[发明专利]具有有利的电性能的可交联的聚合物组合物和电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含聚烯烃的聚合物组合物，用于降低交联聚合物组合物的电导率的方法，用于制造包含所述聚合物组合物的可交联的和交联的制品，可交联的和交联的电力电缆，更优选可交联的和交联的直流（DC）电力电缆的方法，以及所述聚烯烃组合物在电力电缆层中的应用。

背景技术

以高压（HP）方法制造的聚烯烃广泛用于需要聚合物的应用中，在所述应用中，聚合物必须满足高机械和/或电要求。例如，在电力电缆应用中，特别是在中压（MV）且特别是在高压（HV）和超高压（EHV）电缆应用中，聚合物组合物的电性能具有显著的重要性。此外，重要的电性能在不同的电缆应用中可不同，如在交流（AC）和直流（DC）电缆应用之间的情况那样。

电缆的交联

典型的电力电缆包含至少由内部半导体层、绝缘层和外部半导体层依次包围的导体。电缆通常通过在导体上挤出层来制造。然后，将在所述层的一个或多个中的聚合物材料正常交联以改善例如电缆层中的聚合物的耐热性和耐变形性、蠕变性能、机械强度、耐化学性和耐磨性。在聚合物的交联反应中，首先形成共聚物交联（桥）。可以使用例如自由基产生化合物如过氧化物来进行交联。通常在导体上挤出层之前，将自由基产生剂并入到层材料中。在形成层状电缆之后，然后对电缆进行交联步骤以引发自由基形成并由此引发交联反应。

过氧化物是尤其在用于所述聚合物改性的聚合物工业中使用的非常常见的自由基产生化合物。过氧化物的所得分解产物可包含不期望的挥发性副产物，因为它们会是危险的且会对电缆的电性能造成负面影响。因此，在交联和冷却步骤之后，通常将挥发性分解产物如在使用过氧化二枯基的情况下的甲烷减少为最小或者除去。这种除去步骤通常已知为脱气步骤。脱气步骤费时且费能量，因此在电缆制造工艺中是昂贵的操作。

另外，所用电缆生产线和期望的制造速度会限制电缆材料，特别是当制造较大尺寸的电力电缆时。而且，尤其是电缆层中的聚合物的交联速度和交联度应该充分，以便最小化或避免在电缆制造期间，特别是当例如以悬链式连续硫化（CCV）线（特别是用于较厚的构造）制造电缆时发生的任何不期望的下垂问题，所述悬链式连续硫化（CCV）线是本领域中熟知的硫化线类型且被描述在文献中。

电导率

例如对于用于高压直流（HV DC）电缆的绝缘材料，DC电导率是重要的材料性能。首先，该性能的强的温度和电场依赖性会影响电场。第二个问题是会通过在内部和外部半导体层之间流动的泄漏电流而在绝缘体内部产生热的事实。这种泄漏电流取决于绝缘体的电场和电导率。在高应力/高温条件下，绝缘材料的高电导率甚至可导致热散逸。因此，电导率必须足够低以避免热散逸。

因此，在HV DC电缆中，绝缘体被泄漏电流加热。对于特定的电缆设计，加热与绝缘体电导率×(电场)²成比例。因此，如果电压增大，则会产生多得多的热。

对于提高电力电缆，优选直流DC电力电缆的电压存在高需求，因此，继续需要发现具有降低的电导率的替代性聚合物组合物。这种聚合物组合物应优选还具有对应需要电力电缆实施方式所需要的良好的机械性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种替代性交联聚合物组合物，其包含聚烯烃且令人惊讶地具有适合用于DC电力电缆的有利性能。

本发明的另一个目的是提供一种用于降低交联聚合物组合物，优选在交联电力电缆、优选交联的直流（DC）电力电缆的至少绝缘层中存在的交联聚合物组合物的电导率，即用于提供低电导率的方法。

本发明的另一个目的是提供一种交联电力电缆，优选直流（DC）电力电缆，其中至少一个层包含令人惊讶地具有有利的性能的交联聚合物组合物。

下面对本发明及其其他目的和优点进行详细描述和限定。

附图说明

图1示出了在拉伸试验中使用的样品几何形状。

具体实施方式

本发明提供一种可交联的聚合物组合物，其包含聚烯烃和过氧化物，由此所述过氧化物的量小于35mmol–O-O-/kg聚合物组合物。