[发明专利]母料以及用于制备聚合物组合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过掺混母料(或母炼胶)和聚烯烃来制备聚合物组合物的方法以及所述聚合物组合物用于制备制品的应用。本发明还单独提供了上述方法的优选实施方式的母料(或母炼胶)和聚合物组合物。另外，本发明提供了包含所述聚合物组合物的制品，优选电缆。

背景技术

典型的电力电缆通常包括由若干层聚合材料包围的导体，包括内半导体层、接着是绝缘层、然后是外半导体层。如本领域公知的，可以使这些层发生交联。可以向这些层中添加一个或多个另外的辅助层，如屏蔽层和/或(一个或多个)护套层作为外层。电缆的层基于不同类型的聚合物。例如，通过添加过氧化物进行交联的低密度聚乙烯是一种典型的电缆绝缘材料。

通常使用没有填料的聚烯烃，尤其是聚乙烯作为电气绝缘材料，因为它具有良好的介电性能，尤其是高击穿强度。然而，这样的绝缘电缆具有以下缺点：当在聚合物暴露于水的环境中(例如在地下或在高湿度的地方)进行安装和操作时，它们的使用寿命会缩短。原因在于，当在电场作用下暴露于水时，聚烯烃倾向于形成灌木形缺陷(bush-shaped defect)，即所谓的水树(water tree)。这样的缺陷可以是由于不均匀性，例如在层材料中存在的微腔和杂质，如污染物，并且它们会导致较低的击穿强度以及在使用时可能会导致电气故障。

水树结构的外观是多种多样的。原则上，可以分成两种类型：

-“管状水树(Vented tree)”，其起点在(一个或多个)半导体层的表面上，以及

-“领结状水树(Bow-tie tree)”，其开始于绝缘材料内并经常由缺陷或污染物开始。

水树是一种自从二十世纪七十年代起就已得到仔细研究的现象。已提出了许多解决方案以使绝缘材料对水树引起的降解的抗性增加。一种解决方案涉及将向低密度聚乙烯中加入作为水树生长抑制剂的聚乙二醇，如在US 4,305,849和US 4,812,505中所描述的。另外，发明WO 99/31675披露了将特定甘油脂肪酸酯和聚乙二醇的混合物作为添加剂加入聚乙烯以改善抗水树性能。WO 85/05216中提供了另一种解决方案，其描述了共聚物掺混物。

另外，EP 1695992描述了至少一种包含醚和/或酯基团的添加剂，其与不饱和聚烯烃结合，以提供具有增强的交联特性和改善的抗水树性能的聚烯烃组合物。

在现有技术中，聚合物(化合物)生产商已常规地在聚合之后，将这些抗水树添加剂，即没有任何载体介质，加入聚合物。可选地，还添加另外的(一种或多种)添加剂，如抗氧化剂。通常在化合步骤中进行添加，其中熔融混合获自聚合步骤的聚合物材料，然后在供给制备包含聚合物的制品的制品生产商以前，由聚合物生产商进行造粒。这样的化合步骤能够使添加剂均匀分布在聚烯烃中。

发明目的

本发明的目的是提供用于制备具有足够均匀性的聚合物组合物的其他方法，以便能够生产对于所期望的最终应用具有良好性能的制品。因此，本发明还提供了包含所述聚合物组合物的制品(优选电缆)的制备方法。

作为本发明的另一个目的，还单独提供了非常适用于上述方法的母料(或母炼胶)、其制备以及聚合物组合物。另外，本发明提供了包含所述聚合物组合物的制品，优选电缆。

发明内容

因此，通过用于制备聚合物组合物的方法来实现本发明的目的，该方法至少包括以下步骤：

a)提供母料(或母炼胶)(MB)，其包含至少一种抗水树(WTR)添加剂和载体聚合物，以及

b)掺混获自步骤a)的母料(或母炼胶)和至少一种聚烯烃(A)，以获得本发明的所述聚合物组合物。

本发明的聚合物组合物在本文中简称为聚合物组合物。掺混和掺混物在本文中可分别与术语混合和混合物互换使用。母料(或母炼胶)在本文中也被称作MB并且它至少包含载体聚合物和(一种或多种)WTR添加剂。

载体聚合物是指这样的聚合物，其支持至少一种抗水树添加剂在聚合物掺混物中的分散。载体聚合物可以包含一种或多种聚合物组分，优选包含一种聚合物组分，并且优选为聚烯烃(如下文进一步说明的)。另外，MB可以包含一种或多种载体聚合物，优选一种。

分别地，聚烯烃可包含一种或多种聚合物组分，优选包含一种聚合物组分。另外，聚合物组合物可包含一种或多种聚烯烃(A)，优选一种聚烯烃(A)。

此外，一种或多种MB可以用于制备聚合物组合物。以下相对于MB的组分给出的量是基于MB的总量。以下相对于聚合物组合物的组分给出的量是基于聚合物组合物的总量。