自愈材料和电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆，其包括细长的传导元件和围绕该细长的传导元件的自愈材料，其特征在于所述自愈材料为得自以下聚合组合物的交联材料，所述聚合组合物包含：A.包含至少一种具有亲水部分的烯烃聚合物的聚合物基质；和B.至少一种作为自愈添加剂的两亲化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于获得自愈交联材料的聚合组合物、一种包含自愈交联材料的自愈电缆、以及一种制造所述电缆的方法。更具体地，所述自愈交联材料用于电缆和/或光缆中作为围绕一个或多个细长导体的材料，所述导体是绝缘或非绝缘的。
技术介绍
在电缆安装期间或安装之后，其可能遭受损坏，因此具有在机械损坏之后能自行修复的聚合物层的电缆显然具有改善的安全性、寿命、能效和环境影响。对此，文献FR-2932605描述了一种自愈导电电缆，其包括绝缘层围绕的传导元件。所述绝缘层包括含有可聚合物的微元件，一旦微元件被损坏所述可聚合物就进行聚合。所述微元件以在电缆的纵向方向上排列的长纤维、短纤维和微球的形式均匀地大量分布在绝缘层中。然而，对开发新的自愈电缆、特别是具有改进的机械性能并且易于制造的自愈电缆具有持续的需求。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种新的自愈电缆(self-healingcable)，其具有改进的机械性能(例如断裂伸长率)、同时易于加工和制造。为此，本专利技术的目的是一种电缆，其包括细长的传导元件和围绕该细长的传导元件的自愈材料，其特征在于，所述自愈材料为得自以下聚合组合物的交联材料，所述聚合组合物包含：A.包含至少一种具有亲水部分的烯烃聚合物的聚合物基质，和B.至少一种作为自愈添加剂的两亲化合物。本专利技术有利地提供了一种电缆用自愈材料，更具体地一种烯烃交联材料，即使在电缆在安装期间或安装之后受到损坏的情况下也能保持交联网络和材料的机械特性。因此，即使在机械损坏之后，本专利技术的电缆显著地具有改进的安全性、寿命、能效和环境影响。表述“亲水部分”是指被水或其他极性溶剂吸引且对水或其他极性溶剂具有强亲和力的部分。更具体地，该部分倾向于被水或其他极性溶剂溶解。表述“两亲化合物”是指既具有亲水性又具有疏水性的化合物。更具体地，两亲化合物包含亲脂部分(即亲脂基团)和亲水部分(即亲水基团)。与“亲水部分”相反，表述“亲脂部分”(即“疏水部分”)是指被脂肪、油、脂质或诸如己烷或甲苯等非极性溶剂吸引且对这些溶剂具有强亲和力的部分。更具体地，该部分倾向于被脂肪、油、脂质或诸如己烷或甲苯等非极性溶剂溶解。聚合物基质A聚合物基质A包含至少一种市售且适于制备所述聚合组合物的聚合物。更具体地，聚合物基质由除了用作两亲化合物(即聚合的两亲化合物)之外聚合组合物所包含的所有聚合物组成。聚合物基质A可以包含至少一种烯烃聚合物，更优选包含一种具有亲水部分的烯烃聚合物，所述聚合物得自至少一种烯烃单体。术语“聚合物”是指本领域已知的各种类型的聚合物，例如均聚物，或诸如嵌段共聚物、无轨共聚物、替代共聚物或三元共聚物等的共聚物。本专利技术的聚合物可以为热塑性聚合物或弹性体共聚物，其可以通过本领域已知的工艺进行交联。烯烃共聚物可以有利地为乙烯的聚合物，其可以选自乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物(EPDM)、以及它们的混合物。更优选地，基于聚合物基质A的总重量(即聚合组合物中聚合物的总重量)，聚合物基质A包含多于50％重量的烯烃聚合物，更优选地至少70％重量的烯烃共聚物，以及更优选地至少90％重量的烯烃共聚物。更优选地，基于聚合物基质A的总重量(即聚合组合物中聚合物的总重量)，聚合物基质A包含多于50％重量的具有亲水部分的烯烃聚合物，更优选地至少70％重量的具有亲水部分的烯烃共聚物，以及更优选地至少90％重量的具有亲水部分的烯烃共聚物。在具体的实施方案中，所述聚合物基质A仅由一种或多种根据本专利技术的烯烃聚合物构成。更优选地，所述聚合物基质A仅由一种或多种根据本专利技术的具有亲水部分的烯烃聚合物构成。烯烃聚合物的亲水部分可以包含极性官能团，其可以选自羟基、酰胺、酯、碳酸酯、醚、酮、氨基甲酸乙酯、尿素和腈基。烯烃共聚物中优选的亲水部分为醋酸乙酯。烯烃聚合物中亲水部分的含量可以为至少20％重量，更优选至少40％重量，甚至更优选至少60％重量。可以传统地通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱法确定亲水部分的含量。例如，具有亲水部分的烯烃聚合物可以为具有亲水部分的乙烯共聚物，例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。在具体的实施方案中，具有亲水部分的烯烃聚合物为非接枝的烯烃共聚物。例如，具有亲水部分的烯烃聚合物可以不是马来酸酐接枝的EVA。聚合组合物可以包含占聚合组合物总重量至少30％重量的聚合物基质A，更优选多于50％重量的聚合物基质A，以及更优选至少60％重量的聚合物基质A。更具体地，聚合组合物可以包含占聚合组合物总重量至少30％重量的乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，更优选多于50％重量的EVA，以及更优选至少60％重量的EVA。两亲化合物B聚合组合物中的两亲化合物，更优选的用作自愈剂，其在自愈过程中能够与烯烃聚合物形成分子间相互作用，更优选地与烯烃聚合物的亲水部分形成分子间相互作用。分子间相互作用可以选自偶极-偶极相互作用、氢键相互作用、离子键相互作用和它们的任意组合。在优选的实施方案中，两亲化合物与具有亲水部分的烯烃聚合物共容。更具体地，两亲化合物和具有亲水部分的烯烃聚合物在混合温度下是可混溶的，其中具有亲水部分的烯烃聚合物处于可延展的状态。聚合物的可延展状态为本领域公知的，这取决于其熔融温度(例如，熔融状态)和/或其玻璃化转变温度。更具体地，所述可混溶性可以通过本领域公知的希尔德布兰德溶解度参数(δ)定义，这是对材料间相互作用程度的数值评估，以(卡路里/cm3)1/2表示。希尔德布兰德溶解度参数(δ)是内聚能密度的平方根，该密度通常通过测量蒸发热(以卡路里每立方厘米液体计)来确定。可以通过本领域公知的几种技术进行低挥发性化合物的溶解度参数的实验估计，例如通过溶胀试验(Schenderlein等人，2004)，通过浊度滴定(Schenderlein等人，2004；Wang，2003)，通过粘度测量(Wang，2003)或者通过反气相色谱(IGC)(Tian和Munk，1994；Adamska等人，2008；Sreekanth和Reddy，2008)。两亲化合物可以具有这样的希尔德布兰德溶解度参数(δ)，其与具有亲水部分的烯烃聚合物的希尔德布兰德溶解度参数相差大约20％，更优选与具有亲水部分的烯烃聚合物的希尔德布兰德溶解度参数相差大约10％，甚至更优选与具有亲水部分的烯烃聚合物的希尔德布兰德溶解度参数相差大约5％。在优选的实施方案中，两亲化合物可以具有与含有亲水部分的烯烃聚合物的希尔德布兰德溶解度参数基本上相等的希尔德布兰德溶解度参数。本专利技术的两亲化合物可以包含：-作为亲脂部分的饱和或不饱和的脂肪链，其包含至少四个碳原子，和-亲水部分。亲脂部分在所述脂肪链中可以包含高达28个碳原子。更优选地，其可以包含具有8至20碳原子的脂肪链。亲水部分可以为离子部分或非离子部分。亲水部分可以选自羧酸、羧酸的前体(例如酸酐)、羧酸的离子形式(例如羧酸盐)、酯类、胺类、酰胺类、醇类、它们的衍生物、和它们的任意组合。两亲化合物可以为聚合物或非聚合物。更具体地，两亲化合物与聚合物基质A中具有亲水部分的烯烃聚合物不同。本专利技术中，表述“非聚合物”对应于这样的化合物，其不是具有由多个相同或不同的重复单体单元共价连接所构成的结构、通过一个或多个所述单体单元聚合而形成的分子。在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆，其包括细长的传导元件和围绕该细长的传导元件的自愈材料，其特征在于，所述自愈材料为得自以下聚合组合物的交联材料，所述聚合组合物包含：A.包含至少一种具有亲水部分的烯烃聚合物的聚合物基质，和B.至少一种作为自愈添加剂的两亲化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 EP 14305661.2;2014.10.15 EP 14189034.3;1.一种电缆，其包括细长的传导元件和围绕该细长的传导元件的自愈材料，其特征在于，所述自愈材料为得自以下聚合组合物的交联材料，所述聚合组合物包含：A.包含至少一种具有亲水部分的烯烃聚合物的聚合物基质，和B.至少一种作为自愈添加剂的两亲化合物。2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述具有亲水部分的烯烃聚合物为乙烯乙酸乙烯酯共聚物。3.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述聚合物基质A为仅包含一种或多种具有亲水部分的烯烃聚合物。4.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，所述两亲化合物能够在愈合过程中与所述具有亲水部分的烯烃聚合物形成分子间相互作用。5.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，所述两亲化合物和所述具有亲水部分的烯烃聚合物是互相兼容。6.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，所述两亲化合物包含：-作为亲脂部分的饱和或不饱和的脂肪链，其包含至少四个碳原子，和-亲水部分。7.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，所述亲水部分选自羧酸、羧酸前体、羧酸的离子形式、酯类、胺类、酰胺类、醇类、它们的任意衍生物、以及它们的任意组合。8.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，所述两亲化合物为选自接枝的烯烃聚合物、具有亲水部分的聚合物、以及它们的衍生物的聚合物。9.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，所述两亲化合物为选自脂肪酸及其衍生物的非聚合物。10.根据权利要求9所述的电缆，其特征在于，所述脂肪酸选自油酸、蓖麻油酸及它们的任意衍生物。11.根据权利要求9或10所述的电缆，其特征在于，所述脂肪酸为油酸的甘油三酯或蓖麻油酸的甘油三酯。12.根据权利要求9或10所述的电缆，其特征在于，所述脂肪酸选自油多元醇。...

【专利技术属性】
技术研发人员：热拉尔·马塞尔·巴凯，金成津，安大业，金权淳，裴芝贤，金泳久，田埈倍，白美亘，
申请(专利权)人：耐克森公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR