[发明专利]包含以高压方法生产的聚烯烃的聚合物组合物，高压方法和制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含一种聚烯烃的聚合物组合物，一种用于以高压方法生产聚烯烃的方法和一种使用所述聚合物组合物生产的制品，优选一种用于电线或电缆(W&C)应用的电缆，以及所述聚烯烃在电力电缆层中的用途。

背景技术

在高压（HP）工艺中生产的聚烯烃在要求严格（demanding）的聚合物应用中广泛使用，其中聚合物必须满足高机械和/或电气要求。例如在电力电缆的应用中，尤其是在中压（MV），以及特别是在高压（HV）和超高压（EHV）电缆应用中，聚合物组合物的电性能（电气性能）具有显著的重要性。此外，在不同的电缆应用中，对于电性能的要求可能会有所不同，如在交流电（AC）和直流电（DC）电缆应用之间的情况。

典型的电力电缆包括至少被内半导体层（inner semiconductive layer）、绝缘层和外半导体层（outer semiconductive layer）以该顺序围绕（包围，surround）的导体。

空间电荷

关于在电缆中的电场分布，在AC和DC之间有根本区别。在AC电缆中的电场很容易计算，因为它仅取决于一种材料性能，即具有已知的温度依赖性的相对电容率（介电常数）。电场将不会影响介电常数。另一方面，在DC电缆中的电场更加复杂并且取决于在绝缘材料（insulation）中电荷（所谓的空间电荷）的传导、捕获和积聚。在绝缘材料中的空间电荷将使电场变形，并且可能导致非常高的电应力点，可能高到会发生电介质故障。

优选应该没有空间电荷存在，因为在绝缘材料中的电场分布将是已知的，从而它将使轻松地设计电缆成为可能。

通常情况下，空间电荷靠近电极而定位；与附近的电极相同的极性的电荷被称为同号电荷（纯号电荷，homocharge），相反极性的电荷被称为异号电荷（混杂电荷，heterocharge）。异号电荷将增强这个电极的电场，相反，同号电荷将降低电场。

电导率

DC电导率是重要的材料性能，例如用于HV DC电缆的绝缘材料。首先，这种性能的强烈的温度和电场依赖性将通过如上所述的空间电荷积聚（build-up）影响电场分布。第二个问题是通过在内半导体层和外半导体层之间流动的漏电电流（漏电流，electric leakage current）将在绝缘材料内部产生热量这一事实。这个漏电流取决于电场和绝缘材料的电导率。在高应力/高温条件下，绝缘材料的高电导率甚至可以导致热散逸（thermal runaway）。电导率必须因此保持足够低以避免热散逸。

压缩机润滑油（压缩机润滑剂，compressor lubricants）

HP工艺通常在高达4000巴的高压下操作。在已知的HP反应器系统中起始单体在被引入到实际的高压聚合反应器前需要进行压缩（加压）。压缩机润滑油通常用在超级压缩机（超高压压缩机，hyper-compressor）中用于汽缸润滑（cylinder lubrication）以使机械要求高的起始单体的压缩步骤能够进行。众所周知，少量的润滑油（润滑剂）通常泄漏通过密封（seal）进入反应器并和单体混合。结果是在单体的实际聚合步骤过程中反应混合物包含压缩机润滑油的痕迹（高达数百ppm）。这些压缩机润滑油的痕迹可以对最终聚合物的电性能有影响。

商用压缩机润滑油的实例，例如聚亚烷基二醇（PAG）：

R-[C_xR_yH_z-O]_nH，其中R可以是H或直链或支链烃基，并且x、y、x、n是可以以已知的方式变化的独立的整数，以及基于矿物油（在石油蒸馏中的副产品）的润滑油可以被提及。符合对在用于食品接触的塑料的欧洲指令（European Directive）2002/72/EC，附件V中的白色矿物油设定的要求的基于矿物油的压缩机润滑油被用于例如聚合聚合物，特别是用于食品和制药行业。这种基于矿物油的润滑油通常包含润滑性添加剂（lubricity additive），并且也可以包含其他类型的添加剂，如抗氧化剂。