聚合物混合物作为传感器混合物的用途制造技术

技术编号:10255691 阅读:139 留言:0更新日期:2014-07-24 23:21
本发明专利技术涉及一种适合用作传感器聚合物混合物的聚合物混合物,涉及一种包含该聚合物混合物的缆线,在该聚合物混合物中优选包括用于检测变化的测量设备,和涉及用于确定缆线的机械和/或电学稳定性或者缆线老化的方法。该方法使用所述聚合物混合物中变化的确定,特别是老化和/或稳定性的确定,例如作为对包含所述聚合物混合物的缆线的磨损估计或剩余使用寿命的测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适合用作传感器混合物的聚合物混合物。这种聚合物混合物旨在用于确定缆线的机械和/或电学稳定性或者老化。该对应的传感器混合物可以沿缆线延伸并且形成缆线挤出层的截面的构件。
技术介绍
US2012/0001128A1公开了旨在用于高压缆线的半导体混合物,相对于100重量份的基础聚烯烃,其包含0.5至2.15重量份的碳纳米管和0.1至1重量份的过氧化交联剂(peroxidic crosslinker)。该对应的材料旨在用作包围高压缆线导体的内部导电层和用作包围其绝缘体的外部导电层。EP1490672B1描述一种通过测量另一种包含25重量%的碳黑或金属颗粒作为导电组分的聚合物混合物的电阻或电导率以确定缆线中聚合物混合物稳定性的方法。电阻随时间的变化用作老化的度量标准,因为老化通过收缩导致电导率组分的压实。该包含电导率组分的聚合物混合物可以沿着缆线以细丝的方式设置,在该情形下沿着聚合物混合物测量电阻。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供用作传感器混合物的备选聚合物混合物,并且优选地,提供用于确定聚合物混合物变化的备选方法,优选地,提供包含该聚合物混合物的备选缆线。本专利技术根据权利要求1的特征,通过使用包含或由至少一种聚合物、无机填料、加工助剂、0.2~6重量%的碳纳米管、任选的增塑剂、任选的交联系统和任选的染料组成的聚合物混合物,解决了该问题。对于传感器混合物,除非另外指明,以重量%的组分的比例是相对于全部混合物表示的。该聚合物为,例如,聚亚烷基(polyalkylene)、聚丙烯、聚乙烯(PE),优选低密度PE(LDPE),聚乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯及其混合物,并且其含量为,例如最高达60重量%,优选20~50重量%。无机填料为,例如白垩和/或高岭土,其含量为,例如5~60重量%;以及阻燃剂,特别选自氢氧化铝(ATH),例如具有1.7~2.1μm的粒径d50和3~5m2/g的BET表面积,其含量为,例如10~60重量%,优选40~50重量%。可以以例如0.3重量%的程度存在的老化稳定剂的实例为四(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-氢-肉桂酸酯))甲烷(也称作Irganox1010)。交联系统可以包含,例如过氧化物和/或ZnO,在该情形下,该传感器混合物在设置于缆线之前或之后交联,例如通过挤出后的加热和/或辐射的方式。该传感器混合物能够作为缆线聚合物层的组分通过挤出的方式设置,例如作为护套和/或内部护套层的部分截面,在该情形下,该传感器混合物特别地在缆线的全长度上延伸,并且形成沿缆线延伸的细丝作为护套和/或内部护套层的一部分。任选地,该传感器混合物可以作为护套内沿缆线延伸的细丝来设置。该碳纳米管具有,例如平均直径为8~10nm,优选9.5nm,特别地具有的平均长度为1~5μm,优选1.4~1.6μm,特别地1.5μm,优选具有的碳含量为至少90%,余量为金属氧化物。碳纳米管具有,例如BET表面积为200~400g/m2,优选250~300g/m2。已经证实,该传感器混合物能够通过挤出形成细丝,并且然后任选地,进行交联,并且具有足以检测依赖于老化的变化的电学性质,特别是充足的电导率。有利地,传感器混合物中0.2~6重量%,优选0.4~4重量%或0.4~2重量%的碳纳米管含量足以给予该混合物以可测量方式变化的电学性质作为老化函数。相比于例如EP1490672B1的碳黑含量,电导率组分的这种低含量具有以下优点:与除碳纳米管外相同的聚合物混合物相比,该成分仅轻微至不显著程度地改变其性质,特别是与老化特性相关的性质。因此,优选的是,该传感器混合物与缆线组分的聚合物混合物相同,特别地与额外包含碳纳米管的护套或内部护套的聚合物混合物相同。在该实施方式中,该传感器混合物的老化特性特别地对应于缆线的护套或内部护套的聚合物混合物的老化特性,且构成具有护套或内部护套的聚合物混合物组分的传感器混合物的一定含量的碳纳米管赋予传感器混合物或传感器混合物细丝以电学性质,其变化是可以使用设备测量的或者在本方法中测量作为老化量度。与除碳纳米管外完全相同的聚合物混合物相比,该传感器混合物具有基本上相同的机械性质或稍微变化的机械性质。因此,该传感器混合物或者具有至少一根该传感器混合物细丝的缆线的一个优点是:机械性质不会显著变坏,如果不是完全没有变化的话。特别是对于其中传感器混合物的细丝是在护套的外表面上形成或者作为护套或内部护套的截面构件而形成的实施方式中,这点是重要的。用于确定包含传感器混合物的缆线、特别是以沿着缆线延伸的传感器混合物细丝的形式的稳定性的方法,包括至少一种传感器混合物电学性质变化的确定,该电学性质为例如电导率、电阻、电容和/或耗散因数。已经发现,该传感器混合物在与依赖于造成老化的影响的电学性质、方面表现出显著的变化。优选地,传感器混合物在电学性质方面的变化大于这样的聚合物混合物,其包含25%的碳黑而不是0.2~6重量%的例如根据本发明的碳纳米管,而在其它方面具有完全相同的组成。在缆线的第一实施方式中,该传感器混合物沿着缆线以至少一根沿着缆线延伸的细丝形式设置,该细丝末端电连接测量单元。该传感器混合物优选沿着缆线以两根或更多根沿缆线的细丝的形式设置,每根细丝的一端电连接缆线第一纵截面中的测量单元,并且其末端设置于缆线与第一纵截面间隔开的第二纵截面,其与第一纵截面彼此电连接。优选地,该第一纵截面为缆线的第一末端,第二纵截面为缆线的第二间隙开的末端。该细丝可以设置于护套或内部护套中,并且可以构成护套或内部护套截面的构件。对于该实施方式,其传感器混合物可以例如通过使用向传感器混合物加料的带分配器(strip distributor)的模具(die),例如与护套或者内部护套的聚合物混合物共挤出,使得该传感器混合物形成护套或内部护套的聚合物混合物中的带。备选地,该传感器混合物能够通过例如引导该细丝与将要设置于护套内的缆线元件一起穿过挤出机模具挤出成设置于护套内的细丝,通过该方式护套的聚合物混合物围绕着这些缆线元件被挤出。例如,至少一根细丝可以与缆线的芯线绞合和/或置于这些芯线的间隙之间和/或用内护套和/或护套的聚合物材进行夹物模压(insert-molded)。在第二个实施方式中,包括至少两个导体的传感器混合物形成传感器元件。优选地,该传感器元件具有至少两个在传感器混合物内以一定距离设置...

【技术保护点】
聚合物混合物作为用于确定缆线老化的传感器混合物(1)的用途,所述聚合物混合物包含或由以下组成:至少一种聚合物、无机填料、加工助剂、0.2~6重量%的碳纳米管、任选的增塑剂、任选的交联系统和任选的染料。

【技术特征摘要】
2013.01.17 EP 13305048.41.聚合物混合物作为用于确定缆线老化的传感器混合物(1)的用途,所
述聚合物混合物包含或由以下组成:至少一种聚合物、无机填料、加工助剂、
0.2~6重量%的碳纳米管、任选的增塑剂、任选的交联系统和任选的染料。
2.根据权利要求1的用途,其特征在于,所述碳纳米管具有8~10nm
的平均直径,1~5μm的平均长度,至少90%的碳含量,余量为金属氧化物,
和200~400g/m2的BET表面积。
3.根据权利要求1或2的用途,其特征在于,所述聚合物混合物包含
高达60重量%的阻燃剂。
4.一种包含根据权利要求1的聚合物混合物的缆线,其特征在于,所
述传感器混合物(1)形成传感器元件(6),该传感器元件(6)围绕至少两个彼此
间隔开的导体(2,3)设置。
5.根据权利要求4的缆线,其特征在于,至少一根沿着所述缆线设置
的光学纤维连接至光学检测器,从该光学检测器将测量结果发送至连接测量
单元的评估单元,所述评估单元设置用来将来自所述测量单元的测量结果与
来自所述光学检测器的测量结果关联起来,至少一根光学纤维具有其光学性
质依赖于温度的...

【专利技术属性】
技术研发人员:M梅耶JM冈内特A康姆贝西斯
申请(专利权)人:尼克桑斯公司
类型:发明
国别省市:法国;FR

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