[發明專利]用于中壓/高壓/超高壓電纜的含有二苯甲酮型電壓穩定劑的聚烯烴組合物

有效

• 申請號: 200980135331.3
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN102149758A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 托馬斯·耶特貝里;維爾戈特·恩隆德
• 申請（專利權）人: 博里利斯股份公司
• 主分類號: C08K5/07
• 分類號: C08K5/07;C08K5/17;H01B3/44
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄;崔華

技術領域

本發明涉及一種具有改善的電擊穿強度的聚烯烴組合物、含有這種組合物的電線或電纜，特別是中壓，高壓或超高壓電纜，以及這種組合物在電線或電纜，特別是在中壓、高壓或超高壓電纜生產中的用途。

背景技術

通常用于6到36kV的電壓的普通中壓電力電纜，用于高于36kV的普通高壓電纜，以及用于高于220kV的普通超高壓電纜，在電纜的纜芯中包含一條或多條導線，纜芯外面環繞著若干聚合材料層，包括內部半導層，然后是絕緣層，接下來是外部半導層。這些層常態下是交聯的。對于這些層，可以進一步增加層，例如金屬帶或電線屏蔽層、屏蔽層(screens)，最后是最外層的護套。電纜的層基于不同類型的組合物。作為絕緣材料，目前普遍應用交聯聚烯烴如交聯低密度聚乙烯。

為獲得更好的可靠度或發展絕緣層承受更高應力的新的電纜結構，增加電纜材料的電擊穿強度是電纜制造不變的目標，特別是電纜絕緣材料。絕緣層的缺陷限制了最低絕緣厚度，從而限制了施加到電纜上的最大設計電應力。為確保高應力電纜結構中高度的可靠性，眾所周知需要減少絕緣材料中污染物的量。然而，現在已經將超凈的材料用于絕緣層，通過進一步減少污染物來改善電擊穿強度將伴隨著成本的顯著增加。

眾所周知還可以應用活性添加劑，即所謂的電壓穩定劑，用來提高電纜絕緣材料的電擊穿強度。例如，US3,482,033公開了一種混合物，該混合物是高芳香族含量的不揮發性烴油或高度芳香性的低熔點烴與活性的電壓穩定劑如多鹵代多苯基化合物或含有硝基的芳香族化合物混合在一起的。

此外，電壓穩定劑還見于WO?01/08166。在該文件中記載了基于二苯甲酮作為核心分子，以烷基、芳基、烷氧基和芳氧基取代的電壓穩定劑。

然而，仍然需要改善用于中壓/高壓/超高壓電纜隔離層的聚烯烴組合物的電擊穿強度的電壓穩定劑。這種電壓穩定劑化合物應該通常具有低的電離勢能以降低高能離子的能量并因此有效提高電擊穿強度(參閱例如A.C.Ashcraft，A.M.Eichhorn，和S.R.G.，《聚乙烯的固體介質和電壓穩定劑的樹枝化的實驗研究》(《Laboratory?Studies?of?Treeing?in?Solid?Dielectrics?and?Voltage?Stabilization?of?Polyethylene》)，電氣與電子工程師學會(I.E.E.E.)出版，電絕緣國際研討會(International?Symposium?on?Electrical?Insulation)，蒙特利爾，加拿大，1978)。

同時，這樣的化合物必須可溶于聚烯烴，通常為交聯聚乙烯，作為組合物中的基體聚合物，以及，此外該化合物必須顯示低的遷移趨勢(migration?tendency)，以便該化合物在絕緣材料中隨時間的損失盡可能低。

再者，由于通常絕緣組合物為交聯聚烯烴，因此電壓穩定劑必須盡可能地與普遍使用的交聯劑如有機過氧化物相容，從而使一方面，交聯過程不會受到消極影響，另一方面，電壓穩定劑不會發生化學反應或分解導致其效果降低，甚或在最壞的情況下，致使其失活。當然，電壓穩定劑還應該與聚烯烴組合物中所有其他組分在這個意義上相容。

發明內容

因此，本發明的目的是，提供一種用于改善聚烯烴組合物電擊穿強度的電壓穩定劑，所述聚烯烴組合物特別地是用作中壓/高壓/超高壓電纜的絕緣組合物，該電壓穩定劑具有上述性質，尤其是能夠顯著改善電擊穿，優選在聚烯烴基體中具有良好溶解性和低遷移趨勢，更優選與聚烯烴組合物中的其他組分，特別是交聯劑相容。

令人驚奇地發現，通過使用二苯甲酮衍生物作為電壓穩定化合物能夠實現上述目的，所述二苯甲酮衍生物在二苯甲酮分子的苯基上含有一個或多個取代基，包括胺基。

因此，本發明提供一種聚烯烴組合物，包括

(i)聚烯烴(A)；

(ii)二苯甲酮衍生物(B)，其含有并優選由根據下式(I)表示的結構單元組成：

其中

殘基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10連接的在苯環上的一個或多個碳原子還可以是雜原子，如氮原子，該種情況下不含有各個殘基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10；

R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10各自獨立地為氫，或可包含雜原子的烴基；