新型經(jīng)交聯(lián)的低mfr聚合物組合物、電力電纜絕緣和電力電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及在高壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應(yīng)用直流(DC)應(yīng)用中有用的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物及其用途、電力電纜絕緣和電力電纜,該經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物通過使聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,該聚合物組合物具有小于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(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有根據(jù)ASTM?D3895、ISO/CD 11357和EN 728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間,并包括根據(jù)BTM2222采用HPLC確定的對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物副產(chǎn)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。
【專利說明】
新型經(jīng)交聯(lián)的低MFR聚合物組合物、電力電纜絕緣和電力電纜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種經(jīng)交聯(lián)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(jīng)交聯(lián)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(yīng)用,例如高壓直流(HV DC)應(yīng)用和超高壓直流(EHV DC)應(yīng)用中可能特別有用。 本發(fā)明還涉及經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高壓法(HP)法中生產(chǎn)的聚烯烴被廣泛用于對聚合物要求高的應(yīng)用中,其中聚合 物必須滿足高的力學(xué)和/或電學(xué)要求。比如在電力電纜應(yīng)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(yīng)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(yīng)用中可能不同,交流(AC)電纜和直流(DC)電纜應(yīng)用之間就是這樣 的。
[0003] 電纜的交聯(lián)
[0004] 典型的電力電纜包括至少被內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以這樣的順序 圍繞的導(dǎo)體。通常通過在導(dǎo)體上擠出層來生產(chǎn)電纜。然后一層以上所述層中的聚合物材料 被正常交聯(lián)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(xué) 性和耐磨性。在聚合物的交聯(lián)反應(yīng)中,首先形成共聚體交聯(lián)(橋)。采用諸如自由基生成化合 物,如過氧化物可以實現(xiàn)交聯(lián)。在導(dǎo)體上擠出層之前或過程中通常將自由基生成劑結(jié)合至 層材料。在形成層狀電纜后,對電纜進行交聯(lián)步驟以引發(fā)自由基形成及由此的交聯(lián)反應(yīng)。
[0005] 過氧化物為特別在聚合物工業(yè)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(chǎn)生的過氧化物的分解產(chǎn)物可以包含揮發(fā)性的不想要的副產(chǎn)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(lián)和冷卻步驟之后將揮發(fā)性的分解產(chǎn)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。
[0006] 所使用的電纜生產(chǎn)線和所需的生產(chǎn)速度也對電纜材料帶來限制,尤其是當(dāng)生產(chǎn)較 大尺寸的電力電纜時。而且特別電纜層中的聚合物的交聯(lián)速率和交聯(lián)度應(yīng)當(dāng)充分以在電纜 生產(chǎn)過程中,特別是當(dāng)諸如在鏈?zhǔn)竭B續(xù)硫化(CCV)生產(chǎn)線(尤其是對于較厚結(jié)構(gòu))(其為本領(lǐng) 域和文獻中所描述的眾所周知的硫化生產(chǎn)線類型)上生產(chǎn)電纜時減少或避免任何不期望的 下垂問題發(fā)生。
[0007] 電導(dǎo)率
[0008] DC電導(dǎo)率諸如對用于高壓直流(HV DC)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(nèi)部半導(dǎo)體層和外部半導(dǎo) 體層之間流動的漏電電流會在絕緣內(nèi)部形成熱這一事實。該漏電電流取決于電場和絕緣的 電導(dǎo)率。在高壓/高溫條件下,絕緣材料的高電導(dǎo)率甚至可以導(dǎo)致熱耗散。因此電導(dǎo)率有必 要足夠低以避免熱耗散。
[0009] 因此,在HV DC電纜中,絕緣被漏電電流加熱。對于特定的電纜設(shè)計而言,加熱與絕 緣電導(dǎo)率X (電場)2成正比。因此,如果增加電壓,會產(chǎn)生更多的熱量。
[0010]高度需要增加電力電纜的電壓以實現(xiàn)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。
[0011]然而,仍持續(xù)需要尋找具有降低的電導(dǎo)率的可選的聚合物組合物。該聚合物組合 物也應(yīng)適當(dāng)?shù)鼐哂袑σ蟾叩碾娏﹄娎|實施方式所要求的良好的機械性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 本發(fā)明的目的之一是提供一種可選的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,該經(jīng)交聯(lián)的聚合物 組合物是通過使聚合物組合物進行交聯(lián)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。
[0013] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種包括本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的電力電 纜絕緣。
[0014] 本發(fā)明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(fā) 明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物或電力電纜絕緣。
[0015] 本發(fā)明的還另一個目的是本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物用于生產(chǎn)交聯(lián)電力電 纜,諸如交聯(lián)直流(DC)電力電纜的至少一層,諸如至少絕緣層的用途。
[0016] 本文對本發(fā)明及其其它目的進行詳細描述和限定。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明提供了一種通過使聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,該聚合物組合物具有小于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(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有根據(jù)ASTM-D3895、IS0/CD 11357和EN 728采用差示掃描量熱儀(DSC)確定的對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間,并包括根據(jù)BTM2222采 用HPLC確定的對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物副產(chǎn)物,其中
[0018] Zi<Z<Z2,Wi<W<W2,且
[0019] W<p-270*Z,其中
[0020] Zi 為0,Z2 為60,Wi 為0 以及W2為 9500,且p為 18500。
[0021]經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物包括如以上、以下或在在權(quán)利要求中所限定的量的聚烯烴 和過氧化物副產(chǎn)物,并具有如以上、以下或在在權(quán)利要求中所限定的氧化誘導(dǎo)時間。經(jīng)交聯(lián) 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(yīng)進行交聯(lián)的。經(jīng) 交聯(lián)的聚合物組合物具有典型的本領(lǐng)域眾所周知的網(wǎng)絡(luò),特別是共聚體交聯(lián)(橋)。
[0022] 在"測定方法"中描述了根據(jù)ASTM-D3895、IS0/CD 11357和EN 728采用差示掃描量 熱儀(DSC)確定的氧化誘導(dǎo)時間法。
[0023] 過氧化物副產(chǎn)物的量對應(yīng)于根據(jù)BTM2222采用HPLC確定的W ppm。
[0024] 注意本文中的熔體流動速率(MFR)是指MFR2(2.16kg,190 °C)。
[0025] 本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物可以通過使聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,該聚 合物組合物具有小于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(yīng)于X毫摩爾-〇-〇-/千克聚合物組合物,且含硫抗氧化劑的量對應(yīng)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,
[0026] Yi<Y<Y2,X<455.
[0027] 〇.9*Y+m<X<n-k*Y,其中
[0028] Y1SO. 50且 Y2 為 10,且
[0029] 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小于1.7的熔體流動速率 (MFR),和
[0030] 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.。
[0031] 如本文中所描述的,本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)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發(fā)明的電力電纜絕緣和電力電纜,如本文中所述。
[0032] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中所述經(jīng)交聯(lián)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(lián)而獲得。
[0033] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,該經(jīng)交聯(lián)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(lián)。
[0034] 可以在眾所周知的根據(jù)交聯(lián)劑的類型選擇的升高的溫度下進行交聯(lián)。比如通常溫 度高于150°C,如為160至350°C,然而并不限于此。
[0035] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組合 物暴露于固化步驟,在該固化步驟過程中,所述聚合物組合物的最高溫度例如高于150°C, 諸如為160至350°C,諸如低于280°C,諸如250°C或更低,或,例如180°C或更低。
[0036] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組 合物暴露于固化步驟,在該固化步驟過程中,所述聚合物組合物的最高溫度為270°C或更 低,260°C或更低,250°C或更低,240°C或更低,230°C或更低,220°C或更低,210°C或更低, 200 °C或更低,190 °C或更低,或,可選地,180 °C或更低。
[0037] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組 合物暴露于固化步驟,在該固化步驟過程中,所述聚合物組合物的最高溫度為270°C或更 低,265 °C或更低,260 °C或更低,255 °C或更低,250 °C或更低,245 °C或更低,240 °C或更低, 235°C或更低,230°C或更低,225°C或更低,220°C或更低,215°C或更低,210°C或更低,205°C 或更低,200 °C或更低,195 °C或更低,190 °C或更低,185 °C或更低,或,可選地,180 °C或更低。
[0038] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組 合物暴露于固化步驟,在該固化步驟過程中,所述聚合物組合物的最高溫度為250°C或更 低,245 °C或更低,240 °C或更低,235 °C或更低,230 °C或更低,225 °C或更低,220 °C或更低, 215°C或更低,210°C或更低,205°C或更低,200°C或更低,195°C或更低,190°C或更低,185°C 或更低,或,可選地,180°C或更低。
[0039] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組合 物暴露于固化步驟,在該固化步驟過程中,所述聚合物組合物的最高溫度為180°C或更低。
[0040] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中將聚合物組 合物暴露于固化步驟,在該固化步驟中,所述聚合物組合物的最高溫度為至少150°C,或,可 選地,至少160°C。
[0041 ]本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^使聚合物組合物進行交聯(lián)而獲 得,該聚合物組合物具有小于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(yīng)于X毫摩爾-〇-〇-/千克聚合物組合物,且含硫抗氧化劑的量 對應(yīng)于Y毫摩爾-OH/千克聚合物組合物,其中X和Y如本文中所限定,且聚合物組合物包括少 于0.05重量%的2,4_二苯基-4-甲基-1-戊烯并將聚合物組合物暴露于固化步驟,在固化步 驟中,聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑的反應(yīng)混合物的最高溫度低于280°C,諸如250°C或 更低,或,例如180°C或更低。
[0042]出乎意料的是,當(dāng)本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有根據(jù)ASTM-D3895、IS0/CD 11357和EN 728確定的對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間,并包括根據(jù)BTM2222采用HPLC確定的 對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物副產(chǎn)物時,其中Z和W如本文中所限定,聚合物組合物的電導(dǎo)率 得到降低,即下降。聚合物組合物的電導(dǎo)率與適合用于電力電纜的常規(guī)聚合物材料的電導(dǎo) 率相比得到降低。
[0043] 出乎意料的是,當(dāng)經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間,并包 括對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物副產(chǎn)物時,其中Z和W如本文中所限定,所述經(jīng)交聯(lián)的聚合物 組合物的電導(dǎo)率與適合用于電力電纜的常規(guī)聚合物材料的電導(dǎo)率相比得到降低,即下降。
[0044] 本發(fā)明的具有對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間并包括對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物 副產(chǎn)物(其中Z和W如本文中所限定)的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物已經(jīng)令人驚訝地通過使聚合 物組合物進行交聯(lián)而獲得,該聚合物組合物具有小于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(yīng)于X毫摩爾-〇-〇-/千克聚合物組合 物,且含硫抗氧化劑的量對應(yīng)于Y毫摩爾-OH/千克聚合物組合物,其中X和Y如本文中所限 定,且聚合物組合物包括少于0.05重量%的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和/或?qū)⒕酆衔锝M 合物暴露于固化步驟,在固化步驟中,聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑的反應(yīng)混合物的最 高溫度低于280 °C。
[0045] 本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有特別地表示為降低的電導(dǎo)率,即低電導(dǎo)率的 電性能,由此可以最小化電力電纜,例如DC電力電纜的絕緣層中不想要的熱形成。本發(fā)明對 于DC電力電纜特別有利。
[0046] 另外,低氧化誘導(dǎo)時間是指酚基的濃度低。然而,已經(jīng)表明這并不一定必須與不良 的耐熱氧化性相關(guān)。存在對氧化誘導(dǎo)時間具有有限的貢獻,但仍能夠充分防止材料氧化的 含硫抗氧化劑。
[0047] 在本文中根據(jù)如在"測定方法"中描述的DC電導(dǎo)率法對電導(dǎo)率進行了測量。本文中 可互換使用的"降低的"或"低"電導(dǎo)率是指由DC電導(dǎo)率法獲得的值是低的,即降低的。
[0048]經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的低電導(dǎo)率在電力電纜中,例如在AC或DC電力電纜中,諸 如在直流(DC)電力電纜中,例如在低電壓(LV)、中壓(MV)、高壓(HV)或超高壓(EHV)DC電纜 中,諸如在任何電壓下(例如在高于320kV下)操作的DC電力電纜,如EHV DC電纜中是非常有 利的。
[0049]而且,相比于通過常規(guī)方法進行交聯(lián)的未脫氣的聚合物組合物的電導(dǎo)率,經(jīng)交聯(lián) 的聚合物組合物的電導(dǎo)率驚人的低,即使在交聯(lián)后沒有除去揮發(fā)性副產(chǎn)物,即沒有脫氣的 情況下。因此,如果需要,在電纜生產(chǎn)過程中可以大大縮短和/或以降低要求的條件進行含 有經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的交聯(lián)電纜的脫氣步驟,這自然提高了電纜生產(chǎn)效率。因此,如果 需要,在電纜生產(chǎn)期間可以縮短脫氣步驟。
[0050] 在另一個實施方式中,公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其 中Z2為40分鐘,或,可選地,為30分鐘。
[0051] 在還另一個實施方式中,公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中 Z2 為 25,22,20,18,16,15,14,12,10,9,或,可選地,為 8。
[0052] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中22為15。
[0053] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中Z2為15,14,12,10,9,或,可選地,8。
[0054] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中Z1S1且Z2為20,2!為2且Z 2為20,2!為3且Z2為20,或,可選地,2!為4且Z2為20。
[0055] 本發(fā)明的還再另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組 合物,其中Z^l且Z2為18義為2且Z 2為18丄為3且Z2為18,或,可選地,ZA4且Z2為18。
[0056] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中Z1Sl且Z2為16,2 1為2且22為16,21為3且22為16,或,可選地,2 1為4且22為16。
[0057] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中Z^l且Z2為15義為2且Z 2為15丄為3且Z2為15,或,可選地,ZA4且Z2為15。
[0058] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中Z^l且Z2為14義為2且Z 2為14丄為3且Z2為14,或,可選地,ZA4且Z2為14。
[0059] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中Z1Sl且Z2為12,2 1為2且22為12,21為3且22為12,或,可選地,2 1為4且22為12。
[0060] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中Z^l且Z2為10,Ζ^2且Z 2為10,Ζ^3且Z2為10,或,可選地,ZA4且Z2為10。
[0061] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中1且Z2為9,Ζ^2且Z 2為9,Ζ^3且Z2為9,或,可選地,Ζ々4且Z2為9。
[0062] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中1且Z2為8,Ζ^2且Z 2為8,Ζ^3且Z2為8,或,可選地,Ζ々4且Z2為8。
[0063] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中 Wi 為 50,100,200,300,400 或 500。
[0064] 本發(fā)明的再另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中1為50。
[0065] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中 W2 為 9400,9300,9200,9100,9050 或,可選地,9000。
[0066] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中W2為9000。
[0067] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中P為17000,16500或,可選地,16000。
[0068] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合 物,其中P為16000。
[0069] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所描述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其中 ZiS2,Z2 為 20,W2 為9000,且 p 為 16000。
[0070] 在另一個實施方式中,本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物通過使聚合物組合物進行 交聯(lián)而獲得,該聚合物組合物具有小于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(yīng)于X毫摩爾-〇-〇-/千克聚合物組合物,且含硫抗氧 化劑的量對應(yīng)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,
[0071] Yi<Y<Y2,X<455.
[0072] 〇.9*Y+m<X<n-k*Y,其中
[0073] Y1SO. 50且 Y2 為 10,且
[0074] m為0·8,η為70且k為4.7;和
[0075]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。
[0076] 另外,當(dāng)所述聚合物組合物進行交聯(lián)時,可以理解的是,其可以為聚合物組合物或 包括在聚合物組合物中的聚烯烴,其使用過氧化物進行交聯(lián)。
[0077] 單位"毫摩爾-0-0-/千克聚合物組合物"在本文中是指當(dāng)在交聯(lián)前對聚合物組合 物進行測量時,每千克聚合物組合物過氧化物官能團的含量(毫摩爾)。比如,基于聚合物組 合物的總量(100重量% ),35毫摩爾-0-0-/千克聚合物組合物對應(yīng)于0.95 %按重量計(重 量% )的眾所周知的過氧化二異丙苯。
[0078] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,YiSo.sou.cKi.sd.od.sSs.o。
[0079] 在本發(fā)明的還另一個實施方式中,Y2 為 10、9.8、9.6、9.4、9.2、9.0、8.8、8.6、8.4、 8·2、8·0、7·8、7·6、7·4、7·2、7·0、6·8、6·6、6·5、6·4、6·2、6·1或6·0。
[0080] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,X < 45、X < 40、X < 38,或,可選地,X < 35。
[0081] 在本發(fā)明的再另一個實施方式中,m為0.8、1.0、1.5、2.0、2.5或3.0。
[0082] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,η為70、68、66、65、62或60。
[0083] 在本發(fā)明的再另一個實施方式中,k為4.7、4.8、4.9或5.0。
[0084] 在本發(fā)明的還再另一個實施方式中,Yd2.0,Y2為9.0且X < 35,以及m為3.0,n為65 且讓為4.7。
[0085] 在本發(fā)明的還再另一個實施方式中,.0,Y2為8.0且X < 35,以及m為3.0,n為65 且讓為4.7。
[0086] 在本發(fā)明的還再另一個實施方式中,Yd2.0,Y2為7.0且X < 35,以及m為3.0,n為65 且讓為4.7。
[0087] 在本發(fā)明的還再另一個實施方式中,.0,Y2為6.0且X < 35,以及m為3.0,n為65 且讓為4.7。
[0088] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,η為59、55、50、48或45。
[0089] 在本發(fā)明的還另一個實施方式中,m為5.0且η為65,m為7.0且η為65,m為10.0且η為 65,或,可選地,111為15且11為65。
[0090]在本發(fā)明的另一個實施方式中,m為17且η為64。
[0091]在本發(fā)明的再另一個實施方式中,m為10.0且η為65。
[0092] 在本發(fā)明的還另一個實施方式中,m為12.0且η為63,m為14.0且η為61,m為16.0且η 為59,或,可選地,m為18.0且η為57。
[0093] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,m為12 · 0且η為61,m為14 · 0且η為59,m為16 · 0且η為 57,或,可選地,m為18.0且η為55。
[0094] 在本發(fā)明的還再另一個實施方式中,m為14.0且η為63,m為16.0且η為61,m為18.0 且η為59,或,可選地,m為20 · 0且η為57。
[0095] 此外,聚烯烴可以是不飽和的,其中過氧化物的含量可以取決于不飽和度。
[0096] 在鏈?zhǔn)竭B續(xù)硫化電纜生產(chǎn)線上生產(chǎn)電纜的情況下,那么在如本文所描述的聚合物 組合物中,m可能適合為7或15且η可以為65。
[0097] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,公開了一種如本文所描述的聚合物組合物,其中m 為10.0且η為60。
[0098] 在本發(fā)明的還另一個實施方式中,公開了一種如本文所描述的聚合物組合物,其 中Yi為2且Y2為6.5。
[0099] 在本發(fā)明的再另一個實施方式中,公開了一種如本文所描述的聚合物組合物,其 中Yi為2.5且Y2為6.0。
[0100] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所述的聚合物組合物,其中所述 聚合物組合物具有0.2至小于1.7的熔體流動速率(MFR)。
[0101] 本發(fā)明的另一個實施方式公開了一種如本文中所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其 通過使如本文中所述的聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,其中所述聚合物組合物包括少于 0.03重量%的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
[0102] 在本發(fā)明的還另一個實施方式中,公開了一種如本文中所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組 合物,其通過使如本文中所述的聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,其中所述聚合物組合物包 括少于〇. 01重量%的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
[0103] 在本發(fā)明的再另一個實施方式中,公開了一種如本文中所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組 合物,其通過使如本文中所述的聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,其中所述聚合物組合物不 包括2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。
[0104] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種如本文中所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物, 其通過使如本文中所述的聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,其中所述聚合物組合物既不包括 任何交聯(lián)促進劑也不包括任何防焦劑添加劑。在本文中將上下文中的所述交聯(lián)促進劑理解 為低分子量的交聯(lián)促進劑。
[0105] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,公開了一種如本文中所述的聚合物組合物,其中 所述聚合物組合物為可交聯(lián)聚合物組合物。
[0106] 如本文中所述,表達"過氧化物的量對應(yīng)于X毫摩爾-0-0-/千克聚合物組合物"、含 硫抗氧化劑的量對應(yīng)于Y毫摩爾-OH/千克聚合物組合物以及2,4_二苯基-4-甲基-1-戊烯的 量是指在交聯(lián)前聚合物組合物含有所述量的聚烯烴、過氧化物和含硫抗氧化劑。
[0107] 本發(fā)明的還另一個實施方式公開了一種經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其通過使如本文 中所述的聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得,其中所述聚合物組合物既不包括任何交聯(lián)促進劑 也不包括任何防焦劑添加劑。
[0108] 本發(fā)明還涉及一種交聯(lián)電力電纜絕緣,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜絕緣,該交聯(lián) 電力電纜絕緣包括被一層以上的層圍繞的導(dǎo)體,其中所述層的至少一層包括如本文中所描 述的本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。
[0109] 另外,本發(fā)明涉及一種交聯(lián)電力電纜絕緣,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜絕緣,諸如 交聯(lián)HV DC或EHV DC電力電纜絕緣,其中絕緣包括如本文中所描述的本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚 合物組合物。
[0110] 本發(fā)明還涉及一種交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜,該交聯(lián)電力電纜 包括被一層以上的層圍繞的導(dǎo)體,其中所述層的至少一層包括如本文中所描述的本發(fā)明的 經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。
[0111] 另外,本發(fā)明涉及一種交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜,諸如交聯(lián)HV DC或EHV DC電力電纜,該交聯(lián)電力電纜包括被至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層 以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體,其中至少一層(例如絕緣層)包括如本文中所描述的本發(fā)明的經(jīng) 交聯(lián)的聚合物組合物。
[0112]本發(fā)明還涉及一種交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜,該交聯(lián)電力電緣 包括被一層以上的層圍繞的導(dǎo)體,其中所述層的至少一層包括如本文中所描述的本發(fā)明的 經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。
[0113]另外,本發(fā)明涉及一種交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)直流(DC)電力電纜,諸如交聯(lián)HV DC或EHV DC電力電纜,該交聯(lián)電力電纜包括被至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層 以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體,其中至少一層(例如絕緣層)包括如本文中所描述的本發(fā)明的經(jīng) 交聯(lián)的聚合物組合物。
[0114] 此外,當(dāng)根據(jù)如在"測定方法"中所描述的DC電導(dǎo)率法進行測量時,本發(fā)明的經(jīng)交 聯(lián)的聚合物組合物,或,可選地,本發(fā)明的電力電纜絕緣在交聯(lián)之后具有45fS/m或更小的電 導(dǎo)率。當(dāng)根據(jù)如在"測定方法"中所描述的DC電導(dǎo)率法進行測量時,本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合 物組合物,或,可選地,本發(fā)明的電力電纜絕緣在另一個實施方式中具有40fS/m或更小的電 導(dǎo)率,在再另一個實施方式中具有從0.01至38fS/m的電導(dǎo)率,以及在還另一個實施方式中 具有從0.5至35f S/m的電導(dǎo)率。
[0115] 在本發(fā)明的另一個實施方式中,如本文中所限定的并包含示例性亞組及其實施方 式的本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,或,可選地,本發(fā)明的電力電纜絕緣包括例如交聯(lián)低 密度聚乙烯(LDPE)聚合物,且當(dāng)根據(jù)如在"測定方法"中所描述的DC電導(dǎo)率法進行測量時, 具有0.01至45fS/m,例如,0.01至40fS/m,諸如0.01至38fS/m,例如,0.01至35fS/m的電導(dǎo) 率,具有〇.〇1 至45fS/m,例如,0.01 至40fS/m,諸如0.01 至38fS/m,例如,0.01 至35fS/m,0.1 至45fS/m,例如,0.1 至40fS/m,諸如0.1 至38fS/m,例如,0.1 至35fS/m,1 至45fS/m,例如,1 至 40fS/m,諸如1至38f S/m,或,例如,1至35f S/m的電導(dǎo)率。
[0116] 聚烯烴組分
[0117] 適用于經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的聚烯烴組分的以下示例性實施方式、性能和亞組 是可歸納的以使它們可以以任何順序或組合使用以進一步限定經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的 示例性實施方式。而且,明顯的是給出的描述適用于交聯(lián)前的聚烯烴。
[0118] 術(shù)語聚烯烴既指烯烴均聚物也指烯烴與一種以上共聚單體的共聚物。眾所周知 "共聚單體"是指可共聚的共聚單體單元。
[0119] 聚烯烴可以為適合作為電纜,諸如電力電纜的層(例如絕緣層)中的聚合物的任何 聚烯烴,如任何常規(guī)聚烯烴。
[0120]聚烯烴可以為諸如市售可得的聚合物或可以根據(jù)或類似于化學(xué)文獻中所描述的 已知聚合方法來制備。
[0121] 此外,聚烯烴可以適當(dāng)?shù)貫橐愿邏悍ㄖ苽涞木垡蚁?,例如,以高壓法制備的低密?聚乙烯LDPEt3LDPE聚合物的含義是眾所周知的且在文獻中有所記錄。盡管術(shù)語LDPE是低密 度聚乙烯的縮寫,但是不將該術(shù)語理解為限制密度范圍,而是涵蓋了具有低、中和高密度的 類似LDPE的高壓(HP)聚乙烯。術(shù)語LDPE僅描述和區(qū)分了具有典型特征的HP聚乙烯的相比于 在烯烴聚合催化劑的存在下制備的PE的性質(zhì),如不同的支化結(jié)構(gòu)。
[0122] 作為所述聚烯烴的LDPE可以為乙烯的低密度均聚物(本文中稱為LDPE均聚物)或 乙烯與一種以上共聚單體的低密度共聚物(本文中稱為LDPE共聚物KLDPE共聚物的一種以 上共聚單體可以適當(dāng)?shù)剡x自如以上或以下所限定的極性共聚單體、非極性共聚單體或選自 極性共聚單體和非極性共聚單體的混合物。而且,作為所述聚烯烴的所述LDPE均聚物或 LDPE共聚物可以任選地為不飽和的。
[0123] 作為用于用作所述聚烯烴的LDPE共聚物的極性共聚單體,可以使用含有羥基、烷 氧基、羰基、羧基、醚基或酯基的共聚單體,或其混合物。在另一個實施方式中,將含有羧基 和/或酯基的共聚單體用作所述極性共聚物。在還另一個實施方式中,LDPE共聚物的極性共 聚單體選自丙烯酸酯(類)、甲基丙烯酸酯(類)或乙酸酯(類),或其任意混合物的組。如果存 在于所述LDPE共聚物中,極性共聚單體可以例如選自丙烯酸烷基酯類、甲基丙烯酸烷基酯 類或乙酸乙烯酯,或其混合物的組。在另一個實施方式中,所述極性共聚單體可以選自C 1-至C6-丙烯酸烷基酯類、C1-至C6-甲基丙烯酸烷基酯類或乙酸乙烯酯。在再另一個實施方式 中,所述極性LDPE共聚物為乙烯與&-至C 4-丙烯酸烷基酯(如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯 酸丙酯或丙烯酸丁酯)、乙酸乙烯酯、或其任意混合物的共聚物。
[0124] 作為用于用作所述聚烯烴的LDPE共聚物的非極性共聚單體,可以使用不同于以上 限定的極性共聚單體的共聚單體。在另一個實施方式中,非極性共聚單體不同于含有羥基、 烷氧基、羰基、羧基、醚基或酯基的共聚單體。一組示例性的非極性共聚單體包括單不飽和 (=一個雙鍵)共聚單體,例如烯烴,諸如α-烯烴,例如C 3至Ciqci-烯烴,諸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、1-辛烯、1-壬烯;多不飽和(=多于一個雙鍵)共聚單體;含有 硅烷基團的共聚單體;或其任意混合物,可以適當(dāng)?shù)赜蓡尾伙柡停?一個雙鍵)共聚單體,例 如烯烴,諸如α-烯烴,例如C 3至C1Qa-烯烴,諸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙 烯、1-辛烯、1-壬烯;多不飽和(=多于一個雙鍵)共聚單體;含有硅烷基團的共聚單體;或其 任意混合物組成。以下對關(guān)于不飽和LDPE共聚物的多不飽和共聚單體進行進一步描述。
[0125] 如果LDPE聚合物為共聚物,其適當(dāng)?shù)匕?.001至50重量%,例如,0.05至40重 量%,諸如少于35重量%,例如,少于30重量%,諸如少于25重量%的一種以上的共聚單體。
[0126] 經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,適當(dāng)?shù)仄渚巯N組分,例如LDPE共聚物可以任選地為不 飽和的,即經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,適當(dāng)?shù)鼐巯N,例如LDPE共聚物可以包括碳-碳雙鍵。 "不飽和"在本文中指聚合物組合物,適當(dāng)?shù)鼐巯N(在聚合物組合物交聯(lián)之前)含有總量為 至少0.1/1000個碳原子;至少0.2/1000個碳原子;至少0.3/1000個碳原子或,可選地,至少 0.4/1000個碳原子的碳-碳雙鍵/1000個碳原子。
[0127] 眾所周知,特別通過聚烯烴、低分子量(Mw)化合物(如交聯(lián)促進劑或防焦劑添加 劑),或其任意組合可以向經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物提供不飽和。雙鍵的總量在本文中是指由 已知并故意添加以有助于不飽和的來源所確定的雙鍵。如果選擇兩種以上上述雙鍵的來源 用于提供不飽和,那么經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物中的雙鍵的總量是指存在于雙鍵來源中的雙 鍵的總數(shù)。明顯的是對各個選定的來源使用用于校準(zhǔn)的特征模型化合物以能夠進行定量的 紅外(FTIR)測定。
[0128] 任何雙鍵測量在交聯(lián)前進行。
[0129] 如果聚合物組合物在交聯(lián)前是不飽和的,那么合適的是,該不飽和至少來源于不 飽和的聚烯烴組分。例如,不飽和聚烯烴為不飽和聚乙烯,諸如不飽和LDPE聚合物,例如不 飽和LDPE均聚物或不飽和LDPE共聚物。當(dāng)作為所述不飽和聚烯烴的LDPE聚合物中存在多不 飽和共聚單體時,那么LDPE聚合物為不飽和LDPE共聚物。
[0130] 在本發(fā)明的一個實施方式中,術(shù)語"碳-碳雙鍵的總量"由不飽和聚烯烴來限定,且 如果沒有另外聲明是指來源于乙烯基、亞乙烯基和反式-亞乙烯基(如果存在)的雙鍵的結(jié) 合量。當(dāng)然聚烯烴不必含有所有以上三種的雙鍵。然而,將三種類型中的任何一種,當(dāng)存在 時,計算為"碳-碳雙鍵的總量"。按照"測定方法"中所述對各個類型的雙鍵的量進行測量。
[0131] 如果LDPE均聚物是不飽和的,那么不飽和可以諸如由鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA)(如丙烯), 和/或由聚合條件提供。如果LDPE共聚物是不飽和的,那么不飽和可以由一種以上下述方式 來提供:由轉(zhuǎn)移劑(CTA)提供、由一種以上多不飽和共聚單體提供或由聚合條件提供。眾所 周知的是,所選擇的聚合條件(如峰值溫度和壓力)可以對不飽和水平具有影響。在不飽和 LDPE共聚物的情況下,適當(dāng)?shù)氖且蚁┡c至少一種多不飽和共聚單體,以及任選地與其它共 聚單體(如適當(dāng)?shù)剡x自丙烯酸酯或乙酸酯共聚單體的極性共聚單體)的不飽和LDPE共聚物。 例如,不飽和LDPE共聚物為乙烯與至少多不飽和共聚單體的不飽和LDPE共聚物。
[0132] 適合用于不飽和聚烯烴的多不飽和共聚單體由例如具有至少8個碳原子和在其中 至少一個為端基的非共輒雙鍵之間具有至少4個碳原子的直鏈碳鏈組成,諸如所述多不飽 和共聚單體為二烯,優(yōu)選地為包括至少8個碳原子的二烯,第一個碳-碳雙鍵為端基且第二 個碳-碳雙鍵與第一個碳-碳雙鍵非共輒。示例性的二烯選自C 8至C14非共輒的二烯或其混合 物,諸如選自1,7_辛二烯、1,9_癸二烯、1,11_十二碳二烯、1,13_十四碳二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、9-甲基-1,8-癸二烯、或其混合物。二烯例如選自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、I,11-十 二碳二烯、1,13_十四碳二烯、或其任意混合物,然而,不限于以上二烯。
[0133] 眾所周知的是,諸如丙烯可以用作共聚單體或用作鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA),或者既用作共 聚單體又用作鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA),由此其可以有助于C-C雙鍵的總量,例如,有助于乙烯基的總 量。因此,當(dāng)將還可以作為共聚單體的化合物(如丙烯)用作CTA以提供雙鍵時,那么不將所 述可共聚的共聚單體計算進共聚單體含量。
[0134] 如果聚烯烴(例如LDPE聚合物)是不飽和的,那么其具有諸如來源于乙烯基、亞乙 烯基和反式-亞乙烯基(如果存在)的超過〇. 1/1000個碳原子;超過〇. 2/1000個碳原子;超過 0.3/1000個碳原子;超過0.4/1000個碳原子或,可選地,超過0.5/1000個碳原子的碳-碳雙 鍵的總量。存在于聚烯烴中的碳-碳雙鍵的量的上限沒有限制且可以例如為小于5.0/1000 個碳原子,諸如,小于3.0/1000個碳原子。
[0135] 在諸如需要具有低過氧化物含量的較高交聯(lián)水平的一些實施方式中,不飽和LDPE 中的來源于乙烯基、亞乙烯基和反式-亞乙烯基(如果存在)的碳-碳雙鍵的總量恰當(dāng)?shù)馗哂?0.1/1000個碳原子,0.2/1000個碳原子,0.3/1000個碳原子,0.4/1000個碳原子,或,可選 地,0.50/1000個碳原子,恰當(dāng)?shù)馗哂?.60/1000個碳原子。諸如如果需要高的電纜生產(chǎn)速度 和/或想要最小化或避免諸如根據(jù)所需的最終應(yīng)用和/或電纜生產(chǎn)方法發(fā)生的下垂問題和/ 或變形,那么該較高量的雙鍵是合適的。本發(fā)明的與"低"過氧化物含量相結(jié)合的較高的雙 鍵含量在電纜實施方式中(如在DC電力電纜中)也是合適的,其中層(例如絕緣層)材料需要 要求很高的機械性能和/或耐熱性能。
[0136] 另外,聚烯烴為例如不飽和的并至少含有乙烯基且乙烯基的總量為例如高于 0.01/1000個碳原子,諸如高于0.05/1000個碳原子,例如,高于0.08/1000個碳原子,和,諸 如高于0.11/1000個碳原子。此外,乙烯基的總量為例如小于4.0/1000個碳原子。聚烯烴在 交聯(lián)前含有總量為例如超過0.20/1000個碳原子,諸如超過0.30/1000個碳原子,和,例如超 過0.40/1000個碳原子的乙烯基。在一些實施方式中,例如在電力電纜中,諸如在DC電力電 纜中,至少一層(例如絕緣層)包括LDPE聚合物(諸如LDPE共聚物),其含有總量為超過0.05/ 1000個碳原子的乙烯基。
[0137] 不飽和顯示出進一步有助于低導(dǎo)電性能和機械性能的所述所需平衡。在本發(fā)明的 一個實施方式中,經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的聚烯烴為乙烯與至少一種多不飽和共聚單體 (諸如如以上限定的二烯),以及任選地與其它共聚單體的不飽和LDPE共聚物,并具有如上 所限定的來源于乙烯基、亞乙烯基和反式-亞乙烯基(如果存在)的碳-碳雙鍵的總量,具有 例如如上所限定的乙烯基的總量。所述不飽和LDPE共聚物對于用于降低例如電力電纜(諸 如DC電力電纜)的絕緣層的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的電導(dǎo)率的方法是高度可用的。
[0138] 在導(dǎo)線和電纜(W&C)應(yīng)用中通常和適當(dāng)?shù)兀巯N的密度,例如LDPE聚合物的密度 高于860kg/m3。聚烯烴的密度,諸如LDPE聚合物、乙烯均聚物或共聚物的密度為例如不高于 960kg/m 3,且為諸如從900至945kg/m3。聚烯烴的MFR2(2.16kg,190°C),例如,LDPE聚合物的 1^尺 2(2.161^,190°(:)為諸如從0.01至1.78/101^11,例如為從0.1至1.78/101^11,以及諸如為 從0.2至1.7g/10min。
[0139] 因此,例如,在高壓下通過自由基引發(fā)的聚合(稱為高壓(HP)自由基聚合)制備本 發(fā)明的聚烯烴。HP反應(yīng)器可以為諸如眾所周知的管式反應(yīng)器或高壓反應(yīng)器或管式反應(yīng)器和 高壓反應(yīng)器的混合。在本發(fā)明的一個實施方式中,HP反應(yīng)器為管式反應(yīng)器。聚烯烴為例如不 飽和LDPE均聚物或乙烯與如上所限定的一種以上共聚單體的LDPE共聚物。通過本發(fā)明的方 法可以獲得LDPE聚合物提供了如以上或以下所限定的諸如有利的電學(xué)性能。高壓(HP)聚合 和調(diào)節(jié)方法條件以根據(jù)所需的最終應(yīng)用進一步調(diào)節(jié)聚烯烴的其它性能是眾所周知的并在 文獻中有所描述,且易于被技術(shù)人員利用。合適的聚合溫度范圍高達400°C(例如從80至350 °C)以及壓力從70MPa,例如100至400MPa,諸如從100至350MPa。至少可以在壓縮階段和/或 在管式反應(yīng)器之后對壓力進行測量??梢栽谒胁襟E期間的多個點對溫度進行測量。
[0140] 分離之后,所獲得的聚合物通常為聚合物熔體的形式,該聚合物熔體通常在與HP 反應(yīng)器系統(tǒng)連接排列的制粒部分(如制粒擠出機)中進行混合和制粒。任選地,可以將添加 劑(如含硫抗氧化劑)以已知的方式添加進該混合器中以形成經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。
[0141 ] 通過高壓自由基聚合制備乙稀(共)聚合物的其它細節(jié)特別地可以在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第6卷(1986),第383-410頁和Encyclopedia of Materials : Science and Technology,200IElsevier Science Ltd·:"Polyethylene : High-pressure,R.Klimesch,D. Littmann 和 F. -〇 .MShlmg第7181-7184頁中找到。
[0142] 當(dāng)制備乙烯的不飽和LDPE共聚物時,那么,眾所周知,根據(jù)不飽和LDPE共聚物所需 的C-C雙鍵的性質(zhì)和量,通過諸如在一種以上多不飽和共聚單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、工藝條件或其 任意組合的存在下,諸如采用單體(例如乙烯)和多不飽和共聚單體和/或鏈轉(zhuǎn)移劑之間所 需的進料比使乙烯聚合可以調(diào)節(jié)C-C雙鍵含量。特別地WO 9308222描述了乙烯與多不飽和 單體的高壓自由基聚合。結(jié)果不飽和度可以沿聚合物鏈以無規(guī)共聚的方式均勻分布。又諸 如TO 9635732描述了乙烯和某種類型的多不飽和α,ω -二乙烯基硅氧烷類的高壓自由基聚 合。
[0143] 聚合物組合物
[0144] 在含硫抗氧化劑的存在下,在經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物進行交聯(lián)之前,即聚合物組 合物包括至少一種過氧化物,其中所述聚合物組合物的熔體流動速率(MFR)為小于1.7,并 存在少于0.05重量%的2,4_二苯基-4-甲基-1-戊烯,其中"至少一種"過氧化物含有至少一 個-0-0-鍵。
[0145] 當(dāng)然,在將兩種以上不同的過氧化物產(chǎn)物用于聚合物組合物中的情況下,那么如 以上、以下或在權(quán)利要求中所限定的的量(摩爾)/千克聚合物組合物為各個過氧化物 產(chǎn)物的的量(摩爾)/千克聚合物組合物的總和。作為合適的有機過氧化物的非限制性 實施例,可以提及二-叔戊基過氧化物、2,5-二(叔丁基過氧基)-2,5-二甲基-3-己炔、2,5-二(叔丁基過氧基)_2,5-二甲基己烷、過氧化叔丁基異丙苯、二(叔丁基)過氧化物、過氧化 二異丙苯、4,4_雙(叔丁基過氧基)-戊酸丁酯、1,1_雙(叔丁基過氧基)-3,3,5_三甲基環(huán)己 烷、叔丁基過氧基苯甲酸酯、過氧化二苯甲酰、雙(叔丁基過氧異丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化苯甲酰)己烷、1,1_二(叔丁基過氧基)環(huán)己烷、1,1_二(叔戊基過氧基)環(huán)己烷、或 其任意混合物。另外,過氧化物例如選自2,5-二(叔丁基過氧基)-2,5-二甲基己烷、二(叔丁 基過氧異丙基)苯、過氧化二異丙苯、過氧化叔丁基異丙苯、二(叔丁基)過氧化物、或其混合 物。此外,過氧化物為諸如過氧化二異丙苯。
[0146] 另外,在交聯(lián)之前,除了聚烯烴和過氧化物之外,聚合物組合物還含有含硫抗氧化 劑。
[0147] 而且,在交聯(lián)之前,聚合物組合物含有少于0.05重量%的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊稀。
[0148] 此外,在交聯(lián)之前,除了聚烯烴、過氧化物、含硫抗氧化劑之外,聚合物組合物還可 以含有其它組分,如聚合物組分和/或添加劑,如聚合物領(lǐng)域中所已知的,示例性的添加劑 如穩(wěn)定劑、加工助劑、阻燃添加劑、水樹阻燃添加劑、酸或離子清除劑、無機填充劑(S)和電 壓穩(wěn)定劑。所使用的添加劑的量是常規(guī)的且對技術(shù)人員來說是眾所周知的,諸如如在本文 中所描述的。
[0149] 基于聚合物組合物中存在的聚合物組分的總重量,聚合物組合物通常包括至少50 重量%,例如至少60重量%,諸如至少70重量%,諸如至少75重量%,例如從80至100重量% 和,例如從85至100重量%的聚烯烴。示例性的聚合物組合物由作為僅有的聚合物組分的聚 烯烴組成。該表達是指聚合物組合物不含有其它聚合物組分,而將聚烯烴作為唯一的聚合 物組分。然而,在本文中應(yīng)當(dāng)理解的是聚合物組合物可以包括不同于聚合物組分的符合如 本文中已經(jīng)描述的添加劑的其它組分,如添加劑,可以任選地以與載體聚合物的混合物(即 以所謂的母料)來對其進行添加。
[0150] 聚合物組合物適當(dāng)?shù)赜勺鳛槲ㄒ坏木巯N組分的在交聯(lián)前可以任選地為不飽和 的聚烯烴,例如聚乙烯,諸如LDPE均聚物或共聚物組成。
[0151] 本發(fā)明的最終用途和最終應(yīng)用
[0152] 本發(fā)明的新型經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物在聚合物的各種各樣的最終應(yīng)用中是非常 有用的。經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的示例性的用途為在W&C應(yīng)用中,例如在電力電纜的一層以 上的層中。
[0153] 將電力電纜限定為在任何電壓下操作,通常在高于IkV的電壓下操作傳遞能量的 電纜。應(yīng)用于電力電纜的電壓可以為交流電壓(AC)、直流電壓(DC)或瞬變電壓(脈沖)。本發(fā) 明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物非常適用于在高于320kV的電壓下操作的電力電纜,該電纜涵 蓋高壓(HV)和超高壓(EHV)電力電纜,該EHV電纜在如本領(lǐng)域眾所周知的甚至更高的電壓下 操作。以上術(shù)語具有眾所周知的含義且由此表明該電纜的操作水平。針對HV DC和EHV DC電 力電纜,在本文中將操作電壓定義為地和高壓電纜的導(dǎo)體之間的電壓。通常HV DC電力電纜 和EHV DC電力電纜在40kV以上的電壓下,甚至在50kV以上的電壓下操作。在本領(lǐng)域中將在 非常高的電壓下進行操作的電力電纜稱為EHV DC電力電纜,其在實踐中可以高達但不限于 900kV〇
[0154] 經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物非常適合用作用于AC或DC電力電纜,例如用于直流(DC)電 力電纜,諸如用于在高于320kV的電壓下操作的DC電力電纜,如眾所周知的HV DC或EHV DC 電力電纜的層材料,如以上限定。
[0155] 電力電纜的絕緣層,例如DC電力電纜的絕緣層諸如包括如上所限定的所述可交聯(lián) 不飽和LDPE共聚物。
[0156] 術(shù)語"導(dǎo)體"在上下文中是指導(dǎo)體包括一個以上的導(dǎo)線。而且,電纜可以包括一種 以上這樣的導(dǎo)體。例如導(dǎo)體為電導(dǎo)體并包括一個以上金屬導(dǎo)線。
[0157] 眾所周知,電纜可以任選地包括其它層,諸如圍繞絕緣層或外部半導(dǎo)體層(如果存 在)的層,如屏蔽、外套層、其它保護層或其任意組合。
[0158] 本發(fā)明還提供了一種用于生產(chǎn)如上或在權(quán)利要求中所限定的電力電纜,諸如DC電 力電纜,例如HV DC或EHV DC電力電纜的方法,該電纜電纜包括被一層以上的層,例如至少 絕緣層,諸如至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體,其中該 方法包括將一層以上的層涂敷到導(dǎo)體上的步驟,其中至少一層(例如絕緣層)包括如本文中 所描述的本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。
[0159] 在本發(fā)明的電力電纜的生產(chǎn)方法的一個實施方式中,電力電纜通過如下步驟生 產(chǎn):
[0160] (a)提供并在擠出機中混合(例如熔融混合)如本文中所限定的可交聯(lián)聚合物組合 物,
[0161] (b)例如通過(共)擠出至少將由步驟(a)獲得的聚合物組合物的熔體混合物涂敷 于導(dǎo)體上以形成一層以上的層,諸如至少絕緣層,和
[0162] (c)使至少聚合物組合物進行交聯(lián),其中本發(fā)明的交聯(lián)聚合物包括于所述至少一 層,諸如絕緣層中。
[0163] 例如,在該實施方式中,生產(chǎn)了本發(fā)明的包括被內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo) 體層以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體的DC電力電纜,諸如HV DC電力電纜,其中該方法包括以下步 驟
[0164] (a)
[0165] -提供并在擠出機中混合(例如熔融混合)可交聯(lián)的第一半導(dǎo)體組合物,該可交聯(lián) 的第一半導(dǎo)體組合物包括用于內(nèi)部半導(dǎo)體層的聚合物、炭黑和任選地其它組分,
[0166] -提供并在擠出機中混合(例如熔融混合)本發(fā)明的用于絕緣層的可交聯(lián)聚合物組 合物,
[0167] -提供并在擠出機中混合(例如熔融混合)第二半導(dǎo)體組合物,其為諸如可交聯(lián)的 并包括用于外部半導(dǎo)體層的聚合物、炭黑和任選地其它組分,
[0168] (b)例如通過共擠出在導(dǎo)體上涂敷
[0169] -由步驟(a)獲得的第一半導(dǎo)體組合物的熔體混合物以形成內(nèi)部半導(dǎo)體層,
[0170] -由步驟(a)獲得的本發(fā)明的聚合物組合物的熔體混合物以形成絕緣層,和
[0171] -由步驟(a)獲得的第二半導(dǎo)體組合物的熔體混合物以形成外部半導(dǎo)體層,和
[0172] (c)在交聯(lián)條件下使所獲得的電纜的絕緣層的聚合物組合物(其中本發(fā)明的交聯(lián) 聚合物包括于該絕緣層中)、內(nèi)部半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體組合物和外部半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體組合 物中的一種或多種,例如至少絕緣層的聚合物組合物,諸如絕緣層的聚合物組合物、內(nèi)部半 導(dǎo)體層的半導(dǎo)體組合物和外部半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體組合物進行交聯(lián)。
[0173] 第一和第二半導(dǎo)體組合物的聚合物為例如如有關(guān)于本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組 合物所描述的聚烯烴。第一和第二半導(dǎo)體組合物的聚合物為例如如有關(guān)于本發(fā)明的聚合物 組合物所描述的聚烯烴。
[0174] 另外,第一和第二半導(dǎo)體組合物的炭黑可以為任何導(dǎo)電的炭黑。炭黑可以適當(dāng)?shù)?具有一種或多種以下性能:a)至少5nm的根據(jù)ASTM D3849-95a定義為數(shù)均粒徑的一次粒徑, b)根據(jù)ASTM D1510的至少30mg/g的碘值,c)根據(jù)ASTM D2414測量的至少30ml/100g的吸油 值。合適的炭黑的非限制性示例包含爐黑和乙炔黑。
[0175] 爐黑的組的一個示例具有28nm以下的一次粒徑。將平均一次粒徑定義為根據(jù)ASTM D3849-95a測量的數(shù)均粒徑。這種類型的爐黑可以例如具有根據(jù)ASTM D1510的在60和 300mg/g之間的碘值。另外,根據(jù)ASTM D2414可以測量的(這種類型的)吸油值可以例如在50 和225ml/100g之間,諸如在50和200ml/100g之間。
[0176] 爐黑的組的另一個示例具有大于28nm的一次粒徑。平均一次粒徑定義為根據(jù)ASTM D3849-95的數(shù)均粒徑。這種類型的爐黑可以例如具有根據(jù)ASTM D1510的在30和200mg/g之 間的碘值。另外,根據(jù)ASTM D2414測量的(這種類型的)吸油值可以諸如在80和300ml/100g 之間。
[0177] 其它合適的炭黑可以通過任何其它方法來制備或可以對其它合適的炭黑進行進 一步地處理。對所述第一和第二半導(dǎo)體組合物合適的炭黑可以例如以它們的清潔度為特 征。因此,其合適的炭黑的組可以具有根據(jù)ASTM D1506測量的少于0.2重量%的灰分含量、 根據(jù)ASTM D1514的少于30ppm的325目的篩渣和具有根據(jù)ASTM D1619的少于1重量%的總 硫。
[0178] 爐炭黑是在爐型反應(yīng)器中生產(chǎn)的眾所周知的炭黑類型的公認術(shù)語。作為炭黑、其 制備方法和反應(yīng)器的示例,參見諸如Cabot的EP629222、US4391789、US3922335和 US3401020??梢蕴峒霸贏STM D 1765-98b中描述的商業(yè)爐炭黑的等級特別是N351、N293和 N550作為示例。
[0179] 爐炭黑通常不同于乙炔炭黑,乙炔炭黑為可能適合用于半導(dǎo)體組合物的另一種合 適的炭黑類型。諸如如在US4340577中所述,以乙炔黑方法通過乙炔和不飽和烴類的反應(yīng)生 產(chǎn)乙炔炭黑。合適的乙炔黑的組可以具有大于20nm,諸如20至SOnm的粒徑。平均一次粒徑定 義為根據(jù)ASTM D3849-95a的數(shù)均粒徑。另外,該類型的合適的乙炔黑具有根據(jù)ASTM D1510 的在30至300mg/g,諸如30至150mg/g之間的碘值。此外,(這種類型的)吸油值可以例如在80 至300ml/100g,諸如100至280ml/100g之間且這是根據(jù)ASTM D2414測量的。乙炔黑是公認的 術(shù)語且是眾所周知的以及諸如被Denka采用。
[0180] 而且,所述第一和第二半導(dǎo)體組合物可以例如為相同的。
[0181] 熔融混合是指在高于所獲得的混合物的至少主要聚合物組分的熔點的條件下進 行的混合且通常在比聚合物組分的熔點或軟化點高至少10至15°C的溫度下進行。
[0182] 術(shù)語"(共)擠出"在本文中是指在兩層或更多層的情況下,可以在單獨的步驟中擠 出所述層,或可以在相同的擠出步驟中共擠出所述層的至少兩層或所有層,如本領(lǐng)域中眾 所周知的。術(shù)語"(共)擠出"在本文中還指利用一個以上擠出機機頭同時形成該層的全部或 部分。在采用超過一個擠出機機頭形成層的情況下,那么比如,可以采用兩個擠出機機頭擠 出層,第一個擠出機機頭用于形成內(nèi)部半導(dǎo)體層和絕緣層的內(nèi)部,且第二個擠出機機頭用 于形成外絕緣層和外部半導(dǎo)體層。
[0183] 眾所周知,可以在電纜生產(chǎn)工藝之前或過程中生產(chǎn)聚合物組合物和任選的且示例 性的第一和第二半導(dǎo)體組合物。而且,在引入電纜生產(chǎn)工藝的(熔融)混合步驟a)之前,聚合 物組合物和任選的且示例性的第一和第二半導(dǎo)體組合物可以各自獨立地包括其部分或全 部組分。
[0184] 提供的聚合物組合物的混合步驟(a)和示例性的第一和第二半導(dǎo)體組合物的混合 步驟(a)例如在電纜擠出機中進行。電纜生產(chǎn)工藝的步驟a)可以任選地包括諸如連接并在 電纜生產(chǎn)線的電纜擠出機之前布置的混合器中的單獨的混合步驟。在先前的單獨的混合器 中的混合可以通過具有或不具有組分的外部加熱(用外源進行加熱)的混合來進行。在電纜 生產(chǎn)過程中,將本發(fā)明的聚合物組合物和任選的且示例性的第一和第二半導(dǎo)體組合物的過 氧化物、含硫抗氧化劑和部分或全部的任選其它組分(如其它添加劑)加入聚烯烴情況下, 那么可以在混合步驟(a)過程中的任何階段(諸如在電纜擠出機之前的任選的單獨的混合 器處或在電纜擠出機的任何位置)進行該添加。過氧化物、含硫抗氧化劑和任選的添加劑的 添加可以本身適當(dāng)?shù)匾砸后w形式,或以眾所周知的母料,以及在混合步驟(a)過程中的任何 階段同時進行或單獨進行。
[0185] 在本發(fā)明的一個實施方式中,在將過氧化物、含硫抗氧化劑和例如以及任選的其 它組分(如添加劑)用于電纜生產(chǎn)方法中和其生產(chǎn)線中之前,其已經(jīng)至少存在于聚合物組合 物中。在將球粒提供給該方法的步驟(a)之前,可以將過氧化物和含硫抗氧化劑提供給聚烯 烴或聚合物組合物的球粒??梢詫⑦^氧化物和含硫抗氧化劑例如與聚烯烴和任選的其它組 分一起進行諸如熔融混合,然后對熔融混合物進行制粒,或例如可以將熔融混合物加入(諸 如浸入)聚烯烴或聚合物組合物的固體球粒中。例如以液態(tài)加入過氧化物和含硫抗氧化劑, 即它們在環(huán)境溫度下為液體形式,或在高于其熔點或玻璃化轉(zhuǎn)變點的條件下對其進行預(yù)加 熱或?qū)⑺鼈內(nèi)芙庠谳d體介質(zhì)中,如技術(shù)人員眾所周知的。在該實施方式中,可以如以上針對 過氧化物和含硫抗氧化劑的描述進行任選的添加劑的添加。
[0186] 當(dāng)提供給電纜生產(chǎn)方法時,可以例如以粉末、顆粒或球粒的形式使用聚合物組合 物和任選的第一和第二半導(dǎo)體組合物。球粒可以為任何尺寸和形狀。
[0187] 另外,聚合物組合物的熔體混合物可以例如從熔融混合步驟獲得,由作為唯一的 聚合物組分的本發(fā)明的聚烯烴組成??梢詫⑷芜x的且示例性的添加劑本身或作為與載體聚 合物的混合物(即以所謂的母料的形式)加入聚合物組合物。
[0188]在電纜生產(chǎn)方法的一個實施方式中,生產(chǎn)了可交聯(lián)電力電纜,諸如可交聯(lián)DC電力 電纜,例如可交聯(lián)HV DC電力電纜,其中絕緣層包括聚合物組合物,該聚合物組合物包括如 上述或下述給定量的可交聯(lián)聚烯烴,任選地,和諸如不飽和LDPE均聚物或共聚物,和過氧化 物以及含硫抗氧化劑,然后在步驟c)中在交聯(lián)條件下將獲得的電纜的絕緣層中的可交聯(lián)聚 烯烴進行交聯(lián)。例如,在該實施方式中,生產(chǎn)了交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)DC電力電纜,諸如交 聯(lián)HV DC電力電纜,該交聯(lián)電力電纜包括被內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層,以及任選地,和諸如外部 半導(dǎo)體層圍繞的導(dǎo)體,該內(nèi)部半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體組合物,例如由第一半導(dǎo)體組合物 組成,該絕緣層包括如以上限定的本發(fā)明的聚合物組合物,例如由如以上限定的聚合物組 合物組成,該外部半導(dǎo)體層包括第二半導(dǎo)體組合物,例如由第二半導(dǎo)體組合物組成,其中至 少絕緣層的聚合物組合物,任選地和,諸如內(nèi)部和分別地外部半導(dǎo)體層的第一和第二半導(dǎo) 體組合物的至少一種,例如二者在步驟(c)中的交聯(lián)條件下進行交聯(lián)。在如以上或以下權(quán)利 要求中所限定的量的過氧化物的存在下進行絕緣層的聚合物組合物的交聯(lián),且任選的內(nèi)部 半導(dǎo)體的第一半導(dǎo)體組合物的交聯(lián)在交聯(lián)劑的存在下,例如在自由基生成劑的存在下進 行,其諸如為過氧化物。
[0189] 交聯(lián)劑已經(jīng)存在于引入交聯(lián)步驟c)之前的或在交聯(lián)步驟期間引入的任選的第一 和第二半導(dǎo)體組合物中。將過氧化物例如用作所述任選的第一和第二半導(dǎo)體組合物的交聯(lián) 劑且在將組合物用于如上所述的電纜生產(chǎn)方法中之前將過氧化物諸如包括在半導(dǎo)體組合 物的球粒中。
[0190] 可以在如本文中已經(jīng)描述的溫度(即所述聚合物組合物在固化步驟中的最高溫 度)下進行交聯(lián),在該步驟中聚合物組合物進行交聯(lián)。
[0191]加工溫度和加工設(shè)備在本領(lǐng)域中是眾所周知的,諸如常規(guī)的混合器和擠出機(如 單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機)適合用于本發(fā)明的方法。
[0192] 本發(fā)明進一步提供了一種交聯(lián)電力電纜,例如交聯(lián)DC電力電纜,諸如交聯(lián)HV DC或 EHV DC電力電纜,該交聯(lián)電力電纜包括被一層以上的層,諸如至少被絕緣層,諸如至少被內(nèi) 部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體,其中至少絕緣層包括如以 上或在權(quán)利要求中所限定的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物或者其任意亞組或?qū)嵤┓绞?。任選地, 內(nèi)部半導(dǎo)體組合物和外部半導(dǎo)體組合物之一或二者(例如二者)也進行交聯(lián)。
[0193] 本發(fā)明還提供了如以上或在權(quán)利要求中所限定的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,或其任 意示例性亞組或?qū)嵤┓绞皆诮宦?lián)電力電纜,諸如交聯(lián)(DC)電力電纜,例如交聯(lián)HV DC或EHV DC電力電纜的至少一層,例如至少絕緣層中的用途,該交聯(lián)電力電纜包括被至少一層,諸如 至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體。
[0194] 本發(fā)明還提供了如以上或在權(quán)利要求中所限定的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,或其任 意示例性亞組或?qū)嵤┓绞接糜谏a(chǎn)交聯(lián)電力電纜,諸如交聯(lián)(DC)電力電纜,例如交聯(lián)HV DC 或EHV DC電力電纜的至少一層,例如至少絕緣層的用途,該交聯(lián)電力電纜包括被至少一層, 諸如至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以這樣的順序圍繞的導(dǎo)體。
[0195] 當(dāng)從電纜的絕緣層的橫截面進行測量時,電力電纜,例如DC電纜,諸如HV DC或EHV DC電力電纜的絕緣層的厚度通常為2mm以上,例如至少3mm,諸如至少5至100mm,例如從5至 50mm 〇
[0196] 測定方法
[0197] 除非在描述或?qū)嶒灢糠至碛姓f明,以下方法用于性能測定。
[0198] 重量%: %按重量計
[0199] 氧化誘導(dǎo)時間(OIT)法
[0200] 根據(jù)ASTM-D3895、IS0/CD 11357和EN 728采用差示掃描量熱儀(DSC)進行OIT試 驗。在室溫下將待試驗的直徑為5mm且重量為5-6mg的材料(即本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組 合物)的圓形樣品引入DSC,并將樣品在氮氣氛圍中加熱至200°C(20°C/min)。在200°C等溫 穩(wěn)定5分鐘后,將氣體從氮氣變?yōu)檠鯕?。氧氣的流速與氮氣相同,50ml/min。在這些條件下, 穩(wěn)定劑隨時間的推移而消耗直到其被完全耗盡。此時,聚合物樣品(即本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚 合物組合物)降解或氧化,釋放額外的熱量(放熱反應(yīng))。
[0201]將氧化誘導(dǎo)時間(OIT)定義為從氧氣打開至當(dāng)穩(wěn)定劑被耗盡時發(fā)生的放熱反應(yīng)開 始出現(xiàn)拐點所測量的時間。因此OIT是材料熱穩(wěn)定性的量度。對各個條件進行平行測量并計 算平均值。
[0202] 通過HPLC用于測量過氧化物副產(chǎn)物的方法 [0203] 根據(jù)BTM2222測量過氧化物副產(chǎn)物:
[0204] 在72°C下將大約Ig的~Imm厚的壓塑基板浸在異丙醇和環(huán)己烷的1:1(重量)混合 物中2h。過濾后,將IOyL注射到C18-HPLC柱(諸如Zorbax (:18-38)(150\4.6111111)上。采用以 下梯度分離過氧化物副產(chǎn)物:
[0206] UV-檢測器記錄200nm處的信號。利用峰面積基于外部校準(zhǔn)對各個物質(zhì)(如過氧化 二異丙苯和副產(chǎn)物:乙酰苯、異丙苯基醇和甲基苯乙烯)進行定量。
[0207] 重量%: %按重量計 [0208] 溶體流動速率
[0209] 根據(jù)I SO 1133測定熔體流動速率(MFR)并以g/1 Omiη表示。MFR是聚合物的流動性, 且因此是加工性的指示。熔體流動速率越高,聚合物的粘度越低。MFR是在190 °C下對聚乙烯 類進行的測定并可以在不同的負載如2.16kg(MFR2)或21.6kg(MFR2i)下進行測定。
[0210] 密度
[0211] 根據(jù)ISO 1183-2測量密度。根據(jù)ISO 1872-2表3Q進行樣品制備(壓塑)。
[0212] 共聚單體含量
[0213] a)通過NMR光譜對線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的α-烯烴含量進行定量:
[0214] 在基本分配后通過定量13C核磁共振(匪R)光譜測定共聚單體含量(J. Randall JMs-RevjacromoLChenKPhys.,C29(2&3) ,201-317( 1989))。對實驗參數(shù)進行調(diào)整以確保 對該特定任務(wù)的定量光譜的測量。
[0215] 具體地采用液態(tài)的匪R光譜,使用Bruker AvanceIII 400光譜儀。通過在140°C下 利用加熱塊和旋轉(zhuǎn)管爐在IOmm樣品管中將約0.200g的聚合物溶解在2.5ml的氘代四氯乙烯 中來制備均相樣品。采用以下采集參數(shù)記錄具有NOE(功率門限)的質(zhì)子解耦13C單脈沖NMR 光譜:90度的翻轉(zhuǎn)角,4次虛擬掃描,4096個瞬態(tài),1.6s的采集時間,20kHz的光譜寬度,125°C 的溫度,兩級WALTZ質(zhì)子解耦方案和3.Os的松弛延遲。采用以下工藝參數(shù)對形成的FID進行 處理:對32K數(shù)據(jù)點零填充并采用高斯窗函數(shù)切趾;采用局限于感興趣的區(qū)域的五階多項式 進行自動零階和一階相位校正和自動基線校正。
[0216] 基于本領(lǐng)域公知的方法采用代表性位點的信號積分的簡單校正比對數(shù)量進行計 算。
[0217] b)低密度聚乙烯中極性共聚單體的共聚單體含量
[0218] (1)含有>6重量%的極性共聚單體單元的聚合物
[0219] 基于用定量核磁共振(NMR)光譜進行校準(zhǔn)的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測定以已 知方式測定共聚單體含量(重量%)。以下為示例性測定乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯 和乙烯丙烯酸甲酯的極性共聚單體含量。制備聚合物的薄膜樣品用于FTIR測量:以>6重 量%的量,對于乙稀丙稀酸丁酯和乙稀丙稀酸乙酯采用0.5-0.7mm的厚度且對于乙稀丙稀 酸甲酯采用〇 . IOmm的膜厚度。利用Specac薄膜壓機在150°C,大約5噸下對薄膜壓制1-2分 鐘,然后用冷水以不受控的方式進行冷卻。對所得到的薄膜樣品的精確厚度進行測定。
[0220] 用FTIR分析之后,對待分析的峰繪制吸光度模式的基線。用聚乙烯的吸收峰對共 聚單體的吸收峰進行歸一化(諸如丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯在3450CHT 1處的峰高除以聚乙 烯在2020CHT1處的峰高)。以文獻中很好地記載的說明如下的常規(guī)方式進行NMR光譜校準(zhǔn)程 序。
[0221] 為了測定丙烯酸甲酯的含量,制備了0.10mm厚的薄膜樣品。分析后,在3455CHT1處 的丙烯酸甲酯的峰的最大吸光度減去在2475CHT 1處的基線的吸光度值(A_ffiffirA2475)。然后 在2660CHT 1處的聚乙烯峰的最大吸收峰減去在2475CHT1處的基線的吸光度值(A266q-A 2475)。 然后以文獻中很好地記載的常規(guī)方式計算(Α_?5*_Α2475 )和(A266Q-A2475 )之間的比。
[0222] 通過計算可以將重量%轉(zhuǎn)化為摩爾%。這在文獻中有很好地記載。
[0223] 通過NMR光譜對聚合物中的共聚物含量進行定量
[0224] 在基本分配后通過定量核磁共振(NMR)光譜測定共聚單體含量(諸如"NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives",A.J·Brandolini和D·D·Hills,2000, Marcel Dekker,Inc.New York)。對實驗參數(shù)進行調(diào)整以確保對該特定任務(wù)的定量光譜的 測量(諸如"2〇〇and More NMR Experiments:A Practical Course",S.Berger和S.Braun, 2004,Wi Iey-VCH,We inhe im)。以本領(lǐng)域公知的方式采用代表性位點的信號積分的簡單校正 比對數(shù)量進行計算。
[0225] (2)含有6重量%以下的極性共聚單體單元的聚合物
[0226] 基于用定量核磁共振(NMR)光譜進行校準(zhǔn)的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測定以已 知方式測定共聚單體含量(重量%)。以下為示例性測定乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯 的極性共聚單體含量。對于FT-IR測量,如以上在方法1)中所描述的,制備了 0.05至0.12mm 厚的薄膜樣品。對所得到的薄膜樣品的精確厚度進行測定。
[0227] 用FT-IR分析之后,對待分析的峰繪制吸光度模式的基線。共聚單體(諸如對于在 1164CHT1處的丙烯酸甲酯和1165CHT 1處的丙烯酸丁酯)的峰的最大吸光度減去1850CHT1處的 基線的吸光度值(A樹拱聚單體-Ai85ο)。然后在2660cm 1處的聚乙稀峰的最大吸收峰減去在 ΙβδΟα?Γ1 處的基線的吸光度值(A266Q-A185Q)。然后計算(Ag|4^i|li$-Al85())和(A266Q-A185Q)之間的 比。以很好地記載于文獻中的,如以上在方法1)中所描述的常規(guī)方式進行匪R光譜校正程 序。
[0228] 通過計算可以將重量%轉(zhuǎn)化為摩爾%,其在文獻中有很好地記載。
[0229] PENT(Pennsylvania切口試驗)根據(jù)具有一些修改的ISO 16241 :2005采用 Pennsylvania切口試驗(PENT)評估耐慢速裂紋增長性能。
[0230] 根據(jù)下列程序制備各個材料的壓塑基板。在180°C在封閉的模具中將顆粒加熱15 分鐘而沒有壓力。將加熱關(guān)掉并施加1.7MPa的標(biāo)稱壓力12.5小時,同時使樣品和模具自然 冷卻。
[0231] ?試驗件尺寸:60mm X 25mm X IOmm
[0232] ?主要切口 :3.5mm深
[0233] ?側(cè)切口 :0.7mm深
[0234] ?試驗件的試驗溫度:70°C
[0235] ?試驗應(yīng)力(對非切口截面面積的計算):2. OMPa
[0236] ?每種材料2個試驗件
[0237] ?記錄失效時間,并計算2個試驗件的平均值。
[0238]采用TA儀器Q2000用DSC測量結(jié)晶度和熔融溫度。所采用的溫度程序為起始于30 °C,加熱至180°C,在180°C下等溫2分鐘,然后冷卻至-15°c,在-15°c下等溫2分鐘,然后加熱 至180°C。加熱和冷卻速率是10°C/min。
[0239] 交聯(lián)的樣品全部在180 °C下交聯(lián)10分鐘,然后在70°C下在真空中過夜脫氣以在結(jié) 晶前除去全部的過氧化物副產(chǎn)物,并測量熔融溫度。
[0240] 熔融溫度,Tm,為流向樣品的熱流為其最大值處的溫度。
[0241] PE 的結(jié)晶度(結(jié)晶度%,= 100X AHf/AH 100% 其中 AH100%(J/g))為 290.0 (L.Mandelkem,Macromolecular Physics,第1-3卷,Academic Press,New York 1973, 1976&1980)。結(jié)晶度的評估從20 °C開始進行。
[0242] DC電導(dǎo)率法
[0243] 由測試聚合物組合物的球粒壓縮成型基板。最終的基板由測試的聚合物組合物組 成并具有Imm的厚度和260mm的直徑。
[0244] 通過在130°C和20MPa下進行壓塑600s來制備最終的基板。此后升高溫度且溫度在 5分鐘后達到180°C或250°C。然后將溫度在180°C或250°C保持恒定1000s,在該過程中通過 存在于測試聚合物組合物中的過氧化物使基板完全交聯(lián)。最后采用15°C/min的冷卻速率使 溫度降低直到達到室溫,此時壓力被釋放。
[0245] 將高壓電源連接至上電極以在測試樣品上施加電壓。用靜電計/皮可安培計測量 所產(chǎn)生的通過樣品的電流。測量電池為具有放置在加熱爐內(nèi)的黃銅電極用干燥的壓縮空氣 流通以保持恒定的濕度水平的三電極體系。
[0246] 測量電極的直徑為100mm。已作出預(yù)防措施以避免從電極的圓邊產(chǎn)生飛弧。
[0247] 施加的電壓為30kV DC,這意味著平均電場為30kV/mm。溫度為70°C。在持續(xù)24小時 的整個實驗過程中記錄通過基板的電流。用24小時后的電流計算絕緣的電導(dǎo)率。
[0248] 這種方法和用于電導(dǎo)率測量的測量設(shè)備的示意圖已經(jīng)在以下發(fā)表的出版物中進 行了詳細描述:
[0249] · Nordic Insulation Symposium 2009(Nord_IS 09),Gothenburg,Sweden,6月 15-17 日,2009,第55-58頁:Olsson等人,"Experimental determination of DC conductivity for XLPE insulation"。
[0250] · Nordic Insulation Symposium 2013(Nord_IS 13),Trondheim,Norway,6月9-12 日,2013,第161-164頁:Andersson等人,"Comparison of test setups for high field conductivity of HVDC insulation materials"。
[0251 ]用于測量聚合物組合物中或聚合物中的雙鍵的量的方法
[0252] A)通過IR光譜對碳-碳雙鍵的量進行定量
[0253] 采用定量的紅外(IR)光譜以對碳-碳雙鍵(C = C)的量進行量化。通過事先確定有 代表性的已知結(jié)構(gòu)的低分子量模型化合物中的C = C官能團的摩爾消光系數(shù)來實現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0254] 通過下式將這些基團各自的量(N)定義為每一千個總碳原子的碳-碳雙鍵的數(shù)目 (C = C/1000C):
[0255] N=(AX14)/(EXLXD)
[0256] 其中A為定義為峰高的最大吸光度,E為所討論的基團的摩爾消光系數(shù)(I · πιοΓ1 · mm-1),L為薄膜厚度(mm)以及D為材料的密度(g · cm-0。
[0257] 通過對各個含C = C的組分進行N的求和可以計算每一千個總碳原子的C = C鍵的總 量。
[0258] 對于聚乙烯樣品,采用FTIR光譜儀(Perkin Elmer 2000)以4cm-1的分辨率對壓塑 薄(0.5-1.Omm)膜記錄固態(tài)紅外光譜并以吸收模式對固態(tài)紅外光譜進行分析。
[0259] 采用910和960CHT1之間的C = C-H面外彎曲的吸收進行所有定量。吸收的特定波數(shù) 取決于含不飽和的種類的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0260] 1)除了具有>0.4重量%的極性共聚單體的聚乙烯共聚物,包括聚乙烯均聚物和 共聚物的聚合物組合物
[0261]針對聚乙烯,對三種類型的含有C = C的官能團進行了量化,各個類型具有特征吸 收并將各個類型校準(zhǔn)為不同模型的化合物,形成各自不同的消光系數(shù):
[0262] ?基于1-癸烯[癸-1-烯]通過910cm-1的乙烯基(R-CH = CH2),產(chǎn)生Ε = 13·131 · mol-1 · mm-1
[0263] ?基于2-甲基-1-庚烯[2-甲基庚-1-烯]通過888cm-1的亞乙烯基(RR'C = CH2),產(chǎn) 生E = 18 · 241 · mol-1 · mm-1
[0264] ?基于反式-4-癸烯[(E)-癸-4-烯]通過965cm-1的反式-亞乙烯基(R-CH=CH-R'), 產(chǎn)生E = 15.141 · mol-1 · mm-1
[0265] 對于具有<0.4重量%的極性共聚單體的聚乙烯均聚物或共聚物,在約980和 840〇!^之間采用線性基線校正。
[0266] 2)包括具有>0.4重量%的極性共聚單體的聚乙烯共聚物的聚合物組合物
[0267] 針對具有>0.4重量%的極性共聚單體的聚乙烯共聚物,對兩種類型的含有C = C 的官能團進行了量化,各個類型具有特征吸收并將各個類型校準(zhǔn)為不同模型的化合物,形 成各自不同的消光系數(shù):
[0268] ?基于1-癸烯[癸-1-烯]通過910cm-1的乙烯基(R-CH = CH2),產(chǎn)生Ε = 13·131 · mol-1 · mm-1
[0269] ?基于2-甲基-1-庚烯[2-甲基庚-1-烯]通過888cm-1的亞乙烯基(RR'C = CH2),產(chǎn) 生E = 18 · 241 · mol-1 · mm-1
[0270] EBA :
[0271] 對于聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)(EBA)體系,在約920和870CHT1之間采用線性基線校 正。
[0272] EMA:
[0273] 對于聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)(EMA)體系,在約930和870CHT1之間采用線性基線校 正。
[0274] 3)包括不飽和低分子量分子的聚合物組合物
[0275] 對于含有低分子量的體系,采用低分子量種類自身中的C = C吸收的摩爾消光系數(shù) 進行含C = C的種類的直接校準(zhǔn)。
[0276] B)通過IR光譜進行摩爾消光系數(shù)的定量
[0277] 根據(jù)ASTM D3124-98和ASTM D6248-98中給定的程序測定摩爾消光系數(shù)。采用配備 有0· Imm路徑長度的液體池的FTIR光譜儀(Perkin Elmer 2000)在4CHT1的分辨率下記錄液 態(tài)紅外光譜。
[0278] 通過下式將摩爾消光系數(shù)(E)確定為1 · πιοΓ1 · mm S
[0279] E=A/(CXL)
[0280] 其中A為定義為峰高的最大吸光度,C為濃度(mol · Γ1)以及L為液體池厚度(mm)。
[0281] 至少使用三份0.18mol · Γ1的二硫化碳(CS2)中的溶液并確定摩爾消光系數(shù)的平 均值。對于a,w_二乙烯基硅氧烷類,將摩爾消光系數(shù)假設(shè)為可與〈此處插入小分子〉的摩爾 消光系數(shù)相比較。
[0282 ]用于測定聚合物組合物中或聚合物中的雙鍵的量的方法的可選描述
[0283] 通過IR光譜對碳-碳雙鍵的量進行定量
[0284] 采用定量的紅外(IR)光譜以對碳-碳雙鍵(C = C)的量進行量化。具體地采用固態(tài) 透射FTIR光譜(Perkin Elmer 2000)。通過事先確定有代表性的已知結(jié)構(gòu)的低分子量模型 化合物中的C = C官能團的摩爾消光系數(shù)來實現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0285] 根據(jù)下式將給定的含有C = C官能團的種類的量(N)定義為每一千個總碳原子的 碳-碳雙鍵的數(shù)目(C = C/1000C):
[0286] N=(AX14)/(EXLXD)
[0287] 其中A為定義為峰高的最大吸光度,E為所討論的基團的摩爾消光系數(shù)(I · πιοΓ1 · mm-1),L為薄膜厚度(mm)以及D為材料的密度(g · cm-0。
[0288] 對于含有不飽和的體系,考慮三種類型的含有C = C的官能團,各自具有特征性的C = C-H面外彎曲振動模式,并將各個類型校準(zhǔn)為不同模型的化合物,形成各自不同的消光系 數(shù):
[0289] ?基于1-癸烯[癸-1-烯]通過在約910cm-1處的乙烯基(R-CH = CH2),產(chǎn)生E = 13.131 · mo F1 · mm-1
[0290] ?基于2-甲基-1-庚烯[2-甲基庚-1-烯]通過在約888cm-1處的亞乙烯基(RR'C = CH2),產(chǎn)生E = 18·241·moΓ1·mm-1
[0291] ?基于反式-4-癸稀[(E)-癸-4-稀]通過在約96501^1處的反式-亞乙烯基(R-CH = CH-R'),產(chǎn)生E = 15·141·moΓ1·mm-1
[0292] 該吸收的特定波數(shù)取決于種類的特定化學(xué)結(jié)構(gòu)。當(dāng)處理非脂肪族不飽和基團時, 將摩爾消光系數(shù)取為與它們相關(guān)的脂肪族不飽和基團的摩爾消光系數(shù)相同,如采用脂肪族 小分子類似物所測定。
[0293] 根據(jù)ASTM D3124-98和ASTM D6248-98中給定的程序測定摩爾消光系數(shù)。采用配備 有0· Imm路徑長度的液體池的FTIR光譜儀(Perkin Elmer 2000)在4CHT1的分辨率下對標(biāo)準(zhǔn) 溶液記錄液態(tài)紅外光譜。通過下式將摩爾消光系數(shù)(E)測定為1 · πιοΓ1 · mnf1:
[0294] E=A/(CXL)
[0295] 其中A為定義為峰高的最大吸光度,C為濃度(mol · Γ1)以及L為液體池厚度(mm)。 至少使用三份〇. 18mol · Γ1的二硫化碳(CS2)中的溶液并確定摩爾消光系數(shù)的平均值。
[0296] 實驗部分
[0297] 制備本發(fā)明的示例和對比示例的聚合物
[0298]所有的聚合物為在高壓反應(yīng)器中制備的低密度聚乙烯。至于CTA進料,諸如PA含量 可以給定為升/小時或kg/h且利用0,807千克/升的PA的密度來重新計算可以轉(zhuǎn)化為任一單 位。
[0299] LDPEl :
[0300] 在5級預(yù)壓縮機中和2級超級壓縮機中對具有回收的CTA的乙烯進行壓縮,其中將 中間體冷卻至達到約2628巴的初始反應(yīng)壓力。壓縮機總吞吐量為約30噸/小時。在壓縮機區(qū) 域,一起添加約4.9升/小時的丙醛(PA,CAS號:123-38-6)與作為鏈轉(zhuǎn)移劑的約81千克丙烯/ 小時以維持1.89g/10min的MFR。在這里還將1,7_辛二烯以27kg/h的量加入反應(yīng)器。在內(nèi)徑 為約40mm且全長為1200米的前進料雙區(qū)管式反應(yīng)器的預(yù)熱段將被壓縮的混合物加熱至157 °C。剛在預(yù)熱器之后注入足量的溶于異十二烷中的市售可得的過氧化物自由基引發(fā)劑的混 合物以使放熱聚合反應(yīng)達到約275°C的峰值溫度,之后將其冷卻至約200°C。隨后的第二次 峰值反應(yīng)溫度為264°C。通過啟動閥(kick valve)對反應(yīng)混合物進行減壓,對反應(yīng)混合物進 行冷卻并從未反應(yīng)的氣體中分離聚合物。
[0301] LDPE3(如下所述可以制備LDPE3):
[0302] 在5級預(yù)壓縮機中和2級超級壓縮機中對具有回收的CTA的乙烯進行壓縮,其中將 中間體冷卻至達到約2781巴的初始反應(yīng)壓力。壓縮機總吞吐量為約30噸/小時。在壓縮機區(qū) 域,一起添加約5.3升/小時的丙醛(PA,CAS號:123-38-6)與作為鏈轉(zhuǎn)移劑的約83千克丙烯/ 小時以維持0.72g/10min的MFR。在內(nèi)徑為約40mm且全長為1200米的前進料三區(qū)管式反應(yīng)器 的預(yù)熱段將被壓縮的混合物加熱至171°C。剛在預(yù)熱器之后注入足量的溶于異十二烷中的 市售可得的過氧化物自由基引發(fā)劑的混合物以使放熱聚合反應(yīng)達到約283°C的峰值溫度, 之后將其冷卻至約203°C。隨后的第二次和第三次峰值反應(yīng)溫度分別為275°C和265°C,其間 冷卻至223 °C。通過啟動閥對反應(yīng)混合物進行減壓,對反應(yīng)混合物進行冷卻并從未反應(yīng)的氣 體中分離聚合物。
[0303] 本發(fā)明示例(INV.Ex. )1至2、參考示例(Ref.Ex. )1至2(代表使用常規(guī)量的過氧化 物進行交聯(lián)的現(xiàn)有技術(shù)的聚合物組合物)的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的組分以及組合物的性 能和實驗結(jié)果在表1中給出。所使用的添加劑為市售可得:
[0304] 過氧化物:DCP =過氧化二異丙苯(CAS號80-43-3)
[0305] 含硫抗氧化劑:4,4 ' -硫代雙(2-叔丁基-5-甲酚)(CAS號:96-69-5)。
[0306] 添加劑:2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(CAS號6362-80-7)。
[0307] 以每千克聚合物組合物-0-0-官能團的毫摩爾含量給出DCP的量。該量還可以作為 重量%在括號中給出(重量%)。
[0308] 表1:本發(fā)明示例和參考示例的交聯(lián)組合物的性能
[0313]表1示出了相比于參考示例(參考示例1-2),本發(fā)明的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物(本 發(fā)明示例1-2)的電導(dǎo)率被顯著降低。
[0314]預(yù)計本發(fā)明示例1-2的機械性能(諸如表示為PENT)可與參考示例1-2的機械性能 相比較,但在此沒有公開PENT數(shù)據(jù)。另外,通過引用包括在本文中的例如EP2499172中已經(jīng) 顯示,具有約0.5 (重量% )DCP的可比的聚合物組合物,獲得了充足的PENT性能。
【主權(quán)項】
1. 一種通過使聚合物組合物進行交聯(lián)而獲得的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,所述聚合物組 合物具有小于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(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有根據(jù)ASTM-D3895、IS0/CD 11357和EN 728采用差示掃 描量熱儀(DSC)確定的對應(yīng)于Z分鐘的氧化誘導(dǎo)時間,并包括根據(jù)BTM2222采用HPLC確定的 對應(yīng)于W ppm的量的過氧化物副產(chǎn)物,其中 Zi<Z<Z2,Wi<W<W2,且 W仝p-270*Z,其中 Ζι 為0,Z2為 60,1為0 以及 W2 為9500,且 p 為 18500。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中 Ζι為2,Z2為 20,W2為9000,且p為 16000。3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中所述經(jīng)交聯(lián)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(lián)而獲得 的,其中過氧化物的量對應(yīng)于X毫摩爾-〇-〇-/千克聚合物組合物,且含硫抗氧化劑的量對應(yīng) 于γ毫摩爾-OH/千克聚合物組合物,其中 Yi< Y< Y2,X<45i 0.9*Y+m<X<n-k*Y,其中 Yi 為0.50且 Y2為 10.0,且 m為0.8, η為70且k為4.7;和 其中所述聚合物組合物具有小于1.7的熔體流動速率(MFR),和 所述聚合物組合物包括少于〇. 05 %按重量計(重量% )的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)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 °C,諸如為160至350°C,諸如低于280°C,諸如250°C或更低,或,例如180°C或更低。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,其中所述聚合物組合物 包括少于〇. 03 %按重量計(重量% )的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)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(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)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個碳原子和在至少一個雙鍵為端基的非共輒 雙鍵之間具有至少4個碳的直鏈碳鏈組成,例如,所述多不飽和共聚單體為二烯,諸如包括 至少8個碳原子的二烯,第一個碳-碳雙鍵為端基且第二個碳-碳雙鍵與所述第一個碳-碳雙 鍵非共輒,諸如選自(: 8-至&4_非共輒二烯或其混合物,例如選自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、 1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、9-甲基-1,8_癸二烯、或其混合 物,諸如選自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯、或其任意混合 物的二烯。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,當(dāng)根據(jù)如在"測定方法" 中所描述的DC電導(dǎo)率法測量時,所述經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有45fS/m或更小的電導(dǎo)率。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,當(dāng)根據(jù)如在"測定方法" 中所描述的DC電導(dǎo)率法測量時,所述經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物具有40fS/m或更小,諸如0.01 至38f S/m或更小,例如,0.5至35f S/m的電導(dǎo)率。10. -種電力電纜絕緣,其特征在于所述電力電纜絕緣包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一 項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力電纜絕緣,其特征在于所述電力電纜絕緣為包括根據(jù) 權(quán)利要求1至9中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物的HV DC或EHV DC電力電纜絕緣。12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電力電纜絕緣,當(dāng)根據(jù)如在"測定方法"中所描述的DC 電導(dǎo)率法測量時,所述電力電纜絕緣具有45fS/m或更小的電導(dǎo)率。13. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電力電纜絕緣,當(dāng)根據(jù)如在"測定方法"中所描述的DC 電導(dǎo)率法測量時,所述電力電纜絕緣具有40f S/m或更小,諸如0.01至38f S/m或更小,例如 0.5至35f S/m的電導(dǎo)率。14. 一種電力電纜,其特征在于所述電力電纜包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的 經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物,或根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的電力電纜絕緣。15. -種電力電纜,其特征在于所述電力電纜為包括根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所 述的電力電纜絕緣的HV或EHV DC電力電纜。16. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的經(jīng)交聯(lián)的聚合物組合物用于生產(chǎn)交聯(lián)電力電 纜,諸如交聯(lián)直流(DC)電力電纜的至少一個層,諸如至少絕緣層的用途,所述交聯(lián)電力電纜 包括被至少內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層以該順序圍繞的,和任選地被一個以上 選自包括屏蔽、外套層或其它保護層的組的其它層圍繞的導(dǎo)體。
【文檔編號】H01B9/00GK105829426SQ201480069541
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年8月19日
【發(fā)明人】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
【申請人】博里利斯股份公司