包括至少一个交联层的电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆(1)，所述电缆包括至少一个细长导电体(2)和至少一个围绕所述细长导电体的交联层(3，4，5)，所述交联层由包含至少一种聚合物的聚合物组合物获得，其特征在于，所述聚合物组合物进一步包含至少一种硅烷化的纳米填料，所述纳米填料具有至少50m

【技术实现步骤摘要】
包括至少一个交联层的电缆
本专利技术涉及一种包括至少一个交联层的电缆。
技术介绍
本专利技术典型地但不排他地适用于直流电或交流电的低电压(尤其小于6kV)、中电压(尤其从6至45-60kV)或高电压(尤其大于60kV，并且可能范围最高达800kV)电力电缆领域。在高电压电缆中，已知可以使用添加到聚合物组合物中的纳米填料以便增强耐击穿性。在这种情况下，仍然需要具有展现出越来越高的耐介电击穿性同时确保低泄漏电流的电缆。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种电缆来克服现有技术的缺点，所述电缆包括至少一个交联层、展现出增强的耐介电击穿性，同时尤其确保低泄漏电流。本专利技术提供了一种电缆，所述电缆包括至少一个细长导电体和至少一个围绕所述细长导电体的交联层，所述交联层由包含至少一种聚合物的聚合物组合物获得，其特征在于，所述聚合物组合物进一步包含至少一种硅烷化的纳米填料，所述纳米填料具有至少50m2/g、并且优选至少70m2/g的比表面积(BET)。借助于本专利技术，交联层在直流电流下，尤其在70℃下显示出非常好的耐介电击穿性特性。此外，本专利技术的交联层展现出减小的泄露电流，使其有利地用作电缆、尤其是高电压直流电(HVDC)电缆的电绝缘层。此外，本专利技术的交联层甚至在大于80℃，例如像约90℃-110℃的电缆操作温度下，显示出增加的耐老化性。最后，本专利技术的交联层有利地使得能够在一种或多种交联副产物的存在下显著降低空间电荷的浓度，并且因此显著降低电场强化。硅烷化的纳米填料本专利技术的硅烷化的纳米填料更特别地是所谓的经处理的填料。“经处理的填料”是指已经经历了表面处理的填料，或者换言之，是经表面处理的填料。所述表面处理尤其使得填料的表面特性被改性。用于提供硅烷化的纳米填料的表面处理尤其是基于至少一种硅烷化合物的表面处理(有或没有偶联剂)，这种类型的表面处理是本领域技术人员熟知的。因此，在其表面，本专利技术的硅烷化的纳米填料可以包含硅氧烷和/或硅烷基团。所述基团可以是乙烯基硅烷、烷基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷或巯基硅烷基团。用于提供硅烷化的纳米颗粒的硅烷化合物可以优选选自以下：-烷基三甲氧基硅烷或烷基三乙氧基硅烷，例如像十八烷基三甲氧基硅烷(OdTMS-C18)、辛基(三乙氧基)硅烷(OTES-C8)、甲基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷，-乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷，-甲基丙烯酰氧基硅烷或丙烯酰氧基硅烷，例如像3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，和/或-其混合物。本专利技术的纳米填料可以优选地是可以选自以下的无机纳米填料：碱土金属碳酸盐、碱土金属硫酸盐、金属氧化物、类金属氧化物、金属硅酸盐，和硅氧烷(或三维有机硅低聚物)。例如：-碱土金属碳酸盐纳米填料可以是碳酸钙纳米填料，-碱土金属硫酸盐纳米填料可以是硫酸钡纳米填料，-金属氧化物纳米填料，或者换言之，仅包含一个或多个氧元素和一个或多个金属元素的纳米填料可以是氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)，二氧化钛(TiO2)，氧化镁(MgO)，氧化铁(Fe2O3、Fe3O4)纳米填料，-类金属氧化物纳米填料可以是二氧化硅(硅石)纳米填料，尤其是气相硅石纳米填料，熟知的是表述“气相硅石”是指热解硅石，-金属硅酸盐纳米填料可以是例如铝硅酸盐(纳米粘土)，或水合硅酸铝镁的纳米填料，例如蒙脱土，其属于页硅酸盐类，-硅氧烷或三维有机硅低聚物纳米填料可以是倍半硅氧烷(POSS)或其衍生物的纳米填料，例如像三硅烷醇基苯基多面体倍半硅氧烷(TP-POSS)纳米填料。本专利技术的纳米填料是硅烷化的纳米填料，并且因此上文给出的实例是旨在被硅烷化的纳米填料。旨在被硅烷化的纳米填料更特别地是无机纳米填料，其包含允许纳米填料被处理的化学官能团，例如像氢官能团。本专利技术的纳米填料可以优选地是硅烷化的金属氧化物纳米填料。在本专利技术中，硅烷化的纳米填料的比表面积(BET)为至少50m2/g、优选至少70m2/g、优选至少80m2/g、并且优选至少100m2/g。硅烷化的纳米填料可以具有不超过1000m2/g、并且优选不超过500m2/g的BET比表面积。在本专利技术中，可以根据标准DIN9277(2010)容易地确定硅烷化的纳米填料的比表面积。本专利技术的硅烷化的纳米填料是纳米级的填料。本专利技术的一种或多种硅烷化的纳米填料典型地具有其尺寸中的至少一个是纳米(10-9米)尺寸。在本专利技术中，“硅烷化的纳米填料”是指基本粒子。基本粒子的集合可以是基本粒子的团聚体或聚集体，这取决于尺寸。更特别地，本专利技术的一种或多种硅烷化的纳米填料(即一种或多种基本粒子)可以具有其尺寸中的至少一个不超过1000nm(纳米)、优选不超过800nm、优选不超过600nm、优选不超过400nm、并且更优选不超过100nm。此外，本专利技术的一种或多种硅烷化的纳米填料可以具有其尺寸中的至少一个为至少1nm、并且优选至少5nm。本专利技术的一种或多种硅烷化的纳米填料可以优选地具有其尺寸中的至少一个范围从1至800nm。当根据本专利技术考虑多个硅烷化的纳米填料时，术语“尺寸”是指给定群体的硅烷化的纳米填料的集体的数均尺寸，此尺寸通常通过本领域技术人员熟知的方法确定。根据本专利技术的一种或多种硅烷化的纳米填料的尺寸可以例如通过显微镜法，尤其是通过扫描电子显微镜(SEM)或通过透射电子显微镜(TEM)确定。更特别地，本专利技术聚合物组合物中的一种或多种硅烷化的纳米填料的尺寸可以通过TEM在至少20张显微照片上确定，通过在大约-140℃下制备厚度为大约100nm的聚合物组合物样品，随后将所述样品置于铜载体上用于通过TEM观察。这种制备技术称为冷冻超薄切片术。硅烷化的纳米填料，或者更特别地，存在于聚合物组合物中的硅烷化的纳米填料中的至少一种可以具有：-基本上等于1的纵横比，于是将纳米填料称为等尺寸的，或者-大于1、优选至少10、并且优选至少100的纵横比。在本专利技术中，纵横比典型地是硅烷化的纳米填料的最大尺寸(例如像，当硅烷化的纳米填料为层状或圆柱形时硅烷化的纳米填料的长度)与硅烷化的纳米填料的最小尺寸(例如像，层状硅烷化的纳米填料的厚度，或者圆柱形硅烷化的纳米填料的直径)之间的比率。本专利技术的聚合物组合物可以包含相对于所述聚合物组合物的总重量按重量计不超过5.0％的硅烷化的纳米填料，并且优选地按重量计不超过2.0％的硅烷化的纳米填料，并且优选地按重量计不超过1.5％的硅烷化的纳米填料。本专利技术的聚合物组合物可以包含足以产生所希望效果的量的硅烷化的纳米填料。例如，本专利技术的聚合物组合物可以包含相对于所述聚合物组合物的总重量按重量计至少0.1％的量的硅烷化的纳米填料、优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆(1)，其包括至少一个细长导电体(2)和至少一个围绕所述细长导电体的交联层(3，4，5)，所述交联层由包含至少一种聚合物的聚合物组合物获得，其特征在于，所述聚合物组合物进一步包含至少一种硅烷化的纳米填料，所述纳米填料具有至少50m

【技术特征摘要】
20181220 FR 18737091.一种电缆(1)，其包括至少一个细长导电体(2)和至少一个围绕所述细长导电体的交联层(3，4，5)，所述交联层由包含至少一种聚合物的聚合物组合物获得，其特征在于，所述聚合物组合物进一步包含至少一种硅烷化的纳米填料，所述纳米填料具有至少50m2/g的比表面积(BET)。


2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述硅烷化的纳米填料具有至少70m2/g的比表面积(BET)。


3.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述纳米填料选自碱土金属碳酸盐、碱土金属硫酸盐、金属氧化物、类金属氧化物、金属硅酸盐、和硅氧烷。


4.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述纳米填料选自氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、和氧化铁(Fe2O3、Fe3O4)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述硅烷化的纳米填料是硅烷化的金属氧化物。


6.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述纳米填料包括硅氧烷和/或硅烷基团。


7.根据前述权利要求中任一项所述的电缆，其特征在于，所述纳米填料具有其尺寸中的至少一个不超过1000nm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：吉汉·萨尤，让米歇尔·马蒂，拉斐尔·古福德，
申请(专利权)人：耐克森公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR