[发明专利]用于中压/高压/超高压电缆的含有二苯甲酮型电压稳定剂的聚烯烃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改善的电击穿强度的聚烯烃组合物、含有这种组合物的电线或电缆，特别是中压，高压或超高压电缆，以及这种组合物在电线或电缆，特别是在中压、高压或超高压电缆生产中的用途。

背景技术

通常用于6到36kV的电压的普通中压电力电缆，用于高于36kV的普通高压电缆，以及用于高于220kV的普通超高压电缆，在电缆的缆芯中包含一条或多条导线，缆芯外面环绕着若干聚合材料层，包括内部半导层，然后是绝缘层，接下来是外部半导层。这些层常态下是交联的。对于这些层，可以进一步增加层，例如金属带或电线屏蔽层、屏蔽层(screens)，最后是最外层的护套。电缆的层基于不同类型的组合物。作为绝缘材料，目前普遍应用交联聚烯烃如交联低密度聚乙烯。

为获得更好的可靠度或发展绝缘层承受更高应力的新的电缆结构，增加电缆材料的电击穿强度是电缆制造不变的目标，特别是电缆绝缘材料。绝缘层的缺陷限制了最低绝缘厚度，从而限制了施加到电缆上的最大设计电应力。为确保高应力电缆结构中高度的可靠性，众所周知需要减少绝缘材料中污染物的量。然而，现在已经将超净的材料用于绝缘层，通过进一步减少污染物来改善电击穿强度将伴随着成本的显著增加。

众所周知还可以应用活性添加剂，即所谓的电压稳定剂，用来提高电缆绝缘材料的电击穿强度。例如，US3,482,033公开了一种混合物，该混合物是高芳香族含量的不挥发性烃油或高度芳香性的低熔点烃与活性的电压稳定剂如多卤代多苯基化合物或含有硝基的芳香族化合物混合在一起的。

此外，电压稳定剂还见于WO 01/08166。在该文件中记载了基于二苯甲酮作为核心分子，以烷基、芳基、烷氧基和芳氧基取代的电压稳定剂。

然而，仍然需要改善用于中压/高压/超高压电缆隔离层的聚烯烃组合物的电击穿强度的电压稳定剂。这种电压稳定剂化合物应该通常具有低的电离势能以降低高能离子的能量并因此有效提高电击穿强度(参阅例如A.C.Ashcraft，A.M.Eichhorn，和S.R.G.，《聚乙烯的固体介质和电压稳定剂的树枝化的实验研究》(《Laboratory Studies of Treeing in Solid Dielectrics and Voltage Stabilization of Polyethylene》)，电气与电子工程师学会(I.E.E.E.)出版，电绝缘国际研讨会(International Symposium on Electrical Insulation)，蒙特利尔，加拿大，1978)。

同时，这样的化合物必须可溶于聚烯烃，通常为交联聚乙烯，作为组合物中的基体聚合物，以及，此外该化合物必须显示低的迁移趋势(migration tendency)，以便该化合物在绝缘材料中随时间的损失尽可能低。

再者，由于通常绝缘组合物为交联聚烯烃，因此电压稳定剂必须尽可能地与普遍使用的交联剂如有机过氧化物相容，从而使一方面，交联过程不会受到消极影响，另一方面，电压稳定剂不会发生化学反应或分解导致其效果降低，甚或在最坏的情况下，致使其失活。当然，电压稳定剂还应该与聚烯烃组合物中所有其他组分在这个意义上相容。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于改善聚烯烃组合物电击穿强度的电压稳定剂，所述聚烯烃组合物特别地是用作中压/高压/超高压电缆的绝缘组合物，该电压稳定剂具有上述性质，尤其是能够显著改善电击穿，优选在聚烯烃基体中具有良好溶解性和低迁移趋势，更优选与聚烯烃组合物中的其他组分，特别是交联剂相容。

令人惊奇地发现，通过使用二苯甲酮衍生物作为电压稳定化合物能够实现上述目的，所述二苯甲酮衍生物在二苯甲酮分子的苯基上含有一个或多个取代基，包括胺基。

因此，本发明提供一种聚烯烃组合物，包括

(i)聚烯烃(A)；

(ii)二苯甲酮衍生物(B)，其含有并优选由根据下式(I)表示的结构单元组成：

其中

残基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10连接的在苯环上的一个或多个碳原子还可以是杂原子，如氮原子，该种情况下不含有各个残基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10；

R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10各自独立地为氢，或可包含杂原子的烃基；