電纜用絕緣層的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型電纜，其具有至少一個絕緣層；本發(fā)明還涉及一種用于制造 上述電纜的方法，以及聚合α-成核劑（PNA)用于增加電纜的絕緣層部分的聚合物組合物 (PC)的結晶溫度的用途，以及所述電纜用作通訊電纜和/或電力電纜中的用途。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)今，因為易于加工和有益的電學性質，聚乙烯被選擇作為電纜的絕緣層和半導 體層（semiconductive layer)的材料。對于電力電纜，聚合物，優(yōu)選低密度聚乙稀，是交聯(lián) 的以便于確保在所需操作溫度（90°C)下良好的操作性能。這種交聯(lián)聚乙烯材料的缺點是， 所述聚乙稀剩余結晶部分（remaining crystalline fraction)在大約110°C下恪化。這意 味著在應急溫度（~135°C)時，該材料可能會產生一些問題。另外一個缺點是所述交聯(lián)的 絕緣材料缺乏可再循環(huán)性。對于通訊電纜，高密度聚乙烯以非交聯(lián)形式使用，由于該材料有 限的剛性，其限制了電纜的耐熱性和可加捻性。
[0003] 如今正在嘗試通過基于可以同時提供耐熱性和剛性上優(yōu)點的聚丙烯的電纜層取 代已知的基于聚乙烯的電纜層。已經建議設計各種不同的聚丙烯類型用于單個目的。
[0004] 例如EP1619217A1提供了一種多相丙烯聚合物電纜層，所述多相丙烯聚合物在柔 軟度和韌性方面均具有良好性能，即使其低溫下剛性仍然可以被改善。然而，所述聚合物不 能以高線速度被擠出。然而，從商業(yè)的角度，高線速度是極其受青睞的。
[0005] EP0893801A1公開了一種聚丙烯聚合物組分，其適于用作絕緣片材料。它特別公 開了一種聚合物組合物（PC)，它是結晶丙烯均聚物或結晶丙烯共聚物和一種共聚物的混合 物，所述共聚物是乙烯和具有低密度和高結構均勻性的α -烯烴的共聚物，特別是和在聚 合物分子之間高度均勻分布的α-烯烴的共聚物。然而，ΕΡ0893801Α1沒有公開具有適用 于高溫操作條件的絕緣層、并且其同時具有很好的機械和操作性能的可能性。
[0006] 雖然聚丙烯在絕緣層中的應用是已知的，但是仍然需要通過更緊的扭絞來改善 數(shù)據(jù)傳輸質量。此外，電纜的絕緣層部分應該可以以目前的聚乙烯擠出線速度（1000至 1500m/min)或更快的速度運行，而不會影響所得電纜的偏心度、表面質量、剝離力和長期 穩(wěn)定性。然而，聚丙稀展現(xiàn)了在相當?shù)穆輻U轉速下更低的恪融流量（melting flux)(參見 E. E. Stangland等人，Proc. SPE ANTEC 2002,卷1 :方法，第448頁）和更低的結晶速率，所 述更低的熔融流量要求更高的加工溫度，所述更低的結晶溫度，與聚乙烯相比，限制了加工 速度。因此，上述需求的組合對于研發(fā)新型電纜仍然是一個挑戰(zhàn)。
[0007] 因此，仍然需要一種基于聚丙烯的新型電纜。特別地，需要提供一種易于生產的新 型電纜，即，所述電纜具有較高的結晶溫度，并同時提供較高的數(shù)據(jù)傳輸質量以及高剛性或 表面硬度。

【發(fā)明內容】

[0008] 通過本發(fā)明的內容來解決上述及其他的目的。本發(fā)明所述方法的有利的實施方式 如相應的從屬權利要求所述。
[0009] 本發(fā)明基于以下特定的發(fā)現(xiàn)：即本發(fā)明的目標可以通過絕緣層（其是電纜的一部 分）而解決，其包含通過特定成核劑（NA)成核的結晶聚丙烯均聚物或共聚物。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種具有至少一層絕緣層的電纜，其中所述絕緣 層包含聚合物組合物（PC)，所述聚合物組合物包含、優(yōu)選由下述物質構成：
[0011] (a)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，至少94. Owt %的結晶聚丙烯（PP)均聚 物或共聚物，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物根據(jù)ISO 1133測定的230°C/2. 16kg下 的恪體流動速率為I. 〇g/l〇min至10. 0g/10min，所述結晶聚丙?。≒P)均聚物或共聚物共聚 單體含量小于5. Owt %，并且其共聚單體是乙烯和/或C4~C 1(] α -烯烴；
[0012] (b)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，0· 5wt %至5. Owt %的助粘劑（AP)，所述 助粘劑（AP)是極性化改性聚丙烯（PM-PP)均聚物或共聚物；
[0013] (c)基于聚丙烯組合物（PC)的總重量，0.0004至1.0 wt %的聚合α-成核劑 (ρΝΑ);和
[0014] ⑷可選的，基于聚丙烯組合物（PC)的總重量，0. 02至1.0 wt %的可溶α -成核劑 (sNA)〇
[0015] 在一個實施方式中，所述聚合物組合物（PC)額外地包含可溶α -成核劑（sNA)， 在另一個實施方式中，所述聚合物組合物（PC)不包含可溶α-成核劑（sNA)僅包含聚 合α-成核劑（ρΝΑ)。相應地，在一個特定實施方式中，所述聚合物組合物（PC)包含聚合 α -成核劑（ρΝΑ)作為唯一的α -成核劑（ρΝΑ)。
[0016] 令人驚異地，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的上述產品易于生產，并且具有高數(shù) 據(jù)傳輸質量以及高剛性或表面硬度。更加令人驚異的是，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果所述電纜 的絕緣層部分包含有效成核的聚丙烯（PP)均聚物或共聚物，則可以獲得所述電纜。
[0017] 本發(fā)明的另一個方面涉及一種用于生產所述電纜的方法，其中所述方法包含下述 步驟：
[0018] (a)形成聚合物組合物（PC)，
[0019] (b)將步驟（a)中所述的聚合物組合物（PC)在熔化溫度為180°C至280°C的條件 下涂敷在導體上從而形成絕緣層，和
[0020] (c)以300m/min至3000m/min的加工速度生產電纜。
[0021] 優(yōu)選所述導體預熱到50°C至150°C的溫度。
[0022] 本發(fā)明的另一個方面涉及聚合α -成核劑（ρΝΑ)用于增加電纜中所述聚合物組合 物（PC)的結晶溫度的用途，其中所述聚合α-成核劑（ρΝΑ)是如式（IV)所示的聚合乙烯 基合物
[0023]
[0024] 其中，&和1?2共同構成5元或6元飽和的或不飽和的芳香環(huán)，或它們各自獨立地 表示包含1至4個碳原子的低級烷基。
[0025] 本發(fā)明的另一個方面涉及上述電纜用作通訊電纜和/或電力電纜的用途。
[0026] 當引用本發(fā)明的電纜的優(yōu)選的實施方式或者技術細節(jié)中時，應該理解的是，這些 優(yōu)選的實施方式或技術細節(jié)同樣涉及本發(fā)明所述的生產電纜的方法，以及本發(fā)明所述的 聚合α-成核劑（pNA)的用途以及本發(fā)明所述的電纜用作通訊電纜和/或電力電纜的用 途。例如，如果列出了本發(fā)明所述的電纜的絕緣層優(yōu)選包含含有結晶聚丙烯（PP)均聚 物或共聚物的聚合物組合物（PC)，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物根據(jù)ISO 1133 在230°C /2. 16kg下測定的恪體流動速率為I. 0g/10min至10. 0g/10min，以及本發(fā)明所 述方法以及本發(fā)明的用途中的聚合物組合物（PC)優(yōu)選包含含有結晶聚丙烯（PP)均聚物 或共聚物的聚合物組合物（PC)，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物根據(jù)ISO 1133在 230°C /2. 16kg下測定的恪體流動速率為I. 0g/10min至10. 0g/10min。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方式，結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物具有：
[0028] (a)根據(jù)ISOl 133在230 °C/2. 16kg下測定的熔體流動速率為I. 0g/10min至 10. 0g/10min，優(yōu)選 I. 0g/10min 至 8. 0g/10min，更優(yōu)選 I. 0g/10min 至 6. 0g/10min，最優(yōu)選 1. 0g/10min 至 5. 0g/10min ;以及
[0029] (b)通過差示掃描量熱法（DSC)測定的熔融溫度Tm為150°C至175°C，更優(yōu)選 155°C至 170°C，最優(yōu)選 158°C至 168°C ;和 / 或
[0030] (C)通過差示掃描量熱法（DSC)測定的結晶溫度Tc為IKTC至138°C，優(yōu)選113°C 至 133°C，最優(yōu)選 118°C至 131°C。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方式，所述聚合物組合物的邵氏（Shore)D硬度為 63至77,優(yōu)選64至75。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方式，基于所述聚合物組合物（PC)總重量，所述 聚合物組合物（PC)在25 °C下在二甲苯中可溶組分的含量為0.5-8. 5wt%，優(yōu)選1.0至 7. Owt %，最優(yōu)選 I. 0 至 6. 5wt %。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方式，所述聚合物組合物（PC)通過差示掃描量熱法 (DSC)測定的熔融溫度Tm為150 °C至175 °C，更優(yōu)選155 °C至170 °C，最優(yōu)選158 °C至168 °C。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明所述另一個優(yōu)選的實施方式，所述聚合物組合物（PC)通過差示掃描 量熱法（DSC)測定的結晶溫度Tc為110°C至140°C，優(yōu)選115°C至135°C，更優(yōu)選118°C至 131°C，最優(yōu)選 120°C 至 129°C。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明所述的另一個優(yōu)選的實施方式，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚 物是聚丙烯均聚物（C-PP)。
[0036] 優(yōu)選地，所述聚合物組合物（PC)具有：
[0037] (a)根據(jù)ISOl 133在230 °C/2. 16kg下測定的熔體流動速率為I. 0g/10min至 8. 0g/10min，優(yōu)選 I. 2g/10min 至 6. 0g/10min，更優(yōu)選 I. 5g/10min 至 5. 5g/10min，最優(yōu)選 2. 0g/10min 至 5. 0g/10min，和 / 或
[0038] (b)通過差示掃描量熱法（DSC)測定的熔融溫度Tm為150°C至175°C，更優(yōu)選 155°C至 170°C，最優(yōu)選 158°C至 168°C ;和 / 或
[0039] (c)邵氏（shore) D硬度為65至80,優(yōu)選67至78,和最優(yōu)選68至75。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方式，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物是聚丙 烯共聚物（C-PP)，優(yōu)選地無規(guī)聚丙烯共聚物（R-PP)。優(yōu)選地，所述聚合物組合物（PC):
[0041] (a)根據(jù)ISOl 133在230 °C/2. 16kg下測定的熔體流動速率為I. 0g/10min至 8. 0g/10min，優(yōu)選 I. 2g/10min 至 6. 0g/10min，更優(yōu)選 I. 5g/10min 至 5. 5g/10min，最優(yōu)選 2. Og/lOmin 至 5. Og/lOmin ;和 / 或
[0042] (b)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，共聚單體為的0· 1至4. Owt%，優(yōu)選0· 3 至2. Owt %，更優(yōu)選0. 4至I. 5wt %，和最優(yōu)選0. 4至1.0 wt %，例如0. 5至0. 8wt %;和/或
[0043] (c)通過差示掃描量熱法（DSC)測定的熔融溫度Tm為145°C至168°C，更優(yōu)選 150°C至 165°C，最優(yōu)選 155°C至 165°C ;和 / 或
[0044] (d)邵氏（shore) D硬度為63至77,優(yōu)選64至75,更優(yōu)選65至75和最優(yōu)選65至 72〇
[0045] 根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方式，所述聚合α -成核劑（pNA):
[0046] (a)是一種聚合乙烯基合物，所述聚合乙基化合物選自由下述構成的組：乙烯基 環(huán)烷烴，特別是乙烯基環(huán)己烷（VCH)、乙烯基環(huán)戊烷、乙烯基-2-甲基環(huán)己烷和乙烯基降莰 烷、3-甲基-1-丁烯、3-乙基-1-己烯，及其混合物；和/或
[0047] (b)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，在所述聚合物組合物（PC)中以0. 0001 至1.0 wt%，優(yōu)選0. 0001至0. lwt%，更優(yōu)選0. 0005至0.0 lwt%的量存在。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方式，所述助粘劑（AP)是一種馬來酸酐改性聚丙 烯均聚物或共聚物和/或一種丙烯酸改性聚丙烯均聚物或共聚物，優(yōu)選馬來酸酐改性聚丙 烯均聚物和/或丙烯酸改性聚丙烯均聚物，和更優(yōu)選地馬來酸酐改性聚丙烯均聚物。
【具體實施方式】
[0049] 以下是對本發(fā)明更細致的描述。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明所述的具有至少一個絕緣層的電纜包含聚合物組合物（PC)，所述聚合 物組合物（PC)包含、優(yōu)選由下述化合物構成：
[0051] (a)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，至少94. Owt%、優(yōu)選至少96wt%、更優(yōu)選 至少98wt%的結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物，所述結晶聚丙烯（PP)均聚物或共聚物根 據(jù)IS01133在230°C /2. 16kg下測定的熔體流動速率為I. 0g/10min至10. 0g/10min，并且 共聚單體的含量為5. Owt %以下，所述共聚單體是乙烯和/或(：4或C 1(] α -烯烴；
[0052] (b)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，0· 5wt%至5. Owt%、優(yōu)選0· 8wt%至 2. 5wt%、更優(yōu)選LOwt%至2. Owt%的助粘劑（AP)，所述助粘劑（AP)是極性化改性的聚丙 烯（PM-PP)均聚物或共聚物；
[0053] (c)基于所述聚合物組合物（PC)總重量，0· OOOlwt%至1.0 wt%，優(yōu)選0· OOOlwt% 至0.1 wt %、更優(yōu)選