具有包含含有极性基团、水解硅烷基团的聚烯烃并且包括硅醇缩合催化剂的绝缘层的低压电力电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种含有密度低于１１００ｋｇ／ｍ↑［３］的绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层包含含有０．０２～４ｍｏｌ％的具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物的聚烯烃，而且包括０．０００１～３ｗｔ％的硅醇缩合催化剂。此外，本发明专利技术涉及制备所述低压电力电缆的方法，也涉及包含含有０．０２～４ｍｏｌ％的具有极性基团的化合物的聚烯烃在制备低压电力电缆的绝缘层中的应用。

【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包含绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层包含具有极性基团和水解硅烷基团的聚烯烃，并且包括用于其制备过程的硅醇缩合催化剂，并且涉及所述聚烯烃在制备用于低压电力电缆的绝缘层中的应用。
技术介绍
用于低电压即低于6kV的电压的电力电缆通常包含由绝缘层包覆的电导体。这样的电缆在下文中是指单线电缆。任选地，两种或更多种这样的单线电缆可以用普通的最外护套层即护套所环绕。低压电力电缆的绝缘层通常由包含例如聚烯烃的聚合物基质树脂的聚合物组合物制得。通常用作基质树脂的材料为聚乙烯。此外，在最终的电缆中，聚合物基质树脂通常是交联的。除了聚合物基质树脂，用于低压电力电缆的绝缘层的聚合物组合物通常进一步包含添加剂，以增强电缆绝缘层的物理性质，并且增加其对不同周围环境条件的抵抗力。添加剂的总量一般为总聚合物组合物的大约0.3～5wt％，优选大约1～4wt％。添加剂包括例如用于抵抗因氧化和辐射等而降解的抗氧剂的稳定添加剂；例如硬脂酸的润滑添加剂；和例如有助于绝缘组合物中的乙烯聚合物的交联的过氧化物的交联添加剂。与低压(＜6kV)电力电缆形成对比，中(＞6～68kV)或高压(＞68kV)电力电缆由多个绕电导体挤出的聚合物层组成。电导体首先由内半导体层、随后由绝缘层、然后由外半导体层包覆，各层都是基于交联聚乙烯。在该电缆核心层的外部、以及在外表上通常涂覆基于聚烯烃的护套层，所述电缆核心层由阻水层、金属屏蔽层和衬垫(使电缆成圆形的聚合物层)组成。这些电缆的绝缘层的厚度在5～25mm范围内。由于在低压电力电缆中，绝缘层通常较薄，例如0.4～3mm，并且直接包覆在电导体上，绝缘层是环绕每个单传导核心的唯一层，因此，绝缘层必须具有良好的例如断裂伸长率和断裂拉伸强度的机械性质是很重要的。但是，当该薄聚烯烃层向冷导体挤出时，其机械性质会被严重损坏。为了这个原因，当在导体上挤出含有聚烯烃的绝缘层时，通常使用预热的导体，但是，与如PVC的材料相比，这是缺点。此外，薄聚烯烃层的机械性质会受从涂覆于电缆核心外部的围绕衬垫和护套层迁移到其内的增塑剂的负面影响，这样在低电压电缆中通常是基于PVC的。此外，优选低压电力电缆间的电缆接头以以下方式形成，剥离在需连接的两电缆的端部处的部分绝缘层、连接电导体后，覆盖接点导体的新绝缘层通常由聚氨酯聚合物形成。因此，原有绝缘层的聚合物组合物对用于修复绝缘层的聚氨酯聚合物具有良好的粘附性是很重要的，从而即使是在机械压力下，在电缆接头处的层也不会被毁坏。更进一步地，由于低压电力电缆的绝缘层通常通过在导体上直接挤出而形成，因此用于绝缘层的聚合物组合物显示良好的挤出行为，并且在挤出后，仍保持良好的机械性质是很重要的。WO 95/17463描述了磺酸作为缩合催化剂，被加入到含有3～30wt％的LD、PE或EBA的母料中的应用。WO 00/36612描述了具有良好电性质，尤其是长期性(long timeproperty)的中/高压(MV/HV)电力电缆。这些MV/HV电缆总具有内半导体层和其外的绝缘层。因为他们基本上由相同的材料，即聚乙烯化合物制成，所以这些层之间的粘附力通常很好。相反，本专利技术致力于低压电力电缆，并且尤其解决了绝缘层对导电层的粘附力的问题，及与在导体上直接挤出相关的问题。WO 02/88239教导了如何为酸缩合催化剂选择添加剂。US 5,225,469描述了基于乙烯-乙烯基酯和乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物的聚合物组合物，其可交联以提供为电线和电缆制品提供绝缘涂层。EP 1 235 232教导了基于包含极性基团和无机材料的组合物材料的电缆的涂覆层。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种显示良好的机械性质，并同时显示对聚氨酯聚合物的良好粘附性及挤出后仍保持良好的机械性质的具有绝缘层的低压电力电缆，本专利技术进一步的目的是提供一种具有绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层具有对增塑剂从PVC迁移到层内而引起的机械性质的恶化具有增强的抵抗力。本专利技术基于这样一种发现，即，如果绝缘层含有包含0.02～4mol％具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物的聚合物，而且包括0.0001～3wt％的硅醇缩合催化剂，则可以提供该低压电力电缆。因此本专利技术提供了一种含有绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层具有低于1100kg/m3的密度，其包含聚烯烃，所述聚烯烃含有0.02～4mol％的具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物，而且绝缘层进一步包括0.0001～3wt％的硅醇缩合催化剂。惊奇地发现包含含有0.02～4mol％的具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物的聚烯烃，而且包括0.0001～3wt％的硅醇缩合催化剂的绝缘层决定性地增加对聚氨酯聚合物的粘附力，因此根据本专利技术的低压电力电缆间的耐用接合处可用聚氨酯聚合物填料制成。同时，电缆的绝缘层实现了对低压电力电缆的机械性质的苛刻要求。尤其是增加了断裂伸长率。LV电缆常安装在建筑物中。单线电缆常安装在管线中，并且在安装过程中，单线电缆从长管道中拉出。锐利的拐角和其它特别的安装会引起电缆绝缘层的损坏。根据本专利技术的低压电力电缆由于其增强的断裂伸长率，从而在安装中有效地防止了这样的断裂。此外，在挤出过程中，为获得最终绝缘层良好的机械性质，在不预热或小程度预热导体的范围内绝缘层显示出改进的挤出行为是必要的。最后，当与PVC老化时，绝缘层保持良好的机械性质。根据本专利技术的低压电力电缆在各个需要的参数方面被谨慎地优化。机械强度与PVC增塑剂的低吸收的结合是关键参数。本专利技术另一个重要方面是低量的极性基团。这对于低压电力电缆尤其重要，因为他们必须是成本上非常有效的。该低压电力电缆通常是仅由一个复合绝缘层和通常相当薄的夹套层而制得的。该层具有高的电阻率和良好的机械强度的重要性怎么强调都不为过。这可以通过低量的极性基团而实现。本专利技术的另一个方面是制备具有良好磨损性质的化合物。如果组合物包含大量的共聚物，则组合物将较软。这意味着磨损会较低。在例如具有高度的振动的工业应用中磨损很重要。这是极性基团的量必须低的另外一个原因。表述“含有极性基团的化合物”旨在涵盖了只使用一种含有极性基团的化学化合物的情况，和使用两种或多种该化合物的情况。优选地，极性基团选自硅氧烷、酰胺、酸酐、羧基、羰基、羟基、酯和环氧基团。例如，所述的聚烯烃可通过聚烯烃与包含极性基团的化合物进行接枝而制备，即，通过通常在自由基反应中添加包含极性基团化合物进行聚烯烃的化学改性而制备。例如US 3,646,155和US 4,117,195中描述了接枝。但是，优选通过烯烃单体与具有极性基团的共聚单体的共聚制备所述的聚烯烃。在这种情况下，全部的共聚单体通过“具有极性基团的化合物”表述。因此，已通过共聚反应获得的聚烯烃中的具有极性基团的化合物的重量分数可以简单地通过已经聚合为聚合物的单体和含有极性基团的共聚单体的重量比率而计算。例如，当所述聚烯烃是通过烯烃单体与含有极性基团的乙烯基化合物共聚而制备时，聚合后形成了聚合物主链部分的乙烯基部分构成“含有极性基团的化合物”的重量分数。作为具有极性基团的共聚单体的例子，可提及的如下(a)乙烯基羧酸酯，例如醋酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯，(b)(甲基)丙烯酸酯，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有密度低于１１００ｋｇ／ｍ↑［３］的绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层包含聚烯烃，含有０．０２～４ｍｏｌ％的具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物，而且包括０．０００１～３ｗｔ％的硅醇缩合催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2003-10-24 03024371.11.一种含有密度低于1100kg/m3的绝缘层的低压电力电缆，该绝缘层包含聚烯烃，含有0.02～4mol％的具有极性基团的化合物、并进一步包含具有水解硅烷基团的化合物，而且包括0.0001～3wt％的硅醇缩合催化剂。2.根据权利要求1所述的低压电力电缆，其中所述极性基团选自硅氧烷、酰胺、酸酐、羧基、羰基、羟基、酯和环氧基团。3.根据权利要求2所述的低压电力电缆，其中所述具有极性基团的化合物为丙烯酸丁酯。4.根据上述权利要求的任何一项所述的低压电力电缆，其中所述聚烯烃含有0.1～2.0mol％的具有极性基团的化合物。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约纳什容奎斯特，伯恩特奥克苏丹，瓦尔夫德特勒夫，
申请(专利权)人：北方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]