绝缘特性优异的用于电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物及由其制成的成型品制造技术

本发明专利技术涉及一种具有优异的绝缘特性而适用于电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物及由其制成的成型品。根据本发明专利技术实施例的聚烯烃树脂组合物不仅具有优异的绝缘特性，还具有优异的耐热性、耐电压特性、空间电荷控制能力和机械性能。因此，由其制成的聚烯烃树脂成型品可有效地用作高压电力电缆和超高压电力电缆的绝缘层。缘层。

【技术实现步骤摘要】
绝缘特性优异的用于电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物及由其制成的成型品


[0001]本专利技术涉及一种具有优异的绝缘特性而适用于电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物及由其制成的成型品。更具体地，本专利技术涉及一种适用于高压和超高压电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物及由其制成的成型品，该组合物不仅具有优异的绝缘特性，还具有优异的耐热性、耐电压性能、空间电荷控制能力和机械性能。

技术介绍

[0002]通常，聚丙烯树脂因其优异的刚性和高耐热性、对化学试剂的稳定性和高绝缘特性而广泛应用于在高电压下需兼具绝缘特性和耐热性的产品中，例如电子产品的重要元件的包装、汽车用电器部件的壳体、电器产品的主要部位的保护、小型电热器表面等。
[0003]此外，聚丙烯具有优异的机械强度、耐磨性和耐水性的同时，还具有优异的介电性能，因此有效地用于超高压产品的绝缘。
[0004]但是，聚丙烯树脂由于刚性高且在弯曲时会发生白化现象，因此难以适用于弯曲部件，并且不耐冲击，尤其在低温条件下容易断裂，因此不适于用作架设在户外环境中的高压或超高压电线的绝缘体。
[0005]目前，作为电线的绝缘材料，会使用介电常数低且非极性的聚乙烯、乙烯
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丙烯橡胶共聚物(ethylene
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propylene rubber；EPR)、乙烯
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丙烯
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二烯橡胶共聚物(ethylene
‑
propylene
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diene rubber；EPDM)等。此外，在传输大量的高压和超高压电流的情况下，会使用将低密度聚乙烯进行交联而得到的交联聚乙烯(XLPE)以提高耐热性。
[0006]但使用交联聚乙烯的问题在于，交联残渣会导致使直流绝缘体的绝缘特性降低的空间电荷的积累。当产品寿命结束或发生不良时，不能回收再利用而只能对其进行焚烧，因此不环保，并且回收再利用过程中会产生额外的设备成本。此外的缺点在于，在交联过程中产生的交联副产物造成环境污染的可能性较大，水交联的产品还需要增加干燥过程，并且如果因挤出时产生的热而过度交联，则加工性会受到限制。
[0007]为了解决这些问题，已经尝试通过在耐热性优异的聚丙烯树脂中混合EPR、乙烯
‑
α
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烯烃橡胶、EPDM等来改善柔软性或冲击性能。在这种情况下，由于聚丙烯基质与橡胶的相分离，可能会导致电绝缘特性降低，或者橡胶的比例过高时，可能会发生基质与橡胶的相反转而使耐热性能降低。
[0008]为了解决这些问题，对于以聚丙烯为主要成分的聚烯烃树脂组合物，正在进行改善柔软性和抗冲击性的同时确保耐电压特性和耐热性的研究。
[0009]例如，在国际专利申请公开号2013/0148028中，通过在聚丙烯中混入乙烯
‑
α
‑
烯烃橡胶或EPDM，观察到交流击穿电压强度随冷却速率的变化，但并没有提及耐热性和柔软性的改善。
[0010]韩国专利申请公开号10
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2012
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0086071中公开了一种通过将纳米无机颗粒与聚丙烯树脂混合来制备体积电阻率和绝缘击穿强度优异的绝缘材料的方法，但问题在于难以将
纳米无机颗粒均匀地分散到聚丙烯中。
[0011]韩国专利公告号10
‑
1784333中公开了一种通过使用α
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烯烃与丙烯的共聚物来确保柔软性的热塑性聚合物，但其问题在于，如果橡胶的含量较少，则在用作绝缘材料时因柔软性降低而难以架设和安装，如果橡胶的含量较高，则对机械性能影响较大的聚丙烯的优点会消失。
[0012]韩国专利申请公开号10
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2014
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0102407中公开了一种用于电力电缆的绝缘层，其通过在聚丙烯中添加绝缘流体来提高绝缘特性且能够回收再利用，韩国专利公告号10
‑
1810542中公开了将通过添加有机成核剂以减小结晶尺寸的聚丙烯树脂用于绝缘层的电力电缆。然而，为了解决因聚丙烯的高刚性而造成的可绕性降低的问题，需额外地混炼大量橡胶，因此有可能发生不均匀的混炼所导致的局部物理性能劣化，此外，为了减小结晶尺寸而添加的有机成核剂会造成成本升高以及由其引起的缺陷，因此需要对此进行改进以将聚丙烯用于电力电缆的绝缘层。
[0013]韩国专利公告号0246138中公开了一种聚丙烯树脂组合物，其由聚丙烯与乙烯
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丙烯共聚物树脂或乙烯
‑
α
‑
烯烃共聚物橡胶组成，从而具有改善的耐久性、抗冲击性和耐寒冲击性，但没有公开关于在
‑
40℃下改善耐寒冲击性的实际结果，此外，为了确保适用于电线而确保柔软性所混合的乙烯
‑
丙烯橡胶或乙烯
‑
α
‑
烯烃橡胶的含量若增加，则拉伸性能及机械性能和热变形较严重，因此不适合用作电线材料。
[0014]另外，高压和超高压电力电缆通常采用卷筒形式进行运输，并且在架设过程中也会根据地形发生弯曲和扭曲。绝缘层的厚度随着电力电缆负载电压的增加而增加，因此这种柔软特性变得更加重要。
[0015]因此，为了克服上述专利文献中的缺点，需要开发一种具有优异的绝缘特性而适用于高压和超高压电力电缆的软质聚丙烯类聚烯烃树脂组合物。
[0016]【现有技术文献】
[0017]【专利文献】
[0018](专利文献1)国际专利申请公开号2013/0148028；
[0019](专利文献2)韩国专利申请公开号10
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2012
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0086071；
[0020](专利文献3)韩国专利公告号10
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1784333；
[0021](专利文献4)韩国专利申请公开号10
‑
2014
‑
0102407；
[0022](专利文献5)韩国专利公告号10
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1810542；
[0023](专利文献6)韩国专利公告号0246138。

技术实现思路

[0024]技术问题
[0025]本专利技术的目的在于提供一种适用于高压电力电缆和超高压电力电缆的软质聚烯烃树脂组合物，该组合物不仅具有优异的绝缘特性，还具有优异的耐热性、耐电压性能、空间电荷控制能力和机械性能。
[0026]本专利技术的另一个目的在于提供一种由所述聚烯烃树脂组合物制成的成型品。
[0027]技术方案
[0028]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个实施例，本专利技术提供一种聚烯烃树脂组合
物，其包含：乙烯
‑
丙烯嵌段共聚物(A)，在组分(A)和组分(B)的总重量中占60至100重量％，并且由丙烯均聚物或乙烯
‑
丙烯无规共聚物与乙烯
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丙烯橡胶共聚物在反应器内分段聚合而成；乙烯
‑
α...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃树脂组合物，其包含：乙烯
‑
丙烯嵌段共聚物(A)，在组分(A)和组分(B)的总重量中占60至100重量％，并且由丙烯均聚物或乙烯
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丙烯无规共聚物与乙烯
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丙烯橡胶共聚物在反应器内分段聚合而成；乙烯
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α
‑
烯烃橡胶共聚物(B)，在组分(A)和组分(B)的总重量中占0至40重量％；以及用于形成β晶体的β成核剂(C)，相对于100重量份的组分(A)和组分(B)，β成核剂(C)的含量为0.02至0.5重量份。2.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，在室温下用二甲苯溶剂对乙烯
‑
丙烯嵌段共聚物(A)进行提取时，提取出的橡胶组分的含量为1重量％至45重量％。3.根据权利要求2所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，提取出的橡胶组分在135℃十氢化萘溶剂中测得的特性粘度为1.0至3.0dl/g。4.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，乙烯
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丙烯嵌段共聚物(A)的熔融温度为150℃至165℃。5.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，根据ASTM D1238在230℃下以2.16kg负荷条件进行测定时，乙烯
‑
丙烯嵌段共聚物(A)的熔融指数为0.5至20.0g/10min。6.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，乙烯
‑
α
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烯烃橡胶共聚物(B)中的乙烯含量为5至90重量％。7.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，乙烯
‑
α
‑
烯烃橡胶共聚物(B)包含选自乙烯
‑
丙烯橡胶、乙烯
‑1‑
丁烯橡胶、乙烯
‑
丁烯橡胶、乙烯
‑1‑
戊烯橡胶、乙烯
‑1‑
己烯橡胶、乙烯
‑1‑
庚烯橡胶、乙烯
‑1‑
辛烯橡胶及乙烯
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯橡胶中的至少一种物质。8.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂组合物，其特征在于，β成核剂(C)包含选自γ
‑
喹吖啶酮、δ
‑
喹吖啶酮、喹吖啶酮醌、溶靛素及汽巴丁有机颜料、用二聚铝酸盐改性的碳酸钙、硬脂酸钙与庚二酸的混合物、二元酸的钙盐及锌盐、已二酸或辛二酸的二胺、N,N'
‑
二环己基对苯二甲酰胺和N',N'
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【专利技术属性】
技术研发人员：李殷雄，崔俊亨，全龙成，
申请(专利权)人：韩华道达尔能源有限公司，
类型：发明
国别省市：