[发明专利]用于电气装置的聚合物组合物

说明书

发明领域

本发明涉及用于生产电气或通讯装置的聚合物组合物，所述电气或通讯装置优选地为电缆的层，优选地为电力电缆的层，更优选地为直流（DC）电力电缆的层，涉及电缆，优选电力电缆，更优选直流（DC）电力电缆，所述电缆包含所述聚合物组合物，并且任选地是可交联的并且随后发生交联，以及电缆的制备方法。

背景技术

聚烯烃广泛用于要求高的聚合物应用中，其中所述聚合物必须满足高的机械和/或电气要求。例如，在电力电缆应用中，特别是在中压（MV），尤其在高压（HV）和超高压（EHV）电缆应用中，聚合物组合物的电气性质具有显著的重要性。此外，重要的电气性质可以在不同电缆应用中不同，像交流（AC）和直流（DC）电缆应用之间的情况一样。

电缆的交联

典型的电力电缆包括导线，所述导线至少被内半导电层、绝缘层和外半导电层以该顺序围绕。电缆通常通过在导线上挤出层来制备。然后通常将在一层或多层所述层中的聚合物材料交联以改进例如电缆的层或多层中的聚合物的耐热性和耐变形性、蠕变性能、机械强度、耐化学性和耐磨性。在聚合物的交联反应中，主要形成互聚物交联（桥联）。交联可以使用例如自由基生成化合物实现，所述自由基生成化合物如过氧化物。自由基生成剂通常于在导线上挤出层或多层之前加入到层材料中。在分层电缆形成后，随后使电缆经历交联步骤以引发自由基形成，从而引发交联反应。过氧化物是最常见的自由基生产化合物，用于针对所述聚合物改性的聚合物工业中。所产生的过氧化物的分解产物可以包括不希望的挥发性副产物，因为所述挥发性副产物可以是有害的并且可以对电缆的电气性能具有负面影响。因此，例如当使用过氧化二枯基时，挥发性分解产物如甲烷通常降低到最少或者在交联和冷却步骤之后去除。这种去除步骤一般被称为脱气步骤。所述脱气步骤是耗时间和耗能的，因此在电缆制造过程中是成本高的操作。

此外，所使用的电缆生产线和希望的生产速度可以向电缆材料带来限制，特别是当生产更大尺寸的电力电缆时。此外，电缆层中的聚合物的交联速率和交联程度应当是足够的，以使在电缆生产过程中发生的任何不希望的松垂问题降至最低或避免该问题，特别是当例如在悬链式连续硫化（CCV）生产线中生产电缆时（特别是对于较厚的结构），所述悬链式连续硫化生产线是本领域众所周知的和在文献中描述的硫化生产线类型。

电导率

DC电导率是例如用于绝缘高压直流（HV DC）电缆材料的重要物质性能。首先，该性能的强的温度和电场依赖性会影响电场。第二个问题是，在内和外半导电层之间流动的漏电电流将在绝缘材料内部产生热。该漏电电流依赖于电场和绝缘材料的电导率。在高压/高温条件下，绝缘材料的高电导率可以甚至导致热逃逸。因此，电导率必须足够低以避免热逃逸。

因此，在HV DC电缆中，绝缘材料由漏电电流加热。对于具体的电缆设计而言，加热与绝缘材料电导率×（电场）²成正比。因此，如果升高电压，将会产生更多热。

对于增加电力电缆的电压，优选地直流（DC）电力电缆的电压有高需求，并因此对发现具有降低的电导率的替代聚合物组合物有着持续的需求。这样的聚合物组合物还优选地应具有要求高的电力电缆实施方案需要的良好的机械性能。

附图

图1为两个薄片和介于两者之间的夹层的示意性部分剖视图，用于一般地说明作为离子交换剂添加剂（b）的优选的阴离子交换剂添加剂的层状结构。该稳定的薄片层显示为连续的层，且该圆形物种说明了夹层的可交换的阴离子。

发明描述

本发明提供了聚合物组合物，其包含：

（a）聚烯烃，

（b）任选地，过氧化物，如果存在，其优选地以低于35mmol–O-O-/kg聚合物组合物的量存在，和

（c）离子交换剂添加剂。

出乎意料地，如以上或以下所定义地，当聚烯烃（a）与离子交换剂添加剂（c）组合在一起，并任选地使用过氧化物（b）交联（例如，众所周知的过氧化二枯基）时，聚合物组合物的DC电导率明显降低，即明显更低。