[发明专利]半导电聚合物组合物

说明书

本发明涉及一种半导电聚合物组合物，涉及一种含有所述组合物的可选地可交联的电缆，如果可交联的话，那么还涉及一种含有所述组合物的交联电缆，以及一种制备含有所述组合物的电缆的方法，该方法包括可选地交联电缆的步骤。本发明进一步涉及一种有机化合物在半导电组合物中的应用，用于降低半导电组合物的体积电阻率。

电线电缆（W&C）的应用中的电缆通常包括至少一个被一个或多个高分子材料包层围绕的导体。电缆通常通过包层在导体上挤出成型制成。一个或多个所述包层常常是交联的，以改善电缆包层温度升高时的耐变形性，以及机械强度和/或耐化学性。

电力电缆是指在任何电压下工作传送能量的电缆。施加在电力电缆上的电压可以是交流（AC）、直流（DC）或瞬变（脉冲）电压。

中压（MV）、高压（HV）和超高压（EHV）电力电缆，和某些具体情况下的LV电力电缆，包括至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按此顺序围绕的导体。MV和HV电缆在除了用于低电压之外的用于其他应用的任何电压下运作。一种典型的MV电缆通常在3至36kV电压下运作，一种典型的HV电缆通常在高于36kV的电压下运作，EHV甚至在更高的电压下运作。

当制备包括半导电层的电力电缆时，通过挤出机产生强剪切力，这反过来破坏碳黑渗透网络，从而常常引起形成的半导电层的电导率不稳定性问题。例如，由于限制挤压速度，不稳定限制了MV电缆的生产效率。当增加碳黑的填充量来补偿电导率的降低时，由于黏性增加，加工性能降低。

关于HV和EHV电缆，半导电层电导率的高稳定性是非常重要的。然而，由于上述的加工性能问题，以及为了提供电线电缆应用中要求的可接受的表面光滑性能，尽可能低的碳黑的用量是所期望的。

二苯胺和二苯基硫化物是众所周知的添加剂，通常用作电线电缆应用中的抗氧化剂。例如，Borealis专利WO2006007927中公开了一种半导电组合物，含有改善的SIED（应力引起的电化学降解）抑制性能和因此改善了水树抑制性能（WTR），水树在电线电缆应用中是已知的不期望的现象。因此，所述WO‘927通过提供某一种特定聚合物组合物解决了涉及SIED性能的问题。WO‘927还指明，氧化剂，如果使用的话，优选为二苯胺和二苯基硫化物，其在能够将SIED问题减至最低所需要的最佳用量下使用，但是仍然存在可接受的老化性能。抗氧化剂和碳黑的最佳用量在现有技术中是典型的。

本发明的目的是提供一种半导电聚合物，在组合物挤出后具有改善的电导率稳定性。

发明内容

本发明提供了一种用于电缆半导电层的聚合物组合物，包括

—聚烯烃（a）

—碳黑，选自炉法碳黑和乙炔碳黑中的任意一种，和

—有机化合物（b），其包括至少一个含有至少2个共轭双键的结构单元，熔点为250℃或者更小，或者分子量小于10000，并且不同于2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉（TMQ）或聚合的TMQ；其中，所述聚合物组合物中

—根据聚合物组合物的总重量，有机化合物（b）的含量为0.03-0.9wt%。

半导电聚合物组合物在此是指含有半导电量的碳黑的聚合物组合物。术语半导电聚合物组合物是已知的用于半导电应用例如电缆半导电包层的聚合物组合物的措辞，这是本领域技术人员所熟知的。

聚合的TMQ是指(C₁₂H₁₅N)_n，常常在电线电缆领域用作添加剂。在上述限制性条款（a）和（b）中用于对比聚合物组合物的聚合2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉（TMQ）的CAS号为26780-96-1，按照DIN 51920（Mettler）测定的软化温度为80-135℃。在该应用中，供应商为Lanxess软化温度为85-95℃的Vulcanox? HS/LG用于上述对比（a）和（b）中。而且，体积电阻率法用于上述和权利要求中的限制性条款（b）的体积电阻率测定，按照下述“测定方法”中的“电缆体积电阻率（VR）”步骤进行测定。

上下文或权利要求中给定的分子量单位为g/mol。