[發(fā)明專利]新的交聯(lián)聚合物組合物、結(jié)構(gòu)化層及電纜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580044010.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN106660296A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安尼卡·斯邁德伯格;威爾哥特·恩隆德;佩爾-奧拉·哈格斯特蘭德;弗吉尼亞·埃里克松;埃米·西爾弗伯格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 博里利斯股份公司
• 主分類號(hào): B32B1/08
• 分類號(hào): B32B1/08;B32B27/08;B32B27/32;C08F4/34;C08F210/18;C08F236/20;H01B3/44
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物組合物，交聯(lián)聚合物組合物，電力電纜絕緣體和電力電纜，該聚合物組合物，交聯(lián)聚合物組合物，電力電纜絕緣體和電力電纜可特別用于高壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應(yīng)用，例如高壓直流(HV DC)應(yīng)用和超高壓直流(EHV DC)應(yīng)用。本發(fā)明還涉及一種用于減少即提供交聯(lián)聚合物組合物的低的DC電導(dǎo)率的方法，以及該聚合物組合物和交聯(lián)聚合物組合物的用途。

背景技術(shù)

在高壓(HP)工藝中生產(chǎn)的聚烯烴廣泛用于苛刻的聚合物應(yīng)用中，其中聚合物必須滿足高機(jī)械和/或電氣要求。例如在電力電纜的應(yīng)用，特別是在中壓(MV)并且特別是在高電壓(HV)和超高壓(EHV)電纜應(yīng)用中，聚合物組合物的電性能具有顯著重要性。此外，電性能重要性在不同的電纜應(yīng)用中可能不同，如在交流(AC)和直流(DC)電纜應(yīng)用之間的情況那樣。

電纜的交聯(lián)

典型的電力電纜按順序包括至少由內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層包圍的導(dǎo)體。電纜通常通過(guò)在導(dǎo)體上擠出層來(lái)生產(chǎn)。在一個(gè)或多個(gè)所述層中的聚合物材料然后通常被交聯(lián)以改善例如在電纜的層中的聚合物的耐熱和耐變形性、蠕變性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)性和耐磨性。在聚合物互聚物的交聯(lián)反應(yīng)中，主要形成交聯(lián)(橋)。交聯(lián)可以使用例如自由基產(chǎn)生化合物(例如過(guò)氧化物)實(shí)現(xiàn)。自由基產(chǎn)生劑典型地在導(dǎo)體上的層擠出之前或期間結(jié)合到層材料中。形成層狀電纜后，將電纜然后經(jīng)受交聯(lián)步驟，其中引發(fā)自由基形成以及由此交聯(lián)反應(yīng)。

過(guò)氧化物是在聚合物工業(yè)中用于所述聚合物改性所使用的非常常見的自由基產(chǎn)生化合物。所得的過(guò)氧化物分解產(chǎn)物可能包括不希望的揮發(fā)性副產(chǎn)物，因?yàn)樗鼈兛赡軐?duì)電纜的電性能具有負(fù)面影響。因此，揮發(fā)性分解產(chǎn)物如甲烷(其中例如使用二枯基過(guò)氧化物)常規(guī)地在交聯(lián)和冷卻步驟之后降低到最低或被去除。這種去除步驟通常被稱為脫氣步驟。脫氣步驟是耗時(shí)間和耗能的，并且因此是在電纜制造過(guò)程中的昂貴操作。

此外，所使用的電纜生產(chǎn)線和希望的生產(chǎn)速度可能給電纜材料帶來(lái)限制，特別是當(dāng)生產(chǎn)較大尺寸的電力電纜時(shí)。

電導(dǎo)率

本文稱為DC電導(dǎo)率的DC電導(dǎo)率是重要的材料性能，例如對(duì)于高壓直流(HV DC)電纜的絕緣材料。首先，該性能的溫度和電場(chǎng)依賴性將影響所得到的電場(chǎng)。第二個(gè)問(wèn)題是通過(guò)在內(nèi)部半導(dǎo)體層和外部半導(dǎo)體層之間流動(dòng)的漏電流在絕緣體內(nèi)部產(chǎn)生熱的事實(shí)。該漏電流取決于電場(chǎng)和絕緣體的DC電導(dǎo)率。絕緣材料的高DC電導(dǎo)率甚至可能導(dǎo)致在高應(yīng)力/高溫條件下的熱失控。因此，DC電導(dǎo)率必須足夠低，以避免熱失控。

因此，在HVDC電纜中，絕緣體被漏電流加熱。對(duì)于特定的電纜設(shè)計(jì)，加熱與絕緣體電導(dǎo)率×(電場(chǎng))²成比例。因此，如果電場(chǎng)增加，將產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)更多的熱。

存在增加電力電纜的電壓以實(shí)現(xiàn)例如DC電力電纜的增加的電力傳輸?shù)母咭螅⑶依鏓P2499172提供了包含聚烯烴的聚合物組合物，并且該聚合物組合物具有使其適合于DC電力電纜的性能。

然而，仍然存在找到具有降低的DC電導(dǎo)率的替代聚合物組合物的持續(xù)需要。這種聚合物組合物還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)鼐哂袑?duì)于要求的電力電纜實(shí)施例所需的良好的機(jī)械性能。

發(fā)明目的

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供包含交聯(lián)聚烯烴的交聯(lián)聚合物組合物，并且該交聯(lián)聚合物組合物具有出人意料的適用于電力電纜(例如DC電力電纜)的有利性能。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種層狀結(jié)構(gòu)，其包括聚合物層和至少一個(gè)與該聚合物層相鄰的半導(dǎo)體層，該聚合物層包括交聯(lián)聚合物層組合物。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種包括本發(fā)明的交聯(lián)聚合物組合物或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的電纜。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供根據(jù)本發(fā)明的交聯(lián)聚合物組合物或結(jié)構(gòu)化層用于生產(chǎn)交聯(lián)電力電纜，例如交聯(lián)DC電力電纜的用途。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)電纜或結(jié)構(gòu)化層的方法。

本文中詳細(xì)描述和定義了本發(fā)明及其進(jìn)一步的目的。

發(fā)明描述