具有优异电特性的适于电线电缆应用的聚和物组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种具有改善的DC电性能的聚合物组合物，涉及聚合物组合物在生产电缆包层中的应用，还涉及一种至少一个包括所述聚合物组合物的包层围绕的电缆。

【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用于生产电力电缆优选为直流(DC)电力电缆的包层的聚合物组合物的应用，聚合物组合物优选为可交联的并且后续交联得到直流(DC)电力电缆，聚合物组合物优选为可交联的且后续交联，以进行电缆制备过程，还涉及聚烯烃组合物的子群(subgroup)ο
技术介绍
通过高压(HP)过程生产的聚烯烃在严苛要求的聚合物应用中得到广泛应用，其中聚合物必须达到高机械和/或电性能要求。例如，在电力电缆应用中，特别是中压(MV)以及尤其是高压(HV)和超高压(EHV)电缆应用中，聚合物组合物的电性能非常重要。而且，在不同的电缆应用中，例如交流电(AC)和直流电(DC)电缆中的应用中，重要的电性能不同。一种典型的电力电缆包括至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体，所述电缆通常通过包层在导体上挤出成型。_5] 电缆的交联 所述电缆的一层或多层中的聚合物材料常常是交联的，以改善电缆的包层中聚合物的耐热性和耐变形性、蠕变性、机械强度、耐化学性和抗磨损性。在聚合物的交联反应中，共聚体交联键(桥键)初步形成。交联受到通过诸如产生自由基的化合物的影响。通常，在将包层挤出成型在导体上之前，自由基生成试剂会被优先并入包层材料中。层式电缆形成后，接下来对电缆进行交联处理步骤，引发自由基，从而发生交联反应。过氧化物通常被当做产生自由基化合物。过氧化物分解的产物可能包含挥发性的非期待的副产物，因为，可能对电缆的电性能产生消极的影响。因此，挥发性分解产物，如甲烷，按照惯例在交联和冷却步骤后减小到最低限度，或者除去。这样的排气步骤耗费时间和能量，增加额外的支出。电导率 DC电导率是一个重要的材料属性，例如对用于高压直流电缆的绝缘材料来说。首先，这种属性的强的温度和电场依存性将影响电场。第二点，由于漏电电流在内外半导体层之间流动，将导致绝缘材料产生热量，该漏电电流依赖于电场强度和绝缘材料的电导率。在高压/高温条件下，绝缘材料的高导电率甚至会导致热失控，因此，为了避免热失控，电导率必须足够低。因此，在高压直流电缆中，绝缘体因漏电电流受热。在特定电缆设计中，产热量和绝缘材料电导率X (电场强度)2成比例，因此，在电压增大时，会产生更多的热。JP201881IA公开了用于DC电缆的绝缘层，包括了一个重量分数为2-20%高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的混合物。其记载了该混合物改善直流击穿，提供了脉冲属性。该混合物还混合了质量分数为2-3%的交联剂。电缆的类型和层式结构没有详述。W00137289公开了一种用于电缆包层材料的专门的热塑性的丙烯均聚或共聚物。该材料在DC应用上的适用性没有被论述，主要集中在LV、MV和HVAC电缆和电信电缆上。增加电力电缆特别是直流电力电缆的电压有很高的要求，因此，持续要求找到一种可供选择的具有低电导性的聚合物组合物。该聚合物组合物应当更可取地具有满足于电力电缆实施例要求的好的机械特性。专利技术目的 本专利技术的一个目的是提供一种新的具有优异电特性、即低电导率的聚合物组合物在生产电力电缆包层、优选为直流(DC)电力电缆包层中的应用。本专利技术还提供了一种具有优异电特性的聚合物组合物的附属子群。本专利技术的另一个目的是提供一种电力电缆、优选为直流电力电缆，其中，至少有一个包层包括了所述的具有优异电特性、即低电导率的聚合物组合物。同时也提供了该电力电缆的制备方法。 本专利技术及其进一步的目的和其有益效果将会在下述内容中详细论述。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高度适于电力电缆包层、优选为绝缘层的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括 Ca) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯(LDPE)，以及 (b) 一种异于聚烯烃(a)第二种聚烯烃。意想不到的是，当非LDPE的聚烯烃(a)与第二聚烯烃(b)混合时，所得聚合物组合物，比起单独的第二聚烯烃(b)，表现出改善的电特性。也就是说，本专利技术的聚合物组合物具有减少的、即低的电导性。在此使用的“减少的”或者“低的”电导性也就是从下述内容所叙述“测定方法”中的直流电导性测量法(I)和(2)中得到的值。低电导率能将不期望的产热降到最低，例如电力电缆优选为DC电力电缆绝缘层中的产热。低电导率使得聚合物组合物非常适于电力电缆的应用。电力电缆是在任何电压下，通常在高于Ik的电压，传送能量的电缆。施加在电力电缆上的电压可以是交流(AC)、直流(DC)或瞬态(脉冲)的。而且聚合物组合物对于AC或DC电力电缆来说是非常优异的包层材料，该电力电缆可以是低电压(LV)、中电压(MV)、高电压(HV)或者超高电压(EHV)电缆，众所周知的，这些术语代表了工作电压的水平。对于在任何电压工作的HV电力电缆、优选为高于36kV下工作的HV AC或DC电力电缆，聚合物组合物甚至是更优选的包层材料。对于HV AC电缆，工作电压在此是指在AC三相电缆系统中两个导体间的电压(RMS)。对于HVDC电缆，工作电压在此是指地面和高压电缆导体之间的电压。优选的电缆是HVDC电力电缆。. 因此，本专利技术进一步针对一种聚合物组合物用于生产电力电缆、优选为直流(DC)电力电缆的至少一个包层、优选为绝缘层中的应用。其中电力电缆至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体。其中，聚合物组合物包括 Ca) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯(LDPE)，以及 (b)—种不同于聚烯烃(a)第二种聚烯烃。本专利技术提供一种电力电缆、优选为直流(DC)电力电缆，包括至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体。其中，至少一个包层、优选为至少绝缘层包括一种聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括 Ca) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯(LDPE)，和 (b)—种不同于聚烯烃(a)第二种聚烯烃。“低密度聚乙烯”，LDPE，是高压聚合工艺下生产的聚乙烯。通常，乙烯和可选择性使用的其它共聚单体在高压下的聚合是在引发剂存在下进行的。LDPE聚合物的含义是众所周知的，也被文献记载了。尽管术语LDPE是低密度聚乙烯的缩写，但是，这个术语不能理解为对密度范围的限制，也覆盖了类似LDPE的、具有低、中、加入更高密度的HP聚乙烯。术语LDPE仅仅描述和区别了具有典型特征一如不同的支化结构的HP聚乙烯的类别，与在·烯烃聚合催化剂存在下生成的PE相比。优选地，聚合物组合物用于工作电压40kV或更高、甚至50kV或更高的HV电力电缆的包层。更优选地，该聚合物组合物用于工作电压60kV或更高的HV电力电缆的包层。本专利技术在高要求电缆的应用中非常可行，可以用于工作电压大于70kV的HV电力电缆的包层。上限是不受限制的。实际上限能达到900kV。对于在75-400 kV、优选为75-350kV电压下工作的HV电缆的应用，本专利技术是优异的。对于在工作电压为400-850 kV的高要求的超HV电力电缆应用，本专利技术也被发现是优异的。在上述任一电压区间工作的优选的HV或超HV电力电缆是指HV DC电力电缆或超HV DC电力电缆。在下文或权利要求中使用的HV DC电力电缆，在此指HV DC电力电缆、并优选在上述限定的电压下工作，或超高HV DC电力电缆、并优选在上述限定的电压下工作。因此，该术语独立覆盖了 HV DC电缆和EHV DC电缆的应用的工作领域。在此所述的本专利技术聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.17 EP 10156721.21.一种聚合物组合物在制造电力电缆、优选为直流电力电缆的至少一个包层、优选至少绝缘层中的应用，电力电缆包括至少被内半导体层、绝缘体层和外半导体层按顺序围绕的导体，其特征在于，聚合物组合物包括 Ca) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯(LDPE)，和 (b)不同于聚烯烃(a)第二聚烯烃。2.根据权利要求I所述的在制造DC电缆中的应用，其中，内半导体层包括第一半导体组合物，绝缘体层包括绝缘组合物，外半导体层包括第二半导体组合物，其中，绝缘体层的绝缘组合物包括、并优选地组成为聚合物组合物，所述聚合物组合物包括 Ca) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯(LDPE)，和 (b)不同于聚烯烃(a)第二聚烯烃。3.根据权利要求I或2所述的应用，其中，按照“测定方法”中所述的使用Imm厚的薄板样品的DC电导率方法(I)测量，聚合物具有的电导性彡160fS/m，优选地彡150fS/m，更优选地< 140fS/m,更优选地< 130fS/m,更优选地< 120fS/m,更优选地< 110fS/m,更优选地< 100fS/m，更优选地< 90fS/m，更优选地O. OI 80 fS/m ；更优选地O. 01 70fS/m，更优选地O. 05 60fS/m，更优选地O. 05 50fS/m，更优选地O. 05 40fS/m，更优选地O. 05 30fS/m，更优选地O. 05 20fS/m，更优选地O. 05 15fS/m，更优选地O. 05 10fS/m。4.根据在先任一权利要求所述的应用，其中，基于聚烯烃(a)和聚烯烃(b)组合重量，聚烯烃(a)的含量为O. 1-99. 9wt%，优选为> O. 5wt%，优选为O. 5_80wt%，更优选为I. 0-70wt%,更优选为I. 0-50wt%,更优选为I. 0-40wt%,更优选为I. 0-30 wt%，更优选为I.0-25 wt%，甚至更优选为 I. 0-20 wt%05.根据在先任一权利要求所述的应用，其中，基于聚烯烃(a)和聚烯烃(b)组合重量，聚烯烃(b)的含量为O. 1-99. 9wt%，优选为彡99. 5wt%，优选为20-99. 5wt%，更优选为30-99. 099. 5wt%,更优选为 50-99. 0wt%,更优选为 60-99. 0wt%,更优选为 70-99. 0wt%,更优选为75-99. 0wt%,甚至更优选为80-99. 0wt%。6.根据在先任一权利要求所述的应用，其中，聚烯烃(a)是烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯，并选自乙烯均聚物或者乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物的；或者C3-20 α -烯烃的均聚物或共聚物并优选为丙烯均聚物、丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的异相共聚物，或丁烯均聚物或共聚物。7.根据在先任一权利要求所述的应用，其中，聚烯烃(a)是选自超低密聚乙烯(VLDPE)共聚物、线性低密度聚乙烯(LLDPE)共聚物、中密度聚乙烯(MDPE)共聚物、高密度聚乙烯(HDPE)均聚物或共聚物的聚乙烯，优选地，聚烯烃(a)是一种MDPE聚合物或一种HDPE聚合物，最优选为一种HDPE。8.根据权利要求1-6任一所述的应用，其中，聚烯烃(a)是丙烯均聚物、丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物、或丙烯与一种或多种共聚单体的丙烯异相共聚物。9.据在先任一权利要求所述的应用，其中，按照“测定方法”中所描述的DSC方法测量，聚合物组合物中，晶片厚度>10nm的晶体的重量份数至少为O. 5wt%。10.根据上述任一权利要求所述的应用，其中，第二聚烯烃(b)是权利要求6-9限定聚烯烃(a)范围中的任意一种不同于聚烯烃(a)的聚烯烃，或者是一种选自可选择性不饱和的LDPE均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的可选择性不饱和的LDPE共聚物的LDPE聚合物，最优选地，第二聚烯烃(b)是一种LDPE，选自可选择性不饱和的LDPE均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的可选择性不饱和LDPE的共聚物。11.根据上述任一权利要求所述的应用，其中，第二聚烯烃(b)是不饱和LDPE多聚物，选自不饱和的LDPE均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的不饱和LDPE共聚物；第二聚烯烃(b)中碳-碳双键/1000碳原子的总量高于O. 4/1000碳原子；优选地，在不饱和LDPE中碳-碳双键的总量是乙烯基、亚乙烯基和反式乙烯基——如果存在的话——的总量；更优选地，不饱和LDPE多聚物包含乙烯基，在不饱和LDPE聚合物中乙烯基的总量优选为高于O. 05/1000碳原子，优选地高于O. 08/1000碳原子，最优选为高于O. 11/1000碳原子；更优选地，其中不饱和LDPE多聚物含有乙烯基总量高于O. 20/1000碳原子，优选为高于0.30/1000 碳原子。12.根据上述任一权利要求所述的应用，其中，第二聚烯烃(b)是乙烯与至少一种多元不饱和共聚单体、以及可选择第与一种或多种其它单体的不饱和乙烯共聚物，优选地，多元不饱和共聚单体包括至少8个碳原子的碳直连和至少4个位于非共轭双键之间碳原子，双键至少有一个在末端，更优选地，所述多元不饱和共聚单体是二烯，优选的二烯包括至少8个碳原子，第一个碳-碳双键位于末端，第二碳-碳双键和第一个碳-碳双键非共轭，更优选地，二烯从C8-C14非共轭二烯或者其混合物中选择，更优选地从1，7-辛二烯，I, 9-癸二烯，I, 11-十二碳二烯，I, 13-十四碳二烯，7-甲基-1，6-辛二烯,9-甲基-1，8-癸二烯或者其混合物中选择，甚至更优选地，二烯从1，7-辛二烯，I, 9-癸二烯，I, 11-十二碳二烯，1，13-十四碳二烯或者其混合物中选择。13.根据上述任一权利要求所述的应用，其中，聚合物组合物包括交联剂，优选为过氧化物，含量为最高达0-110mmol-0-0-/kg聚合物组合物，更优选为最高达90mmol-0-0-/kg聚合物组合物(相当于聚合物组合物中过氧化二异丙苯基重量百分比2. 4%)，优选为1.0-75m...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔夫·尼尔森，佩尔奥拉·哈格斯特兰德，维尔戈特·恩隆德，安德烈亚斯·法卡斯，贾尼斯·里图姆斯，
申请(专利权)人：北欧化工股份公司，
类型：
国别省市：