[发明专利]用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其中使用非交联聚乙烯树脂替代在世界上广泛用作电力电缆现有绝缘体的交联聚乙烯，更具体而言，本发明涉及具有优良的加工性能、AC介电击穿强度、空间电荷分布以及抗水树性的用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物。

背景技术

在20世纪50年代之前，非交联聚乙烯树脂主要被用作电力电缆的绝缘材料，但是该非交联聚乙烯树脂在长期耐热性和耐久性方面有局限性。由于在20世纪50年代联合碳化物公司(Union Carbide，美国)研制出用于改善聚乙烯长期耐热性和耐久性的交联技术，现在主要将交联聚乙烯用于电力电缆。

对于交联聚乙烯的方法，有使用有机过氧化物或硅烷通过化学反应交联聚乙烯的方法(美国专利号6284178，2011年9月4日)、使用电子束交联聚乙烯的方法(美国专利号4426497，1984年1月17日)等。最近，使用有机过氧化物交联聚乙烯的方法已被广泛用于电缆工业。

由于交联聚乙烯树脂是热固性树脂，该聚乙烯树脂具有优良的耐热性、耐化学性和电性质。

然而，由于交联聚乙烯树脂是热固性树脂且热固性树脂是不可回收的，因此很难处理废弃的聚乙烯树脂，进而引起环境污染。因此，需要一种生态友好型非交联热塑性聚乙烯树脂，但是与交联聚乙烯树脂相比，非交联热塑性聚乙烯树脂的耐热性明显不足，导致在使用非交联聚乙烯作为电力电缆的绝缘体方面有局限性。

然而，为了保护环境并避免交联聚乙烯树脂的上述缺点，在一些欧洲国家如法国等，使用热塑性聚乙烯树脂作为电力电缆的绝缘体。

在用由有机过氧化物交联的聚乙烯生产电力电缆的工艺中，交联工艺过程是必不可少的。交联时，需要高压高温条件，且其生产力显著低下，以至于甚至工艺条件中的微小变化也会造成交联程度的差异，因此使产品的均匀性劣化。

另外，在交联工艺过程中，有机过氧化物因热分解形成自由基，从而完成交联反应。此时，生成交联反应的副产物枯醇(cumyl alcohol)、甲烷等，在绝缘体中形成气泡。为了除去这些气泡，应施加5atm或更高的高压。未被除去的气泡会引起电力电缆绝缘体断裂。

在这种背景下，韩国专利公开出版号10-2010-0106871(2010年12月4日)公开了对非交联聚乙烯树脂作为电力电缆绝缘材料的研究。然而，在实际加工非交联聚乙烯树脂时，由于树脂的低剪切稀化(shear thinning)，使得加工性能很差，因此可能产生加工性能缺陷。

此外，AC介电击穿强度、空间电荷分布以及抗水树性差，可能会导致作为绝缘体的性能劣化。

[相关技术文献]

[专利文献]

美国专利US 6284178(2011年9月4日)

美国专利US 4426497(1984年1月17日)

韩国专利公开出版号10-2010-0106871(2010年10月4日)

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种使用可被回收并且生态友好的以及能显著降低工艺成本的非交联聚乙烯树脂的组合物。因此，本发明的一个目的是提供使用包含具有至少4个碳原子的α-烯烃作为共聚单体的聚乙烯的组合物，从而与现有聚乙烯树脂相比能够改善长期耐热性和耐久性。

另外，本发明的另一个目的是提供还包含具有特定性质的低密度聚乙烯树脂的组合物，以进一步改善加工性能。

此外，本发明的另一个目的是提供还包含链中含有极性基团的聚乙烯树脂的组合物，以改善空间电荷分布。

此外，本发明的另一个目的是提供能用在半导电层和鞘层(sheath layer)以及绝缘层中的组合物。

技术方案

在一个一般方面，提供了一种在制造电力电缆时使用的组合物，更具体而言，提供了一种用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其包含：粘合剂，包含含有具有至少4个碳原子的α-烯烃作为共聚单体、熔融指数为0.5-2.2g/10分钟(min)(190℃，2.16kg的负荷下)、分子量分布为2-5以及密度为0.920-0.945g/cm³的线性聚乙烯树脂；和添加剂。