[发明专利]含有一种可硅烷交联的聚合物组合物的电缆

说明书

本发明涉及一种电缆，所述电缆包括一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包括一种含有可水解硅烷基团的聚烯烃和一种硅醇缩合催化剂，本发明还涉及一种包括所述组合物的电缆的制备方法，所述方法包括一个至少对含有聚合物组合物的层进行硅烷交联的步骤，和使用所述聚合物组合物以制造一种电缆的步骤。

在电线电缆（W&C）应用中，一种传统的电缆包括一种被一个或多个高分子材料层包覆的导体。所述电缆通常通过在一个导体上挤出所述层来制造。一个或多个所述层通常交联以提升所述电缆的所述层在升高温度下的变形抗力，以及机械强度和/或耐化学性。

聚合物的交联可以进行，如通过使用辐射或使用作为自由基发生剂的交联剂的自由基反应，或在水的存在下使用缩合催化剂通过存在于聚合物中的可水解硅烷基团进行。

电力电缆被定义为一种在任何电压等级下进行能量输送的电缆。所述电力电缆上所应用的电压可以是交流（AC）、直流（DC）或瞬态（脉冲）的。除此之外，电力电缆通常根据其所运行的电压来进行标示，如一种低压（LV）电力电缆、一种中压（MV）电力电缆、一种高压（HV）电力电缆或一种超高压（EHV）电力电缆，这些都是众所周知的。电力电缆被定义为一种在任何电压等级下进行能量输送的电缆，通常在高于100V的电压下工作。LV电力电缆通常在3kV电压以下工作。MV和HV电力电缆在较高的电压下工作且与LV电力电缆应用的领域不同。一种传统的MV电力电缆，通常在3到36kV的电压下工作，而一种传统的HV电力电缆在高于36kV的压力下工作。EHV电力电缆的工作电压甚至比HV电力电缆通常所应用的电压更高。LV电力电缆和部分实施例中的中压（MV）电力电缆通常包括包覆有绝缘层的电导体。通常MV和HV电力电缆包括一种导体，所述导体至少被一层内半导体层，一层绝缘层和一层外半导体层依此顺序包覆。

硅烷固化材料如今主要被用作低压电力电缆的绝缘层，并且也用作中压电力电缆的绝缘层和半导体层，一定程度上也可用于高压电缆。

在所述聚合物组合物通过可水解硅烷基团进行交联的情况下，所述可水解硅烷基团可能通过一种单体，如聚烯烃，与含硅烷基团的共聚单体一起的共聚被引入，或通过将含硅烷基团化合物接枝到一种聚合物上被引入。接枝是一种通过添加含硅烷基团化合物对所述聚合物进行的化学改性，通常是进行自由基反应。所述含硅烷基团的共聚单体和化合物是本领域内众所周知的且是市售可得的。所述可水解硅烷基团通常通过本领域已知的技术方法，通过水解交联并在存在硅烷醇缩合催化剂和水的情况下进行缩合。硅烷交联技术是已知的且在US4,413,066、US4.297,310、US4,351,876、US4,397,981、US4,446,283和US4,456,704中进行了描述。

对于含有可水解硅烷基团的聚烯烃的交联，必须使用一种硅烷醇缩合催化剂。传统的催化剂是，如锡，锌，铁，铅或镍有机化合物，例如二月桂酸二丁基锡（DBTDL）。

尽管如此，众所周知的，当所述的交联产品如电缆被安装在地面上时，所述DBTDL对环境具有负面效应。此外，其也是一种有害的工作材料。

EP1985666（WO2007094273）公开了一种非有机锡化物的固化材料组合物，包括一种（a）含甲硅烷基的聚合物、（b）作为一种缩合催化剂的脒类化合物和（c）作为交联促进剂的羧酸，其中（b）所有氮原子与（c）所有羧酸基团的的摩尔比大于2。所述组合被用作密封剂、胶粘剂、涂料或一种类似于橡胶的固化产品。

US20030132017（EP1306392）公开了一种通过挤出和交联一种含有硅烷接枝聚合物的聚合物组合物以制造一种电缆层的方法。所述交联在含仲胺基团化合物的存在下实施，所述含仲胺基团化合物作为交联催化剂发生作用。在所述化合物存在的情况下，所述聚合物组合物无需除环境湿度以外的其他任何湿度即可进行“自交联”。相应地避免了在水浴或蒸气浴中交联的步骤。

WO2006101754描述了一种可湿交联的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括硅烷官能化聚烯烃、一种酸性硅醇缩合催化剂（如有机磺酸）和抗氧化剂，所述抗氧化剂是一种由两个芳香配体取代的仲胺基团。

EP1524292描述了一种用于在水和缩合催化剂存在之下交联一种硅烷接枝聚合物组合物的方法，所述催化剂是一种分子量超过2000g/mol的胺。优选的胺是聚氨基聚合物。

因此本发明的一个目标是提供一种用于一种聚合物组合物的进一步的硅醇缩合催化剂，所述聚合物组合物包括一种具有可水解硅烷基团的聚烯烃，从而避免了基于缩合催化剂的锡的缺点，即是更加环境友好型的且在工作中有害程度更小。