197763. lajstromszámú szabadalom • Szilikongumi alapú villamos szigetelőanyag kompozíció
197763 A találmány tárgya szilikongumi alapú villamos szigetelő kompozíció. A szilikongumi villamos szigetelésként való alkalmazása mindjobban terjed. Kiváló hő-, nedvesség- és klímaállósága és igen jó villamos szigetelőképessége lehetővé teszi a megnövekedett követelmények kielégítését. A szilikongumi térhódítását segíti az a mind receptúrabeli, mind földolgozástechnikai fejlődés is, amelynek köszönhetően ma már a legjobb tulajdonságú szilikongumi termékeket is viszonylag kisebb beruházást igénylő berendezésekkel és aránylag egyszerűen lehet előállítani (Elastomerics (1980) Feb. 18., Gummi, Asbest, Kunstsoffe 36(1983) No. 9., 458—466). A földolgozás és a fölhasználás szempontjait messzemenően figyelembevevő szilikongumi alapanyagokat ugyanis a nagy cégek ma már számos, korábban hagyományos anyagokra és technológiára alapozott alkalmazás számára is elviselhető áron hozzák forgalomba. Mivel a szilikongumit egyébként is kiváló villamos szigetelőanyagként tartják számon, az eddigi fejlesztési törekvések inkább a nagyobb piaci szektorként jelentkező nem-villamos fölhasználok igényeit vették figyelembe, elsősorban az ár és a földolgozhatóság tekintetében. A másik oldalon, a kisebb fölvevőpiacot jelentő villamos szigeteléstechnika területén a szerkesztők gyorsan kihasználták a szilikongumi adta lehetőségeket és ma már olyan szilikongumiból készült szigetelő szerkezetek, pl. középfeszültségű kábel végelzárók kerülnek forgalomba, amelyek kimerítik a szilikongumival biztonsággal elérhető szigetelési lehetőségeket. De amint ismeretes, az erősáramú szigeteléstechnikában a kényszerítőén egyre nagyobb konstrukciók és anyagok újabb és újabb megjelenése a meghatározó irány és ezért a tervezők nem állhatnak meg az eddigi és gazdaságosan nagy tömegben gyártott szilikongumi kompozíciók adta szigeteléstechnikai lehetőségek korlátjánál. A továbblépés eddig egyetlen elvileg ismert iránya a szilikongumi szokásos kémiai összetételének olyan módosítása lehetnek, amely a kompozíciót ellenállóbbá tehetné a tartós, elsősorban nagyfeszültségű igénybevétellel szemben. Ilyen ismert elvi lehetőség pl. fenilcsoportok bevitele a polimerbe, oly módon, hogy a szilícium és oxigén atomokból álló lánchoz kapcsolódó szerves, általában metilcsoportok egy részét, kémiai reakcióval fenilcsoporttal helyettesítik, vagy méginkább, így építik fel. A villamos tartamszilárdság ilyen elven való, tehát recepturális javítása az irodalom szerint, csupán szilikon olajoknál („Study to Determine the Potential Use of Silicone Fluids in Transformers” Prepared by General Electric for the US Department of Energy (1979) Contact No. EX-76-C-01-2115) hozott a valóságban is használható eredményt, amelyhez legalább kb. 25 mól% fenilcsoport alkalmazása szükséges. Az ehhez hasonló íölépítésü szilikongumik azonban, az elvileg 2 1 várható jobb villamos tartamszilárdság ellenére, a gyakorlatban mégsem terjedtek el, egyrészt jóval nagyobb áruk és szűkebb alkalmazhatósági körük, másrészt kevésbé előnyös mechanikai tulajdonságaik miatt (Lynch, W.: Handbook of Silicone Rubber Fabrication, Van Nostrand, N. Y., 1978). A fenilcsoport, mint aromás szerkezetet mutató kémiai összetevő villamos tartamszilárdságot növelő hatása más területről, a közép- és nagyfeszültségű polietilén kábelszigetelések köréből is, önmagában jól ismert tény. Ezt a fenilcsoport elektronbefogó hajlamával magyarázzák (Eichorn, R. M.: IEEE Trans, on Electrical Insulation, EI-12, (1977) No.l., 2—18.). Ugyancsak ezen szakterület gyakorlatából és irodalmából ismerjük azt is, hogy másféle, nem aromás jellegű adalékok, amelyek a polietilén mátrix anyagával korlátozottan összeférhetők, abban való vándorlási hajlamuk, azaz migrálásuk által javítják a villamos tartamszilárdságot. Ezt a védőhatást az óhatatlanul előforduló technológiai hibahelyek, pl. üregek — a szigetelés gyönge pontjai — migrálással való kitöltésével magyarázzák (McMahon, E. J.: IEEE Trans, on Electrical Insulation, EI-16., (1981) No. 4., 304—318). Ugyancsak önmagában ismert tény, hogy a fenilcsoportot képviselő adalékanyagoknak már 0,1 —1,0%-os bevitele a polietilén szigetelőanyagba, a villamos tartamszilárdság tetemes javulását idézi elő (Aschraft, A. C. — Eichorn, R. M. — Shaw, R. G.: Proc. International IEEE Symposium on Electrical Insulation 186, (1976) Montreal), miközben a kismennyiségű adalék a gyártási anyagköltségeket csak igen kis mértékben növeli. Az ilyen természetű, villamos tartamszilárdságot javító adalék anyagokat feszültségstabilizátoroknak nevezik. Mindezideig nem volt ismeretes azonban olyan megoldás, amely kihasználva az önmagában, a polietilén esetéből ismert elektronbefogó, aromás összetevő jó hatását, pl. a fenilcsoportot tartalmazó szilikon olajok fönti példáján bemutatott fokozott tartamszilárdságot, ilyenek adalékolásával, szilikongumiból készült villamos szigetelőanyagok villamos tartamszilárdságát növelte volna. A villamos szigeteléstechnikában használatos előnyös földolgozási és végtermék tulajdonságú szilikongumi fajták sem tartalmaznak általában főtömegükben és szerkezetükben számottevő mennyiségű, kémiailag beépített aromás alkotórészt, mivel előnytelen mechanikai tulajdonságokat eredmé nyezne és ár szempontjából is hátrányos lenne. Amint a fontiekből kitűnik, az előnyös hatású fenilcsoportok villamos szigetelő szilikongumiban való alkalmazása mindezideig tehát csak különleges recpptúrával, kémiailag beépítve, jelentős költségtöbblet árán és csak elvileg volt ismeretes, amit a fenilcsoportok helyhez, tehát a polimer lánchoz kö2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
