[發明專利]通過擠出基于丙烯聚合物和介電液體的組合物制造電纜的方法

有效

• 申請號: 201880056837.4
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN111052264B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 馬爾塞洛·派尚·丹塔斯;加布里埃萊·佩雷戈;比拉內·杜爾;毛羅·卡喬蒂;瓦利德·巴赫盧勒
• 申請（專利權）人: 耐克森公司
• 主分類號: B29C45/18
• 分類號: B29C45/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 孫微;金小芳

本發明涉及一種用于制造電纜的方法，并且還涉及一種通過所述方法獲得的電纜，該電纜包括由包含至少一種介電液體以及至少一種選自丙烯均聚物和共聚物的熱塑性聚合物的組合物獲得的擠出熱塑性層。

本發明涉及一種用于制造電纜、特別是電力電纜類型的方法，并且還涉及一種通過所述方法獲得的電纜，該電纜包括由包含至少一種介電液體以及至少一種選自丙烯均聚物和共聚物的熱塑性聚合物的組合物獲得的擠出熱塑性層。

該電纜典型地但不唯一地適用于在架空、海底或地下輸電領域，或替代性地航空領域中的旨在用于電力傳輸的電纜，特別是中壓電力電纜(特別是從6至45-60kV)或高壓電力電纜(特別是大于60kV，并且可能范圍最高達400kV)，無論它們是直流電還是交流電。

中壓或高壓電力傳輸電纜通常包括，從內部到外部：

-細長導電元件，特別是由銅或鋁制成的細長導電元件；

-包圍所述細長導電元件的內部半導體層；

-包圍所述內部半導體層的電絕緣層；

-包圍所述絕緣層的外部半導體層；以及

-任選地，包圍所述外部半導體層的電絕緣保護性護套。

特別地，該電絕緣層可以是基于交聯聚烯烴的聚合物層，該交聯聚烯烴諸如交聯聚乙烯(XLPE)或交聯乙烯/丙烯或乙烯/丙烯/二烯彈性體。交聯通常在擠出圍繞該細長導電元件的聚合物組合物的階段期間進行。使用交聯聚烯烴使得能夠提供展現出令人滿意的電和機械特性的層，并且產生可以在大于70℃，實際上甚至等于90℃的溫度下正常工作的電纜。然而，遇到了若干問題。首先，交聯材料不能被回收。第二，交聯方法限制了包括基于XLPE的絕緣層的電纜的制造速率。這是因為，為了獲得令人滿意的交聯度，聚合物必須能夠達到所需的溫度，以便獲得其持續足夠長的時間段的交聯。因此，必須調節包括基于XLPE的絕緣層的電纜的生產速率，使得交聯隧道中的通過時間足夠長以獲得令人滿意的交聯度，這就生產能力而言代表了并非無關緊要的限制性限制。此外，交聯反應在任何情況下都不可以在基于聚乙烯的材料的擠出期間發生，以便避免在擠出機(擠出機的螺桿、套環、頭部)中形成XLPE顆粒的任何風險，這些顆粒隨后可能遷移到電纜的絕緣層或半導體層中并且在其中產生缺陷。這是因為XLPE顆粒的存在影響電纜的最終特性，因為這些顆粒導致缺乏均勻性，主要是絕緣層的材料的均勻性或另外在絕緣層與半導體層之間的界面處的均勻性。此現象被稱為“焦燒現象”。

將基于LDPE的材料用于電纜的絕緣層可以是使用基于XLPE的材料的替代方案。然而，基于LDPE的材料展現出不能在大于70℃的溫度下使用的缺點，這也具有降低其傳輸電力的能力的結果，以便避免在大于70℃的溫度下絕緣層的任何過熱。

還已知制造由紙或浸漬有大量介電液體的紙/聚丙烯復合材料的若干條帶構成的電絕緣層(例如，電纜含有浸漬有油的紙)。介電液體完全填充層中存在的空的空間，并且防止電纜的部分放電和絕緣損壞。然而，制造這種類型的電絕緣層是非常復雜且昂貴的(施加條帶或復合材料的階段和浸漬階段)。

此外，例如像在國際申請WO 02/03398中提供了包括至少一個擠出熱塑性電絕緣層的電力電纜，該擠出熱塑性電絕緣層基于包含與介電液體緊密混合的聚丙烯基質的組合物。相對于組合物的總重量，介電液體可以按重量計占從3％至15％。對于此類電力電纜的工業生產，需要開發一種使得能夠將聚丙烯基質與介電液體均勻且緊密混合，同時保證此混合物易于擠出的方法。然而，雖然介電液體的存在可以使得能夠改善所述電纜的電性能質量，特別是在介電剛度方面，但是它也可能在其工業制造中在擠出工藝期間產生問題。這是因為介電液體的存在，特別是當其在第一擠出階段期間注射時，可能導致聚丙烯基質沿擠出機的料筒的移動和塑化不規則。此外，當使用相對于組合物的總重量，按重量計小于15％(例如，大約3％-10％)的介電液體量時，出現與介電液體的潤滑作用相關的在壁上的滑動現象(以術語“滑脫/滑動現象”而熟知)，其可能導致在擠出機頭部處獲得的熱塑性層的機械和/或電特性的惡化(層的結構缺陷)。