用于具有改善的电击穿强度的中/高/超高压缆线的聚烯烃组合物制造技术

技术编号:5459676 阅读:247 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种聚烯烃组合物,包括:(i)聚烯烃(A);(ii)芳香化合物(B),所述芳香化合物包括按照下面式(I)的结构单元,优选地由按照下面式(I)的结构单元组成,其中连接有残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的苯环中的C原子中一个或多个也可以是杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8是不存在的;X是没有原子,使两个苯环之间有直接的键,是-C(R11)-、-C(R11)2-、-C(=Z)-、=N-或-N(R12)-,Y是没有原子,使两个苯环之间有直接的键,是=C(R13)-、-C(R13)2-、-C(=Z)-、=N-或-N(R14)-,Z是二价原子如0,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和,如果存在,R11、R12、R13和R14独立地是氢或可能含有杂原子的烃基;或者所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8或,如果存在,R11、R12、R13或R14中的至少两个,连同它们连接的式(I)的环体系的环原子,形成与式(I)的环体系结合的另外的芳香或非芳香环,其中带有所述至少一个结合的另外的环的式(I)的环体系,可以进一步担载1到8个取代基,R1′到R8′的每一个都独立地选自与R1至R8同样的基团;带有条件所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的至少一个,或者如果存在,所述R1′到R8′的至少一个,是含有杂原子的烃基;以及(ii)所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8,或者如果存在,所述R1′到R8′、R11、R12、R13或R14中的至少一个是含有杂原子且有至少6个非氢原子的烃基;(iii)如果所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的任一,和如果存在,所述R1′到R8′、R11、R12、R13或R14中的任一是含有杂原子的烃基,连接到式(I)的化合物的芳香环,所述烃基必须在烃基的α位置没有H原子;和/或芳香化合物有下面式(II)的结构单元,优选地由式(II)的结构单元组成,其中连接有残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的萘环中的C原子中一个或多个也可以是三键杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8是不存在的;或者所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8中的至少两个,连同它们连接的式(II)的环体系的环原子,形成与式(II)的环体系

【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具有改善的电击穿强度的包括聚烯烃的聚烯烃组合物,涉及一种 包括所述组合物的线或缆线,尤其是中压、高压或超高压缆线,还涉及所述组合物在制备线 或缆线中的用途,尤其是中压、高压或超高压缆线。
技术介绍
典型的中压缆线,通常用于从6至36千伏的电压,典型的高压缆线用于超过36千 伏的电压,典型的超高压缆线用于高于170千伏的电压,包括在缆线核心的一种或多种导 体,所述缆线核心由若干层聚合物材料包围,包括内半导层,然后绝缘层,然后外半导层。这 些层通常是交联的。对于这些层,可能进一步增加另外的层,如金属带或屏蔽线,以及最后 最外面护套层。该缆线的层是基于不同类型的聚合物组合物。作为绝缘材料,目前主要使 用交联的聚烯烃如交联的低密度聚乙烯。缆线制造商不断致力于提高缆线材料的电击穿强度,尤其是缆线绝缘材料,以达 到更高的可靠性并提高能源传输。为了达到这个目的,众所周知的是减少绝缘材料中污染 物的量。但是,现在超洁净材料已经用于绝缘,进一步减少污染物改善电击穿强度在成本上 将大幅提高。此外,已知的是使用活性添加剂,即所谓的稳压剂,以提高缆线绝缘材料的电击穿 强度。例如,US 3482033中公开了使用高芳香含量的非挥发性烃油或高度芳香的低熔点烃 和活性稳压剂如聚卤聚苯或含硝基的芳香化合物的混合物。此外,WO 01/08166公开了稳压剂。其中,公开了烷氧基和苯氧基取代的基于二苯 甲酮作为核心分子的稳定剂。但是,仍然需要稳压剂改善用于中/高压缆线绝缘的聚烯烃组合物的电击穿强 度。这种化合物通常应该有低电离势以降低高能电子的能量,从而有效提高电击穿强度 (见如A. C. Ashcraft,R. Μ. Eichhorn和S. R. G.,“聚乙烯的电压稳定作用和固体介质的树的 实验室研究”,电绝缘IEEE国际研讨会,蒙特利尔,加拿大,1978年)。同时,该化合物必须溶于作为组合物的基体聚合物使用的聚烯烃,通常是交联聚 乙烯,此外,必须显示低迁移倾向,使所述化合物在绝缘材料中随时间的损失尽可能低。进一步地,因为通常绝缘组合物是交联的聚烯烃,稳压剂必须尽可能与常用的交 联剂相容,如有机过氧化物,从而,一方面,交联过程不受负面影响,另一方面,稳压剂不会 分解而因此失活。当然,在这个意义上稳压剂也应该与聚烯烃组合物的所有其它组分相容。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是提供一种用于改善聚烯烃组合物的电击穿强度的稳压剂, 特别是为了作为绝缘组合物在中/高/特高压缆线中的应用,所述稳压剂具有上述特性, 特别在电击穿强度上提供显著改善,在聚烯烃基体中具有优选地良好的溶解性和低迁移倾9向,并且更优选地与聚烯烃组合物的其它组分相容,尤其是交联剂。现在惊讶地发现上述目的通过使用有机化合物作为稳压剂化合物可以实现,所述 稳压剂化合物包括芳香基,所述芳香基包括萘基或连在一起的至少两个苯基,使一个苯基 相对于另一个的自由旋转是不可能的,在所述化合物的芳香基中,有至少一个可能包括杂 原子烃基取代基,并且所述化合物具有至少一个可能包括杂原子和至少6个非氢原子的取 代基,连接到所述化合物的任何芳香基上的任何烃基取代基在所述烃基取代基的α位置 没有H原子。本专利技术因此提供一种聚烯烃组合物,包括⑴聚烯烃(A),(ii)芳香化合物(B),包括按照下面式⑴的结构单元,优选地由按照下面式⑴ 的结构单元组成, 其中连接有残基Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的苯环中的C原子中一个或多个也可 以是杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基Rl、R2、R 3、尺4、1 5、1 6、1 7或1 8是不存在的;X是没有原子使两个苯环之间有直接的键,或者是=C(Rll)-, -C(Rll)2-, _C(= ζ)-、= N-或-N(R12)-,Y是没有原子使两个苯环之间有直接的键,或者是=C(R13)_、-C(R13)2_、-C(= ζ)-、= N-或-N(R14)-,Z是二价原子如0,Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 和,如果存在,Rl 1、Rl2、Rl3 和 R14 独立地是氢,或可能含有杂原子的烃基;或者所述Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 或,如果存在,Rll、R12、R13 或 R14 中的至少两个,连同它们连接的式⑴的环体系的环原子,形成与式⑴的环体系结合的另外的芳 香或非芳香环,并且其中带有所述至少一个结合的另外的环的式(I)的环体系可以进一步 担载1到8个取代基,Rl'到R8',Rl'到R8'的每一个都独立地选自与Rl至R8相同的基团;带有下列条件⑴所述附、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7或1 8中的至少一个,或者如果存在,所述1 1' 到R8'的至少一个,是可含有杂原子的烃基;以及(士士)所述1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7或1 8,或者如果存在,所述1 1'到 R8'、R11、 R12、R13或R14中的至少一个是可含有杂原子且有至少6个非氢原子的烃基;(iii)如果所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的任一,和如果存在,所述Rl' 到R8'、R11、R12、R13或R14中的任一是含有杂原子的烃基,连接到式(I)的化合物的芳10香环,所述烃基必须在α位置没有H原子;和/或芳香化合物,所述芳香化合物有下面式(II)的结构单元,优选地由式(II) 的结构单元组成, 其中连接有残基Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的萘环中的C原子中一个或多个也可 以是三键杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8是不存在 的;或者所述附、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7或1 8中的至少两个,连同它们连接的式(II) 的环体系的环原子,形成与式(II)的环体系结合的另外的芳香或非芳香环,并且其中带有 所述至少一个结合的另外的环的式(II)的环体系可以进一步担载1到8个取代基Rl'到 R8';并且附、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6、1 7和1 8,和如果存在,所述1 1'到R8'具有与式(I) 所用的同样的含义和条件。除其它外,式(I)中可能的取代基X和Y限定芳香体系从具有取代基Rl到R4的 苯环(第一苯环)延伸到具有取代基R5到R8的苯环(第二苯环)的化合物。这些化合物 连同上述限定的萘环化合物是本专利技术优选的实施方案。例如,式(I)的化合物可能是蒽衍 生物,其中X是=C(Rll)-及Y是=C(R13)_;咔唑衍生物,其中X是-N(R12)_及Y是无原 子;或者吖啶衍生物,其中X是=C(Rll)-及Y是=N-。然而,式(I)中取代基X和Y还限定芳香体系没有从第一苯环延伸到第二苯环的 化合物。例如,式(II)的化合物可能是蒽醌衍生物,其中X及Y均是-C( = 0)-。此外,在式(I)和式(II)中,Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7或 R8,和如果存在,R11、 R12、R13和R14中的任一还可以形成与式(I)的环体系结合的另外的芳香或非芳香环,并 且其中带有所述至少一个结合的另外的环的式(I)的环体系可以进一步担载1到8个取代 基,Rl'到R8',其中每一个都独立地选自与Rl至R8相同的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚烯烃组合物,包括:(i)聚烯烃(A),(ii)芳香化合物(B),包括按照下面式(Ⅰ)的结构单元,优选地由按照下面式(Ⅰ)的结构单元组成,***(Ⅰ)其中连接有残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的苯环中的C原子中一个或多个也可以是杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8是不存在的;X是没有原子使两个苯环之间有直接的键,或者是=C(R11)-、-C(R11)↓[2]-、-C(=Z)-、=N-或-N(R12)-,Y是没有原子使两个苯环之间有直接的键,或者是=C(R13)-、-C(R13)↓[2]-、-C(=Z)-、=N-或-N(R14)-,Z是二价原子如O,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和,如果存在,R11、R12、R13和R14独立地是氢,或可能含有杂原子的烃基;或者所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8或,如果存在,R11、R12、R13或R14中的至少两个,连同它们连接的式(Ⅰ)的环体系的环原子,形成与式(Ⅰ)的环体系结合的另外的芳香或非芳香环,并且其中带有所述至少一个结合的另外的环的式(Ⅰ)的环体系可以进一步担载1到8个取代基,R1′到R8′,R1′到R8′的每一个都独立地选自与R1至R8相同的基团;带有下列条件(i)所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的至少一个,或者如果存在,所述R1′到R8′的至少一个,是可含有杂原子的烃基;以及(ii)所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8,或者如果存在,所述R1′到R8′、R11、R12、R13或R14中的至少一个是可含有杂原子且有至少6个非氢原子的烃基;(iii)如果所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的任一,和如果存在,所述R1′到R8′、R11、R12、R13或R14中的任一是可含有杂原子的烃基,连接到式(Ⅰ)的化合物的芳香环,所述烃基必须在α位置没有H原子;和/或芳香化合物,所述芳香化合物有下面式(Ⅱ)的结构单元,优选地由式(Ⅱ)的结构单元组成,***(Ⅱ)其中连接有残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8的萘环中的C原子中一个或多个也可以是三键杂原子,如N,在这种情况下,相应的残基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8是不存在的;或者所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7或R8中的至少两个,连同它们连接的式(Ⅱ)的环体系的环原子,形成与式(Ⅱ)的环体系结合的另外的芳香或非芳香环,并且其中带有所述至少一个结合的另外的环的式(Ⅱ)的环体系可以进一步担载1到8个取代基R1′到R8′;并且R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8,和如果存在,所述R1′到R8′具有与式(Ⅰ)所用的同样的含义和条件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯耶特贝里维尔戈特恩隆德
申请(专利权)人:波利亚里斯技术有限公司
类型:发明
国别省市:FI

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