[发明专利]包含不含硅烷官能度的高压聚烯烃的低介电损失动力电缆护套

说明书

发明领域

本发明涉及动力电缆。在一个方面，本发明涉及包含一个或多个绝缘护套(insulation sheath)的动力电缆，而在另一方面，本发明涉及动力电缆，其中所述的一个或多个绝缘护套包含不含硅烷官能度的高压聚烯烃。在又一方面，本发明涉及不含硅烷官能度的高压聚烯烃的制备，而在又一方面，本发明涉及用于超高压压缩机(hypercompressor)的润滑剂，所述超高压缩机用于产生聚烯烃制备工艺用的高压。

发明背景

典型的动力电缆通常包括一个或多个在缆线芯内的导体，所述缆线芯被多个聚合物材料层所包围，所述聚合物材料包括第一半导电屏蔽层(semi-conducting shield layer)(导体或束状屏蔽(strand shield))，绝缘层，第二半导电屏蔽层(绝缘屏蔽)，金属带或线材屏蔽，和保护套。外部半导电屏蔽层可以与绝缘屏蔽物或者可剥离的屏蔽物结合，其中大多数应用使用可剥离的屏蔽物。常常在该构造中引入另外的层，例如不透过湿气的材料。

许多缆线护套如绝缘护套、保护套等由高压聚烯烃如高压低密度聚乙烯(HPLDPE)制成。如它们的名称所暗示的，制备这些聚烯烃需要高的操作压力，例如操作压力通常为70～350兆帕(MPa，或约10,000～50,000psi)，其中优选的操作压力为240至310MPa(约35,000～45,000psi)。为了达到这些高压，采用一个或多个超高压压缩机，且这种装备的操作需要使用润滑剂。遗憾的是，由于高的操作压力和可商购获得的超高压压缩机密封件的特性，润滑剂不可避免地渗入反应器中，虽然是以极低水平(例如ppm)与反应物质(例如乙烯、共聚单体、溶剂、催化剂等)和最终的反应产物即高压聚烯烃混合并变为其一部分。

通常，使用矿物油作为超高压压缩机润滑剂，但是其与超高压压缩机的实质维护时间相关。多羟基官能的聚环氧烷烃共聚多元醇(如可从The Dow ChemicalCompany获得的UCON^tm PE-320)是另一类超高压压缩机润滑剂。虽然这些润滑剂通常在超高压压缩机维护方面优于矿物油，但是它们在高压聚烯烃产物中的存在，对于在最终交联聚烯烃的方法中使用该聚烯烃产物以及聚烯烃在其预期应用上的性能两者具有不利影响，即使在该润滑剂仅以ppm数量存在时也是这样。

由于多个羟基和亲水性亚乙基氧化物基团的存在，这些润滑剂是相当亲水的，这点可以导致聚合物吸收的水量增加，这进而可以不利地影响由该聚合物制成的制品的性能。例如，当该护套暴露于中压或高压动力电缆的高电应力条件时，在润滑剂上存在不需要的水和多羟基官能团可以增加由该聚烯烃制成的绝缘护套的电损失。提高的电损失将进而缩短动力电缆的使用寿命。此外，在润滑剂上存在不需要的水和多羟基官能团可以在制备绝缘护套的工艺期间导致焦烧，即聚烯烃的过早交联。

因此，聚合物制造工业、特别是电线和缆线工业，都对用于制备包含高压聚烯烃的缆线护套的组合物和方法保持持续的兴趣，所述高于聚烯烃将会降低中压和高压动力电缆的电损失。

发明内容

在一种实施方式中，本发明是一种包含以下组分的组合物：(i)不含硅烷官能度的高压聚烯烃，和(ii)聚醚多元醇，所述聚醚多元醇至少50％的分子(即本体聚合物分子的至少50％)包含不超过1个羟基官能团(singlehydroxyl functionality)。

在另一实施方式中，本发明是挤出或模塑制品，其包含交联的不含硅烷官能度的高压聚烯烃和聚醚多元醇，所述聚醚多元醇至少50％的分子(即本体聚合物分子的至少50％)包含不超过1个羟基官能团。

在另一实施方式中，本发明是包含护套层(例如绝缘层)的动力电缆，其由不含硅烷官能度的高压聚烯烃和聚醚多元醇的混合物制成，所述聚醚多元醇至少50％的分子(即本体聚合物分子的至少50％)包含不超过1个羟基官能团。优选地，所述动力电缆为中压或高压动力电缆，和当制备所述护套层时和/或制备所述护套层之后所述聚烯烃是交联的。

附图说明

图1为反映比较用UCON^tm PE-320压缩机润滑剂制备的聚乙烯和用UCON^tm PE-305压缩机润滑剂制备的聚乙烯在应力水平为0-25千伏/毫米(kV/mm)时的75℃耗散因子(介电损失)的图形。

具体实施方式

定义：