本发明专利技术涉及一种导电装置，例如电线或电缆，其抗碾性为至少约１８磅／平方英寸（ｐｓｉ），该装置包括：Ａ．包括至少一种导电基材的导电构件，例如一根电线股或一对缠绕的电线股；和Ｂ．基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，例如聚合物涂层或层，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括：１．至少约５０重量％的聚丙烯，和２．至少约１０重量％的弹性体。在一个具体实施方案中，所述掺合物的特征在于具有（ｉ）１５０Ｃ下小于２００％的热蠕变，（ｉｉ）在６０赫兹和９０Ｃ下小于约２．５的介电常数，（ｉｉｉ）在６０赫兹和９０Ｃ下小于约０．００５的损耗因子，和（ｉｖ）大于约６００ｖ／ｍｉｌ的ＡＣ破坏强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电装置的绝缘和套管。 一方面，本专利技术涉及基于聚 丙烯的绝缘和套管，另一方面，本专利技术涉及用于电线和电缆的基于聚 丙烯的绝缘和套管。再一方面，本专利技术涉及具有改善的抗碾性的绝缘 电线和电缆。
技术介绍
今天商用的许多导电装置，例如电线和电缆，通常包括周围包着一或多层或套的聚合材料的金属芯。USP 5,246,783是其例证。该芯通 常为周围包着许多不同的聚合物层的铜或铝，其每层具有特定的功能， 例如半导体屏蔽层、绝缘层、金属带屏蔽层(metallic tape shield layer) 和聚合物套管。也公知存在非金属芯，例如纤维光缆的各种金属掺杂 的二氧化硅芯。电缆可以包括一个或多个聚合物层。特定的层可以提供一种以上 的功能和/或两层或多层的功能可以叠加，例如任意阻抗(abuse-resistance)的套管也可以用作绝缘层，绝缘层和外部套管都可 以提供任意阻抗。例如，低电压电线和电缆(额定电压等于或低于5 千伏(Kv))通常用既可以用作绝缘层又可以用作任意阻抗套管的单层 聚合物层包围或封装，但是中等(额定电压大于5 Kv至69 Kv)、高(额 定电压大于69 Kv至225Kv)和超高(额定电压大于225 Kv)电压电 线和电缆通常用至少分离的绝缘和套管层包围或封装。USP 5,246,783 提供了后一种电缆制作的例子。多种不同的聚合材料可用于电线和电缆的制造中。选择要用何种 聚合材料当然由聚合材料的性能与将达到的功能相匹配来决定。电线 和电缆的绝缘和/或套管层必须具有良好的介电和树形阻抗(tree-resistant)性能，未填充的聚乙烯和填充的乙烯-丙烯橡胶(EPR) 通常用作这种层(例如见USP 5,246,783和5,266,627)。在其它的性能中，电线和电缆套管需要具有好的耐水和耐溶剂性、柔韧性、抗碾性， 为了达到这些目的，电线和电缆套管通常用硅垸交联的聚乙烯来制造。USP 4,144,202是乙烯聚合物的硅烷交联的例子。而且，制备这些材料 中的一些比其它的更困难和昂贵。例如，中等电压电源电缆的绝缘或套管套(sheath)的制备通常要 求含有过氧化物的聚合物组合物的熔融加工。然后要求这些材料在连 续硫化管(vulcanization tube)中暴露于热中以影响聚合物的交联。在 这个过程中重要的是避免焦化，即熔融过程(如挤出)中的早期交联。 在聚合物的熔点之上相对较低的温度(如对用于电缆的绝缘层的低密 度聚乙烯，为140C)下挤出，并采用在这种温度下缓慢分解的过氧化 物，通常可以避免这种情况。但是，这在高温下(如180C)需要很多 额外的时间，以分解剩余的过氧化物并确保绝缘层所需要的交联度。 结果，总的加工过程的挤出速率相对较低而且增加了成本。尽管这些已知的材料可用，人们仍持续关注确定取代材料，所述 取代材料不仅具有更好的物理性能，特别是压碎强度(crush strength), 而且制造效率更高、成本更低。聚丙烯是公知和长期使用的(long-established)商业聚合物。它以 均聚物和共聚物的形式被广泛应用。均聚物和共聚物都具有也可由下 述衡量的多种性能分子量，分子量分布(MWD或Mw,/M》，熔体流 动速率(MFR)，弯曲模量，结晶度，立构规整度，和(如果是共聚物) 共聚单体类型、量和分布。可以采用许多公知的催化剂(如齐格勒-纳 塔；茂金属；限制几何构型(constrained geometry);非茂金属、金属 中心、吡啶基(pyridinyl)配体等)中的任一种或多种在气体、溶液、 淤浆或悬浮聚合方法中制造聚丙烯。已知聚丙烯可用于各种应用中，其中一些更常见的包括薄膜、纤 维、汽车和仪表零件、绳、缆绳(cordage)、网(webbing)和毯。另 外，聚丙烯是用作粘合剂、填料及类似物的许多组合物中的公知组分。 与其它聚合物相似，特定聚丙烯的最终用途将由它的各种化学和物理 性能来决定。然而，至今还未发现聚丙烯广泛地用作电线或电缆，特 别是电源电缆(powercable)的绝缘或套管壳。7
技术实现思路
专利技术概述在第一具体实施方案中，本专利技术涉及导电装置，例如抗碾性为至 少约18磅每平方英寸(psi)的电线或电缆，该装置包括A. 包括至少一种导电基材的导电构件，如一根电线股(wire stand) 或一对缠绕的电线股；和B. 基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，例如至少一种聚合 物涂层或层用作套管和/或绝缘层，电绝缘构件包括聚合物掺合物， 所述聚合物掺合物包括1. 至少约50重量％的聚丙烯，和2. 至少约10重量％的弹性体。通常，导电构件包括铜或铝，且弹性体包括至少一种乙烯和(x-烯烃的 共聚物，例如乙烯和辛烯的共聚物。聚丙烯可以是均聚物或共聚物， 或包括均聚物和共聚物的掺合物，并可以通过任意聚合方法制备。聚 合物掺合物既可以是反应器中(in-reactor)或反应器后(post-reactor) 掺合物。在第二具体实施方案中，本专利技术涉及导电装置，其中聚合物掺合 物的弹性体组分优选为乙烯/ct-烯烃共聚物，聚合物掺合物的丙烯组分 通过非茂金属、金属中心、吡啶基催化制备，且掺合物具有(i ) 150C 下小于200%的热蠕变，(ii )在60赫兹和90C下小于约2.5的介电常 数，(iii)在60赫兹和90C下小于约0.005的损耗因子(dissipation factor),禾n (iv)大于约600伏特/密耳(v/mil)的交流(AC)破坏强 度(breakdown strength)。优选地，惨合物也具有性能(v )小于约6,000 磅每平方英寸(psi)的拉伸强度，和(vi)大于约50%的拉伸长度中 的至少一种。优选聚丙烯组分为均聚物。附图说明图1是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板(compression molded plaque)的拉伸强度和百分比伸长(percent elongation)的柱状图。图2是比较对比实施例4和实施例5-6的压模板的热蠕变的柱状图。图3是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的介电常数的线 状图。图4是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的损耗因子的线 状图。图5是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的AC破坏强度 的柱状图。专利技术详述在本专利技术的实践中使用的聚合物掺合物的弹性体组分包括乙烯共 聚物和橡胶、热塑性氨基甲酸乙酯、聚氯丁二烯、丁腈橡胶、丁基橡 胶、聚硫橡胶、顺式1,4-聚异戊二烯(cis-l,4-polyisoprene)、硅橡胶及 类似物。乙烯(CH2=CH2)和至少一种C3-C2。a-烯烃(优选脂肪族ot-烯烃)共聚单体和/或多烯共聚单体(如共轭二烯、非共轭二烯、三烯 等)的共聚物是本专利技术优选的弹性体组分。术语共聚物包括包含 衍生自两种或多种单体的单元的聚合物，例如，共聚物如乙烯/丙烯、 乙烯/辛烯、丙烯/辛烯等；三元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯、乙烯/丙烯/ 丁二烯；四元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯/丁二烯；及类似物。C3-C2[) a-烯烃的例子包括丙烯、l-丁烯、4-甲基-l-戊烯、l-己烯、l-辛烯、1-癸 烯、l-十二碳烯、l-十四碳烯、l-十六碳烯、1-十八碳烯和l-二十碳烯。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导电装置，其抗碾性为至少约１８ｐｓｉ，所述装置包括： Ａ．包括至少一种导电基材的导电构件；和 Ｂ．基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括： １．至少约５０重量％的聚丙烯，和 ２．至少约１０重量％的弹性体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-5 60/705,8891、一种导电装置，其抗碾性为至少约18psi，所述装置包括A.包括至少一种导电基材的导电构件；和B.基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括1.至少约50重量％的聚丙烯，和2.至少约10重量％的弹性体。2、 根据权利要求l所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和ct-烯烃的共聚物。3、 根据权利要求1所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和C4-20(x-烯烃的共聚物。4、 根据权利要求1所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和C4.1()a-烯烃的共聚物。5、 根据权利要求l所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和辛烯的 共聚物。6、 根据权利要求2所述的导电装置，其中弹性体的密度不大于约 0.92克/立方厘米。7、 根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是丙烯和除丙烯 之外的ot-烯烃的共聚物。8、 根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是丙烯与乙烯和 04.2。01-烯烃中的至少一种的共聚物。9、 根据权利要求8所述的导电装置，其中聚丙烯通过齐格勒-纳塔、 限制几何构型和茂金属催化中的至少一种制备。10、 根据权利要求8所述的导电装置，其中聚丙烯通过非茂金属、 金属中心、吡啶基催化制备。11、 根据权利要求10所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于包括至少约65摩尔％ (mol%)衍生自丙烯的单元，约0.1-35摩尔％衍生 自乙烯的单元，和0至约35摩尔％衍生自一种或多种不饱和共聚单体 的单元，条件是衍生自乙烯和不饱和共聚单体的单元的组合摩尔百分 数不超过约35摩尔％。12、 根据权利要求ll所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于具 有下列特性中的至少一种(i )在约14.6 ppm和约15.7 ppm处的对 应于区域-错误的CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)大 于约-1.20的斜扭指数Six，和(iii)当共聚物中共聚单体的量增加时， Tme基本保持不变而T隨下降的DSC曲线。13、 根据权利要求10所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于包 括至少约65摩尔％衍生自丙烯的单元，和约0.1摩尔％至35摩尔％衍 生自不饱和共聚单体的单元。14、 根据权利要求13所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于具 有下列特性中的至少一种(i )在约14.6 ppm和约15.7 ppm处的对 应于区域-错误的C NMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)大 于约-1.20的斜扭指数Six，禾ti (m)当共聚物中共聚单体的量增加时， Tme基本保持不变而T咖x下降的DSC曲线。15、 根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是均聚物。16、...
【专利技术属性】
技术研发人员：J基勒，DP赖特，BI乔达里，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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