減少過氧化物在可交聯(lián)的基于乙烯的聚合物組合物中滲移的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及可交聯(lián)的基于己締的聚合物組合物。在一個(gè)方面，本發(fā)明設(shè)及可交聯(lián) 的基于己締的組合物，其包含過氧化物引發(fā)劑，而在另一個(gè)方面，本發(fā)明設(shè)及用于制得中壓 和高壓纜線絕緣體的該種組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于中壓和高壓纜線的本領(lǐng)域絕緣混配物基于低密度聚己締（LD陽），其含 有約2重量％ (wt%)的過氧化物。通常通過加入一系列添加劑增強(qiáng)該基礎(chǔ)制劑的商業(yè)應(yīng) 用，所述添加劑包括W下：抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑，防焦劑，固化助促進(jìn)劑，電壓穩(wěn)定劑，和在中 壓纜線的情況下顯示水樹的添加劑。最終商業(yè)制劑經(jīng)常在焦燒、固化、熱老化性能和電性能 之間折衷。
[0003] 大多數(shù)可交聯(lián)的聚己締狂LP巧絕緣混配物使用高壓/低密度聚己締化PLDP巧和 過氧化二枯基值C巧作為制劑的基礎(chǔ)。LDPE具有纜線加工所需良好的烙體強(qiáng)度和剪切稀化 行為，LDPE不含有可影響纜線電性能的任何金屬催化劑殘留物。通常，約2烙融指數(shù)的管 狀LDPE為中壓電纜絕緣體所選擇的標(biāo)準(zhǔn)樹脂。
[0004] 過氧化物的選擇典型地為DCP，DCP為相對低成本、低活化能的過氧化物，可將DCP 有效地浸潰或配混到聚己締中W取得完全可固化系統(tǒng)?；贒CP的系統(tǒng)能夠烙融擠出LDPE 混配物而不使廣泛的過氧化物過早分解。通常，使用約2wt%的過氧化物水平，但確切水平 取決于LDPE的實(shí)際結(jié)構(gòu)，特別是己締基不飽和度的水平，在共混物中存在其它添加劑如穩(wěn) 定劑。
[0005] XLPE混配物也包含抗氧化劑，最常見的抗氧化劑是苯硫酪穩(wěn)定劑。該些穩(wěn)定劑賦 予纜線W加工穩(wěn)定性、長期老化保護(hù)，和對過氧化物交聯(lián)反應(yīng)干擾最小。
[0006] 為了改善XL陽組合物的焦燒-固化平衡，可加入添加劑如a-甲基苯己締二聚 體。該添加劑改善XLPE組合物的焦燒性能和作為固化助促進(jìn)劑或活性助劑起作用，從而改 善交聯(lián)絕緣體的最終固化狀態(tài)。
[0007] 在中壓絕緣體制劑的情況下，常需要水樹延遲劑添加劑，例如低水平（小于 Iwt%)聚己二醇W確保交聯(lián)的基于己締的聚合物的水樹延遲性。在高壓組合物的情況下， 可加入影響電樹的引發(fā)和生長的壓力穩(wěn)定劑如芳香胺。該種缺陷是交聯(lián)的基于己締的聚合 物絕緣體在實(shí)際服務(wù)環(huán)境下失效或擊穿的原因。
[000引然而，盡管持續(xù)改善纜線絕緣體的XLPE制劑，但目前混配物遭受一系列限制，該 是由于添加劑的溶解度限制和添加劑本身的括抗作用。
[0009] 將用于制得纜線絕緣體的基于己締的聚合物例如LDPE，典型地制造、貶存和運(yùn)輸 到轉(zhuǎn)化成顆粒形式的纜線絕緣體的場所。該些顆粒經(jīng)常包含一種或多種添加劑，將所述一 種或多種添加劑在造粒之前與基于己締的聚合物混合，或隨后加入到顆粒中，例如涂布到 顆粒上或滲入到顆粒中。
[0010] XLPE組合物的最大問題是在混配物貶存和/或運(yùn)輸期間，過氧化物滲移到聚合物 顆粒的外部或表面上。例如，DCP在LDPE中的最大溶解度在室溫估計(jì)為約Iwt%，遠(yuǎn)低于商 業(yè)使用的實(shí)際水平（約2wt%)。因此，商業(yè)的XLPE組合物遭遇重大的過氧化物滲移問題， 該影響隨著時(shí)間增加而增加。溫度也有著重大影響，認(rèn)為DCP的滲移在約5°C最大。認(rèn)為日 /夜循環(huán)期間所得到的溫度循環(huán)也增加過氧化物滲移的趨勢。
[0011] 過氧化物滲移在表面上的XLPE顆粒導(dǎo)致纜線生產(chǎn)期間的許多問題。該是由于低 烙點(diǎn)過氧化物涂層，其可影響顆粒進(jìn)料過程?；坪筒灰?guī)則進(jìn)料過氧化物滲移的XLPE組合 物可導(dǎo)致纜巧直徑變化和廢纜線增加。該對于XL陽組合物生產(chǎn)商和纜線制造商是個(gè)重大 問題。
[0012] 在中壓樹延遲劑組合物的情況下過氧化物滲移可大大減少，所述組合物包 含顯著水平的共混到LD陽中的丙締酸醋共聚物（WO85/05216、USP5,539,075和口5 2009/0029166)。然而，丙締酸醋共聚物的使用顯著增加聚合物組合物的損耗因子（tan5 )， 使得共聚物方法對于損耗因子應(yīng)該保持得盡可能低的高壓絕緣體是無效的。
[0013]因此，存在對XLPE組合物的需求，所述XLPE組合物能夠保持焦燒-固化性能、熱 老化性能和電性能，同時(shí)也顯著降低過氧化物滲移的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其包含可交聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化 物引發(fā)劑，和介電流體。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其包含基于組合物重量的W重量％計(jì)的W 下物質(zhì)：
[0016]A. 91. 5至97. 9%的基于己締的聚合物；
[0017]B. 1. 0至3%的有機(jī)過氧化物；和
[0018]C. 1.0至5%的介電流體。
[0019]D. 0. 1至0. 5 %的活性助劑。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為由組合物制得的中壓或高壓纜線絕緣體，所述組合 物包含可交聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化物引發(fā)劑，和介電流體。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 綜述
[0022] 低水平的介電流體加入到可交聯(lián)的基于己締的聚合物將使有機(jī)過氧化物引發(fā)劑 增溶，使得大大降低或消除過氧化物滲移的問題，同時(shí)保持焦燒與固化性能的優(yōu)異平衡。
[0023] 另外的實(shí)施方式
[0024] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其基本上由基于組合物的重量W重量％計(jì) 的W下物質(zhì)組成：
[0025]A. 91. 5至97. 9%的基于己締的聚合物；
[0026] B. 1. 0至3%的有機(jī)過氧化物訊
[0027] C. 1至5%的介電流體。
[002引D. 0. 1至0. 5%的活性助劑。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其基本上由基于組合物的重量W重量％計(jì) 的W下物質(zhì)組成：
[0030] A. 91. 5%至97. 9%的基于己締的聚合物；
[0031] B. 1.0至3%的有機(jī)過氧化物；
[0032] C. 1至5 %的介電流體；
[0033] D. 0. 1至0. 5 %的活性助劑。
[0034] E. 0. 01至1%的至少一種添加劑，其選自抗氧化劑，水樹抑制劑，加工助劑，偶聯(lián) 劑，紫外線吸收劑或穩(wěn)定劑，焦燒抑制劑，成核劑，增塑劑，潤滑劑，粘度控制劑，增量油，酸 清除劑，和金屬純化劑。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其包含可交聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化 物引發(fā)劑，介電流體，活性助劑，W及抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、焦燒延遲劑、電壓穩(wěn)定劑和水樹 抑制劑中的至少一種。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為組合物，其基本上由W下物質(zhì)組成；可交聯(lián)的基于己 締的聚合物，過氧化物引發(fā)劑，介電流體，活性助劑，W及抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、焦燒延遲劑、 電壓穩(wěn)定劑和水樹抑制劑中的至少一種。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物中可交聯(lián)的基于己締的聚合物為聚己締。
[003引在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物中可交聯(lián)的基于己締的聚合物為LDPE。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物的過氧化物引發(fā)劑為DCP。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物的介電流體為非極性姪。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物的介電流體為烷基化蒙。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施方式中，活性助劑為a-甲基苯己締二聚體（AMSD)
[0043] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為由組合物制得的纜線絕緣體，所述組合物包含可交 聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化物引發(fā)劑，和介電流體。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為由組合物制得的纜線絕緣體，所述組合物包含可交 聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化物引發(fā)劑，介電流體，和活性助劑。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施方式中，纜線組件為用于中壓或高壓纜線的絕緣層。
[0046] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為中壓或高壓電纜，其包含由組合物制得的絕緣層，所 述組合物包含基于組合物重量的W重量％計(jì)的W下物質(zhì)：
[0047]A. 91. 5%至97. 9%的基于己締的聚合物；
[0048] B. 1. 0至3%的有機(jī)過氧化物訊
[0049] C. 1至5%的介電流體。
[0050]D. 0. 1至0. 5%的活性助劑。
[0化1] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明為制造中壓或高壓電纜的方法，所述方法包括直接或 間接在導(dǎo)電體上擠出絕緣層，所述絕緣層由可交聯(lián)組合物制得，所述可交聯(lián)組合物包含可 交聯(lián)的基于己締的聚合物，過氧化物引發(fā)劑，介電流體，和活性助劑。
[00巧定義
[0化3] 除非有相反說明，隱含于上下文，或?yàn)楸绢I(lǐng)域慣例，否則所有的份和百分比都基于 重量。出于美國專利實(shí)踐的目的，任何參考專利、專利申請或公開的全部內(nèi)容通過參考并入 (或它的同族US版本因此通過參考并入），特別是關(guān)于公開的合成技術(shù)，產(chǎn)品和加工設(shè)計(jì)， 聚合物，催化劑，定義（與本公開中具體提供的任何定義不一致的程度），和本領(lǐng)域公知常 識(shí)。
[0054] 本公開中的數(shù)值范圍都是近似的，因此可W包括落入所述范圍之外的值，除非另 有說明。數(shù)值范圍包括W-個(gè)單位為增量的從較低值到較高值（包括較低值和較高值在 內(nèi)）的所有值，條件是在任何較低值和任何較高值之間存在至少兩個(gè)單位的間隔。作為實(shí) 例，如果組成、物理或其它性質(zhì)，例如分子量、重量百分?jǐn)?shù)等為100至1，000,那么意在明確 列舉所有單個(gè)值，如100、101、102等，和子范圍如100至144、155至170、197至200等。對于 含有小于一的值或含有大于一的分?jǐn)?shù)的范圍（例如0. 9、1. 1等），認(rèn)為一個(gè)單位是0.