Câble comprenant une couche isolante moussée et réticulée Cable comprising a foamed and reticulated insulating layer
La présente invention se rapporte à un câble comprenant au moins une couche électriquement isolante moussée et réticulée. The present invention relates to a cable comprising at least one electrically insulating layer foamed and crosslinked.
Elle s'applique typiquement, mais non exclusivement, aux domaines des câbles d'énergie à basse tension, notamment inférieure à 6kV, qu'ils soient à courant continu ou alternatif. It applies typically, but not exclusively, to the fields of low voltage power cables, especially less than 6kV, whether DC or AC.
Du document US-5 455 392 est connu un câble électrique comprenant un conducteur central entouré par un matériau isolant de polyéthylène moussé et réticulé, un film de polyéthylène téréphtalate (PET) étant enroulé autour de ce matériau isolant. Le câble électrique comprend en outre un fil électrique isolé torsadé autour du conducteur central, et positionné dans l'épaisseur du matériau isolant. No. 5,455,392 discloses an electrical cable comprising a central conductor surrounded by a polyethylene foamed and crosslinked insulating material, a film of polyethylene terephthalate (PET) being wound around this insulating material. The electrical cable further comprises an insulated electrical wire twisted around the central conductor, and positioned in the thickness of the insulating material.
Cependant, ce matériau isolant moussé et réticulé présente des propriétés diélectriques et mécaniques non optimisées, notamment dans le domaine des câbles basse tension, et le procédé de fabrication de ce câble est très contraignant avec de nombreuses étapes de fabrication. However, this foamed and crosslinked insulating material has non-optimized dielectric and mechanical properties, particularly in the field of low voltage cables, and the manufacturing process of this cable is very restrictive with many manufacturing steps.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant un câble comprenant au moins une couche électriquement isolante moussée et réticulée, simple et rapide à fabriquer, tout en garantissant de bonnes propriétés diélectriques et mécaniques au niveau de la couche électriquement isolante. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art techniques by proposing a cable comprising at least one electrically insulating layer foamed and crosslinked, simple and fast to manufacture, while ensuring good dielectric and mechanical properties at the level of the electrically insulating layer.
La présente invention a pour objet un câble comprenant un élément conducteur allongé entouré par au moins une première couche électriquement isolante moussée et réticulée, obtenue à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère, un premier agent de réticulation apte à libérer au moins un gaz lors de sa décomposition pour obtenir la première couche, et optionnellement un agent de nucléation, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche extrudée, imperméable audit gaz susceptible de se dégager lors de la décomposition du premier agent de réticulation pour obtenir la première couche.
L'invention présente avantageusement un câble comprenant une couche moussée et réticulée, qui est légère tout en présentant une bonne résistance mécanique ainsi que de bonnes propriétés diélectriques. The present invention relates to a cable comprising an elongated conductive element surrounded by at least a first foamed and crosslinked electrically insulating layer, obtained from a first composition comprising a first polymer material, a first crosslinking agent capable of releasing at least a gas during its decomposition to obtain the first layer, and optionally a nucleating agent, characterized in that it further comprises an extruded layer impervious to said gas that may be released during the decomposition of the first crosslinking agent to obtain the first layer. The invention advantageously has a cable comprising a foamed and crosslinked layer, which is light while having a good mechanical strength as well as good dielectric properties.
On entend par « imperméable audit gaz susceptible de se dégager lors de la décomposition du premier agent de réticulation » une couche qui laisse passer moins de 5 barrer, et de préférence moins de 2 barrer (cf. 1 barrer = 1 g . cm. s"1. cm"2. bar"1) au test de perméabilité au dioxyde de carbone ou au méthane (test réalisé à 20°C sous un gradient de pression de 3 bar), à l'aide d'un appareil du type Ox-Tran 2/61 de la société Mocon. The term "impervious to said gas likely to be released during the decomposition of the first crosslinking agent" means a layer which allows less than 5 bars to pass, and preferably less than 2 bars (see 1 bar = 1 g cm. "1" cm "2 bar " 1 ) the carbon dioxide or methane permeability test (test carried out at 20 ° C under a pressure gradient of 3 bar), using an Ox-type apparatus -Tran 2/61 of the company Mocon.
Plus particulièrement, la couche extrudée est imperméable au méthane More particularly, the extruded layer is impermeable to methane
(CH4). (CH 4 ).
On entend par « couche extrudée » une couche extrudée le long du câble, par des techniques bien connues de l'homme du métier. The term "extruded layer" means an extruded layer along the cable, by techniques well known to those skilled in the art.
On entend par « couche moussée » une couche comprenant des bulles de gaz, ou en d'autres termes des pores contenant du gaz. La couche moussée présente classiquement une porosité pouvant aller de 5 à 80% en volume, par rapport au volume total de la première composition (avant moussage). The term "foamed layer" means a layer comprising gas bubbles, or in other words pores containing gas. The foamed layer conventionally has a porosity ranging from 5 to 80% by volume, relative to the total volume of the first composition (before foaming).
La couche moussée de l'invention peut être préférentiellement une couche dont la variation de la densité (exprimée en pourcentage) peut être d'au moins 5 % (en valeur absolue), de préférence d'au moins 10% (en valeur absolue), et de façon particulièrement préférée d'au moins 20% (en valeur absolue). The foamed layer of the invention may be preferably a layer whose variation in density (expressed as a percentage) may be at least 5% (in absolute value), preferably at least 10% (in absolute value) , and particularly preferably at least 20% (in absolute value).
Dans la présente invention, la variation de la densité de la couche moussée est calculée comme suit : 100 x (d l-d2)/d2, dans laquelle d l est la masse volumique de la couche moussée et d2 est la masse volumique de la couche non moussée (destinée à former la couche moussée), la couche moussée se distinguant uniquement de la couche non moussée en ce qu'elle comprend en outre des bulles de gaz. In the present invention, the variation of the density of the foamed layer is calculated as follows: 100 x (d 1-d 2) / d 2, where d 1 is the density of the foamed layer and d 2 is the density of the layer not foamed (intended to form the foamed layer), the foamed layer being distinguished only from the unfoamed layer in that it further comprises gas bubbles.
La variation de la densité permet de donner la diminution de la masse volumique de la couche moussée par rapport à ladite couche non moussée, et est typiquement exprimée par une valeur négative. The variation in the density makes it possible to give the decrease in the density of the foamed layer relative to said unfoamed layer, and is typically expressed by a negative value.
Par exemple, une variation de la densité de 10% (en valeur absolue) signifie une variation de -10%, ou en d'autres termes une diminution de la
masse volumique de 10% en passant de la couche non moussée à la couche moussée. For example, a density change of 10% (in absolute value) means a change of -10%, or in other words a decrease in density of 10% from the unfoamed layer to the foamed layer.
1. Premier mode de réalisation : une isolation bicouche 1. First embodiment: a bilayer insulation
Dans un premier mode de réalisation, la couche extrudée est une deuxième couche électriquement isolante (i.e. deuxième couche), notamment différente de la première couche électriquement isolante (i.e. première couche), et entourant la première couche électriquement isolante. La première couche électriquement isolante peut être dite « couche interne », et la deuxième couche électriquement isolante peut être dite « couche externe ». In a first embodiment, the extruded layer is a second electrically insulating layer (i.e. second layer), in particular different from the first electrically insulating layer (i.e. first layer), and surrounding the first electrically insulating layer. The first electrically insulating layer may be called the "inner layer", and the second electrically insulating layer may be called the "outer layer".
Plus particulièrement, on entend par « une deuxième couche différente de la première couche » une deuxième couche obtenue à partir d'une composition différente de la première couche. A titre d'exemple, la deuxième couche comprend un matériau polymère différent de celui de la première couche et/ou un additif supplémentaire par rapport à la composition de la première couche. More particularly, the term "a second layer different from the first layer" a second layer obtained from a different composition of the first layer. By way of example, the second layer comprises a different polymer material from that of the first layer and / or an additional additive with respect to the composition of the first layer.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la deuxième couche peut être directement en contact physique avec la première couche, formant ainsi une isolation électrique « bicouche ». In a particularly preferred embodiment, the second layer may be in direct physical contact with the first layer, thereby forming a "bilayer" electrical insulation.
1.1. La deuxième couche 1.1. The second layer
La deuxième couche peut être obtenue à partir d'une deuxième composition comprenant un deuxième matériau polymère, au moins une charge ayant un facteur de forme strictement supérieur à 1, et optionnellement un deuxième agent de réticulation. The second layer may be obtained from a second composition comprising a second polymer material, at least one filler having a shape factor strictly greater than 1, and optionally a second crosslinking agent.
La deuxième couche extrudée est imperméable au gaz susceptible de se dégager lors de la décomposition du premier agent de réticulation pour obtenir la première couche. The second extruded layer is impervious to the gas that may be released during the decomposition of the first crosslinking agent to obtain the first layer.
De préférence, la deuxième couche est une couche réticulée, la réticulation étant réalisée par des techniques bien connues de l'homme du métier. A ce titre, on peut citer par exemple la réticulation peroxyde sous l'action de la chaleur ; la réticulation silane en présence d'un agent de réticulation ; la réticulation par faisceaux d'électron, rayons gamma, rayons X,
ou microondes ; la réticulation par voie photochimique telle que l'irradiation sous rayonnement béta, ou l'irradiation sous rayonnement ultraviolet en présence d'un photo-amorceur. Preferably, the second layer is a crosslinked layer, the crosslinking being carried out by techniques well known to those skilled in the art. As such, there may be mentioned for example peroxide crosslinking under the action of heat; silane crosslinking in the presence of a crosslinking agent; crosslinking by electron beams, gamma rays, X-rays, or microwaves; photochemically crosslinking such as irradiation under beta radiation, or irradiation under ultraviolet radiation in the presence of a photoinitiator.
La réticulation peroxyde sous l'action de la chaleur est préférée dans le premier mode de réalisation. Dans ce cas, la deuxième composition comprend en outre un peroxyde organique en tant que deuxième agent de réticulation. Ce type de réticulation est facile à mettre en œuvre et est très économique. The peroxide crosslinking under the action of heat is preferred in the first embodiment. In this case, the second composition further comprises an organic peroxide as the second crosslinking agent. This type of crosslinking is easy to implement and is very economical.
La réticulation peroxyde est classiquement réalisée sous l'action de la chaleur, en plongeant par exemple la deuxième couche dans un bain de sel, à une température suffisante pour décomposer la totalité du peroxyde organique dans l'intervalle de temps correspondant au traitement thermique de réticulation. The peroxide crosslinking is conventionally carried out under the action of heat, for example by immersing the second layer in a bath of salt, at a temperature sufficient to decompose all the organic peroxide in the time interval corresponding to the heat treatment of crosslinking. .
On entend par « décomposé en totalité » un temps suffisant de décomposition pour obtenir une deuxième couche avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175% selon la norme IEC 60811-507 (« Hot Set Test »). "Fully decomposed" means a sufficient time of decomposition to obtain a second layer with a hot creep under load (percentage elongation) of not more than 175% according to IEC 60811-507 ("Hot Set Test") .
1.1.1. Le deuxième matériau polymère 1.1.1. The second polymeric material
Le deuxième matériau polymère de l'invention peut comprendre un ou plusieurs polymère(s), le terme « polymère » pouvant s'entendre par tout type de polymère bien connu de l'homme du métier tel que homopolymère ou copolymère (e.g. copolymère séquencé, copolymère statistique, terpolymère, ...etc). The second polymeric material of the invention may comprise one or more polymer (s), the term "polymer" being understood as any type of polymer well known to those skilled in the art such as homopolymer or copolymer (eg block copolymer, random copolymer, terpolymer, etc.).
Le deuxième matériau polymère est classiquement issu de l'enchaînement covalent d'un grand nombre de motifs monomères identiques ou différents, et plus particulièrement issu de l'enchaînement covalent de plus de 40 motifs monomères identiques ou différents. The second polymer material is conventionally derived from the covalent linking of a large number of identical or different monomer units, and more particularly from the covalent linking of more than 40 identical or different monomer units.
Le polymère peut être du type thermoplastique ou élastomère, et peut être réticulé par des techniques étant bien connues de l'homme du métier. The polymer may be of the thermoplastic or elastomeric type, and may be crosslinked by techniques well known to those skilled in the art.
Dans un mode de réalisation particulier, le deuxième matériau polymère, ou en d'autres termes la matrice polymère de la deuxième composition, peut comprendre un ou plusieurs polymères d'oléfine (i.e. polyoléfine), et de préférence un ou plusieurs polymères d'éthylène et/ou un
ou plusieurs polymères de propylène. Un polymère d'oléfine est classiquement un polymère obtenu à partir d'au moins un monomère d'oléfine. In a particular embodiment, the second polymeric material, or in other words the polymer matrix of the second composition, may comprise one or more olefin polymers (ie polyolefin), and preferably one or more ethylene polymers. and / or or more propylene polymers. An olefin polymer is conventionally a polymer obtained from at least one olefin monomer.
Plus particulièrement, le deuxième matériau polymère comprend plus de 50% en poids de polymère(s) d'oléfine, de préférence plus de 70% en poids de polymère(s) d'oléfine, et de façon particulièrement préférée plus de 90% en poids de polymère(s) d'oléfine, par rapport au poids total de matériau polymère. De préférence, le deuxième matériau polymère est uniquement composé d'un ou de plusieurs polymère(s) d'oléfine, et de préférence d'un ou de plusieurs polymère(s) d'éthylène. More particularly, the second polymer material comprises more than 50% by weight of olefin polymer (s), preferably more than 70% by weight of olefin polymer (s), and more preferably more than 90% by weight. weight of olefin polymer (s), based on the total weight of polymer material. Preferably, the second polymeric material is composed solely of one or more olefin polymer (s), and preferably one or more ethylene polymer (s).
A titre d'exemple, le deuxième matériau polymère de l'invention peut comprendre un ou plusieurs polymères d'oléfine choisis parmi un polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE); un polyéthylène très basse densité (VLDPE); un polyéthylène basse densité (LDPE); un polyéthylène moyenne densité (MDPE); un polyéthylène haute densité (HDPE); un copolymère élastomère d'éthylène-propylène (EPR); un terpolymère éthylène propylène diène monomère (EPDM); un copolymère d'éthylène et de vinyle ester tel qu'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA); un copolymère d'éthylène et d'acrylate tel qu'un copolymère d'éthylène et d'acrylate de butyle (EBA) ou un copolymère d'éthylène et d'acrylate de méthyle (EMA); un copolymère d'éthylène et d'alpha-oléfine tel qu'un copolymère d'éthylène et d'octène (PEO) ou un copolymère d'éthylène et de butène (PEB); un polymère d'oléfine fonctionnalisé ; du polypropylène ; un copolymère du propylène ; et un de leurs mélanges. By way of example, the second polymeric material of the invention may comprise one or more olefin polymers chosen from a linear low density polyethylene (LLDPE); a very low density polyethylene (VLDPE); low density polyethylene (LDPE); medium density polyethylene (MDPE); high density polyethylene (HDPE); an ethylene-propylene elastomeric copolymer (EPR); an ethylene propylene diene monomer terpolymer (EPDM); a copolymer of ethylene and vinyl ester such as a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA); a copolymer of ethylene and acrylate such as a copolymer of ethylene and butyl acrylate (EBA) or a copolymer of ethylene and methyl acrylate (EMA); a copolymer of ethylene and alpha-olefin such as an ethylene-octene copolymer (PEO) or a copolymer of ethylene and butene (PEB); a functionalized olefin polymer; polypropylene; a copolymer of propylene; and one of their mixtures.
La deuxième composition de l'invention peut comprendre au moins 20 % en poids de deuxième matériau polymère, de préférence au moins 30 % en poids de deuxième matériau polymère, et de façon particulièrement préférée au moins 40% en poids de deuxième matériau polymère, par rapport au poids total de la deuxième composition. 1.1.2. La charge ayant un facteur de forme strictement supérieur à 1 The second composition of the invention may comprise at least 20% by weight of second polymeric material, preferably at least 30% by weight of second polymeric material, and particularly preferably at least 40% by weight of second polymeric material, relative to the total weight of the second composition. 1.1.2. The load having a form factor strictly greater than 1
Ladite charge est de préférence de type lamellaire. Elle a de préférence un facteur de forme d'au moins 10, de préférence d'au moins 100, et de façon particulièrement préférée d'au moins 200.
Le facteur de forme est typiquement le rapport entre la plus petite dimension de la charge (telle que par exemple l'épaisseur de la charge pour une charge en forme de lamelle) et la plus grande dimension de ladite charge (telle que par exemple la longueur de la charge pour une charge en forme de lamelle). Said filler is preferably of the lamellar type. It preferably has a form factor of at least 10, preferably at least 100, and particularly preferably at least 200. The form factor is typically the ratio between the smallest dimension of the load (such as, for example, the thickness of the load for a lamellar load) and the largest dimension of said load (such as, for example, the length load for a slat load).
Dans un mode de réalisation particulier, la charge est une charge micrométrique. In a particular embodiment, the load is a micrometric load.
Les charges micrométriques ont typiquement au moins l'une de leurs dimensions de taille micrométrique (10"6 mètre). Micrometric charges typically have at least one of their micrometer size dimensions (10 -6 meters).
On entend par le terme « dimension », la dimension moyenne en nombre de l'ensemble des charges micrométriques d'une population donnée, cette dimension étant classiquement déterminée par des méthodes bien connues de l'homme du métier. By "dimension" is meant the number-average size of all the micrometric charges of a given population, this dimension being conventionally determined by methods well known to those skilled in the art.
La dimension des charges micrométriques selon l'invention peut être par exemple déterminée par microscopie, notamment par microscope électronique en transmission (MET). The size of the micrometric charges according to the invention may for example be determined by microscopy, in particular by transmission electron microscope (TEM).
La dimension moyenne en nombre des charges micrométriques peut être notamment d'au plus 400 pm, de préférence d'au plus 300 pm, et plus préférentiellement d'au plus 100 pm. The average number of micrometric charges may in particular be at most 400 μm, preferably at most 300 μm, and more preferably at most 100 μm.
De façon particulièrement préférée, la dimension moyenne en nombre des charges micrométriques est d'au moins 1 pm et d'au plus 100 pm, de préférence d'au moins 1 pm et d'au plus 50 pm, et de façon particulièrement préférée d'au moins 1 pm et d'au plus 3 pm. Particularly preferably, the number average size of the micrometric charges is at least 1 μm and at most 100 μm, preferably at least 1 μm and at most 50 μm, and particularly preferably at least 1 μm and not more than 3 μm.
A titre d'exemple de charge micrométrique ayant un facteur de forme strictement supérieur à 1, on peut citer de la montmorillonite naturelle modifiée avec un sel d'ammonium quaternaire, commercialisée par la société BYK KOMETRA sous la référence Cloisite 20. As an example of a micrometric charge having a form factor strictly greater than 1, mention may be made of natural montmorillonite modified with a quaternary ammonium salt, sold by BYK KOMETRA under the reference Cloisite 20.
Cette charge nanométrique comprend des ensembles de lamelles agglomérées dont la dimension moyenne en nombre des agglomérats est telle que définie ci-avant. This nanometric load comprises sets of agglomerated lamellae whose average number of agglomerates is as defined above.
La dimension moyenne en nombre des lamelles unitaires de cette charge peut être d'environ 1 nm pour son épaisseur (dimension la plus petite), et de 200 nm pour sa longueur (dimension la plus grande).
La deuxième composition de l'invention peut comprendre une quantité suffisante de charge(s) ayant un facteur de forme strictement supérieur à 1, pour pouvoir optimiser les propriétés d'imperméabilité aux gaz de la deuxième couche. The average number of unit lamellae of this load can be about 1 nm for its thickness (the smallest dimension), and 200 nm for its length (largest dimension). The second composition of the invention may comprise a sufficient amount of filler (s) having a form factor strictly greater than 1, to optimize the gas impermeability properties of the second layer.
A titre d'exemple, la deuxième composition peut comprendre de 0,1 à By way of example, the second composition can comprise from 0.1 to
30 parties en poids, de préférence de 2 à 20 parties en poids, et de façon particulièrement préférée de 5 à 15 parties en poids, de charge(s) ayant un facteur de forme strictement supérieur à 1, pour 100 parties en poids du deuxième matériau polymère dans la deuxième composition. 30 parts by weight, preferably from 2 to 20 parts by weight, and particularly preferably from 5 to 15 parts by weight, filler (s) having a form factor of strictly greater than 1, per 100 parts by weight of the second polymeric material in the second composition.
1.1.3. Le deuxième agent de réticulation 1.1.3. The second crosslinking agent
Le deuxième agent de réticulation peut être nécessaire lorsque la deuxième couche est une couche réticulée. The second crosslinking agent may be necessary when the second layer is a crosslinked layer.
La réticulation peroxyde sous l'action de la chaleur est préférée. Le deuxième agent de réticulation peut être choisi parmi un peroxyde organique bien connu de l'homme du métier. Peroxide crosslinking under the action of heat is preferred. The second crosslinking agent may be chosen from an organic peroxide well known to those skilled in the art.
A titre d'exemple, le peroxyde organique peut être choisi parmi le peroxyde de dicumyle (DCP), le peroxyde de tertiobutyl cumyl (TBCP), et un de leurs mélanges. By way of example, the organic peroxide may be chosen from dicumyl peroxide (DCP), tert-butyl cumyl peroxide (TBCP), and a mixture thereof.
De préférence, le deuxième agent de réticulation peut avoir un temps de demi-vie inférieur à celui du premier agent de réticulation (déterminé à une même température). Preferably, the second crosslinking agent may have a half-life time lower than that of the first crosslinking agent (determined at the same temperature).
La deuxième composition peut comprendre une quantité suffisante d'un ou de plusieurs agents de réticulation, afin d'obtenir ladite couche réticulée. The second composition may comprise a sufficient amount of one or more crosslinking agents to obtain said crosslinked layer.
A titre d'exemple, la deuxième composition peut comprendre de 0,01 à 10,0 parties en poids de deuxième agent de réticulation pour 100 parties en poids de deuxième matériau polymère. By way of example, the second composition may comprise from 0.01 to 10.0 parts by weight of second crosslinking agent per 100 parts by weight of second polymeric material.
De préférence, notamment lors de l'utilisation d'un agent de réticulation de type peroxyde organique, la deuxième composition peut avantageusement comprendre au plus 5,0 parties en poids du deuxième agent de réticulation, et de préférence au plus 2,0 parties en poids du deuxième agent de réticulation, pour 100 parties en poids de deuxième matériau
polymère dans la deuxième composition. Preferably, especially when using an organic peroxide-type crosslinking agent, the second composition may advantageously comprise at most 5.0 parts by weight of the second crosslinking agent, and preferably at most 2.0 parts by weight. weight of the second crosslinking agent, per 100 parts by weight of second material polymer in the second composition.
Lorsque la deuxième couche est une couche réticulée, la réticulation de cette couche peut être facilement caractérisée par son « Hot Set Test » selon la norme IEC 60811-507, avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175%. When the second layer is a crosslinked layer, the crosslinking of this layer can be easily characterized by its "Hot Set Test" according to the IEC 60811-507 standard, with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175 %.
1.2. La première couche 1.2. The first layer
La première couche moussée et réticulée est obtenue à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère, un premier agent de réticulation apte à libérer au moins un gaz lors de sa décomposition pour obtenir la première couche, et optionnellement un agent de nucléation. The first foamed and crosslinked layer is obtained from a first composition comprising a first polymer material, a first crosslinking agent capable of releasing at least one gas during its decomposition to obtain the first layer, and optionally a nucleating agent.
L'épaisseur de la première couche peut être avantageusement supérieure ou égale à l'épaisseur de la deuxième couche. De préférence, l'épaisseur de la première couche peut être de 2 à 4 fois supérieure à l'épaisseur de la deuxième couche, et de façon particulièrement préférée l'épaisseur de la première couche est environ 3 fois supérieure à l'épaisseur de la deuxième couche. The thickness of the first layer may advantageously be greater than or equal to the thickness of the second layer. Preferably, the thickness of the first layer may be 2 to 4 times greater than the thickness of the second layer, and particularly preferably the thickness of the first layer is about 3 times greater than the thickness of the first layer. second layer.
La première couche est d'une part une couche réticulée grâce au premier agent de réticulation, notamment sous l'action d'une élévation de température qui va décomposer l'agent de réticulation afin de réticuler le premier matériau polymère, et d'autre part une couche moussée grâce au gaz libéré lors de la décomposition du premier agent de réticulation, permettant de mousser la première composition et d'obtenir ainsi une couche moussée. The first layer is on the one hand a crosslinked layer thanks to the first crosslinking agent, in particular under the action of a rise in temperature which will break down the crosslinking agent in order to crosslink the first polymer material, and on the other hand a foamed layer thanks to the gas released during the decomposition of the first crosslinking agent, to foam the first composition and thus obtain a foamed layer.
La réticulation sous l'action de la chaleur est préférée dans le premier mode de réalisation. Ce type de réticulation est facile à mettre en œuvre et est très économique. Crosslinking under the action of heat is preferred in the first embodiment. This type of crosslinking is easy to implement and is very economical.
1.2.1. Le premier matériau polymère 1.2.1. The first polymer material
Le premier matériau polymère de la première composition peut être identique ou différent du deuxième matériau polymère de la deuxième composition. The first polymeric material of the first composition may be the same or different from the second polymeric material of the second composition.
Le premier matériau polymère peut être un matériau polymère tel que décrit précédemment pour le deuxième matériau polymère.
De préférence, le premier matériau polymère peut être identique au deuxième matériau polymère. The first polymeric material may be a polymeric material as previously described for the second polymeric material. Preferably, the first polymeric material may be identical to the second polymeric material.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la première couche et la deuxième couche sont des couches extrudées. In a particularly advantageous embodiment, the first layer and the second layer are extruded layers.
La première et la deuxième couche peuvent être extrudées successivement, avec la même extrudeuse comprenant une unique tête d'extrusion. Plus particulièrement, la première couche est tout d'abord extrudée autour de l'élément conducteur allongé lors d'un premier passage dans une extrudeuse, puis la deuxième couche est ensuite extrudée autour de la première couche lors d'un deuxième passage dans ladite extrudeuse. The first and second layers can be extruded successively, with the same extruder comprising a single extrusion head. More particularly, the first layer is first extruded around the elongate conductive member during a first pass in an extruder, and then the second layer is then extruded around the first layer during a second pass in said extruder. .
De préférence, la première couche et la deuxième couche sont extrudées en même temps. On parle alors de co-extrusion ou de couches co- extrudées. La co-extrusion peut être alors typiquement réalisée à l'aide de deux extrudeuses alimentant une unique tête d'extrusion. Plus particulièrement, la première couche et la deuxième couche sortent de leur extrudeuse respective simultanément par une seule et même tête d'extrusion, entourant ainsi en même temps l'élément conducteur allongé. Preferably, the first layer and the second layer are extruded at the same time. This is called coextrusion or coextruded layers. Coextrusion can then be typically performed using two extruders feeding a single extrusion head. More particularly, the first layer and the second layer exit from their respective extruder simultaneously by one and the same extrusion head, thus at the same time surrounding the elongated conductive member.
1.2.2. Le premier agent de réticulation 1.2.2. The first crosslinking agent
Le premier agent de réticulation compris dans la première couche joue un double rôle : il permet à la fois la réticulation du premier matériau polymère, notamment sous l'action de la chaleur, et le moussage de la première composition en libérant au moins un gaz. The first crosslinking agent included in the first layer has a dual role: it allows both the crosslinking of the first polymer material, especially under the action of heat, and the foaming of the first composition by releasing at least one gas.
Ainsi, lors de la décomposition du premier agent de réticulation sous l'effet d'une augmentation de température, le premier agent de réticulation libère au moins un gaz, ce gaz formant ainsi des bulles à l'intérieur du premier matériau polymère. Les bulles ainsi formées sont alors avantageusement retenues par la deuxième couche imperméable audit gaz. Thus, during the decomposition of the first crosslinking agent under the effect of an increase in temperature, the first crosslinking agent releases at least one gas, this gas thus forming bubbles inside the first polymer material. The bubbles thus formed are then advantageously retained by the second layer impervious to said gas.
Lorsque le premier agent de réticulation va se décomposer, la première composition va plus particulièrement être moussée avant d'être réticulée. En d'autres termes, elle va plus particulièrement mousser avant de pouvoir obtenir un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175% selon la norme IEC 60811-507.
De préférence, le gaz destiné à être libéré par le premier agent de réticulation est du méthane ou du dioxyde de carbone. When the first crosslinking agent will decompose, the first composition will more particularly be foamed before being crosslinked. In other words, it will more particularly foam before it can obtain a creep under load (percentage extension) of at most 175% according to IEC 60811-507. Preferably, the gas to be released by the first crosslinking agent is methane or carbon dioxide.
En outre, le premier agent de réticulation peut avoir une température de décomposition compatible avec les températures de mise en œuvre, notamment les températures d'extrusion, de la première composition. En d'autres termes, la réticulation du premier matériau polymère ne doit pas de préférence avoir lieu lors de la mise en œuvre de la première composition, notamment lors de l'extrusion de la première composition. In addition, the first crosslinking agent may have a decomposition temperature that is compatible with the processing temperatures, in particular the extrusion temperatures, of the first composition. In other words, the crosslinking of the first polymer material should preferably not take place during the implementation of the first composition, in particular during the extrusion of the first composition.
Le premier agent de réticulation peut être avantageusement un peroxyde organique, ce type de composé libérant du méthane lors de sa décomposition. The first crosslinking agent may advantageously be an organic peroxide, this type of compound releasing methane during its decomposition.
Le peroxyde organique peut être choisi parmi le peroxyde de dicumyle (DCP), le peroxyde de tertiobutyl cumyl (TBCP), et un de leurs mélanges. The organic peroxide may be selected from dicumyl peroxide (DCP), tertiary butyl cumyl peroxide (TBCP), and a mixture thereof.
D'autres peroxydes organiques peuvent être choisis sous réserve d'avoir une température de décomposition compatible avec la température de mise en œuvre de la première composition, notamment dans une extrudeuse. Other organic peroxides may be chosen provided that the decomposition temperature is compatible with the temperature at which the first composition is used, in particular in an extruder.
La réticulation peroxyde est classiquement réalisée sous l'action de la chaleur, en plongeant par exemple la première couche dans un bain de sel, à une température suffisante pour décomposer la totalité du peroxyde organique dans l'intervalle de temps correspondant au traitement thermique de réticulation. The peroxide crosslinking is conventionally carried out under the action of heat, for example by immersing the first layer in a salt bath at a temperature sufficient to decompose all of the organic peroxide in the time interval corresponding to the heat treatment of crosslinking. .
On entend par « décomposé en totalité » un temps suffisant de décomposition pour obtenir une première couche avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175% selon la norme IEC 60811-507 (« Hot Set Test »). "Fully decomposed" means a sufficient time of decomposition to obtain a first layer with a hot creep under load (percentage elongation) of not more than 175% according to IEC 60811-507 ("Hot Set Test") .
La première composition peut comprendre une quantité suffisante d'un ou de plusieurs premiers agents de réticulation, afin d'obtenir ladite couche moussée et réticulée. The first composition may comprise a sufficient amount of one or more first crosslinking agents to provide said foamed and crosslinked layer.
A titre d'exemple, la première composition peut comprendre de 0,01 à 10,0 parties en poids de premier agent de réticulation, et de préférence de 1,0 à 5,0 parties en poids de premier agent de réticulation, pour 100 parties en poids de premier matériau polymère. By way of example, the first composition may comprise from 0.01 to 10.0 parts by weight of first crosslinking agent, and preferably from 1.0 to 5.0 parts by weight of first crosslinking agent, per 100 parts by weight of first polymeric material.
La réticulation de la première couche moussée et réticulée peut être
facilement caractérisée par son « Hot Set Test » selon la norme IEC 60811- 507, avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175%. The crosslinking of the first foamed and crosslinked layer can be easily characterized by its "Hot Set Test" according to IEC 60811-507, with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175%.
Le moussage, ou l'expansion, de la première couche moussée et réticulée peut être caractérisé par son degré d'expansion déterminé selon la mesure de différence de densité entre la couche non moussée et la couche après son moussage. La densité peut être facilement déterminée par des techniques bien connues de l'homme du métier, telles que par exemple en immergeant dans l'éthanol la première couche avant moussage et après moussage, selon la norme IEC 60811-606. The foaming, or expansion, of the first foamed and crosslinked layer may be characterized by its degree of expansion determined according to the difference in density measurement between the unfoamed layer and the layer after foaming. The density can be easily determined by techniques well known to those skilled in the art, such as for example by immersing in ethanol the first layer before foaming and after foaming, according to standard IEC 60811-606.
1.2.3. L'agent de nucléation 1.2.3. The nucleating agent
L'agent de nucléation permet avantageusement d'affiner les bulles de gaz formées lors de la décomposition du premier agent de réticulation. The nucleating agent advantageously makes it possible to refine the gas bubbles formed during the decomposition of the first crosslinking agent.
L'agent de nucléation peut être avantageusement du talc, comme par exemple le talc référencé MISTROCELL fourni par la société IMERYS. The nucleating agent may advantageously be talc, such as, for example, Talc referenced MISTROCELL supplied by the company IMERYS.
La première composition peut comprendre une quantité suffisante d'un ou de plusieurs agents de nucléation, afin d'obtenir les propriétés désirées. The first composition may comprise a sufficient amount of one or more nucleating agents to achieve the desired properties.
A titre d'exemple, la première composition peut comprendre de 0,01 à 10,0 parties en poids d'agent de nucléation, et de préférence de 1,0 à 5,0 parties en poids d'agent de nucléation, pour 100 parties en poids de premier matériau polymère. By way of example, the first composition may comprise from 0.01 to 10.0 parts by weight of nucleating agent, and preferably from 1.0 to 5.0 parts by weight of nucleating agent, per 100 parts by weight of first polymeric material.
2. Deuxième mode de réalisation : une isolation monocouche 2. Second embodiment: a single-layer insulation
Dans un deuxième mode de réalisation, la couche extrudée est la première couche électriquement isolante moussée et réticulée. In a second embodiment, the extruded layer is the first foamed and crosslinked electrically insulating layer.
Plus particulièrement, la couche extrudée est donc la première couche électriquement isolante moussée et réticulée obtenue à partir de la première composition comprenant le premier matériau polymère, le premier agent de réticulation, et optionnellement l'agent de nucléation. More particularly, the extruded layer is therefore the first foamed and crosslinked electrically insulating layer obtained from the first composition comprising the first polymer material, the first crosslinking agent, and optionally the nucleating agent.
Pour simplifier la description de ce deuxième mode de réalisation, la première couche électriquement isolante moussée et réticulée sera appelée « couche électriquement isolante moussée et réticulée », la première
composition sera appelée « composition », le premier matériau polymère sera appelé « matériau polymère », et le premier agent de réticulation sera appelé « agent de réticulation », dans la suite de la description de ce deuxième mode de réalisation. To simplify the description of this second embodiment, the first foamed and crosslinked electrically insulating layer will be called "electrically insulating layer foamed and crosslinked", the first composition will be called "composition", the first polymeric material will be called "polymeric material", and the first crosslinking agent will be called "crosslinking agent", in the following description of this second embodiment.
Cette couche extrudée est imperméable au gaz susceptible de se dégager lors de la décomposition de l'agent de réticulation pour obtenir la couche électriquement isolante moussée et réticulée. This extruded layer is impervious to the gas that may be released during the decomposition of the crosslinking agent to obtain the foamed and crosslinked electrically insulating layer.
De préférence, le câble comprend uniquement ladite couche électriquement isolante moussée et réticulée comme unique couche électriquement isolante. Preferably, the cable comprises only said electrically insulating layer foamed and crosslinked as a single electrically insulating layer.
De façon particulièrement préférée, le câble comprend ladite couche électriquement isolante moussée et réticulée comme unique couche du câble entourant l'élément conducteur allongé. In a particularly preferred manner, the cable comprises said foamed and crosslinked electrically insulating layer as the single layer of the cable surrounding the elongated conductive element.
Ladite couche est d'une part une couche réticulée grâce audit agent de réticulation, notamment sous l'action d'une élévation de température qui va décomposer l'agent de réticulation afin de réticuler le matériau polymère, et d'autre part une couche moussée grâce au gaz libéré lors de la décomposition dudit agent de réticulation, permettant de mousser la composition et d'obtenir ainsi une couche moussée. Said layer is on the one hand a crosslinked layer through said crosslinking agent, in particular under the action of a temperature rise which will break down the crosslinking agent in order to crosslink the polymer material, and on the other hand a foamed layer thanks to the gas released during the decomposition of said crosslinking agent, to foam the composition and thus obtain a foamed layer.
La réticulation sous l'action de la chaleur est préférée dans le deuxième mode de réalisation. Ce type de réticulation est facile à mettre en œuvre et est très économique. Crosslinking under the action of heat is preferred in the second embodiment. This type of crosslinking is easy to implement and is very economical.
En outre, ladite couche est elle-même imperméable au gaz susceptible de se dégager lors de la décomposition dudit agent de réticulation pour obtenir la couche électriquement isolante moussée et réticulée. In addition, said layer is itself impervious to the gas that may be released during the decomposition of said crosslinking agent to obtain the electrically insulating layer foamed and crosslinked.
2.1. Le matériau polymère 2.1. The polymer material
Le matériau polymère de la couche extrudée peut comprendre avantageusement au moins un polymère ayant une viscosité Mooney ML (1 + 4) à 125°C d'au moins 10 MU (Mooney Unit), de préférence d'au moins 15 MU, et de façon particulièrement préférée d'au moins 20 MU . La viscosité dudit polymère peut être d'au plus 100 MU, et de préférence d'au plus 50 MU .
Plus particulièrement, le matériau polymère de la couche extrudée peut avoir une viscosité Mooney ML (1 + 4) à 125°C d'au moins 10 MU (Mooney Unit), de préférence d'au moins 15 MU, et de façon particulièrement préférée d'au moins 20 MU. La viscosité dudit matériau polymère peut être d'au plus 100MU, et de préférence d'au plus 50 MU. The polymeric material of the extruded layer may advantageously comprise at least one polymer having a Mooney viscosity ML (1 + 4) at 125 ° C. of at least 10 MU (Mooney Unit), preferably at least 15 MU, and particularly preferably at least 20 MU. The viscosity of said polymer may be at most 100 MU, and preferably at most 50 MU. More particularly, the polymeric material of the extruded layer may have a Mooney viscosity ML (1 + 4) at 125 ° C of at least 10 MU (Mooney Unit), preferably at least 15 MU, and particularly preferably at least 20 MU. The viscosity of said polymeric material may be at most 100MU, and preferably at most 50MU.
La viscosité Mooney peut être classiquement mesurée selon la norme IS0289-1. The Mooney viscosity can be classically measured according to the IS0289-1 standard.
Le matériau polymère peut être un matériau polymère tel que décrit précédemment pour le deuxième matériau polymère dans le premier mode de réalisation. The polymeric material may be a polymeric material as previously described for the second polymeric material in the first embodiment.
De préférence, le matériau polymère est un matériau élastomère, notamment du type caoutchouc amorphe. Preferably, the polymeric material is an elastomeric material, in particular of the amorphous rubber type.
A titre d'exemple, le matériau polymère peut comprendre au moins un polymère choisi parmi un EPDM, un EVA, et un de leurs mélanges. For example, the polymeric material may comprise at least one polymer selected from EPDM, EVA, and a mixture thereof.
La composition de ce deuxième mode de réalisation peut comprendre au moins 20 % en poids de matériau polymère, de préférence au moins 30 % en poids de matériau polymère, et de façon particulièrement préférée au moins 40% en poids de matériau polymère, par rapport au poids total de la composition. The composition of this second embodiment may comprise at least 20% by weight of polymeric material, preferably at least 30% by weight of polymeric material, and particularly preferably at least 40% by weight of polymeric material, with respect to total weight of the composition.
Dans ce deuxième mode de réalisation, la viscosité Mooney ML (1 + 4) à 125°C de la composition (i.e. composition non réticulée et non moussée) peut être d'au moins 10 MU (Mooney Unit). La viscosité de ladite composition peut être d'au plus 100 MU, et de préférence d'au plus 50 MU . In this second embodiment, the Mooney ML (1 + 4) viscosity at 125 ° C of the composition (i.e., uncrosslinked and unfoamed composition) may be at least 10 MU (Mooney Unit). The viscosity of said composition may be at most 100 MU, and preferably at most 50 MU.
Elle peut être mesurée selon la norme IS0289-1, à l'aide d'un appareil MV2000 de la société Alpha Technologies. Le Mooney MV2000 est constitué d'une chambre thermo-régulée, au sein de laquelle est placée ladite composition, et d'un rotor plan tournant à vitesse constante au sein du compound (2 tours/min). La viscosité ou consistance Mooney est proportionnelle à la valeur du couple exercé par la matière sur le rotor. Elle est donnée en points Mooney ou Mooney Units (avec 1 M .U . = 8,3.10"2 N .m). La valeur de viscosité indiquée ML (1 +4) est mesurée à 125°C. It can be measured according to the IS0289-1 standard, using an MV2000 device from Alpha Technologies. The Mooney MV2000 consists of a thermo-regulated chamber, in which is placed the composition, and a rotor plane rotating at constant speed within the compound (2 rev / min). Mooney viscosity or consistency is proportional to the amount of torque exerted by the material on the rotor. It is given in Mooney or Mooney Units points (with 1MU = 8.3 × 10 -2 Nm) The indicated viscosity value ML (1 + 4) is measured at 125 ° C.
2.2. L'agent de réticulation
L'agent de réticulation compris dans la couche du câble correspondant au deuxième mode de réalisation joue un double rôle : il permet à la fois la réticulation du matériau polymère, notamment sous l'action de la chaleur, et le moussage de la composition en libérant au moins un gaz. 2.2. The crosslinking agent The crosslinking agent included in the layer of the cable corresponding to the second embodiment has a dual role: it allows both the crosslinking of the polymer material, in particular under the action of heat, and the foaming of the composition by releasing at least one gas.
Ainsi, lors de la décomposition dudit agent de réticulation sous l'effet d'une augmentation de température, l'agent de réticulation libère au moins un gaz, ce gaz formant ainsi des bulles à l'intérieur du matériau polymère. Les bulles ainsi formées sont alors avantageusement retenues in situ, à l'intérieur de la couche électriquement isolante moussée et réticulée qui est une couche imperméable audit gaz. Plus particulièrement, les bulles sont retenues par la présence du polymère ayant une viscosité Mooney ML (1 + 4) à 125°C d'au moins 10 MU, combinée avec la présence des charges ayant un facteur de forme strictement supérieure à 1, rendant cette couche intrinsèquement imperméable aux gaz. Thus, during the decomposition of said crosslinking agent under the effect of an increase in temperature, the crosslinking agent releases at least one gas, this gas thus forming bubbles inside the polymer material. The bubbles thus formed are then advantageously retained in situ, inside the electrically insulating layer foamed and crosslinked which is a layer impervious to said gas. More particularly, the bubbles are retained by the presence of the polymer having a Mooney viscosity ML (1 + 4) at 125 ° C. of at least 10 MU, combined with the presence of fillers having a form factor strictly greater than 1, making this layer is intrinsically impervious to gases.
Lorsque ledit agent de réticulation va se décomposer, la composition va plus particulièrement être moussée avant d'être réticulée. En d'autres termes, elle va plus particulièrement mousser avant de pouvoir obtenir un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175% selon la norme IEC 60811-507. When said crosslinking agent will decompose, the composition will more particularly be foamed before being crosslinked. In other words, it will more particularly foam before it can obtain a creep under load (percentage extension) of at most 175% according to IEC 60811-507.
De préférence, le gaz destiné à être libéré par l'agent de réticulation est du méthane ou du dioxyde de carbone. Preferably, the gas to be released by the crosslinking agent is methane or carbon dioxide.
En outre, ledit agent de réticulation peut avoir une température de décomposition compatible avec les températures de mise en œuvre, notamment les températures d'extrusion, de la première composition. En d'autres termes, la réticulation du matériau polymère ne doit pas de préférence avoir lieu lors de la mise en œuvre de la composition, notamment lors de l'extrusion de la composition . In addition, said crosslinking agent may have a decomposition temperature compatible with the processing temperatures, especially the extrusion temperatures, of the first composition. In other words, the crosslinking of the polymer material should preferably not take place during the implementation of the composition, in particular during the extrusion of the composition.
Ledit agent de réticulation peut être avantageusement un peroxyde organique, ce type de composé libérant du méthane lors de sa décomposition. Said crosslinking agent may advantageously be an organic peroxide, this type of compound releasing methane during its decomposition.
Le peroxyde organique peut être choisi parmi le peroxyde de dicumyle The organic peroxide can be chosen from dicumyl peroxide
(DCP), le peroxyde de tertiobutyl cumyl (TBCP), et un de leurs mélanges.
D'autres peroxydes organiques peuvent être choisis sous réserve d'avoir une température de décomposition compatible avec la température de mise en œuvre de la composition, notamment dans une extrudeuse. (DCP), tert-butyl cumyl peroxide (TBCP), and a mixture thereof. Other organic peroxides may be selected subject to having a decomposition temperature compatible with the processing temperature of the composition, in particular in an extruder.
La réticulation peroxyde est classiquement réalisée sous l'action de la chaleur, en plongeant par exemple la couche dans un bain de sel, à une température suffisante pour décomposer la totalité du peroxyde organique dans l'intervalle de temps correspondant au traitement thermique de réticulation. The peroxide crosslinking is conventionally carried out under the action of heat, for example by dipping the layer in a bath of salt, at a temperature sufficient to decompose all the organic peroxide in the time interval corresponding to the heat treatment of crosslinking.
On entend par « décomposé en totalité » un temps suffisant de décomposition pour obtenir une couche avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175% selon la norme IEC 60811-507 (« Hot Set Test »). The term "fully decomposed" means a sufficient time of decomposition to obtain a layer with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175% according to IEC 60811-507 ("Hot Set Test").
La composition peut comprendre une quantité suffisante d'un ou de plusieurs agents de réticulation, afin d'obtenir ladite couche moussée et réticulée. The composition may comprise a sufficient amount of one or more crosslinking agents to provide said foamed and crosslinked layer.
A titre d'exemple, la composition peut comprendre de 0,01 à 10,0 parties en poids dudit agent de réticulation, et de préférence de 1,0 à 5,0 parties en poids dudit agent de réticulation, pour 100 parties en poids de matériau polymère. By way of example, the composition may comprise from 0.01 to 10.0 parts by weight of said crosslinking agent, and preferably from 1.0 to 5.0 parts by weight of said crosslinking agent, per 100 parts by weight of polymeric material.
La réticulation de la couche moussée et réticulée peut être facilement caractérisée par son « Hot Set Test » selon la norme IEC 60811-507, avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175%. The crosslinking of the foamed and crosslinked layer can be easily characterized by its "Hot Set Test" according to the IEC 60811-507 standard, with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175%.
Le moussage, ou l'expansion, de la couche moussée et réticulée peut être caractérisé par son degré d'expansion déterminé selon la mesure de différence de densité entre la couche non moussée et la couche après son moussage. La densité peut être facilement déterminée par des techniques bien connues de l'homme du métier, telles que par exemple en immergeant dans l'éthanol la couche avant moussage et après moussage, selon la norme IEC 60811-606. The foaming, or expansion, of the foamed and crosslinked layer may be characterized by its degree of expansion determined according to the difference in density measurement between the unfoamed layer and the layer after foaming. The density can be easily determined by techniques well known to those skilled in the art, such as for example by immersing in ethanol the layer before foaming and after foaming, according to standard IEC 60811-606.
2.3. L'agent de nucléation 2.3. The nucleating agent
L'agent de nucléation peut être celui décrit dans le premier mode de réalisation.
3. Le premier et le deuxième modes de réalisation The nucleating agent may be that described in the first embodiment. 3. The first and second embodiments
Les compositions de la présente invention, que ce soient celles du premier mode de réalisation ou du deuxième mode de réalisation, peuvent comprendre en outre un ou plusieurs additifs bien connus de l'homme du métier, notamment en une quantité de 0,1 à 20 % en poids dans la composition (par rapport au poids total de la composition). The compositions of the present invention, whether those of the first embodiment or the second embodiment, may further comprise one or more additives well known to those skilled in the art, especially in an amount of from 0.1 to 20. % by weight in the composition (relative to the total weight of the composition).
On peut citer par exemple : For example:
- des agents de protection, tels que des antioxydants, des anti-UV, des anti-cuivre, des agents anti-arborescences d'eau, protective agents, such as antioxidants, anti-UV, anti-copper agents, anti-tree water agents,
- des agents de mise en œuvre, tels que des plastifiants, des lubrifiants, des huiles, des cires ou paraffines, processing agents, such as plasticizers, lubricants, oils, waxes or paraffins,
- des agents compatibilisants, - compatibilizing agents,
- des agents de couplage, tels que des composés à base de silane ou des composés du type polymère greffé anhydride maléique, coupling agents, such as silane-based compounds or compounds of the maleic anhydride graft polymer type,
- des retardateurs de grillage, - roasting retarders,
- des pigments, pigments,
- des catalyseurs de réticulation, - crosslinking catalysts,
- des coagents de réticulation tels que des triallyl cyanurates, crosslinking coagents such as triallyl cyanurates,
- des stabilisants thermiques, et thermal stabilizers, and
- un de leurs mélanges. - one of their mixtures.
Plus particulièrement, les antioxydants permettent de protéger la composition des contraintes thermiques engendrées lors des étapes de fabrication du câble électrique ou de fonctionnement dudit câble. More particularly, the antioxidants make it possible to protect the composition of the thermal stresses generated during the steps of manufacturing the electrical cable or operating said cable.
Les antioxydants sont choisis de préférence parmi : The antioxidants are preferably chosen from:
- les antioxydants phénoliques à encombrement stérique tels que le tetrakisméthylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate) méthane, le octadecyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphényle)propionate, le 2,2'- thiodiéthylène bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphényle) propionate], le 2,2'- Thiobis(6-t-butyle-4-méthylephénol), le 2,2'-méthylenebis(6-t-butyle-4- méthyl phénol), le l,2-Bis(3,5-di-t-butyle-4-hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine, et le 2,2'-oxamido-bis(éthyl 3(3,5-di-t-butyle-4-hydroxyphényle) propionate) ;
- les thioéthers tels que le 4,6-bis(octylthiométhyle)-o-crésol, le Bis[2- méthyle-4-{3-n-alkyle (C12 ou C14)thiopropionyloxy}-5-t- butylphényle]sulfide et le Thiobis-[2-t-butyl-5-méthyle-4,l-phénylène] bis [3- (dodecyltio)propionate] ; hindered phenolic antioxidants such as tetrakismethylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate) methane, octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate 2,2'-thiodiethylene bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,2'-thiobis (6-t-butyl-4-methylphenol), 2,2'-Methylenebis (6-t-butyl-4-methylphenol), 1,2-bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine, and 2,2'-oxamido bis (ethyl 3 (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate); thioethers such as 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol, bis [2-methyl-4- {3-n-alkyl (C 12 or C 14) thiopropionyloxy} -5-t-butylphenyl] sulfide and Thiobis- [2-t-butyl-5-methyl-4,1-phenylene] bis [3- (dodecylthio) propionate];
- les antioxydants à base de soufre tels que le Dioctadecyl-3,3'- thiodipropionate ou le Didodecyl-3,3'-thiodipropionate ; sulfur-based antioxidants such as Dioctadecyl-3,3'-thiodipropionate or Didodecyl-3,3'-thiodipropionate;
- les antioxydants à base de phosphore tels que les phosphites ou phosphonates comme par exemple le Tris(2,4-di-t-butyl-phényle)phosphite ou le Bis(2,4-di-t-butylphényle) pentaerythritol diphosphite ; et phosphorus-based antioxidants such as phosphites or phosphonates, for instance Tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite or bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite; and
- les antioxydants de type aminé tels que les phénylène diamines amine-type antioxidants such as phenylene diamines
(IPPD, 6PPD....), et le 2,2,4-trimethyl-l,2 dihydroquinoline polymérisé (TMQ), ce dernier type d'antioxydant étant particulièrement préféré dans la composition de l'invention. (IPPD, 6PPD ....), and 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymerized (TMQ), the latter type of antioxidant being particularly preferred in the composition of the invention.
Les TMQ peuvent avoir différents grades, à savoir : TMQs can have different grades, namely:
- un grade dit « standard » avec un faible degré de polymérisation, c'est-à-dire avec un taux de monomère résiduel supérieur à 1% en poids et ayant une teneur en NaCI résiduelle pouvant aller de 100 ppm à plus de 800 ppm (parties par million massiques) ; a so-called "standard" grade with a low degree of polymerization, that is to say with a residual monomer level greater than 1% by weight and having a residual NaCl content that may range from 100 ppm to more than 800 ppm (parts per million mass);
- un grade dit « à haut degré de polymérisation » avec un haut degré de polymérisation, c'est-à-dire avec un taux de monomère résiduel inférieur à a so-called "high degree of polymerization" grade with a high degree of polymerization, that is to say with a residual monomer level of less than
1% en poids et ayant une teneur en NaCI résiduelle pouvant aller de 100 ppm à plus de 800 ppm ; 1% by weight and having a residual NaCl content ranging from 100 ppm to more than 800 ppm;
- un grade dit « à faible teneur en sel résiduel » avec une teneur en NaCI résiduelle inférieure à 100 ppm. a so-called "low residual salt" grade with a residual NaCl content of less than 100 ppm.
Le type d'antioxydant et son taux dans la composition de l'invention sont classiquement choisis en fonction de la température maximale subie par les polymères pendant la production du mélange et pendant leur mise en œuvre, notamment par extrusion, ainsi que selon la durée maximale d'exposition à cette température. The type of antioxidant and its level in the composition of the invention are conventionally chosen as a function of the maximum temperature experienced by the polymers during the production of the mixture and during their use, in particular by extrusion, as well as according to the maximum duration. exposure to this temperature.
Les catalyseurs de réticulation ont pour but d'aider à la réticulation, en particulier pour les réactions de condensation du type réticulation « silane » Le catalyseur de réticulation peut être choisi parmi les acides de Lewis ; les
acides de Brônsted ; et les catalyseurs à base d'étain comme par exemple le dilaurate de dibutylétain (DBTL). The crosslinking catalysts are intended to assist in crosslinking, in particular for "silane" crosslinking type condensation reactions. The crosslinking catalyst may be selected from Lewis acids; the Brönsted acids; and tin catalysts such as dibutyltin dilaurate (DBTL).
Les stabilisants thermiques peuvent être choisis parmi des oxydes métalliques, tels que par exemple de l'oxyde de zinc (ZnO). Selon le type de matériau polymère utilisé, l'oxyde métallique peut jouer le rôle de stabilisant thermique, mais également peut améliorer les propriétés électriques de la couche réticulée. L'oxyde métallique peut être ajouté à la composition polymère réticulable en une quantité pouvant aller de 1,0 à 10,0 parties en poids pour 100 parties en poids de matériau polymère. The thermal stabilizers can be chosen from metal oxides, such as, for example, zinc oxide (ZnO). Depending on the type of polymeric material used, the metal oxide may act as a thermal stabilizer, but may also improve the electrical properties of the crosslinked layer. The metal oxide may be added to the crosslinkable polymer composition in an amount ranging from 1.0 to 10.0 parts by weight per 100 parts by weight of polymeric material.
Les compositions de la présente invention, que ce soient celles du premier mode de réalisation ou du deuxième mode de réalisation, peuvent comprendre en outre une ou plusieurs charges. The compositions of the present invention, whether those of the first embodiment or the second embodiment, may further comprise one or more fillers.
La charge de l'invention peut être une charge minérale ou organique. Elle peut être choisie parmi une charge ignifugeante, une charge inerte (ou charge non combustible), et un de leurs mélanges. The filler of the invention may be a mineral or organic filler. It can be chosen from a fire-retardant filler, an inert filler (or non-combustible filler), and a mixture thereof.
A titre d'exemple, la charge ignifugeante peut être une charge hydratée, choisie notamment parmi les hydroxydes métalliques tels que par exemple le dihydroxyde de magnésium (MDH) ou le trihydroxyde d'aluminium (ATH). Ces charges ignifugeantes agissent principalement par voie physique en se décomposant de manière endothermique (e.g . libération d'eau), ce qui a pour conséquence d'abaisser la température de la couche et de limiter la propagation des flammes le long du câble électrique. On parle notamment de propriétés de retard à la flamme, bien connues sous l'anglicisme « flame retardant ». By way of example, the flame-retardant filler may be a hydrated filler, chosen in particular from metal hydroxides such as, for example, magnesium dihydroxide (MDH) or aluminum trihydroxide (ATH). These flame retardant fillers act mainly physically by decomposing endothermically (e.g., release of water), which results in lowering the temperature of the layer and limiting the propagation of flames along the electric cable. In particular, we speak of flame retardancy properties, well known under the Anglicism "flame retardant".
La charge inerte (i.e. charge non combustible) peut être, quant à elle, du carbonate de calcium (CaC03), de la craie, du talc ou de l'argile (e.g. le kaolin). The inert filler (ie non-combustible filler) can be, for its part, calcium carbonate (CaCO 3 ), chalk, talc or clay (eg kaolin).
La charge peut également être une charge électriquement conductrice choisie notamment parmi les charges carbonées. A titre d'exemple, on peut citer comme charge électriquement conductrice les noirs de carbone, les graphènes, les nanotubes de carbone.
Afin de garantir une couche dite « électriquement isolante », la charge électriquement conductrice pourra être utilisée en faible quantité pour améliorer les propriétés diélectriques d'une couche électriquement isolante, sans qu'elle ne devienne semi-conductrice. La charge électriquement conductrice peut également servir à colorer la couche et/ou à augmenter la stabilité de la couche aux rayons ultra-violets. A titre d'exemple, la quantité appropriée de charge électriquement conductrice peut être moins de 8% en poids dans la composition, et de préférence au plus 5% en poids dans la composition (par rapport au poids total de la composition). The charge may also be an electrically conductive charge chosen in particular from carbonaceous charges. By way of example, electrically conductive filler may be carbon blacks, graphenes, carbon nanotubes. In order to guarantee a so-called "electrically insulating" layer, the electrically conductive filler may be used in small quantities to improve the dielectric properties of an electrically insulating layer, without it becoming a semiconductor. The electrically conductive filler may also be used to color the layer and / or to increase the stability of the ultraviolet ray layer. By way of example, the appropriate amount of electrically conductive filler may be less than 8% by weight in the composition, and preferably at most 5% by weight in the composition (relative to the total weight of the composition).
La composition polymère peut comprendre au moins 1% en poids de charge(s), de préférence au moins 10% en poids de charge(s), et de préférence au plus 50% en poids de charge(s), par rapport au poids total de la composition. The polymer composition may comprise at least 1% by weight of filler (s), preferably at least 10% by weight of filler (s), and preferably at most 50% by weight of filler (s), relative to the weight total of the composition.
Selon une autre caractéristique de l'invention, et afin de garantir un câble dit « Halogen-Free » ou dit plus particulièrement « HFFR » pour l'anglicisme « Halogen-Free Flame Retardant », le câble, ou en d'autres termes les éléments qui composent ledit câble, ne comprend/comprennent de préférence pas de composés halogénés. Ces composés halogénés peuvent être de toutes natures, tels que par exemple des polymères fluorés ou des polymères chlorés comme le polychlorure de vinyle (PVC), le chlorure de polyvinylidène, des plastifiants halogénés, des charges minérales halogénées, ...etc. According to another characteristic of the invention, and in order to guarantee a cable called "Halogen-Free" or more specifically "HFFR" for the Anglicism "Halogen-Free Flame Retardant", the cable, or in other words the elements that make up said cable preferably do not comprise halogenated compounds. These halogenated compounds may be of any kind, such as, for example, fluorinated polymers or chlorinated polymers such as polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, halogenated plasticizers, halogenated mineral fillers, etc.
4. Le câble 4. The cable
Le câble de l'invention est de préférence un câble électrique et/ou optique, destiné au transport d'énergie et/ou à la transmission de données. The cable of the invention is preferably an electrical and / or optical cable, intended for the transmission of energy and / or the transmission of data.
Plus particulièrement, ce type de câble comprend un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) allongé(s) du type électrique et/ou optique, entouré(s) par au moins la couche réticulée conforme à l'invention. More particularly, this type of cable comprises one or more elongated conductive element (s) of the electrical and / or optical type, surrounded by at least the crosslinked layer according to the invention.
Dans la présente invention, la première couche électriquement isolante moussée et réticulée peut entourer un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) allongé(s), isolé(s) ou non, le long du câble.
L'élément conducteur allongé peut être de préférence en position centrale (en coupe transversale du câble) dans le câble. In the present invention, the first foamed and crosslinked electrically insulating layer may surround one or more elongated conductive member (s), isolated or not, along the cable. The elongated conductive member may preferably be in a central position (in cross-section of the cable) in the cable.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le câble de l'invention est un câble électrique comprenant un ou plusieurs éléments conducteurs électriques allongés. In a particularly preferred embodiment, the cable of the invention is an electrical cable comprising one or more elongated electrical conductive elements.
Le conducteur électrique allongé peut être un conducteur monocorps tel que par exemple un fil métallique, ou un conducteur multicorps tel qu'une pluralité de fils métalliques, torsadés ou non. The elongate electrical conductor may be a single-body conductor such as for example a wire, or a multi-body conductor such as a plurality of metal wires, twisted or not.
Le conducteur électrique allongé peut être réalisé à partir d'un matériau métallique notamment choisi parmi l'aluminium, un alliage d'aluminium, du cuivre, un alliage de cuivre, et une de leurs combinaisons. The elongated electrical conductor may be made from a metallic material chosen in particular from aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, and one of their combinations.
Dans un mode de réalisation particulier, le câble électrique peut être un câble à basse tension comprenant un conducteur électrique allongé entouré uniquement par une ou plusieurs couches électriquement isolantes, ou bien entouré par au moins une couche électriquement isolante, cette dernière étant entourée par une ou plusieurs couches semi-conductrices. In a particular embodiment, the electrical cable may be a low-voltage cable comprising an elongate electrical conductor surrounded solely by one or more electrically insulating layers, or surrounded by at least one electrically insulating layer, the latter being surrounded by one or more several semiconductor layers.
Dans la présente invention, on entend par « couche électriquement isolante » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au plus 1.10"9 S/m (siemens par mètre) (à 25°C), et de préférence d'au plus 1.10"13 S/m (à 25°C). In the present invention, the term "electrically insulating layer" means a layer whose electrical conductivity can be at most 1.10 "9 S / m (siemens per meter) (at 25 ° C), and preferably at most 1.10 "13 S / m (at 25 ° C).
Dans la présente invention, on entend par « couche semi-conductrice » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au moins 1.10"9 S/m (siemens par mètre), de préférence d'au moins 1.10"3 S/m, et de préférence peut être inférieure à 1.103 S/m (à 25°C). In the present invention, the term "semiconductor layer" means a layer whose electrical conductivity can be at least 1.10 "9 S / m (siemens per meter), preferably at least 1.10 " 3 S / m and preferably may be less than 1.10 3 S / m (at 25 ° C).
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description d'exemples non limitatifs d'un câble électrique selon l'invention, faits en référence aux figures. Other features and advantages of the present invention will become apparent in the light of the description of non-limiting examples of an electric cable according to the invention, with reference to the figures.
La figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble électrique selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble électrique selon un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention. Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of an electric cable according to a first embodiment according to the invention. FIG. 2 represents a schematic cross-sectional view of an electric cable according to a second embodiment in accordance with the invention.
Pour des raisons de clarté, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés de manière schématique, et ceci sans respect de l'échelle. For the sake of clarity, only the essential elements for understanding the invention have been shown schematically, and this without respect of the scale.
La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un câble électrique 1 comprenant une isolation bicouche selon l'invention. FIG. 1 represents a cross-sectional view of an electric cable 1 comprising a bilayer insulation according to the invention.
Le câble électrique 1 est du type câble basse tension, et comprend un élément conducteur électrique 11 central allongé, notamment en cuivre ou en aluminium. Le câble électrique 1 comprend en outre deux couches disposées successivement et coaxialement autour de cet élément conducteur 11, à savoir : The electric cable 1 is of the low-voltage cable type, and comprises an elongated central electrical conductor element 11, in particular made of copper or aluminum. The electric cable 1 further comprises two layers arranged successively and coaxially around this conductive element 11, namely:
- une première couche 12 électriquement isolante, moussée et réticulée, dite « couche interne », conforme à l'invention, et a first layer 12 electrically insulating, foamed and crosslinked, called "inner layer", according to the invention, and
- une deuxième couche 13 électriquement isolante réticulée, dite « couche externe », conforme à l'invention, dont l'épaisseur est inférieure à celle de la couche interne. a second cross-linked electrically insulating layer 13, called an "outer layer", according to the invention, whose thickness is less than that of the inner layer.
La couche interne 12 est directement en contact physique avec l'élément conducteur électrique 11, et la couche externe 13 est directement en contact physique avec la couche interne 12. The inner layer 12 is in direct physical contact with the electrical conducting element 11, and the outer layer 13 is in direct physical contact with the inner layer 12.
La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un câble électrique 2 comprenant une isolation monocouche selon l'invention. FIG. 2 represents a cross-sectional view of an electric cable 2 comprising a single-layer insulation according to the invention.
Le câble électrique 2 est du type câble basse tension, et comprend un élément conducteur électrique 21 central allongé, notamment en cuivre ou en aluminium. Le câble électrique 2 comprend en outre une unique couche 22, conforme à l'invention, directement en contact physique avec l'élément conducteur électrique 21. Cette couche 22 est une couche électriquement isolante, moussée et réticulée, imperméable aux gaz. The electric cable 2 is of the low-voltage cable type, and comprises an elongate central electrical conductor element 21, in particular made of copper or aluminum. The electric cable 2 further comprises a single layer 22, according to the invention, directly in physical contact with the electrical conductive element 21. This layer 22 is an electrically insulating layer, foamed and crosslinked, impervious to gases.
5. Exemple d'une isolation bi-couche selon l'invention 5. Example of a two-layer insulation according to the invention
Une isolation bi-couche selon l'invention est détaillée ci-après.
5.1. Première composition pour obtenir une première couche électriquement isolante moussée et réticulée A two-layer insulation according to the invention is detailed below. 5.1. First composition to obtain an electrically insulating first layer foamed and crosslinked
Le tableau 1 ci-dessous rassemble les composés utilisés pour réaliser une première couche électriquement isolante extrudée, moussée et réticulée, conforme à l'invention. Table 1 below collates the compounds used to produce a first extruded, foamed and crosslinked electrically insulating layer, in accordance with the invention.
Les quantités des composés sont exprimées en parties en poids pour 100 parties en poids de matériau polymère dans la première composition. The amounts of the compounds are expressed in parts by weight per 100 parts by weight of polymeric material in the first composition.
Le matériau polymère dans le tableau 1 est composé uniquement de The polymeric material in Table 1 is composed solely of
LDPE. LDPE.
Tableau 1 Table 1
L'origine des composés du tableau 1 est la suivante : The origin of the compounds of Table 1 is as follows:
- Premier matériau polymère est un LDPE commercialisé par la société Inéos sous la référence BPD 2000 ; - First polymer material is a LDPE marketed by Inéos under the reference BPD 2000;
- Premier agent de réticulation est un peroxyde organique du type tertio butyle cumyle peroxyde (TBCP), commercialisé par la société ARKEMA sous la référence Luperox 801, dont le temps de demi-vie est de 0,4 minute à 200°C (mesuré dans le décane) ; The first crosslinking agent is an organic peroxide of the tert-butyl cumyl peroxide type (TBCP), sold by the company Arkema under the reference Luperox 801, whose half-life time is 0.4 minutes at 200 ° C. (measured in decane);
- Agent de nucléation est du talc commercialisé par la société IMERYS sous la référence Mistrocell. Nucleating agent is talc marketed by the company IMERYS under the reference Mistrocell.
5.2. Deuxième composition pour obtenir une deuxième couche électriquement isolante réticulée, imperméable au méthane 5.2. Second composition for obtaining a second electrically insulating crosslinked layer, impermeable to methane
Le tableau 2 ci-dessous rassemble les composés utilisés pour réaliser une deuxième couche électriquement isolante extrudée, réticulée et imperméable aux gaz, conforme à l'invention. Table 2 below collates the compounds used to produce a second electrically insulating extruded, crosslinked and impermeable to gas layer, according to the invention.
Les quantités des composés sont exprimées en parties en poids pour 100 parties en poids de matériau polymère dans la deuxième composition.
Le matériau polymère dans le tableau 2 est composé uniquement deThe amounts of the compounds are expressed in parts by weight per 100 parts by weight of polymeric material in the second composition. The polymeric material in Table 2 is composed solely of
LDPE. LDPE.
Tableau 2 L'origine des composés du tableau 2 est la suivante : Table 2 The origin of the compounds in Table 2 is as follows:
- Deuxième matériau polymère est un LDPE commercialisé par la société Inéos sous la référence BPD 2000 ; Second polymeric material is a LDPE marketed by Inéos under the reference BPD 2000;
- Deuxième agent de réticulation est un peroxyde organique du type dicumyle peroxyde (DCP), commercialisé par la société ARKEMA sous la référence Luperox DCP, dont le temps de demi-vie est de 0,26 minute à 200°C (mesuré dans le décane) ; The second crosslinking agent is an organic peroxide of the dicumyl peroxide type (DCP), sold by the company Arkema under the reference Luperox DCP, whose half-life time is 0.26 minutes at 200 ° C. (measured in decane). );
- Charge lamellaire est de la montmorillonite naturelle modifiée avec un sel d'ammonium quaternaire, commercialisée par la société BYK Kometra sous la référencée Cloisite 20, dont les dimensions D50 sont entre 3 pm et 10 pm (ensemble de lamelles agglomérées); et - Lamellar charge is natural montmorillonite modified with a quaternary ammonium salt, marketed by BYK Kometra under the Cloisite 20 reference, whose D50 dimensions are between 3 pm and 10 pm (set of agglomerated lamellae); and
- Charge ignifugeante est du dihydroxyde de magnésium (MDH) commercialisé par la société MARTINSWERK sous la référence Magnifin H 10. - Flame retardant charge is magnesium dihydroxide (MDH) marketed by MARTINSWERK under the reference Magnifin H 10.
5.3. Préparation de l'isolation bi-couche 5.3. Preparation of the two-layer insulation
Dans un premier temps, la composition Cl est introduite dans une extrudeuse de type Brabender afin d'extruder cette composition autour d'un conducteur électrique en cuivre monocorps (i.e. un brin unique) de diamètre 1,12 mm, pour former un câble avec une première couche isolante. In a first step, the composition C1 is introduced into a Brabender-type extruder in order to extrude this composition around a single-strand copper electrical conductor (ie a single strand) of diameter 1.12 mm, to form a cable with a first insulating layer.
Dans un second temps, la composition C2 est introduite dans la même extrudeuse afin d'extruder cette composition autour de la première couche
isolante, pour former une deuxième couche isolante autour de la première couche isolante. In a second step, the composition C2 is introduced into the same extruder in order to extrude this composition around the first layer insulation, to form a second insulating layer around the first insulating layer.
Les profils de température utilisés pour l'extrusion respective de la première composition et de la deuxième composition, sont rassemblés dans le tableau 3 suivant : The temperature profiles used for the respective extrusion of the first composition and the second composition are collated in the following Table 3:
Tableau 3 Table 3
Une fois les deux couches extrudées autour de l'élément conducteur, le câble comprenant l'isolation bicouche est plongé dans un bain de sel à 220°C pendant une durée correspondant au t90 le plus long, dans le cas présent celui de la couche interne à savoir 41 secondes, afin de mousser la première couche, et de réticuler la première et la deuxième couches. Once the two layers are extruded around the conductive element, the cable comprising the bilayer insulation is immersed in a salt bath at 220 ° C. for a duration corresponding to the longest t90, in this case that of the inner layer. namely 41 seconds, in order to foam the first layer, and to crosslink the first and second layers.
5.4. Caractérisation des couches réticulées 5.4. Characterization of crosslinked layers
Propriétés Couche interne Couche externe Properties Inner layer Outer layer
(couche moussée (couche (foamed layer
et réticulée) réticulée) and crosslinked) crosslinked)
Epaisseur (en millimètre) 1,2 mm 0,4 mm Thickness (in millimeters) 1.2 mm 0.4 mm
Hot Set Test : fluage à 110 110
chaud sous charge (en Hot Set Test: creep at 110 110 hot under load (in
pourcentage) percentage)
Temps nécessaire pour 40,2 s 28,2 s Time required for 40.2 s 28.2 s
avoir 90% du peroxyde qui have 90% of the peroxide that
s'est décomposé (en decomposed
seconde) second)
Variation du diamètre total + 26% Variation of the total diameter + 26%
(en pourcentage) (percentage)
Variation de la densité (en - 38% Density variation (in - 38%
pourcentage) percentage)
Tableau 4 Table 4
La réticulation de la couche interne et de la couche externe est caractérisée par le « Hot Set Test » selon la norme IEC 60811-507 (15 min à 200°C). The crosslinking of the inner layer and the outer layer is characterized by the "Hot Set Test" according to IEC 60811-507 (15 min at 200 ° C).
Le temps nécessaire pour avoir 90% du peroxyde qui s'est décomposé est déterminé à l'aide d'un rhéomètre MDR d'ALPHA Technologies qui permet de mesurer la cinétique de décomposition du peroxyde dans le mélange à une température donnée. The time required to have 90% of the peroxide which has decomposed is determined using an MDR rheometer of ALPHA Technologies which makes it possible to measure the kinetics of decomposition of the peroxide in the mixture at a given temperature.
La variation du diamètre total est la variation du diamètre total du câble (élément conducteur ensemble avec ses deux couches) avant moussage et après moussage. Cette variation a été mesurée avec une loupe graduée (projecteur de profil). The variation of the total diameter is the variation of the total diameter of the cable (conducting element together with its two layers) before foaming and after foaming. This variation was measured with a graduated magnifier (profile projector).
La variation de la densité de la couche moussée, exprimée en pourcentage, est calculée comme suit : 100 x (d l-d2)/d2, dans laquelle d l est la masse volumique de la couche moussée et d2 est la masse volumique de la couche non moussée (destinée à former la couche moussée), la couche moussée se distinguant uniquement de la couche non moussée en ce qu'elle comprend en outre des bulles de gaz. The variation of the density of the foamed layer, expressed as a percentage, is calculated as follows: 100 x (d 1-d 2) / d 2, where d 1 is the density of the foamed layer and d 2 is the density of the layer not foamed (intended to form the foamed layer), the foamed layer being distinguished only from the unfoamed layer in that it further comprises gas bubbles.
Plus particulièrement, la variation de la densité permet d'exprimer la diminution de la masse volumique de la couche non moussée une fois qu'elle a été moussée. La variation de la densité est ainsi exprimée avec une valeur négative.
Pour estimer la masse volumique, des éprouvettes sont réalisées à partir de la couche non moussée (destinée à former la couche moussée) et de la couche moussée, ces éprouvettes étant du type rectangulaires, découpées longitudinalement dans la couche isolante et ayant une masse pouvant aller de 1 gramme minimum à 5 grammes maximum. More particularly, the variation of the density makes it possible to express the decrease in the density of the unfoamed layer once it has been foamed. The density variation is thus expressed with a negative value. To estimate the density, specimens are made from the unfoamed layer (intended to form the foamed layer) and the foamed layer, these specimens being of the rectangular type, cut longitudinally in the insulating layer and having a mass that can go from 1 gram minimum to 5 grams maximum.
Le cuivre est retiré des éprouvettes et leur longueur est mesurée avec un pied à coulisse. La masse des éprouvettes moussées et non moussées est déterminée grâce à une balance de précision. The copper is removed from the test pieces and their length is measured with calipers. The mass of the foamed and unfoamed specimens is determined by a precision balance.
La masse volumique est déterminée comme suit : The density is determined as follows:
La section totale du câble (en cm2) est déterminée avec le calcul provenant de la norme IEC 60811-501 selon l'équation S = TT x (D-δ) x δ dans laquelle D est le diamètre total du câble (en cm), et δ est l'épaisseur de l'isolant (en cm), D et δ étant mesurés à l'aide d'une loupe graduée (projecteur de profil). The total section of the cable (in cm 2 ) is determined with the calculation from IEC 60811-501 according to the equation S = TT x (D-δ) x δ where D is the total diameter of the cable (in cm ), and δ is the thickness of the insulation (in cm), where D and δ are measured using a graduated magnifier (profile projector).
On en déduit alors le volume, puis la densité de l'éprouvette avec l'équation V = S x L, dans laquelle d = m / V avec V étant le volume de l'éprouvette (en cm3), L étant la longueur de l'éprouvette mesurée au pied à coulisse (en cm), m étant la masse de l'éprouvette (en g), et d étant la masse volumique (g/cm3). We then deduce the volume, then the density of the specimen with the equation V = S x L, in which d = m / V with V being the volume of the specimen (in cm 3 ), L being the length of the test piece measured at vernier caliper (in cm), m being the mass of the test piece (in g), and d being the density (g / cm 3 ).
6. Exemple d'une isolation monocouche selon l'invention 6. Example of a single-layer insulation according to the invention
Une isolation monocouche selon l'invention est détaillée ci-après. A single layer insulation according to the invention is detailed below.
6.1. Composition pour obtenir une isolation monocouche électriquement isolante moussée et réticulée, imperméable au méthane 6.1. Composition for electrically insulating single-layer foamed and crosslinked insulation, methane impermeable
Le tableau 5 ci-dessous rassemble les composés utilisés pour réaliser une couche électriquement isolante extrudée, moussée et réticulée, et imperméable au gaz, conforme à l'invention. Table 5 below summarizes the compounds used to produce an electrically insulating layer extruded, foamed and crosslinked, and impermeable to gas, according to the invention.
Les quantités des composés sont exprimées en parties en poids pour 100 parties en poids de matériau polymère dans la composition. The amounts of the compounds are expressed in parts by weight per 100 parts by weight of polymeric material in the composition.
Le matériau polymère dans le tableau 5 est composé uniquement d'un élastomère.
Composition C3 The polymeric material in Table 5 is composed solely of an elastomer. Composition C3
Matériau polymère 100 Polymeric material 100
Charge inerte 80 Inert load 80
Stabilisant thermique 2 Thermal stabilizer 2
Agent de mise en œuvre 1 1 Implementing Agent 1 1
Antioxydant 1 Antioxidant 1
Agent de mise en œuvre 2 20 Implementing Agent 2 20
Agent de réticulation 9 Crosslinking agent 9
Tableau 5 Table 5
L'origine des composés du tableau 5 est la suivante : The origin of the compounds in Table 5 is as follows:
- Matériau polymère est un élastomère (caoutchouc synthétique amorphe) du type EPDM comprenant 53 % en poids d'éthylène et 6 % en poids d'éthyldiène norbornene (ENB), commercialisé par la société DSM sous la référence Keltan 2340 ; il a une viscosité ML (1+4) à 125°C de 25 MU ; Polymeric material is an elastomer (synthetic amorphous rubber) of the EPDM type comprising 53% by weight of ethylene and 6% by weight of ethyldiene norbornene (ENB), sold by the company DSM under the reference Keltan 2340; it has an ML (1 + 4) viscosity at 125 ° C of 25 MU;
- Charge inerte est du carbonate de calcium (CaC03) ; Inert load is calcium carbonate (CaCO 3 );
- Stabilisant thermique est de l'oxyde de zinc (ZnO) ; Thermal stabilizer is zinc oxide (ZnO);
- Agent de mise en œuvre 1 est du stéarate de zinc utilisé en tant que lubrifiant ; - Implementing Agent 1 is zinc stearate used as a lubricant;
- Antioxydant est un antioxydant du type TMQ commercialisé par la société Flectol ; Antioxidant is an antioxidant of the TMQ type marketed by Flectol;
- Agent de mise en œuvre 2 est une huile paraffine utilisée en tant que plastifiant ; - Processing Agent 2 is a paraffin oil used as a plasticizer;
- Agent de réticulation comprend un peroxyde organique du type dicumyle peroxyde (DCP) à hauteur de 40 % en poids sur un support du type carbonate de calcium, et est commercialisé par la société ARKEMA sous la référence Luperox DC 40 ; le temps de demi-vie de ce peroxyde est de 0,26 minute à 200°C (mesuré dans le décane) ; - Crosslinking agent comprises an organic peroxide dicumyl peroxide type (DCP) up to 40% by weight on a calcium carbonate type carrier, and is marketed by Arkema under the reference Luperox DC 40; the half-life time of this peroxide is 0.26 minutes at 200 ° C (measured in decane);
La viscosité Mooney ML (1 + 4) à 125°C de la composition C3 est de 14 MU . Cette viscosité a été mesurée selon la norme IS0289-1, à l'aide d'un appareil MV2000 de la société Alpha Technologies.
6.2. Préparation de l'isolation monocouche The Mooney viscosity ML (1 + 4) at 125 ° C of the composition C3 is 14 MU. This viscosity was measured according to IS0289-1 standard, using an MV2000 device from Alpha Technologies. 6.2. Preparation of monolayer insulation
La composition C3 est introduite dans une extrudeuse de type Fairex afin d'être extrudée autour d'un conducteur électrique en cuivre monocorps (i.e. un brin unique) de diamètre 1,12 mm, pour former un câble avec une isolation monocouche. Composition C3 is introduced into a Fairex-type extruder to be extruded around a single-stranded copper conductor (i.e., a single strand) of 1.12 mm diameter to form a single-layer insulation cable.
Le profil de température de l'extrudeuse est rassemblé dans le tableau 6 suivant : The temperature profile of the extruder is summarized in Table 6 below:
Tableau 6 Table 6
Une fois la couche extrudée autour de l'élément conducteur, le câble comprenant l'unique couche isolante est plongé dans un bain de sel à 220°C pendant 26 secondes (temps correspondant au t90 du peroxyde organique de la composition C3), afin de mousser et de réticuler ladite couche isolante. Once the layer is extruded around the conductive element, the cable comprising the single insulating layer is immersed in a bath of salt at 220 ° C. for 26 seconds (time corresponding to the t90 of the organic peroxide of the composition C3), in order to foam and crosslink said insulating layer.
6.3. Caractérisation des couches réticulées 6.3. Characterization of crosslinked layers
Propriétés Couche moussée Properties Foam layer
et réticulée and reticulated
Epaisseur (en millimètre) 3 mm Thickness (in millimeters) 3 mm
Hot Set Test : fluage à chaud sous 125 % Hot Set Test: hot creep under 125%
charge (en pourcentage) charge (in percentage)
Temps nécessaire pour avoir 90% du 26 s Time required to have 90% of the 26s
peroxyde qui s'est décomposé (en peroxide that has broken down (in
seconde)
Variation du diamètre total (en + 21 % pourcentage) second) Variation of the total diameter (in + 21% percentage)
Variation de la densité (en - 30 % Density variation (in - 30%
pourcentage) percentage)
Tableau 7 Table 7
Les propriétés mesurées dans le tableau 7 ont été mesurées conformément à ce qui a été décrit pour les propriétés mesurées dans le tableau 4.
The properties measured in Table 7 were measured according to what has been described for the properties measured in Table 4.