經交聯的聚合物組合物、電力電纜絕緣和電力電纜制造技術

本發明專利技術涉及在高壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應用直流(DC)應用中有用的經交聯的聚合物組合物及其用途、電力電纜絕緣和電力電纜，該經交聯的聚合物組合物通過使聚合物組合物進行交聯而獲得，該聚合物組合物包括具有至少1.7g/10min的根據ISO?1133在190℃和2.16kg負荷下測量的熔體流動速率(MFR2)的聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑，其特征在于該經交聯的聚合物組合物具有根據ASTM?D3895、ISO/CD?11357和EN?728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的對應于Z分鐘的氧化誘導時間，并包括根據BTM2222采用HPLC確定的對應于W?ppm的量的過氧化物副產物，其中Z1≤Z≤Z2，W1≤W≤W2，且W≤p?270*Z，其中Z1為0，Z2為60，W1為0以及W2為9500，且p為18500。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種經交聯的聚合物組合物、一種電力電纜絕緣和一種電力電纜，該聚合物組合物、經交聯的聚合物組合物、電力電纜絕緣、和電力電纜在高壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應用，例如高壓直流(HVDC)應用和超高壓直流(EHVDC)應用中可能特別有用。本專利技術還涉及經交聯的聚合物組合物的用途。
技術介紹
在高壓法(HP)法中生產的聚烯烴被廣泛用于對聚合物要求高的應用中，其中聚合物必須滿足高的力學和/或電學要求。比如在電力電纜應用中，特別是在中壓(MV)和尤其是在高壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應用中，聚合物組合物的電性能非常重要。此外，電性能的重要性在不同的電纜應用中可能不同，交流(AC)電纜和直流(DC)電纜應用之間就是這樣的。電纜的交聯典型的電力電纜包括至少被內部半導體層、絕緣層和外部半導體層以這樣的順序圍繞的導體。通常通過在導體上擠出層來生產電纜。然后一層以上所述層中的聚合物材料被正常交聯以改善電纜的層中的聚合物的耐熱性和抗變形性、蠕變性能、機械強度、耐化學性和耐磨性。在聚合物的交聯反應中，首先形成共聚體交聯(橋)。采用諸如自由基生成化合物，如過氧化物可以實現交聯。在導體上擠出層之前或過程中通常將自由基生成劑結合至層材料。在形成層狀電纜后，對電纜進行交聯步驟以引發自由基形成及由此的交聯反應。過氧化物為特別在聚合物工業中所使用的用于所述聚合物改性的非常常見的自由基生成化合物。所產生的過氧化物的分解產物可以包含揮發性的不想要的副產物，因為它們對電纜的電性能可能具有負面的影響。因此，諸如在使用例如過氧化二異丙苯的情況下，在交聯和冷卻步驟之后將揮發性的分解產物(如甲烷)降至最低或除去。通常將該移除步驟稱為脫氣步驟。脫氣步驟耗時間且耗能量，因此，在電纜制造過程中是高代價的操作。所使用的電纜生產線和所需的生產速度也對電纜材料帶來限制，尤其是當生產較大尺寸的電力電纜時。電導率DC電導率諸如對用于高壓直流(HVDC)電纜的絕緣材料來說是非常重要的材料性能。首先，該性能的溫度和電場依賴性會影響電場。第二個問題為內部半導體層和外部半導體層之間流動的漏電電流會在絕緣內部形成熱這一事實。該漏電電流取決于電場和絕緣的電導率。在高壓/高溫條件下，絕緣材料的高電導率甚至可以導致熱耗散。因此電導率有必要足夠低以避免熱耗散。因此，在HVDC電纜中，絕緣被漏電電流加熱。對于特定的電纜設計而言，加熱與絕緣電導率×(電場)2成正比。因此，如果增加電壓，會產生更多的熱量。高度需要增加電力電纜的電壓以實現例如直流DC電力電纜的增加的電力傳輸，且諸如EP2499172提供了包括聚烯烴且具有使其適合用于DC電力電纜的性能的聚合物組合物。然而，仍持續需要尋找具有降低的電導率的可選的聚合物組合物。該聚合物組合物也應適當地具有對要求高的電力電纜實施方式所要求的良好的機械性能。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是提供一種可選的經交聯的聚合物組合物，該經交聯的聚合物組合物是通過使聚合物組合物進行交聯而獲得的，具有令人驚訝的適合用于電力電纜(諸如DC電力電纜)的有利性能，該聚合物組合物包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化物。本專利技術的另一個目的是提供一種包括本專利技術的經交聯的聚合物組合物的電力電纜絕緣。本專利技術的另一個目的是提供一種電力電纜，諸如直流(DC)電力電纜，其包括本發明的經交聯的聚合物組合物或電力電纜絕緣。本專利技術的還另一個目的是本專利技術的經交聯的聚合物組合物用于生產交聯電力電纜，諸如交聯直流(DC)電力電纜的至少一層，諸如至少絕緣層的用途。本文對本專利技術及其其它目的進行詳細描述和限定。具體實施方式本專利技術提供了一種通過使聚合物組合物進行交聯而獲得的經交聯的聚合物組合物，該聚合物組合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)并包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑，其特征在于該經交聯的聚合物組合物具有根據ASTM-D3895、ISO/CD11357和EN728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的對應于Z分鐘的氧化誘導時間，并包括根據BTM2222采用HPLC確定的對應于Wppm的量的過氧化物副產物，其中Z1≤Z≤Z2，W1≤W≤W2，且W≤p-270*Z，其中Z1為0，Z2為60，W1為0以及W2為9500，且p為18500。經交聯的聚合物組合物包括如以上、以下或在在權利要求中所限定的量的聚烯烴和過氧化物副產物，并具有如以上、以下或在在權利要求中所限定的氧化誘導時間。經交聯的聚合物組合物是在含硫抗氧化劑的存在下采用過氧化物通過自由基反應進行交聯的。經交聯的聚合物組合物具有典型的本領域眾所周知的網絡，特別是共聚體交聯(橋)。在“測定方法”中描述了根據ASTM-D3895、ISO/CD11357和EN728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的氧化誘導時間法。過氧化物副產物的量對應于根據BTM2222采用HPLC確定的Wppm。注意本文中的熔體流動速率(MFR)是指MFR2(2.16kg，190℃)。本專利技術的經交聯的聚合物組合物可以通過使聚合物組合物進行交聯而獲得，該聚合物組合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)并包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑，其中過氧化物的量對應于X毫摩爾–O-O-/千克聚合物組合物，且含硫抗氧化劑的量對應于Y毫摩爾–OH/千克聚合物組合物，其中將“Y毫摩爾–OH/千克聚合物組合物”中的“–OH”理解為酚–OH，Y1≤Y≤Y2，X≤45且0.9*Y+m≤X≤n-k*Y，其中Y1為0.50且Y2為10，且m為0.8，n為70且k為4.7；和其中所述聚合物組合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)，和所述聚合物組合物包括少于0.05重量％的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯.。如本文中所描述的，本專利技術的經交聯的聚合物組合物的亞組、性能和實施方式同樣且獨立地適用于本專利技術的電力電纜絕緣和電力電纜，如本文中所述。本專利技術的另一個實施方式公開了一種經交聯的聚合物組合物，其中所述經交聯的聚合物組合物通過將如本文中所述的聚合物組合物進行交聯而獲得。本專利技術的再另一個實施方式公開了一種經交聯的聚合物組合物，該經交聯的聚合物組合物是以包括將如本文中所述的聚合物組合物暴露于固化步驟的方法獲得的，在該固化步驟中所述聚合物組合物進行了交聯。可以在眾所周知的根據交聯劑的類型選擇的升高的溫度下進行交聯。比如通常溫度高于150℃，如為160至350℃，然而并不限于此。本專利技術的另一個實施方式公開了一種經交聯的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通過使聚合物組合物進行交聯而獲得的經交聯的聚合物組合物，所述聚合物組合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)并包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑，其特征在于所述經交聯的聚合物組合物具有根據ASTM?D3895、ISO/CD?11357和EN?728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的對應于Z分鐘的氧化誘導時間，并包括根據BTM2222采用HPLC確定的對應于W?ppm的量的過氧化物副產物，其中Z1≤Z≤Z2，W1≤W≤W2，且W≤p?270*Z，其中Z1為0，Z2為60，W1為0以及W2為9500，且p為18500。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.19 EP 13198411.41.一種通過使聚合物組合物進行交聯而獲得的經交聯的聚合物組合物，所述聚合物組
合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)并包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑，其特征
在于所述經交聯的聚合物組合物具有根據ASTM-D3895、ISO/CD11357和EN728采用差示掃
描量熱儀(DSC)確定的對應于Z分鐘的氧化誘導時間，并包括根據BTM2222采用HPLC確定的
對應于Wppm的量的過氧化物副產物，其中
Z1≤Z≤Z2，W1≤W≤W2，且
W≤p-270*Z，其中
Z1為0，Z2為60，W1為0以及W2為9500，且p為18500。
2.根據權利要求1所述的經交聯的聚合物組合物，其中
Z1為2，Z2為20，W2為9000，且p為16000。
3.根據權利要求1至2中任一項所述的經交聯的聚合物組合物，其中所述經交聯的聚合
物組合物是通過使包括聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑的聚合物組合物進行交聯而獲得
的，其中過氧化物的量對應于X毫摩爾–O-O-/千克聚合物組合物，且含硫抗氧化劑的量對應
于Y毫摩爾–OH/千克聚合物組合物，其中
Y1≤Y≤Y2，X≤45且
0.9*Y+m≤X≤n-k*Y，其中
Y1為0.50且Y2為10，且
m為0.8，n為70且k為4.7；和
其中所述聚合物組合物具有至少1.7的熔體流動速率(MFR)，和
所述聚合物組合物包括少于0.05％按重量計(重量％)的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的經交聯的聚合物組合物，其中將所述聚合物組合
物暴露于所述固化步驟，在所述固化步驟中，所述聚合物組合物的最高溫度例如高于150
℃，諸如為160至350℃，諸如低于280℃，諸如250℃或更低，或，例如180℃或更低。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的經交聯的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物
包括少于0.03％按重量計(重量％)的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的經交聯的聚合物組合物，其中所述聚烯烴為選自
任選地不飽和LDPE均聚物或乙烯與一種以上共聚單體的任選地不飽和LDPE共聚物的低密
度聚乙烯(LDPE)。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的經交聯的聚合物組合物，其中所述聚烯烴為乙烯
與至少一種多不飽和共聚單體以及任選地與一種以上其它共聚單體的不飽和LDPE共聚物，
其中所述多不飽和共聚單體例如由具有至少8個碳原子和在至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佩爾奧拉·哈格斯特蘭德，威爾哥特·恩隆德，安尼卡·斯邁德伯格，安德里亞斯·法爾卡斯，卡爾奧洛夫·奧爾森，
申請(專利權)人：博里利斯股份公司，
類型：發明
國別省市：奧地利;AT