etileno-tetrafluoroethylene, copolímero del etileno-chlorotrifluoroethylene o el cloruro de polivinilo, y la chaqueta aprotective de la irradiación curada halosulfonated el polímero del polietileno, un polychloroprene o un polietileno tratado con cloro que incluía los conductores aislados.
Es un objeto de esta invención proveer de los conductores eléctricos que mejoran el aislamiento reticulado por la irradiación los electrones. Otro objeto de la invención es proveer de un conductor eléctrico aislado un material non-thermoplasticelastomeric que mejora retardancy de la llama. Otro objeto de la invención sigue siendo proporcionar los conductores eléctricos que tienen aislamiento de la novela de la estabilidad dimensional mejorada cuando está expuesto a un aumento en temperatura. Un furtherobject inmóvil de la invención es proporcionar un cable que tiene una chaqueta no-termoplástica sacada el incluir de los conductores eléctricos aislados.
Otros objetos llegarán a ser evidentes de la descripción siguiente referente al drawingwherein de acompañamiento
HIGO. 1 ilustra en la encarnación lateral de la elevación una de un solo conductor aislado proporcionado por la invención;
HIGO. 2 ilustra en la sección representativa la encarnación del HIGO. 1 tomado a lo largo de la línea 2--2;
HIGO. 3 ilustra en la sección representativa otra encarnación de un solo conductor aislado;
HIGO. 4 ilustra en la elevación lateral que una encarnación de un cable eléctrico proporcionó por la invención;
HIGO. 5 es una sección representativa tomada a lo largo de la línea 5--5 del HIGO. 4;
HIGO. 6 es una elevación lateral de otra encarnación de un cable proporcionado por la invención; y
HIGO. 7 es una sección representativa tomada a lo largo de la línea 7--7 del HIGO. 6.
Los objetos precedentes y otros son logrados de acuerdo con esta invención, hablando generalmente, proveyendo de un conductor eléctrico aislado eléctricamente la composición tratada con cloro asubstantially no-termoplástica del polímero del polietileno que ha sido curada por la irradiación con los electrones. El producto de la invención puede ser un solo conductor con una capa eléctricamente de aislamiento de composición substantiallynon-termoplástica del elastomer curada por la irradiación con el thereabout dispuesto los electrones o puede ser un cable de una pluralidad de conductores eléctricos individualmente aislados incluidos en un polymerjacket tratado con cloro curado electrón común del polietileno. El término “composición no-termoplástica del elastomer” se utiliza adjunto para identificar un polímero que sea menos cristalino en la temperatura ambiente que el polietileno.
El referirse ahora a las figs.as. 1 y 2 del dibujo, un conductor se ilustra teniendo un solo ga 18. el alambre de cobre estañado 10 incluyó en una capa 11 cerca de 20 milipulgadas densamente de un polymercomposition tratado con cloro substancialmente no-termoplástico curado del polietileno. El conductor eléctrico puede ser aislado sacando una capa 11 de una composición tratada con cloro termoplástica del polímero del polietileno sobre el alambre 10 y posteriormente curando el polímero tratado con cloro del polietileno exponiéndolo a la energía cinética del havinga de los electrones de cerca de 500.000 electronvoltios de un acelerador de electrón hasta que la exposición proporciona una dosificación de cerca de 12 megarads.
Una segunda encarnación de un solo conductor proporcionado por la invención se ilustra en HIGO. 3. El conductor es un ga del estándar 16. el alambre de cobre estañado 10 incluyó en una composición interna substancialmente no-termoplástica y una capa externa 11 del elastomer del ofethylene-propylene-ethylidene-norbornene de la capa 11a de composición tratada con cloro substancialmente no-termoplástica del elastomer del polietileno. Las dos capas de 11a y 11 se pueden sacar simultáneamente coaxial o pueden beco-axially sacado sucesivamente. Las capas pueden ser electrón curaron por separado o juntas durante la protuberancia o después de la protuberancia pasando el conductor aislado a través de un generador del electrón.
El dar vuelta ahora a las figs.as. 4 y 5, un cable que tiene dos conductores similares al conductor del HIGO. 1 y un electrón curó la capa de aislamiento tratada con cloro del elastomer del polietileno 11 sobre un alambre de cobre estañado 10 se envuelve en una cinta compuesta que tenía la capa de aluminio 12 del afirst al lado de las capas de aislamiento 11 y una segunda (capa poly 13 del poliester del terephthalate del etileno) enlazado a la capa 12. Las capas 12 y 13 pueden ser una cinta laminada Aluminio-Mylar cerca de 0.85 milipulgadas densamente, los fabricantes fromvarious disponibles de una cinta del producto comercial que tienen una capa (de un poliester poly del terephthalate del etileno) disponible como “Mylar” del E. I. duPont de Nemours y Co. de Wilmington, Delaware. Una chaqueta dimensional estable 14 de un electrón curado non-thermoplasticchlorinated substancialmente la composición del elastomer del polietileno se dispone en contacto con y sobre la capa 13. La capa 11 y la chaqueta 14 pueden ser electrón curado juntas o se saca la capa 11 se puede curar por separado antes de la chaqueta 14 o cinta excesiva de otra manera aplicada del thecomposite de las capas 12 y 13. El curar del electrón se puede efectuar según lo descrito referente a la encarnación de las figs.as. 1 y 2. Una cuerda 15 del rasgón se puede colocar entre las capas 13 y 14 para pelar una porción de la chaqueta 14 alrededor de la ayuda del conductorsto en exponer los alambres aislados 10 para terminar o empalmar. Un alambre 19 del dren se coloca en contacto con la capa 12.
Una segunda encarnación de un cable se ilustra en las figs.as. 6 y 7. Este cable tiene cuatro pares de los conductores de las figs.as. 1 y 2 que tenían un alambre eléctrico 10 y una capa eléctricamente de aislamiento 11 de compositionwhich tratado con cloro del elastomer del polietileno ha sido reticulado por la irradiación con una dosificación de electrones según lo descrito referente a las figs.as. 1 y 2. Incluyen a cada par de conductores y un alambre 19 del dren en una cinta de Aluminio-Mylar que tiene capas 12 y 13 similares a los del theembodiment de las figs.as. 4 y 5. Una película 16 (terephthalate del etileno) de cerca de 1.5 milipulgadas poly por ejemplo la cinta de “Mylar” helicoidal se hiere densamente sobre las capas 12 y 13 y alambre 19 del dren.
Lían a los cuatro pares de conductores junto con una primera capa 17 cerca de 5 milipulgadas densamente de una tela de la fibra de vidrio impregnada con un caucho del silicón. Una cinta espiral envuelta del Aluminio-Mylar-aluminio se dispone sobre la capa 17 para formar la capa 18 del secondaluminum, la tercera (capa de aluminio poly 21 de la capa 20 y cuartos del terephthalate del etileno). Una composición tratada con cloro del elastomer del polietileno se saca sobre la capa 21 para formar una chaqueta 14 cerca de 60 milipulgadas densamente. Los oflayers tratados con cloro 11 y 14 del elastomer del polietileno son curados por la exposición a una fuente de electrones según lo descrito adjunto arriba referente a las figs.as. 1 y 2. Un ga sin aislar 18. el alambre de cobre estañado trenzado 22 del dren helicoidal se hiere a través de la longitud del cable entre las capas 17and 18 para proteger los conductores contra ruido electrostático. Una cuerda 15 del rasgón se coloca entre las capas 14 y 21.
Mientras que un cable que tiene una estructura preferida se ilustra en las figs.as. 6 y 7, esta estructura se pueden modificar para proporcionar los cables particularmente ventajosos para las utilidades específicas. Por ejemplo, en algunas encarnaciones que a la capa de “Mylar” solamente pueda besubstituted para la cinta laminada que tenía capas 12 y 13 que incluían a un par de conductores aislados. También, una capa de barrera del fuego de tela de la fibra de vidrio impregnada con un caucho del silicón se puede poner sobre la cinta 12, 13. En algunos ejemplos, una capa más firebarrier de caucho del asbesto o del fibra de vidrio-silicón se pudo colocar entre la chaqueta 14 y la cinta 20, 21, 18 del Aluminio-Mylar-aluminio. El cable puede tener más de una capa de barrera del fuego 17. Es decir las varias combinaciones de las capas pueden beused. Una capa de cobre se puede substituir para el aluminio en las cintas.
Los conductores aislados 10 se pueden disponer de lado a lado o torcer juntos. La endecha preferida para los conductores torcidos es de cerca de 11/2 pulgada a 4 pulgadas. El torcer del ruido magnético de los rechazos de los alambres. Si el cable es ser ininstrumentation usado, los conductores son el ga preferiblemente 22. al ga 14. mientras que los conductores en alambre del control pueden ser a partir del ga el 18. al ga 2. Dos o más de los cables ilustrados en HIGO. 3 se pueden torcer juntos en, por ejemplo, una endecha a partir de 3 pulgadas a la forma del inchesto 20 un cable más grande. Los alambres 19 del dren se tuercen preferiblemente sobre los pares de conductores en una endecha de cerca de 11/2 pulgada a cerca de 4 pulgadas para evitar topetones en el cable pero pueden ser dispuestos a lo largo de un eje paralelo al eje del cable.
Según las indicaciones de HIGO. 5, una encarnación del cable de la invención abarca una pluralidad de pares de conductores eléctricos aislados y un alambre sin aislar del dren incluido en una capa de aluminio o de cobre, una primera capa de poliester poly (del alkyleneterephthalate) adherido al aluminio o el cobre, una capa separada (de poliester poly del terephthalate del alkylene) dispuesto sobre la primera (capa poly del poliester del terephthalate del alkylene), una capa de fibra de vidrio impregnó con un disposedabout de la resina del silicón a todos los pares de conductores, una capa del excedente del aluminio la capa impregnada, una capa (de poliester poly del terephthalate del alkylene) enlazado a la capa de aluminio, a una segunda capa de aluminio enlazada al poliester y a a chaqueta sobre la segunda capa.
El alambre y el cable proporcionados por la invención es útiles en la instrumentación que conecta en plantas químicas y otras impianto y es particularmente ventajosos donde un conductor debe tener aislamiento que sea dimensional estable en las temperaturas altas. El proceso de la invención tiene la ventaja que una resina termoplástica, una composición tratada con cloro del elastomer del polietileno se saca sobre un alambre y después se convierte en un producto reticulado no-termoplástico sin el theintroduction de agentes químicos externamente activados indeseables a la composición.
En practicar el proceso de la invención un extrudeable, composición curable del electrón que contiene un elastomer tratado con cloro del polietileno se saca sobre eléctricamente un alambre conductor conveniente por ejemplo, por ejemplo, un alambre de cobre, un alambre del hierro, alambre de acero astainless, un alambre de la aleación del níquel, un alambre de cobre estañado o los similares. Este conductor puede ser un solo filamento o una pluralidad de filamentos recolectados juntos. El alambre aislado obtenido así se puede pasar directamente a través del aparato proporcionado el acelerador del anelectron, como por ejemplo, un generador del electrón de de Graff de la furgoneta. El aislamiento en el conductor se debe exponer a una dosificación por lo menos de 1 megarad. Los tiempos de la exposición que proporcionan una dosificación hasta de cerca de 20 megarads es generalmente suficiente. Si el equipo de generación del electrón no está disponible o si por una cierta otra razón se desea para posponer el curar del aislamiento, el alambre aislado se puede herir sobre un carrete o adaptar de otra manera para el almacenaje y exponer más adelante a los electrones necesarios del dosageof. La exposición puede ser hecha pasando el alambre a través de un campo de los electrones generados por el generador. Preferiblemente, los electrones deben tener una energía cinética por lo menos de cerca de 300.000 electronvoltios. Una manera conveniente de curar el theinsulation es desenrollar el alambre aislado a partir de un carrete en un lado del campo de electrones y rebobinarlo en un segundo carrete después de que haya pasado a través del campo del electrón. Como se declaró anteriormente, el alambre puede cualquiera ser curado por separado mientras que la pluralidad descrita justa del ora de alambres se puede montar en una estructura del cable del tipo adjunto y después divulgó el cable entero expuesto a la dosificación necesaria para prever curar del aislamiento primario en el alambre y de la chaqueta del cable.
Además de proporcionar un cable en donde la chaqueta y el aislamiento primario en los conductores son composiciones curadas que contienen un elastomer tratado con cloro del polietileno, la invención comtempla ampliamente los cables que tienen un electrón curedchlorinated la chaqueta del elastomer del polietileno que incluye los conductores que se aíslan eléctricamente con cualquier producto no-termoplástico curado conveniente preparado por el electrón que cura de cualquier elastomer termoplástico conveniente. Por ejemplo, los conductores pueden beprovided con un aislamiento que contiene los productos no-termoplásticos uces de los curados con los electrones divulgados en nuestro uso anterior Ser. No. 328,366. El aislamiento en el alambre puede ser, por ejemplo, a halosulfonated el polietileno, apoly polímero (del etileno-propylene-diene) tal como polímero poly (del etileno-propylene-hexadiene), polímero poly (del etileno-propylene-dicyclopentadiene), polímero poly (del etileno-propylene-metileno-norbornene) o polímero poly (del etileno-propylene-ethylidene-norbornene).
Para proporcionar la estabilidad dimensional necesaria y la fuerza verde para manejar el alambre o el cable antes de curar, se prefiere para incluir en las composiciones divulgadas en nuestro uso anterior de cerca de 50 a cerca de 250 porciones de afiller por 100 porciones del elastomer termoplástico y de cerca de 20 a cerca de 250 porciones de llenador por 100 porciones de elastomer tratado con cloro del polietileno. El aislamiento curado en el conductor debe preferiblemente tener una dureza por lo menos alrededor de la orilla A 50 y de la fuerza atensile en el alargamiento 100% por lo menos de cerca de 400 PSI. Los llenadores convenientes para reforzar los elastomers termoplásticos divulgaron en nuestro uso anterior y para reforzar el polietileno tratado con cloro utilizó o para el directlyon del aislamiento el alambre o para hacer la chaqueta del cable se divulgan en el uso anterior e incluyen, por ejemplo, la arcilla calcinada, el litargirio, el negro de carbón, el alúmina hidratado, el trióxido del antimonio, el silicato de aluminio hidratado y los similares.
(Etileno-propylene-diene) (EPDM) la composición poly preferida es polímero poly (del etileno-propylene-ethylidene-norbornene). El polímero de EPDM puede contener en el mol de por ciento a partir del 2 hasta el diene del 10% y 25 a 50 mol de etileno de los por ciento y el remainderpropylene. Las resinas comerciales convenientes se han identificado en nuestro uso anterior.
Puede ser deseable incluir un material antioxidante en la composición del elastomer que se curará. Generalmente de cerca de 0.5 porciones por 100 porciones de elastomer bajo a cerca de 2.5 porciones por 100 porciones del polímero bajo es suficiente. Un antioxidantmaterial preferida es la resina D de Agerite vendida por el R. T. Vanderbilt Company. Un material thermostabilizing se puede también incluir en la composición antes de la protuberancia por ejemplo, por ejemplo, litargirio. Preferiblemente, halosulfonated el polietileno es chlorosulfonatedpolyethylene. “Hypalon” es un producto comercial disponible del E. I. duPont de Nemours y Co. cuál se puede utilizar como chlorosulfonated el polímero del polietileno. La dureza y el módulo extensible del chlorosulfonated el elastomer del polietileno son improvedby incluyendo uno de los materiales de relleno que reforzaban enumerados arriba. Otros modificantes tales como lubricantes y sensitizers se pueden incluir en la composición para facilitar sacar del elastomer o para facilitarlo el curar.
Según lo indicado arriba, los llenadores uces de los y otros los añadidos divulgados en nuestro uso anterior pueden también ser utilizados en el composición del polietileno tratado con cloro usado para aislar el alambre o para hacer la chaqueta para el cable. El andtype de la cantidad de cada uno de los añadidos incluidos en la composición variará depender de las características requeridas del aislamiento. Las formulaciones típicas y las características físicas del electrón curaron las composiciones del elastomer que son convenientes para el asinsulation 11 del uso y para la chaqueta 14 se dan en la Tabla I siguiente:
NO. DE LA TABLA. 1 __________________________________________________________________________ 1 2 3 4 5 6 __________________________________________________________________________ CPE, centímetro 0136 100 CPE, 2243.50 100 CPE, 2243.49 100 CPE, 2243.52100 100 100 N-550 negro 5 5 5 5 5 5 litargirio, TLD-90 5 5 5 5 5 5 Drapex 6.8 7 7 7 7 7 7 Hydral 710 30 30 30 30 30 30 Sb.sub.2 O.sub.3 5 cera de parafina 8 8 8 8 8 3 3 3 3 3 3 Sundex 790 10 10 10 10 10 10 Chemlink 30 LS 7 resina D 1.75 de 7 7 7 Agerite .75 .75 .75 .75 característica de HVA-2 4 TAPA 4 en 15 MRAD: La fuerza extensible, PSI 3010 2610 2410 2070 2090 2030 200% módulos, PSI 520 el alargamiento 520 de 1240 1210 970 680 570% la distorsión de calor de 350 390 440 480 610% 11 la absorción de 8 12 9 7 17 GravimetricMoisture, Mg/In.sup.2 79 31 28 33 29 36 ventila el envejecimiento, 7 días en 150.degree. C % conservó 63 76 90 93 extensibles -- -- % conservaron el alargamiento 68 22 10 46 -- -- Apuntale una dureza, instantaneous/10 s 88/81 92/82 90/81 85/77 82/71 TensileSet, % 18 34 35 39 29 24 quemaduras verticales Tiempo 100s 100s 49s >75 >de Avg de la inflamabilidad de la tira 55 33 __________________________________________________________________________ máximo de Tiempo >100s >100s 58s >100s >100s 45 de la quemadura
En la tabla antedicha “CPE” está una abreviatura para el polietileno tratado con cloro. El CPE usado en los experimentos enumerados en la tabla era un producto disponible en el comercio del producto químico Co. del Dow “N-550” es un llenador del negro de carbón. “Drapex” es un aceite epoxidizedsoybean y se puede comprar como estabilizador para los polímeros de Argus Chemical Company. “Hydral” es un llenador hidratado del alúmina disponible de Aluminum Company de América. “Sundex” es un aceite de petróleo aromático disponible de Sun Oil Company para el plastificante del asa del uso. La “resina de Agerite” es un antioxidante disponible del R. T. Vanderbilt. “HVA-2” es dimaleimide del m-phenylene disponible del E. I. duPont de Nemours y compañía y es un sensitizer de la radiación.
De la información actualmente disponible, aparece que un polietileno tratado con cloro que tiene un contenido bajo del sodio es el mejor para hacer el aislamiento en chaquetas donde está deseable el proofing de la humedad. El polietileno tratado con cloro puede contener cualquier percentchlorine pero los mejores resultados se han obtenido hasta ahora con los polyethylenes tratados con cloro que contenían a partir la clorina de la 36% a del 42% por peso. El contenido del sodio debe preferiblemente ser menos de 25 porciones por millón.
Aunque la invención se describe detalladamente con el fin de la ilustración debe ser entendido que tal detalle está solamente para ese propósito y que las variaciones se pueden hacer en esto por los expertos en la materia sin salir del alcance del spiritand de la invención a menos que mientras que puede ser limitada por las demandas.
Mientras que las varias capas 12, 13, 16 y 17 se ilustran como lazo, en práctica real que las capas son cintas se envolvió sobre los componentes incluidos con los bordes traslapados. Por claridad, los bordes traslapados de las capas no son shownin el dibujo.
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