半导体聚合物组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种半导体聚合物组合物，包含a)至少30wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物；b)至少25wt％的炭黑；和c)至少2wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，其MFR2至少为100g/10min；条件是组分(a)和(c)不同。组分(a)和(c)不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体聚合物组合物


[0001]本专利技术涉及半导体聚合物组合物，涉及包含所述组合物的任选可交联的电缆，如果可交联，则涉及包含所述组合物的交联电缆，以及涉及包含所述组合物的电缆的制备方法，该方法包含电缆的任选交联步骤。本专利技术还涉及生产该半导体聚合物组合物的方法。

技术介绍

[0002]在导线和电缆(W&C)应用中，典型的电缆包含至少一个导体，该导体被一层或多层聚合物材料包围。在包括中压(MV)、高压(HV)和超高压(EHV)应用的电力电缆应用中，所述导体依次被包括内半导体层、绝缘层和外半导体层的若干层包围。可以向这些层中添加另外的层，例如筛网和/或辅助阻挡层，例如一个或多个水阻挡层和一个或多个护套层。此外，重要的电性能在不同的电缆应用中可能不同，如同交流(AC)和直流(DC)电缆应用之间的情况。
[0003]典型的电缆通常通过挤出导体上的层而生产。这种聚合物半导体层众所周知，并广泛用于额定电压大于6kV的介电电力电缆。这些层用于在导体和绝缘体之间以及绝缘体和地电位或中性电位之间提供中间电阻率层。
[0004]此外，还已知聚合物(例如聚烯烃)的交联实质上有助于改善聚合物的耐热性和耐变形性、机械强度、耐化学性和耐磨性。因此，交联聚合物广泛用于不同的终端应用中，例如上述导线和电缆(W&C)应用。
[0005]半导体层的目的是为绝缘体中的电场提供光滑的界面，从而通过防止导电层和介电层界面处的局部放电来延长电力电缆的使用寿命，即长期活力。
[0006]半导体组合物是在配混工艺中生产的，其中聚合物、炭黑和其他添加剂在高温下配混。所得半导体聚合物组合物对光滑度有很高的要求。
[0007]使用EVA作为聚合物组分之一的半导体组合物在本领域中是众所周知的。还已知在高温下，EVA共聚物容易热降解，导致在聚合物主链上形成乙酸和不饱和(B.Sultan等人，J.App.Pol.Sci.，第43卷，第9期，第1737页)。乙酸的形成是不可取的，因为它会导致生产设备的腐蚀。此外，聚合物主链上的不饱和是不希望的，因为这种部分对热氧化降解敏感。
[0008]另一个关键特征是半导体组合物的光滑度。光滑度部分地受到通常在这种组合物中使用的炭黑(CB)的影响。例如，炭黑颗粒粒径的不均匀分布会降低表面光滑度并导致局部电应力集中，这是会引发众所周知的“排气树(vented tree)”现象的缺陷。此外，CB的表面性质和粒径可能影响电力电缆的半导体层的表面光滑度。例如，已知CB颗粒越大，半导体层的表面越光滑。然而，增加CB的粒径以改善光滑度反过来会恶化，即增加半导体层材料的电阻率。因此，通常需要平衡这些性能，特别是在所谓的炉炭黑的情况下。
[0009]为了解决当前包含EVA的半导体组合物的上述缺陷，需要提供一种可以在较低的配混温度下生产而配混输出没有任何损失的组合物。理想地，这种组合物将具有足够的光滑度以被认为适用于电力电缆。在这方面，本专利技术人出乎意料地发现，在半导体聚合物组合物中包括酸清除剂(如硬脂酸盐)和/或MFR2至少为100g/10min的乙烯乙酸乙烯酯共聚物是
有益的。

技术实现思路

[0010]因此，在第一方面，本专利技术提供了一种半导体聚合物组合物，包含：
[0011](a)至少30wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物；
[0012](b)至少25wt％的炭黑；和
[0013](c)至少2wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，其MFR2为至少100g/10min；
[0014]条件是组分(a)和(c)不同。
[0015]在特定实施方案中，本专利技术进一步提供了如上文所定义的半导体聚合物组合物，进一步包含至少0.1wt％的酸清除剂。
[0016]在第二方面，本专利技术提供了一种包含半导体层的制品，该半导体层从如上文所定义的半导体聚合物组合物获得，其中该制品例如为电缆，例如电力电缆。
[0017]在另一方面，本专利技术提供了一种制备半导体聚合物组合物的方法，包含：
[0018](a)至少30wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物；
[0019](b)至少25wt％的炭黑；和
[0020](c)至少2wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，具有至少100g/10min的MFR2和/或至少0.1wt％的酸清除剂。
[0021]所述方法包含在低于240℃的温度下配混(a)至(c)，条件是当存在时，乙烯乙酸乙烯酯共聚物(c)不同于乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)。
[0022]在最后一个方面，本专利技术提供了MFR2至少为100g/10min的乙烯乙酸乙烯酯共聚物和/或酸清除剂用于降低半导体聚合物组合物的配混温度的用途。
具体实施方式
[0023]定义
[0024]半导体聚合物组合物在本文中是指聚合物组合物包含导电填料，例如半导体量的炭黑。术语半导电聚合物组合物是一种众所周知的表达方式，适用于半导体应用中的聚合物组合物，如电缆的半导体层，这对技术人员来说是众所周知的。
[0025]术语“聚乙烯”将被理解为是指乙烯基聚合物，即基于聚合物整体的总重量，包含至少50wt％乙烯的聚合物。术语“聚乙烯”和“乙烯基聚合物”在本文中可互换使用，是指包含大部分重量百分比的聚合乙烯单体(基于可聚合单体的总重量)的聚合物，并且任选地可以包含至少一种聚合的共聚单体。乙烯基聚合物可包括大于50、或大于60、或大于70、或大于80、或大于90wt％的衍生自乙烯的单元(基于乙烯基聚合物的总重量)。
[0026]本专利技术的低密度聚乙烯LDPE是在高压过程中生产的聚乙烯。通常，乙烯和任选的其他共聚单体在高压过程中的聚合在引发剂的存在下进行。术语LDPE的含义众所周知，并在文献中有记载。术语LDPE描述并区分了在烯烃聚合催化剂的存在下产生的高压聚乙烯和低压聚乙烯。LDPE具有某些典型特征，诸如不同的分支结构。LDPE的典型密度范围为0.900至0.960g/cm3。
[0027]术语“导体”在本文中是指包括一根或多根导线的导体。导线可以用于任何用途，例如光学、电信或电线。此外，电缆可以包括一个或多个这样的导体。优选地，导体是电导体
并且包括一根或多根金属导线。
[0028]说明书和权利要求中规定的组分(a)至(c)的重量含量基于半导体聚合物组合物的总重量。
[0029]乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)
[0030]本专利技术上下文中的乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)是聚乙烯，即包括乙烯作为主要单体组分。聚乙烯共聚物(a)包括乙酸乙烯酯作为共聚单体并且可以包含一种或多种其他共聚单体。众所周知，“共聚单体”是指可共聚的共聚单体单元。
[0031]乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)在高压聚合过程中生产，优选地在引发剂的存在下通过自由基聚合。因此，共聚物(a)是低密度聚乙烯(LDPE)。应注意的是，在高压(HP)中生产的聚乙烯在本文中通常称为LDPE，该术语在聚合物领域具有众所周知的含义。尽管术语LDPE是低密度聚乙烯的缩写，但该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体聚合物组合物，包括：a)至少30wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物；b)至少25wt％的炭黑；和c)至少2wt％的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，其MFR2为至少100g/10min；条件是组分(a)和(c)不同。2.如权利要求1所述的半导体聚合物组合物，其中当根据ASTM D
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1510
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19测定时，所述炭黑的碘吸附值为至少10mg/g，例如10至300mg/g，诸如30至250mg/g，例如80至200mg/g，或100至170mg/g；和/或当根据ASTM D 2414
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19测量时，吸油值为至少30ml/100g，例如50至300ml/100g，例如50至250ml/100g，例如70至200ml//100g，例如90至130ml/100g。3.如权利要求1或2所述的半导体聚合物组合物，其中相对于所述共聚物的总重量，所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)的乙酸乙烯酯含量为1至35wt％，优选1.5至32wt％，更优选2至28wt％，更优选2.5至25wt％，甚至更优选3至22wt％，诸如4至20wt％，尤其是5至19wt％，诸如10至18wt％，例如12至16wt％。4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体聚合物组合物，其中所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)的MFR2小于乙烯乙酸乙烯酯共聚物(c)的MFR2，优选MFR2为0.01至50g/10min，更优选0.05至40g/10min，甚至更优选0.1至30g/10min，诸如0.5至20g/10min，例如1至15g/10min。5.如权利要求1至4中任一项所述的半导体聚合物组合物，其中所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物(a)的存在量为30至73wt％，优选30至70wt％，更优选32至68wt％，甚至更优选35至65wt％或45至60wt％。6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体聚合物组合物，其中炭黑(b)的存在量为25至60wt％，优选28至55wt％，更优选30至50wt％，例如35至45wt％或34至41wt％；和/或所述乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：