[发明专利]用于制备缆线绝缘体的多相聚合物组合物

说明书

本申请是申请日为2009年11月4日，申请号为200980154613.8(国际申请号为PCT/US2009/063250)，名称为“用于制备缆线绝缘体的多相聚合物组合物”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月19日提交的美国专利申请61/116,019的优先权，其全部内容通过参考并入本申请。

关于联邦资助的研究或开发的声明

无

发明领域

本发明涉及缆线绝缘体。一方面，本发明涉及热塑性的非均相聚合物组合物，其用于制造具有优越机械性能和电学性质的缆线绝缘体，而另一方面，本发明涉及异相组合物，其包括聚丙烯基体和和粒度分布小于1微米的分散的丙烯共聚物。

发明背景

乙烯聚合物广泛用作低电压、中电压、高电压和超高电压缆线的绝缘层。在低电压缆线应用中，包含增塑剂的聚氯乙烯(PVC)化合物通常用作绝缘材料。将增塑剂添加到PVC化合物中是比较重要的，这是因为其使得PVC化合物作为绝缘材料是挠性的。然而，从环境安全的角度来看，认为将增塑剂添加到PVC中是环境保护的潜在风险。

在中电压、高电压和超高电压缆线缆线中，交联的聚乙烯是电力缆线绝缘层的首选。将有机过氧化物加入到聚乙烯化合物中，该化合物然后典型地在连续硫化(CV)管中在高温在热氮气环境中交联。中电压和高电压缆线的操作电压升至90℃，如很多工业技术要求中的全球标准。

交联聚乙烯的一个缺点是其难以回收使用。另一个缺点是已知交联聚乙烯内的有机过氧化物在多种不同含量不利地影响缆线制造方法。其一，有机过氧化物在挤出过程中促进烧焦(即，过早交联)，这由此使绝缘层的介电性能恶化。另一方面，过氧化物引发的聚乙烯的交联的时间很大程度地限于聚乙烯在CV管中的停留时间。如果该时间过长或过短，那么交联的程度将过小或过大。再另一方面，在连续硫化之后有机过氧化物必须从交联聚乙烯脱气，该脱气方法很慢且可成为缆线制造法的瓶颈。

因此，目前需要开发无需使用过氧化物的新型绝缘混配物，其将得到可以在90℃或更高的温度操作的中电压、高电压和超高电压绝缘层，这仍为缆线制造工业的持续需求。优选地，这些新型热塑性绝缘体混配物将表现较少的烧焦和较高的挤出速度，和将消除CV和脱气步骤。

WO 00/41187公开了基于非交联聚合物的绝缘体混配物，所述非交联聚合物包括非均相共聚物，其包含与α-烯烃共聚的基于乙烯的弹性体相和基于丙烯的热塑性相，其特征在于所述弹性体相在所述非均相共聚物中为至少45重量％，相对于非均相共聚物的总重量，和其特征在于所述非均相共聚物基本上不含得自聚乙烯序列的结晶度。

EP 1619217A1公开了包括异相聚合物组合物的缆线绝缘层，所述组合物包括聚丙烯基体和重均粒度小于1微米的分散的丙烯共聚物。聚丙烯基体中共聚单体含量为0.5至10重量百分比(wt％)。分散聚丙烯中的共聚单体可以是乙烯和C_4-8α-烯烃中的一种或多种。分散的聚丙烯共聚物中的共聚单体含量为30至70wt％，并且所述分散的聚丙烯共聚物优选为基本上是非晶的。

发明内容

在一种实施方式中，本发明是具有优越机械性能和电学性质的缆线绝缘层，所述绝缘层由不含增塑剂且包括非均相的聚合物组合物的复合材料制得，所述组合物包括(A)聚丙烯基体，和(B)分散在所述基体内的丙烯共聚物和(1)其包括大于80重量百分比(wt％)的得自丙烯的单元，和(2)其重均粒度小于1微米(μm)。该绝缘层不仅由于缺少增塑剂而环境友好，而且其也保持了其在至少90℃的温度的物理和操作完整性。这是由于与高密度聚乙烯(HDPE)、PVC和交联的低密度聚乙烯相比，该复合材料在高温表现相对高的弹性模量。此外，绝缘层具有吸引人的机械性能，例如，适宜的冲击强度和挠曲模量之间的平衡。

绝缘层可以包括其它材料例如炭黑，但是优选地绝缘层包括至少90wt％，更优选为至少95wt％的异相聚合物组合物。

本申请包括以下技术方案：

技术方案1.一种用于缆线的包括复合材料的绝缘层，所述复合材料包括异相聚合物组合物，所述组合物包括(A)聚丙烯基体，和(B)分散在所述基体内的丙烯共聚物，所述丙烯共聚物包括(1)大于80重量百分比(wt％)的得自丙烯的单元，和(2)重均粒度小于1微米(μm)。

2.技术方案1中所述的绝缘层，其中所述复合材料占所述层的至少90wt％。