[發明專利]具有優異的抗滲出性和絕緣性的交聯聚乙烯

有效

• 申請號: 200680008921.6
• 申請日: 2006-11-22
• 公開（公告）號: CN101146859A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 宋榮一;樸麟奎;南允善;金德柱
• 申請（專利權）人: LG化學株式會社
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱梅;徐志明

技術領域

本發明涉及一種用于電力電纜絕緣層的交聯聚乙烯組合物，其包含(A)100重量份的聚乙烯；(B)0.2～0.6重量份的液體抗氧化劑和受阻酚或硫代酸酯抗氧化劑的混合物；(C)0.2～0.9重量份的分子量為5,000～70,000的聚乙二醇；和(D)1～4重量份的交聯劑。本發明的組合物對當電力電纜絕緣層暴露于濕氣和電場中時引起的水樹具有優異的抵抗性，以及具有顯著的抗滲出性(sweat-out?inhibition)和絕緣性。

背景技術

認為水樹是一種由電纜絕緣層同時暴露于水和電場中引起的絕緣層的微觀劣化。具體而言，已知水樹是通過水、絕緣層內部形成的空隙、和來自如絕緣層和半導體層之間的粗糙界面或突起的電場集中區域中的外部的雜質之間的相互作用逐步形成的。

抑制水樹的常規方法如下：用氣體硫化方法代替蒸汽硫化方法，以防止水或雜質進入電纜，并在電纜生產過程中使電纜絕緣層中形成的空隙和濕氣最小化；三層共擠出(triplecoextrusion)以提高半導體層和絕緣層之間的界面平滑度；和通過使用金屬屏蔽層或吸水帶，或者通過用PE護套代替PVC護套來阻止水或如鐵的雜質的進入。

即使通過上述方法之一生產電纜，在電纜生產過程中水和空隙仍不可避免地作為交聯副產物而形成，并且不可能阻止水或鐵從外部環境進入。

因此，水樹引起的意外事件經常被報道，從而急需開發一種具有強的抗水樹產生性的新絕緣材料以提供電穩定性和效率。

在以下說明書中闡明了為解決上述問題所做的努力：

美國專利號4,206,260說明了一種以加入醇開始，使用如聚羧酸酯、脂肪酸金屬鹽的無機填充劑，有機異氰酸酯或硅化合物的方法。

特別是，美國專利號4,305,849和4,440,671描述了通過加入0.5～1.0重量份的分子量為1,000～20,000的聚乙二醇而顯著阻止了水樹生長。

盡管上述專利中使用的4，4’-硫代雙(2-叔丁基-5-甲基苯酚)為被廣泛用于高電壓電纜的交聯絕緣層的典型熱氧化抑制劑，但是其為細粉并具有160～163℃的高熔點，表明其在125～135℃的理想的電纜加工溫度下不能很好地熔化。因此，降低了與熔于擠出機中的聚乙烯的混合和分散。過量的4，4’-硫代雙(2-叔丁基-5-甲基苯酚)(大于0.3重量份)導致顏色變化和滲出到顆粒的表面，特別是當內部和外部的溫差過大時，且特別是夏天和冬天期間以及在交聯聚乙烯顆粒(XLPE顆粒)長期儲存過程中。此時，由在通過擠出機料斗的轉移過程中產生的粉塵引起的不穩定的擠出是個問題。

如果過量使用4，4’-硫代雙(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，其在高溫硫化區仍保持局部不分散，表明其不能在電纜絕緣層中提供規則的熱氧化性，并且由于局部氧化缺陷而提供了水樹產生和生長的源頭，所以甚至降低了電絕緣性。

同時，韓國專利公開號2002-007925說明了與使用常規胺或酚抗氧化劑相比，加入液體型2，4-雙(正辛基硫代甲基)-6-甲基苯酚或2，4-雙(正十二烷基硫代甲基)-6-甲基苯酚作為抗氧化劑可以改善耐焦燒性(scorch?resistance)和起霜(滲出)。然而，這種抗氧化劑的過量(0.3重量份)也可以在高溫高壓下的硫化區中產生空隙。

發明內容

本發明的目的是克服上述問題，提供一種交聯聚乙烯組合物，以改善如4，4’-硫代雙(2-叔丁基-5-甲基苯酚)的具有高熔點的常規固體型抗氧化劑的不規則分散和滲出，以通過使用如4，6-雙(辛基硫代甲基)-鄰甲酚的液體型抗氧化劑減少空隙產生并同時提供優異的絕緣性。

本發明涉及一種用于電力電纜絕緣層的交聯聚乙烯組合物，其包含：

(A)100重量份的聚乙烯；

(B)0.2～0.6重量份的由化學式1表示的液體抗氧化劑和受阻酚或硫代酸酯抗氧化劑的混合物；

(C)0.2～0.9重量份的分子量為5,000～70,000的聚乙二醇；和

(D)1～4重量份的交聯劑。

[化學式1]

其中，

R¹為由選自由C_2-20鏈烯基、C_3-20炔基(alkinyl)、C_5-9環烷基、苯基或甲苯基組成的組的一種或多種取代基取代的或未取代的C_1-20烷基，