[发明专利]柔性电力电缆绝缘体

说明书

技术领域

本发明涉及柔性电力电缆。在一个方面，本发明涉及包含绝缘层(护套)的柔性电力电缆，所述绝缘层(护套)由包含乙烯聚合物和丙烯聚合物的交联组合物制造。

背景技术

电力电缆的电绝缘层主要由过氧化物交联低密度聚乙烯(XLPE)或过氧化物交联并且高度填充的乙烯丙烯橡胶(EPR)制造，所述乙烯丙烯橡胶包括基于乙烯丙烯二烯单体(EPDM)的化合物。与XLPE组合物相比较，填充EPR材料柔性要大得多，但产生具有更高介电损耗(由于以多达30-55重量百分比(重量％)的负载使用无机填充剂)的显著更重电缆。需要制造适合用于电力电缆构造的过氧化物可交联绝缘组合物，其将填充EPR的柔性与XLPE的较低质量和较好介电特性结合。也就是说，所需的柔性绝缘组合物应(a)比XLPE柔性更大，以便于安装；(b)比填充EPR更轻，以便于安装；和(c)在高达130℃的温度下，比填充EPR具有更低的耗散因子，以获得更低的介电损耗。另外，所需的柔性绝缘组合物应：(a)在熔融挤压期间在130℃到140℃范围内或接近130℃到140℃范围的温度下可熔融加工而不会过早交联，以防止“焦烧”；(b)在130℃到140℃范围内或接近130℃到140℃范围的温度下具有足够高的熔融强度或拉伸粘度，以防止在挤压后并且在后续连续硫化步骤中在交联前弛垂；和(c)在连续硫化步骤中在182℃的平均温度下充分交联，以能够通过高达200℃的温度下的热蠕变测试。

已开发基于聚丙烯作为主要组分的热塑性电缆绝缘体，并且所述热塑性电缆绝缘体可以含有具有其它聚烯烃和丙烯共聚物树脂的掺合物(参见例如WO2007/019088和US2010/0122833A1)。这些组合物的一个缺点是其太坚硬而不适合用于柔性电缆应用。此外，其不能通过在200℃温度下进行的热蠕变测试。此外，基于聚丙烯的系统典型地并非通过过氧化物交联，因为聚丙烯在交联操作期间往往会经历链断裂，这反过来降低了高温下绝缘护套的完整性。

发明内容

现有技术的问题通过将较少量的聚丙烯(PP)分散于乙烯聚合物基质中得以解决，而不必使用增容剂。本发明的组合物可以用过氧化物交联并且使用现有工艺加工，以得到对于制造和使用中压电力电缆绝缘体(经涂布导体)所需的特性组合，即，低密度(以达成轻量并且易于安装)；可接受地高的挤压条件下拉伸粘度和相应亨基应变(Hencky strain)(为挤压后耐弛垂所需要)；可接受地高的耐焦烧性(以防止挤压条件下的过早交联)；挤压后可接受地高的交联度(在连续硫化步骤中)；足够低的弯曲模量(以便于安装)；足够低的高温下蠕变(以在使用期间维持尺寸完整性)；充分低的耗散因子(以在使用期间使电损耗减到最少)；和可接受地高的交流电(AC)击穿强度(未老化和老化)。

在一个实施例中，本发明是一种组合物，按组合物的重量计，以重量百分比计，其包含：

(A)60-95％的结晶度小于40％的乙烯聚合物；

(B)4到小于40％的上限熔点大于或等于(≥)130℃的丙烯聚合物；和

(C)≥0.5％过氧化物；

其条件是乙烯聚合物包含里面分散有丙烯聚合物的连续相(基质)，或与丙烯聚合物共连续。在一个实施例中，所述组合物不含增容剂。在一个实施例中，所述组合物包含增容剂。在一个实施例中，乙烯聚合物基质在用过氧化物交联后具有在130℃下小于或等于(＜)1％的耗散因子。

在一个实施例中，本发明是一种用于电缆的交联绝缘护套，交联绝缘护套由一种组合物制造，按组合物的重量计，以重量百分比计，所述组合物包含：

(A)60-95％的结晶度小于40％的乙烯聚合物；

(B)4到小于40％的上限熔点大于或等于(≥)130℃的丙烯聚合物；和

(C)≥0.5％过氧化物；

其条件是乙烯聚合物包含里面分散有丙烯聚合物的连续基质，或与丙烯聚合物共连续。在一个实施例中，绝缘护套不含增容剂。在一个实施例中，绝缘护套包含增容剂。在一个实施例中，乙烯聚合物基质在用过氧化物交联后具有在130℃下小于或等于(＜)1％的耗散因子。

在一个实施例中，本发明是一种包含交联绝缘护套的电缆，所述交联绝缘护套由一种组合物制造，按组合物的重量计，以重量百分比计，所述组合物包含：

(A)60-95％的结晶度小于40％的乙烯聚合物；

(B)4到小于40％的上限熔点大于或等于(≥)130℃的丙烯聚合物；和

(C)≥0.5％过氧化物；