[发明专利]用于电线和电缆应用的共聚物

说明书

电力电线或电缆包含用单位点催化剂系统制备的聚乙烯组合物，具体地讲，包含用金属茂催化剂系统制备的乙烯和α‑烯烃的共聚物。聚乙烯组合物提供机械性质和加工性质的独特组合。它们特别适用于低和中电压应用中的绝缘层，也适用于套层。

发明领域

本发明涉及电力电线或电缆，所述电力电线或电缆包含用单位点催化剂系统制备的聚乙烯组合物，具体地讲，包含用金属茂催化剂系统制备的乙烯和α-烯烃的共聚物。聚乙烯组合物提供机械性质、固化效率和加工性质的独特组合。它们特别适用于低和中电压应用中的绝缘层，也适用于套层。

发明背景

由于其极佳的介电性质(介电常数和功率系数)，聚乙烯可用于很多电应用和电装置。在电线和电缆挤出过程中，聚乙烯基础树脂通常在挤出期间交联，以提高基础树脂的拉伸强度和抗热变形性。

很多种聚乙烯材料在电力和电信电缆中用作绝缘层、半导体层或涂层。

一方面，具有920至930kg/m³密度的线型低密度聚乙烯(LLDPE)广泛作为绝缘层用于低电压电线和电缆。另一方面，具有910至930kg/m³密度的高压自由基低密度聚乙烯(LDPE)为较高电压应用中绝缘层的优选材料，只要它们显示高清洁度水平。弹性体化合物，例如，基于乙烯-丙烯橡胶(EPR)和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)的那些化合物，也有利地作为绝缘层用于需要改善对水树形成现象的抗性的应用，但EPDM材料的耗散系数通常显著高于交联聚乙烯。

除了绝缘应用外，乙烯组合物，例如LLDPE、中密度聚乙烯(MDPE，密度930至940kg/m³)或高密度聚乙烯(密度高于940kg/m³)，一般作为套层用于保护电线和电缆。

基于乙烯-丙烯酸酯共聚物的化合物，例如乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)，通常用作半导体层。

由于在二十世纪九十年代中期的商业引入，已广泛研究基于金属茂的共聚物用于膜应用。

关于电线和电缆应用，在填充的绝缘组合物中用基于金属茂的塑性体和弹性体代替常规的基于齐格勒(Ziegler-based)的EPDM已公开于US 6,825,253。在与特定抗氧化剂系统组合使用时，据称有改善的抗热老化保护和较佳的固化状态。或者，在EP 1453866中，包含金属茂弹性体和基于乙烯基降冰片烯的EPDM三元共聚物的共混组合物已用于绝缘层。

US 6,534,119已报导，基于金属茂的热塑性组合物产生适合的物件表面外观，同时保持所得电缆的电绝缘性质、拉伸强度和耐磨性。通过使用由大量甲基铝氧烷作为助催化剂活化的双(环戊二烯基)二氯化锆催化剂系统，得到所述组合物。比起现有技术组合物，未报导改善可挤出性或树脂清洁度。

US 2004/0024138描述适用于电应用的从双(茚基)金属茂催化剂系统制备的可交联共聚物。共聚物具有30-80的I₂₁/I₂比，并且以具有0.5至2g/10min的相对较低熔体指数MI₂的共聚物为例。

US 6270856描述也从双(环戊二烯基)金属茂催化剂系统制备的适用于电力电缆应用的共聚物。例示的共聚物为具有0.880-0.900g/cm³密度的那些共聚物。这些聚乙烯塑性体材料通常包含大部分共聚单体，并且其特征是相对较差的拉伸性质，例如断裂拉伸应力。

WO 2002/085954描述包含由金属茂得到的共聚物和齐格勒-纳塔弹性体三元共聚物的共混物的电力电缆涂料。例示的共聚物也具有约0.880g/cm³的密度。US 2008/0106005也将共混物组合物描述为低密度改性剂(一般为金属茂弹性体聚合物)和“传统的”mLLDPE或HDPE，对改进膜性能有益。