專利名稱：可剝離的半導(dǎo)電屏蔽層及其組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有半導(dǎo)電屏蔽層的電力電纜。本發(fā)明總的說(shuō)來(lái)涉及的是半導(dǎo)電電力電纜屏蔽層、具有這種屏蔽層的電纜、用于制造這種屏蔽層的組合物和用于制造這種屏蔽層的方法。
典型的電力電纜通常包括處于電纜芯中的一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)電體，該電纜芯被幾層聚合物材料圍繞，所述聚合物材料層包括第一或內(nèi)部半導(dǎo)電屏蔽層(導(dǎo)體或者導(dǎo)體束屏蔽層)、絕緣層、第二或者外部半導(dǎo)電屏蔽層(絕緣屏蔽層)、金屬帶或者線屏蔽和保護(hù)護(hù)套。外部半導(dǎo)電屏蔽層可以被粘接到絕緣層或者是可剝離的，且大部分應(yīng)用中使用的是可剝離的。內(nèi)部半導(dǎo)電屏蔽層通常被粘接到絕緣層。經(jīng)常在這種結(jié)構(gòu)中加入附加層，例如防潮材料。
聚合物半導(dǎo)電屏蔽層已經(jīng)應(yīng)用在多層電力電纜結(jié)構(gòu)中很多年了。通常，使用它們構(gòu)成額定電壓大于1千伏(kV)的固態(tài)電介質(zhì)電力電纜。使用這些屏蔽層以在高電勢(shì)導(dǎo)體和初級(jí)絕緣之間，以及初級(jí)絕緣和地或者中性點(diǎn)電勢(shì)之間提供中間導(dǎo)電率的層。當(dāng)使用ICEA S-66-524，6.12節(jié)或者IEC 60502-2(1997)，附件C中描述的方法測(cè)量完整的電力電纜結(jié)構(gòu)時(shí)，這些半導(dǎo)電材料的體積電阻率通常在10-1到108歐姆-cm之間。
典型的可剝離屏蔽層的組合物包含聚烯烴，例如具有高醋酸乙烯酯濃度的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、導(dǎo)電性炭黑、有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)試劑和其它的傳統(tǒng)添加劑，例如丁腈橡膠(其起到剝離力降低試劑的作用)、加工助劑和抗氧化劑。這些組合物通常制備為球形。例如在美國(guó)專利序列號(hào)4286023、歐洲專利申請(qǐng)序列號(hào)420271和美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2002032258A1中公開(kāi)了這些聚烯烴配方。
盡管絕緣屏蔽層粘接到絕緣層是重要的，但是在短時(shí)間周期中可以相對(duì)輕松地剝離絕緣屏蔽層也很重要。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通常的絕緣屏蔽層相對(duì)于絕緣層不具有最佳的可剝離性。可剝離性非常重要，因?yàn)樗粌H節(jié)約時(shí)間，而且提高結(jié)合或者端子連接的質(zhì)量。
對(duì)于中壓電力電纜，當(dāng)前應(yīng)用于半導(dǎo)電可剝離絕緣屏蔽層(IS)組合物的原料通常是基于高極性的聚合物混合物，該聚合物混合物包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和丁二烯腈橡膠(NBR)或者只是高濃度的醋酸乙烯酯(大于33％的醋酸乙烯酯)EVA共聚物來(lái)影響剝離性?？蓜冸x的絕緣屏蔽產(chǎn)品包括大約5到20wt％的量的NBR。
然而，當(dāng)電纜經(jīng)受熱老化—稱作應(yīng)力松弛的過(guò)程時(shí)，已經(jīng)證實(shí)NBR導(dǎo)致半導(dǎo)電可剝離絕緣屏蔽層和絕緣層之間的粘接的明顯損失。當(dāng)絕緣材料包含低分子量的種類時(shí)，粘接的這種損失尤其嚴(yán)重，當(dāng)電纜經(jīng)受高于絕緣層的熔點(diǎn)溫度時(shí)，例如，100℃和110℃之間，這些低分子量的種類在冷卻時(shí)不容易結(jié)晶。粘接的損失導(dǎo)致電力電纜不能滿足消費(fèi)者的技術(shù)要求并產(chǎn)生商業(yè)問(wèn)題。通過(guò)最小化絕緣屏蔽層中的NBR的濃度可以最小化粘接的損失。然而，最小化NBR將產(chǎn)生另外的問(wèn)題。
已經(jīng)考慮到，沒(méi)有NBR的粘接或者剝離張力將太高以至于不能滿足消費(fèi)者對(duì)可剝離性的需求。通常，在沒(méi)有NBR的組合物中，現(xiàn)有技術(shù)使用大量的醋酸乙烯酯以提供可剝離性，但是大量的醋酸乙烯酯導(dǎo)致剩余的醋酸，這些剩余的醋酸產(chǎn)生如通常在WO-0229829中描述的加工問(wèn)題、設(shè)備腐蝕、燒結(jié)和高成本。盡管一些絕緣屏蔽層組合物沒(méi)有NBR，例如在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)US2002/0032258A1和美國(guó)專利序列號(hào)6525119中描述的那些，這些組合物不可與自由基交聯(lián)，沒(méi)有描述非常短鏈的支鏈聚合物，并使用高水平(含量)的這些聚合物。
總之，在現(xiàn)有技術(shù)中總的說(shuō)來(lái)已經(jīng)使用了三種方法，來(lái)獲得可接受的可剝離性和熱穩(wěn)定性i)提供具有至少33wt％的醋酸乙烯酯和丙烯腈/丁二烯橡膠(NBR)共聚物的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的絕緣屏蔽層，其導(dǎo)致不良的熱穩(wěn)定性；ii)提供具有大約40wt％或者更多醋酸乙烯酯的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，且沒(méi)有NBR，其導(dǎo)致不良的熱穩(wěn)定性；和iii)提供乙烯/醋酸乙烯酯共聚物絕緣屏蔽層，其導(dǎo)致良好的穩(wěn)定性，但是可剝離性不好。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供沒(méi)有NBR且具有被絕緣屏蔽層圍繞的絕緣層的電力電纜，該絕緣屏蔽層是可適當(dāng)剝離的，維持令人滿意的熱穩(wěn)定性水平，并在電纜擠出的過(guò)程中產(chǎn)生改善的加工性能。參考下述的說(shuō)明，其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明的自由基可交聯(lián)半導(dǎo)電電力電纜屏蔽層組合物是可通過(guò)自由基交聯(lián)而產(chǎn)生交聯(lián)的混合物。該混合物包括(a)至少一種非常短鏈的支鏈聚合物，(b)至少一種不飽和酯互聚物，其是乙烯和不飽和酯的聚合物，該不飽和酯選自乙烯基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物，其中基于不飽和酯互聚物的重量，酯單體以15wt％到50wt％的量存在；和(c)導(dǎo)電性的炭黑。非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的加入量應(yīng)滿足如下的條件其將為絕緣屏蔽提供如下的剝離力，即當(dāng)已固化并在100℃存儲(chǔ)2個(gè)星期之后，該絕緣屏蔽具有在23℃下大于3磅(1.4kg)/半英寸(1.3cm)的剝離力，和具有在23℃下不超過(guò)不大于24磅(10.9kg)/半英寸(1.3cm)的初始剝離力。
盡管不是意味著通過(guò)理論加以限制，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相對(duì)少量的非常短鏈的支鏈聚合物降低了從絕緣屏蔽層進(jìn)入到通常包括聚乙烯的絕緣材料的聚合物的加濕和擴(kuò)散。短鏈的支鏈聚合物最小化絕緣屏蔽層和絕緣材料之間的界面處的分子纏結(jié)?；趯?duì)于所述系統(tǒng)的弗洛里-哈金斯(Flory-Huggins)理論，這種效果是當(dāng)溶解參數(shù)差大于約0.3(J/cm3)1/2(Mw＝100,000g/mol)時(shí)聚合鏈之間的不混溶性的結(jié)果。
通過(guò)加熱措施，在絕緣屏蔽層組合物的自由基交聯(lián)的過(guò)程中，例如由過(guò)氧化物形成的自由基，自由基優(yōu)選和短鏈的支鏈聚合物上的叔氫原子反應(yīng)?？梢韵嘈诺氖?，這在短鏈的支鏈聚合物上產(chǎn)生β裂解反應(yīng)，其消耗自由基，另外可以在絕緣材料和絕緣屏蔽層之間的界面處產(chǎn)生鍵合。
非常短鏈的支鏈聚合物可以是一種或多種烯烴的均聚物，或者是乙烯與一種或多種烯烴的互聚物(也就是非常短鏈的支鏈聚合物可以包含高達(dá)100mol％的烯烴或者可以是烯烴均聚物)。優(yōu)選地，烯烴是α烯烴。在本發(fā)明中有用的非常短鏈的支鏈聚合物還包括(1)烯烴和乙烯的聚合物或者(2)無(wú)規(guī)共聚物。
與乙烯聚合或者與另一種烯烴共聚的烯烴單體可以具有3到12個(gè)碳原子，并優(yōu)選具有3到8個(gè)碳原子，為聚合物摩爾含量的大約50％到大約100％之間。優(yōu)選地，所述乙烯/烯烴共聚物是1-丁烯和乙烯的乙烯/α烯烴共聚物、丙烯和乙烯的共聚物或者1-辛烯和乙烯的共聚物。
此外，優(yōu)選用下式描述非常短鏈的支鏈聚合物(CH2-CHR)X--(CH2-CH2)Y其中X＝包含大約50到大約100mol％的烯烴；Y＝大約0到大約50的摩爾百分比；X+Y＝100(總的摩爾百分比)；和R是短鏈的支鏈，選自包含1到12個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)(例如，來(lái)自丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯的甲基、乙烷基、丁基、己基基團(tuán))，其中聚合物中的短鏈支鏈的數(shù)量為每1000個(gè)聚合物主鏈碳大約250到大約500之間。
優(yōu)選地，非常短鏈的支鏈乙烯/烯烴互聚物包含大約50到大約100摩爾％的烯烴。
在烯烴/乙烯共聚物中的乙烯共聚單體的插入破壞了聚合物結(jié)晶度，使得聚合物柔軟和更易彎曲。例如，聚丁烯的熔點(diǎn)是大約125℃。當(dāng)乙烯含量(Y)稍微增加時(shí)，熔融溫度降低。聚丙烯的熔點(diǎn)(大約165℃)遵循相同的趨勢(shì)。
在聚丁烯/乙烯共聚物中的乙烯共聚單體插入的效果
*摩爾分?jǐn)?shù)在聚丙烯/乙烯共聚物中的乙烯共聚單體插入的效果
*摩爾分?jǐn)?shù)可以使用一種或多種類型的烯烴單體，使得聚合物共聚物或者互聚物具有三種或者更多種單體。優(yōu)選的烯烴是包括丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯的α烯烴。在190℃/2.16kg時(shí)熔融指數(shù)可以是在1到100克/10分鐘之間，并優(yōu)選在20到50克/10分鐘之間。
基于絕緣屏蔽層組合物中的非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的重量，非常短鏈的支鏈聚合物通常以從大約1到大約75wt％的量存在。優(yōu)選地，非常短鏈的支鏈聚合物通常以從大約1到大約40wt％的量存在，更優(yōu)選地，以從大約1到大約20wt％的量存在。當(dāng)非常短鏈的支鏈聚合物是丙烯共聚物時(shí)，非常短鏈的支鏈聚合物尤其更適于以在大約1到大約75wt％之間變化的量存在，更優(yōu)選地在大約20wt％和大約40wt％之間變化。
通過(guò)由Bovey，F(xiàn).A.報(bào)導(dǎo)的NMR技術(shù)，“High Resolution NMR ofMacromolecule”，學(xué)術(shù)出版社(Academic Press)，New York，1972和由Randall，J.C.的“Polymer Sequence Determination”，學(xué)術(shù)出版社，NewYork，1977，可以確定非常短鏈的支鏈聚合物的化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)。
典型地，通過(guò)聚合物的熔融溫度顯示短鏈枝接的范圍。隨著乙烯的百分比增加和枝接減少，可以期望熔點(diǎn)降低。例如，在從大約5到大約15wt％的乙烯水平時(shí)，熔點(diǎn)溫度可以降低超過(guò)40℃。通常非常短鏈的支鏈聚合物的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在大約20℃到大約115℃的范圍內(nèi)，如在DSP(差示掃描量熱法)中以10-20℃/分鐘的加熱速度測(cè)試的。如上所述，非常短鏈的支鏈聚合物典型地還具有由烷基基團(tuán)取代的主鏈，該主鏈每1000個(gè)碳具有大約250到大約500個(gè)短鏈支鏈。
優(yōu)選以氣相制造有益于本發(fā)明的非常支鏈的短鏈聚合物?？梢酝ㄟ^(guò)高壓或者低壓法制造它們。低壓法通常運(yùn)行在低于1000psi的壓力下，而如上所述，高壓法通常運(yùn)行在高于15,000psi的壓力下。還可以以溶液法制造它們。優(yōu)選使用溶液法制造丙烯-乙烯共聚物。
不飽和酯聚合物是互聚物。如這里使用的，“互聚物”指的是共聚物、三元共聚物或者更高級(jí)別的聚合物。也就是，至少另一共聚單體和乙烯聚合以產(chǎn)生互聚物。
通常，不飽和酯互聚物具有大約1到大約100克/10分鐘的熔融指數(shù)，并優(yōu)選具有20到50克/10分鐘范圍的熔融指數(shù)。在ASTMD-1238，條件E，190℃/2.16千克下測(cè)定熔融指數(shù)。
基于絕緣屏蔽層組合物中的非常短鏈支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電炭黑的重量，不飽和酯互聚物通常以大約40到大約75重量％的量存在。
通常主要用在半導(dǎo)電屏蔽層中的不飽和酯互聚物是具有不同結(jié)晶程度(從非晶、經(jīng)由低和中等結(jié)晶度)的彈性體，優(yōu)選是乙烯和不飽和酯的共聚物。至于本發(fā)明涉及的絕緣屏蔽層，不飽和酯是乙烯酯、丙烯酸酯或者甲基丙酸烯酯。優(yōu)選地，基于互聚物的重量，不飽和酯互聚物具有大約15到大約50wt％的酯含量，且所述互聚物形式構(gòu)成不飽和酯互聚物、非常短鏈的支鏈聚合物和炭黑混合物的大約40到大約75wt％。
酯單體可以具有4到20個(gè)碳原子，優(yōu)選具有4到7個(gè)碳原子。乙烯酯的例子是醋酸乙烯酯、丙酸(proprionate)乙烯酯、丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯和2-乙基己酸乙烯酯。優(yōu)選醋酸乙烯酯。
丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的例子是甲基丙烯酸月桂酯；甲基丙烯酸肉豆蔻酯；甲基丙烯酸棕櫚酯；甲基丙烯酸硬脂酰酯；3-異丁烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；3-異丁烯酰基丙基三乙氧基硅烷；甲基丙烯酸環(huán)己酯；正己基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸異癸酯；甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯；甲基丙烯酸氫糠酯；甲基丙烯酸辛酯；-甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯；甲基丙烯酸異冰片酯；異辛基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸辛酯；甲基丙烯酸異辛酯；甲基丙烯酸油酰酯；丙烯酸乙酯；丙烯酸甲酯；丙烯酸叔丁酯；丙烯酸正丁酯；和丙烯酸2-乙基己酯。優(yōu)選丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正或叔丁酯。
在丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯的情況中，烷基基團(tuán)可以具有1到8個(gè)碳原子，并優(yōu)選具有1到4個(gè)碳原子。也可用烷氧基三烷氧基硅烷或例如其它各種基團(tuán)代替烷基基團(tuán)。
通常用傳統(tǒng)的高壓工藝制造不飽和酯互聚物。這些高壓工藝通常運(yùn)行在高于15,000psi(磅每平方英寸)的壓力下?；ゾ畚锟梢跃哂?.900到0.990克/厘米3范圍的密度，并優(yōu)選具有0.920到0.970克/厘米3范圍的密度。
并非意味著受到任何理論的限制，還是可以用聚烯烴的熱力學(xué)可混溶性定義非常支化的短鏈聚合物和不飽和酯互聚物的混合物?？梢怨烙?jì)聚烯烴的溶解參數(shù)，來(lái)預(yù)測(cè)熔融可混溶性。
以弗洛里-哈金斯理論(Hildebrand，J.H.和Scott，R.L.，The Solubilityof Nonelectrolytes，第3版，Dover出版社，Incl，New York，431，1950，和Van Krevelen，D.W.，Properties of Polymers，Elsevier/North-HollandInc，第2版，168，1980)為基礎(chǔ)，當(dāng)聚合物對(duì)之間的溶解參數(shù)差大于約0.3(J/cm3)1/2(在Mw＝100,000g/mol時(shí))時(shí)，聚合物對(duì)將是不能混溶的。從聚烯烴的溶解參數(shù)圖可以預(yù)測(cè)不能混溶的對(duì)。
具有低密度聚乙烯(LDPE密度小于大約0.92g/cm3)絕緣材料的聚合物組合物很可能是熔融狀態(tài)的非混溶區(qū)，該聚合物組合物具有大于大約0.5(J/cm3)1/2的溶解參數(shù)差。可以預(yù)測(cè)具有大約50到100wt％的α烯烴單體含量的聚(α烯烴)不能和LDPE相混溶。根據(jù)弗洛里-哈金斯計(jì)算模型，乙烯/不飽和酯共聚物和非常支化的短鏈聚合物的混合物可能不能與絕緣材料屏蔽層組合物混溶，并且也不能與聚乙烯絕緣材料混溶。當(dāng)兩種聚合物的相容性降低時(shí)，在界面處的聚合鏈將不太可能與不同的聚合鏈混合。由于不能混合，所以在熔融中鏈彼此盡可能遠(yuǎn)離地移動(dòng)，由此導(dǎo)致減小的界面厚度和降低的界面間纏結(jié)。
為了提供半導(dǎo)電屏蔽層，將導(dǎo)電微粒引入到組合物中也是必要的。通常由微粒碳黑提供這些導(dǎo)電的微粒，如上面參考。
適用的碳黑可以具有20到1000平方米/克的表面積。在ASTM D4820-93a(Multipoint B.E.T.Nitrogen Absorption)下確定表面積。
基于不飽和酯互聚物、非常支化的短鏈聚合物和導(dǎo)電的碳黑的重量，可以將大約25到大約45wt％量的碳黑用于半導(dǎo)電屏蔽組合物中，并優(yōu)選使用大約30到大約40wt％的量。
更優(yōu)選地，負(fù)載范圍在大約34到大約38wt％之間的導(dǎo)電炭黑(在ASTM D 2414下通常具有低于105cm3/100克的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附值的碳黑)。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率和高導(dǎo)電率的碳黑都可以使用，而優(yōu)選使用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率的碳黑。導(dǎo)電炭黑的例子是被ASTM N550，N472，N351，N110，乙炔黑和Ketgen黑描述的等級(jí)。
在用于制造絕緣屏蔽層的絕緣屏蔽組合物中的聚合物是交聯(lián)的。這通常以常規(guī)的方式用有機(jī)過(guò)氧化物或者輻射，優(yōu)選前者，啟動(dòng)的自由基交聯(lián)的反應(yīng)來(lái)完成?；谶^(guò)氧化物、不飽和酯互聚物、非常短鏈的支鏈聚合物和碳黑的重量，使用的有機(jī)過(guò)氧化物的量可以在0.2到5wt％的過(guò)氧化物的范圍中，并優(yōu)選在0.4到2wt％的范圍中。用對(duì)于過(guò)氧化物分解的一分鐘半衰期定義的有機(jī)過(guò)氧化物的交聯(lián)溫度可以在150到250℃的范圍中，并優(yōu)選在170到210℃的范圍中。
在交聯(lián)中有用的有機(jī)過(guò)氧化物的例子是過(guò)氧化二枯基；月桂基過(guò)氧化物；過(guò)氧化苯甲酰；過(guò)苯甲酸叔丁酯；二(叔丁基)過(guò)氧化物；異丙基苯氫過(guò)氧化物；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基-過(guò)氧化)己炔-3；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基-過(guò)氧化)己烷；叔丁基過(guò)氫氧化物；過(guò)碳酸異丙鹽；和α，α′-雙(叔丁基過(guò)氧化丁基)二異丙苯。
另一種組分是丙烯腈和丁二烯(NBR)的共聚物，該組合物可以存在于絕緣屏蔽中，但不是絕緣屏蔽中所期望的。為了表明本發(fā)明的優(yōu)越，NBR可以以小于5wt％的量存在于共聚物中，優(yōu)選小于1wt％，并且在重要的方面，存在的NBR應(yīng)當(dāng)不多于痕量。作為腈橡膠或者丙烯腈/丁二烯共聚物橡膠的NBR可以具有例如0.98克/cm3的密度，以及在100℃時(shí)測(cè)量的門尼粘度可以是(ML1+4)50。如這里使用的，丙烯腈/丁二烯共聚物橡膠包括腈橡膠和丙烯腈/丁二烯共聚物橡膠。
可以引入到該組合物中的常規(guī)添加劑例如為抗氧化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑或者穩(wěn)定劑、抗靜電劑、顏料、染料、成核劑、增強(qiáng)填充劑或者聚合物添加劑、光滑劑、增塑劑、加工助劑、潤(rùn)滑劑、粘度調(diào)節(jié)劑、增粘劑、防粘劑、表面活性劑、增量油、金屬去活化劑、電壓穩(wěn)定劑、阻燃劑填料和添加劑、交聯(lián)劑、助促進(jìn)劑和催化劑和防煙劑。基于其中它所包括的層的重量，可以以在小于0.1到大于10wt％之間變化的量加入所述添加劑和填充料。
抗氧化劑的例子是受阻酚，例如四[亞甲基(3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化-肉桂酸)]甲烷，雙[(β-3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)-甲基羧乙基]硫化物，4，4′-硫代雙(2-甲基-6-三丁基苯酚)，4，4′-硫代雙(2-叔丁基-5-三甲基苯酚)，2，2′-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，和硫代二亞乙基雙(3，5-二-叔丁基-4-羥基)氫肉桂酸酯；亞磷酸鹽和磷酸酯，例如三(2，4-二-三-丁基苯)亞磷酸酯和二-叔丁基苯基-磷酸酯；硫代化合物，例如二月桂基硫代二丙酸酯，二-十四烷基硫代二丙酸酯和二-十八烷基硫代二丙酸酯；多種硅氧烷；和多種胺，例如聚合的2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉，4，4′-雙(α，α-二甲基苯甲基)二苯胺和烷基化的二苯胺。基于其中包括抗氧化劑的層的重量，可以以從0.1到5wt％的量使用抗氧化劑。
本發(fā)明的電纜包括被絕緣層包圍的導(dǎo)電體或者導(dǎo)電體的芯，以及其中所述絕緣層被絕緣屏蔽層包圍并和絕緣屏蔽層接觸，該絕緣屏蔽層包括已經(jīng)完全自由地交聯(lián)的絕緣屏蔽組合物。絕緣屏蔽層可以包括適合于電力電纜絕緣的任何樹(shù)脂，但是通常的絕緣層包括聚乙烯、乙烯/丙稀共聚物橡膠、乙烯/丙稀/二烯烴三聚物橡膠及其混合物。
對(duì)于本發(fā)明的電力電纜的絕緣中使用的聚乙烯可以是乙烯均聚物或者乙烯與烯烴的共聚物。聚烯烴可以具有高的、中的或者低的密度。因此，密度可以在0.860到0.960克/厘米3之間變化。烯烴可以具有3到12個(gè)碳原子，并優(yōu)選具有3到8個(gè)碳原子。優(yōu)選的烯烴是α烯烴，例如可以是丙稀、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。熔融指數(shù)可以在1到20克/10分鐘之間，并優(yōu)選在2到8克/10分鐘之間。
優(yōu)選在氣相中制造在本發(fā)明中有用的乙烯聚合物。還可以通過(guò)常規(guī)技術(shù)在溶液或者漿料中的液相中制造它們?？梢酝ㄟ^(guò)高壓或者低壓工藝制造它們。低壓工藝通常運(yùn)行在低于1000psi的壓力下，而如上所述，高壓工藝通常運(yùn)行在高于15,000psi的壓力下。通常，通過(guò)高壓工藝制備乙烯均聚物，以及通過(guò)低壓工藝制備共聚物。
可以用于制備這些聚合物的典型催化劑系統(tǒng)是鎂/鈦基的催化劑體系，其可以通過(guò)美國(guó)專利4,302,565中描述的催化劑系統(tǒng)舉例說(shuō)明；釩基催化劑體系，例如在美國(guó)專利4508842和5332793中描述的那些；5342907；和5410003；鉻基催化劑體系，例如在美國(guó)專利4101445中描述的；金屬茂催化劑體系，例如美國(guó)專利4937299和5317036中描述的；或者其它的過(guò)渡金屬催化劑體系。很多的這些催化劑體系還被稱為齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)或者菲利普(Phillips)催化劑體系。使用二氧化硅-氧化鋁載體上的鉻或者鉬氧化物的催化劑體系也是有用的。在前述的專利中也描述了用于制備聚合物的典型工藝。在美國(guó)專利5371145和5405901中描述了用于制備相同聚合物的典型的原位聚合混合物和工藝以及催化劑體系。在New York，1962，第149-151頁(yè)中，Stille，Wiley和Sons的Introduction to Polymer Chemistry，描述了常規(guī)的高壓工藝。用于高壓工藝的典型催化劑是有機(jī)過(guò)氧化物?？梢栽诠苁椒磻?yīng)器或者攪拌式高壓釜中完成該工藝。
聚乙烯的例子是乙烯的均聚物(HP-LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)和非常低密度聚乙烯(VLDPE)。還可以使用中和高密度聚乙烯。通常通過(guò)常規(guī)的高壓工藝制備聚乙烯的均聚物。它優(yōu)選具有在0.910到0.930克/厘米3之間的密度。均聚物還可以具有在1到5克/10分鐘之間的熔融系數(shù)，并優(yōu)選具有在0.75到3克/10分鐘之間的熔融指數(shù)。LLDPE可以具有在0.916到0.925克/厘米3之間的密度。熔融指數(shù)可以在1到20克/10分鐘之間，并優(yōu)選在3到8克/10分鐘之間。VLDPE也是線性的，其密度可以在0.860到0.915克/厘米3之間。VLDPE的熔融指數(shù)可以在0.1到20克/10分鐘之間，并優(yōu)選在0.3到5克/10分鐘之間?；诠簿畚锏闹亓浚艘蚁┲獾腖LDPE和VLDPE部分可以占共聚單體1到49wt％之間，并優(yōu)選在15到40wt％之間?？梢园ǖ谌簿蹎误w，例如另一α烯烴或者二烯烴，例如亞乙基降冰片烯、丁二烯、1，4-己二烯或者二環(huán)戊二烯。基于共聚物的重量，第三共聚物可以以1到15wt％的量存在，并優(yōu)選以1到10wt％的量存在。優(yōu)選的是，共聚物含有包括乙烯在內(nèi)的兩種或者更多種共聚單體。
除了上述的聚乙烯之外，可以用在絕緣材料中的另一種樹(shù)脂是EPR(乙烯/丙烯橡膠)，其包括乙烯/丙稀共聚物(EPM)和乙烯/丙稀/二烯烴三元共聚物聚物(EPDM)。這些橡膠具有在1.25到1.45可/厘米3之間的密度和在125℃時(shí)在10到40之間的門尼粘度(ML1+4)。丙稀以10到50wt％的量存在于共聚物或者三元共聚物中，以及二烯烴以0到12wt％的量存在。在三元共聚物中使用的二烯烴的例子是己二烯、二環(huán)戊二烯和亞乙基降冰片烯。考慮聚乙烯和EPR的混合物。
本發(fā)明還改進(jìn)了絕緣屏蔽層的制造，由此的組合物和電纜擠出加工性能。NBR是粘性橡膠。在制造操作中的材料傳輸線中很難輸送。NBR具有很高的粘性，使得通過(guò)NBR的增加顯著地增加膠料粘度。相反，對(duì)于絕緣屏蔽層和由此的組合物的大量生產(chǎn)，非常短鏈的支鏈聚合物容易輸送。由于和NBR的粘性相比，具有非常短鏈的聚合物具有較低的粘性，所以和包括NBR的膠料相比，具有非常短鏈的聚合物的絕緣屏蔽組合物顯著地改善了可加工性能。
優(yōu)選地，通過(guò)反應(yīng)地化合組分來(lái)制備半導(dǎo)電絕緣屏蔽組合物。
實(shí)施例下述的實(shí)施例舉例說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，并應(yīng)當(dāng)理解為是說(shuō)明性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，在附帶的權(quán)利要求中限定本樣品制備可以在多種熔融混合器，例如BrabenderTM混合器、BanburyTM混合器、輥壓機(jī)、BussTM共捏合機(jī)、雙螺桿捏合擠出機(jī)以及單或雙螺桿擠出機(jī)中制備可硫化的半導(dǎo)電屏蔽組合物。
在150℃的設(shè)定溫度15分鐘，以40rpm在Brabender工作臺(tái)混合器中制備可硫化的半導(dǎo)電組合物，并用于板粘接測(cè)試。
在用于電纜擠出的BussTM共混和機(jī)制備可硫化的半導(dǎo)電組合物。具有三層的15kV的電纜被擠出到#1/0-19W的絞合鋁導(dǎo)線上。對(duì)于導(dǎo)體的屏蔽層/絕緣層/絕緣屏蔽層，用于電纜的目標(biāo)尺寸是0.015英寸/0.175英寸/0.040英寸(0.4mm/4.4mm/1.0mm)。
在850(454攝氏度)時(shí)制備導(dǎo)體。導(dǎo)體溫度是大約92-94(33攝氏度-34攝氏度)，在和導(dǎo)電屏蔽層一起擠出之前，緊接著是擠出絕緣層和絕緣屏蔽層。
在電纜擠出過(guò)程中，目測(cè)檢查導(dǎo)電屏蔽層的表面。電纜一從擠出機(jī)出來(lái)，就在具有145psi的壓力下的熱氮條件下交聯(lián)電纜。連續(xù)的硫化(CV)管的線長(zhǎng)度是大約120英尺(36.6米)。電纜在CV管中的停留時(shí)間是大約4分鐘。整個(gè)線速度是30英尺/分鐘(9米/分鐘)。
HFDE-4201絕緣導(dǎo)致133％和102％熱蠕變百分比。對(duì)于熱蠕變的AEIC CS8-87規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)低于交聯(lián)的聚乙烯絕緣的175％。
對(duì)于板粘接的測(cè)試方法通過(guò)壓模成型由絕緣屏蔽配方顆粒(formulation pellet)和絕緣層配方顆粒制備單層板。
在壓模成型之前，將顆粒融化在兩個(gè)輥壓機(jī)上。如果需要交聯(lián)，添加有機(jī)過(guò)氧化物。用于屏蔽顆粒的壓模成型的溫度是100℃。使用大約65克的屏蔽配方制備30mil的板。
用于壓模成型絕緣顆粒的溫度是130℃。使用大約135克的絕緣配方制備125mil的板。將稱重的材料夾在兩個(gè)MylarTM塑料板之間并通過(guò)鋁箔板由壓板制備。
對(duì)于壓模成型使用下述典型的壓力和時(shí)間周期a)2000psi(磅每平方英寸)5分鐘；b)5000psi 3分鐘；然后c)5000磅的壓力下淬火冷卻10分鐘。
然后通過(guò)在壓力下固化兩個(gè)單板(一個(gè)屏蔽板和一個(gè)絕緣板)構(gòu)成粘接板的夾層。從單板去除MylarTM板并修整任何多余的部分。將125mil的修整絕緣板放置在75mil的模子中。至少絕緣板的上邊緣的2英寸(5cm)被MylarTM板的帶覆蓋，以阻止粘接到將形成“拉伸臺(tái)”的區(qū)域中的屏蔽板。然后將30mil的屏蔽板放置在絕緣板的上部。通過(guò)MylarTM板將夾層從壓板分開(kāi)，并放置在壓力機(jī)中。然后密封壓力機(jī)并在130攝氏度時(shí)保持1000psi的壓力4分鐘。然后在190℃(大約180psig)將蒸汽引入到壓力機(jī)中。在20000psi 15分鐘的淬火冷卻循環(huán)之后，實(shí)現(xiàn)20000psi 25分鐘(包括從130℃到190℃的加熱時(shí)間)的固化循環(huán)。
從壓力機(jī)去除夾層，去除MylarTM板，修整多余的，并將夾層切成5個(gè)樣品(每個(gè)1.5英寸(3.8cm)寬大約6英寸(15.2cm)長(zhǎng))。在進(jìn)行任何進(jìn)一步的測(cè)試之前，將這些樣品放置在23℃和50％的相對(duì)濕度的氣候控制的房間中一整夜。
在每個(gè)樣品的中心標(biāo)識(shí)0.5英寸(1.3cm)的剝離。使用剃刀沿著每條線切割，使得黑色材料被一直切割到絕緣板。借助于回轉(zhuǎn)輪和InstronTM或者類似的張力裝置獲得剝離試驗(yàn)。將每個(gè)樣品安裝到輪子上，而所述中心帶安裝在張力機(jī)器的叉鉗中，用這樣的方式張力機(jī)器將從夾板拉出中心帶，同時(shí)輪子將旋轉(zhuǎn)，以維持板的表面外形垂直于張力的方向。在測(cè)試過(guò)程中，張力機(jī)器的叉鉗將以20英寸(50.8cm)/分鐘的線速度行進(jìn)，并且當(dāng)大約0.5英寸(1.3cm)的未剝皮材料剩余時(shí)應(yīng)當(dāng)停止。從測(cè)試將記錄最大負(fù)載和最小負(fù)載，而不管被剝離的第一和最后的英寸(2.54cm)。板的剝離力等于以1磅/0.5英寸記錄的最大負(fù)載。
用于電纜剝離張力的測(cè)試方法用劃痕工具從電纜向下朝著絕緣層形成具有0.5英寸(1.3cm)間隔的兩個(gè)平行切口，設(shè)計(jì)該劃痕工具以去除平行于電纜軸的帶中的絕緣屏蔽層。將劃痕工具的深度設(shè)置為不超過(guò)1mil，小于絕緣屏蔽層的指定最小點(diǎn)厚度。為了得到所需的測(cè)試溫度，在所需溫度下的分隔室中調(diào)節(jié)樣品。用和板粘接測(cè)試中相同過(guò)程的InstronTM測(cè)試以1磅/0.5英寸記錄的剝離張力。
實(shí)施例1-2，4-6和比較例3和7在表1和2中以重量百分比列出用于實(shí)施例1、2、4-6以及比較例3和7的原料的濃度。
乙烯/乙烯基乙酸酯共聚物具有30克/10分鐘的熔融指數(shù)、0.95克/厘米3的密度，包含33wt％的醋酸乙烯酯并從DuPont可以買到。丁烯共聚物具有45克/10分鐘的熔融指數(shù)，0.89克/厘米3的密度，并從Basell Corporation可以買到。
丙烯共聚物具有25克/10分鐘的熔體流動(dòng)速率，0.87克/厘米3的密度，并從Dow Chemical Company可以買到。丁腈橡膠(NBR)具有0.98克/厘米3的密度，并從Zeon Chemicals可以買到。
聚(1-丁烯)共聚物包含94wt％的1-丁烯和6wt％的乙烯共聚單體。聚丙烯共聚物包含92wt％的丙烯和8wt％的乙烯共聚單體。
絕緣襯底包括HFDE-4201的可交聯(lián)聚乙烯絕緣材料和HFDB-4202的水性枝化抑制劑(water tree-retardant)可交聯(lián)的聚乙烯絕緣材料。兩種絕緣材料具有0.92克/厘米3的密度，并從Dow Chemical Company可以買到。
實(shí)施例1和2以及比較例3實(shí)施例1和2以及比較例3舉例說(shuō)明了本發(fā)明的電纜。
在23℃、-10℃和-25℃時(shí)，測(cè)量需要去除電纜中具有來(lái)自HFDE-4201絕緣材料的EVA/丁烯共聚物的新絕緣屏蔽層的剝離力。在23℃時(shí)，測(cè)量需要去除電纜中具有來(lái)自HFDB-4202絕緣材料的EVA/聚丁烯共聚物的新絕緣屏蔽層的剝離力。
在100℃時(shí)，將評(píng)價(jià)的材料暴露于熱循環(huán)老化條件下2個(gè)星期(8小時(shí)加熱/16個(gè)小時(shí)制冷)。
相對(duì)于此，在本發(fā)明的實(shí)施例即試樣號(hào)碼1～3中，是在X≥85且0.9≤X/Y≤1.1的范圍內(nèi)形成的積層型壓電致動(dòng)器，所以促進(jìn)了在內(nèi)部電極2與外部電極4之間銀的相互擴(kuò)散，從而內(nèi)部電極2與外部電極4的接合變得牢固，所以2×108次循環(huán)之后也可以得到49μm的變位量，又，2×108次循環(huán)之后在外部電極4中并沒(méi)有產(chǎn)生瞬態(tài)放電或者斷線等的異常，從而作為積層型壓電致動(dòng)器具有好的耐久性。
實(shí)施例三在實(shí)施例三中，在使用以在銀-鈀合金中加入壓電陶瓷的焙燒粉末而成的導(dǎo)電性糊劑來(lái)形成的內(nèi)部電極2而制作的積層型壓電致動(dòng)器中，使具有導(dǎo)電材料與壓電材料的內(nèi)部電極2的銀的重量比率為Z(％)，以在外部電極4中的銀重量比率Y(％)與內(nèi)部電極2中的銀重量比率Z(％)來(lái)形成積層型壓電致動(dòng)器，并驗(yàn)證Z/Y的值與積層型壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)。制造方法與實(shí)施例二相同。
對(duì)上述那樣得到的積層型壓電致動(dòng)器，施加185V的直流電壓時(shí)，在所有試樣中，都在積層方向上得到49μm的變位量。進(jìn)而，在室溫下以150Hz的頻率對(duì)這些積層型壓電致動(dòng)器施加0～+185V的交流電場(chǎng)，進(jìn)行循環(huán)5×108次的驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。結(jié)果如表2所示。
133wt％的醋酸乙烯酯，熔融指數(shù)3026wt％的乙烯，熔融指數(shù)45，密度＝0.89g/cm338wt％的乙烯，密度＝0.87g/cm34丁腈橡膠5來(lái)自Akzo-Nobel的加工助劑64，4′-雙(α，α′-二甲苯甲基)二苯胺，可以從Uniroyal Chemical買到7具有二丁基鄰苯二甲酸酯吸附(106cm3/100g)，碘吸附(43mg/g)的導(dǎo)電性爐法炭黑8α，α′-雙(端(term)-過(guò)氧化丁基)-二異丙基苯混合物，從GEO Specialty Chemicals可以買得到9HFDE-4201，具有密度為0.92g/cm3的可交聯(lián)聚乙烯絕緣10HFDB-4202，具有密度為0.92/cm3的水性枝狀抑制劑可交聯(lián)的聚乙烯絕緣實(shí)施例4-6和比較例7實(shí)施例4-6和比較例7進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)室板。
表2
9HFDE-4201，具有密度為0.92g/cm3的可交聯(lián)聚乙烯絕緣材料10HFDB-4202，具有密度為0.92g/cm3的水溶性枝狀抑制劑可交聯(lián)的聚乙烯絕緣材料；實(shí)施例8-13和比較例14和15在這組例示性的組合物中，化合溫度足夠高以在停留時(shí)間中熱降解混料機(jī)中的過(guò)氧化物。稍后在分批循環(huán)中或者在連續(xù)的混料機(jī)的下游添加抗氧化物。將額外的過(guò)氧化物浸泡在做成顆粒形的混合物中。
在舉例說(shuō)明的配方中，實(shí)施例8-13中評(píng)價(jià)兩種丙烯共聚物。丙烯共聚物1是具有2克/10分鐘的熔體流動(dòng)速率的9％的乙烯/丙烯的無(wú)規(guī)共聚物。丙烯共聚物2是具有25克/10分鐘的熔體流動(dòng)速率的12％的乙烯/丙烯的無(wú)規(guī)共聚物。兩種丙烯共聚物具有大約80攝氏度的峰值熔點(diǎn)。
使用的絕緣襯底是HFDB-4202水性枝狀抑制劑可交聯(lián)的聚乙烯絕緣材料，從Dow Chemical Company可以買到。使用三種有機(jī)過(guò)氧化物。有機(jī)過(guò)氧化物1是Triganox 101TM2，5-二甲基-2，5-二-(過(guò)氧化叔丁基)己烷，從Akzo Nobel可以買到。有機(jī)過(guò)氧化物2是雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙基苯和叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物以80∶20的混合物，從GEO Specialty Chemicals可以買得到。有機(jī)過(guò)氧化物3是Lupersol 130TM2，5-二甲基-2，5-二(過(guò)氧化叔丁基)己烷，從Elf Atochem可以買到。
舉例說(shuō)明的配方在HFDB-4202絕緣材料上被共擠出，并隨后在干燥氮?dú)獾倪B續(xù)硫化工藝中固化。沿軸記下從12英寸(30.5cm)長(zhǎng)的電纜芯的絕緣屏蔽材料，以限定半英寸寬的剝離。
用InstronTM張力裝置獲得90度的剝落測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中張力裝置的叉鉗以20英寸(50.8cm)/分鐘的線速度行進(jìn)。確定并記錄最大的張力作為電纜剝離張力。
還從絕緣材料去除絕緣屏蔽材料以產(chǎn)生用于“熱蠕變”測(cè)試的張力樣品(如在AEIC和ICEA/NEMA標(biāo)準(zhǔn)中所述的)。將0.2Mpa的張力施加到處于150攝氏度的循環(huán)空氣爐中的張力樣品15分鐘。在加負(fù)載之前用相隔1英寸(2.54cm)的線標(biāo)記樣品，并且在測(cè)試之后將標(biāo)記的間隔的變化百分比記錄為熱蠕變伸長(zhǎng)(Hot Creep Elongation)。不可恢復(fù)的變形記錄為熱凝固(Hot Set)。
在110攝氏度對(duì)例舉的材料老化4個(gè)小時(shí)之后，測(cè)試以1磅/0.5英寸記錄的松弛電纜剝離張力(Relaxed Cable Strip Tension)。這些測(cè)試值和較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的松弛測(cè)試相關(guān)，也就是在暴露于100攝氏度下2周后確定的那些測(cè)試值。
表3
a在混料機(jī)中添加/反應(yīng)有機(jī)過(guò)氧化物b將有機(jī)過(guò)氧化物浸泡在混合的小顆粒中本發(fā)明的全部舉例說(shuō)明的配方和比較例14相比顯示出了電纜剝離張力水平的降低。如比較例15所示，通過(guò)采用未固化的并含有橡膠的絕緣屏蔽層配方，所以可能獲得的粘著力更低。
用于本發(fā)明的實(shí)施例的變形量和不可恢復(fù)的變形量足以滿足可剝離的絕緣屏蔽層應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
反應(yīng)性地混合的實(shí)施例16-19實(shí)施例16-19比較通過(guò)反應(yīng)的混合方法和物理混合方法制備的本發(fā)明的組合物。用從The Dow Chemical Company買得的HFDB-4202的水性樹(shù)枝狀抑制劑可交聯(lián)的聚乙烯絕緣評(píng)價(jià)所有的樣品。
制備板并根據(jù)在標(biāo)題“對(duì)于板粘接的測(cè)試方法”的部分中列出的描述測(cè)試板的粘接值。
在實(shí)施例16-19的舉例說(shuō)明的配方中評(píng)價(jià)兩種丙烯共聚物。丙烯共聚物3是具有2克/10分鐘的熔體流動(dòng)速率的12％的乙烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物，在實(shí)施例16和17中使用該共聚物。丙烯共聚物4是具有25克/10分鐘的熔體流動(dòng)速率的12％的乙烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚物，在實(shí)施例18和19中使用該共聚物。兩種丙烯共聚物均具有大約80攝氏度的峰值熔點(diǎn)。每種配方包括比例為2∶1的EVA/丙烯共聚物和36.5wt％的導(dǎo)電碳黑。
反應(yīng)地混合包括從Akzo Nobel可買得的0.2wt％的Triganox 101TM2，5-二甲基-2，5-二-(過(guò)氧化叔丁基)己烷。在混合工藝的過(guò)程中反應(yīng)Triganox 101TM。
對(duì)于每種配方(反應(yīng)地混合的配方和物理地混合的配方)將0.40wt％量的有機(jī)過(guò)氧化物(也就是，有機(jī)過(guò)氧化物2或者有機(jī)過(guò)氧化物3)浸泡在配方的組合物中。也就是，對(duì)于反應(yīng)地混合的配方，首先在混合的步驟中反應(yīng)Triganox 101TM，并然后將附加的有機(jī)過(guò)氧化物浸泡在化合的配方中。
有機(jī)過(guò)氧化物2是從GEO Specialty Chemicals可以買得的雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙基苯和叔丁基異丙苯基過(guò)氧化物以80∶20的混合物。有機(jī)過(guò)氧化物3是從Elf Atochem可以買得的Lupersol 130TM2，5-能夠很好地進(jìn)行在形式上是否相同檢查，或進(jìn)行更一般化的模型檢查。
在將來(lái)的研究中，我們希望進(jìn)一步研究Lyee方法論的語(yǔ)義，使Lyee方法論更簡(jiǎn)單化，能夠根據(jù)要件生成可靠性更高的最優(yōu)化的代碼。為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，正在考慮定義Lyee計(jì)算法的進(jìn)程間的適合(congruence)關(guān)系，借此證明由此開(kāi)始?xì)w結(jié)出來(lái)的最優(yōu)化的正確性。
實(shí)施例2<附錄>
實(shí)例研究2-存在2個(gè)畫(huà)面的情況為了表示出多個(gè)畫(huà)面之間的相互作用，針對(duì)由2個(gè)畫(huà)面構(gòu)成的程序的情況進(jìn)行描述。

圖14是表示該程序的畫(huà)面的圖。該程序啟動(dòng)后，顯示出畫(huà)面S1。在畫(huà)面S1，用戶輸入單詞a，等待輸出單詞b的值。按下按鈕B2后，顯示出畫(huà)面S2，等待輸出單詞b的值。在畫(huà)面S2按下按鈕B0后，程序結(jié)束。
總結(jié)圖14的程序的要件聲明，可得畫(huà)面S1的要件(表17)和畫(huà)面S2的要件(表18)。
權(quán)利要求
1.一種絕緣屏蔽組合物，其能夠有效用于通過(guò)自由基聚合反應(yīng)的交聯(lián)，該組合物包括(a)至少一種非常短鏈的支鏈聚合物；(b)至少一種不飽和酯互聚物，其是乙烯和至少一種不飽和酯的聚合物，該不飽和酯選自乙烯基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物，其中基于不飽和酯互聚物的重量，酯單體以15wt％到50wt％的量存在；以及(c)導(dǎo)電性炭黑，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的總量為滿足如下條件其將為絕緣屏蔽組合物構(gòu)成的絕緣屏蔽提供一定的剝離力，以使得該絕緣屏蔽在已固化時(shí)在100℃存儲(chǔ)2個(gè)星期之后，在23℃時(shí)該絕緣屏蔽具有大于3磅(1.4kg)/半英寸(1.3cm)的剝離力和在23℃時(shí)具有不超過(guò)不大于24磅(10.9kg)/半英寸(1.3cm)的初始剝離力。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述至少一種非常短鏈的支鏈聚合物具有如下通式-(CH2-CHR)x-(CH2-CH2)y其中R是包含1到12個(gè)碳原子的短鏈支鏈化的烷基基團(tuán)，x和y是摩爾百分比，x＝50-100，y＝0-50，和x+y＝100。
3.如權(quán)利要求2所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述至少一種非常短鏈的支鏈聚合物具有每1000個(gè)碳原子用250到500個(gè)短鏈支鏈取代的主鏈。
4.如權(quán)利要求1或2所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物具有通過(guò)差示掃描量熱法測(cè)量的從20℃到120℃的熔點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1、2或4所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述的絕緣屏蔽組合物包括(a)1到75wt％的非常短鏈的支鏈聚合物；(b)40到75wt％的不飽和酯互聚物；和(c)25到45wt％的炭黑。
6.如權(quán)利要求5所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物以1到40wt％的量存在。
7.如權(quán)利要求5所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物以1到20wt％的量存在。
8.如權(quán)利要求5所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物是聚(α-烯烴)共聚物。
9.如權(quán)利要求8所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述非常短鏈的支鏈聚合物是丙烯/乙烯共聚物。
10.如權(quán)利要求1、2、5或8所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述的不飽和酯互聚物是乙烯和乙烯基酯的聚合物。
11.如權(quán)利要求1所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述至少一種非常短鏈的支鏈聚合物以不超過(guò)20wt％的量存在。
12.如權(quán)利要求11所述的絕緣屏蔽組合物，其中所述的絕緣屏蔽組合物包括不超過(guò)1wt％的丙烯腈/丁二烯橡膠。
13.如權(quán)利要求1所述的絕緣屏蔽組合物，其中基于非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的重量，導(dǎo)電性炭黑以至少25wt％的量存在。
14.一種電力電纜，其包括導(dǎo)體、絕緣層和由絕緣屏蔽組合物構(gòu)成的絕緣屏蔽，該絕緣屏蔽組合物包括(a)至少一種非常短鏈的支鏈聚合物；(b)至少一種不飽和酯互聚物，其是乙烯和至少一種不飽和酯的聚合物，該不飽和酯選自乙烯基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物，其中基于不飽和酯互聚物互聚物的重量，酯單體以15wt％到50wt％的量存在；以及(c)基于非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的重量，至少25wt％的導(dǎo)電性炭黑，其中非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的總量為滿足如下條件其將為絕緣屏蔽組合物構(gòu)成的絕緣屏蔽提供一定的剝離力，以使得在已固化時(shí)在100℃存儲(chǔ)2個(gè)星期之后，在23℃時(shí)該絕緣屏蔽具有大于3磅(1.4kg)/半英寸(1.3cm)的剝離力和在23℃時(shí)具有不超過(guò)不大于24磅(10.9kg)/半英寸(1.3cm)的初始剝離力。
15.一種制造絕緣屏蔽的方法，包括自由基交聯(lián)該絕緣屏蔽組合物，該絕緣屏蔽組合物包括(a)至少一種非常短鏈的支鏈聚合物；(b)至少一種不飽和酯互聚物，其是乙烯和至少一種不飽和酯的聚合物，該不飽和酯選自乙烯基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物，其中基于不飽和酯互聚物互聚物的重量，酯單體以15wt％到50wt％的量存在；以及(c)基于非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的重量，至少25wt％的導(dǎo)電性炭黑，其中非常短鏈的支鏈聚合物、不飽和酯互聚物和導(dǎo)電性炭黑的總量為滿足如下條件其將為絕緣屏蔽組合物構(gòu)成的絕緣屏蔽提供一定的剝離力，以使得在已固化時(shí)在100℃存儲(chǔ)2個(gè)星期之后，在23℃時(shí)該絕緣屏蔽具有大于3磅(1.4kg)/半英寸(1.3cm)的剝離力和在23℃時(shí)具有不超過(guò)不大于24磅(10.9kg)/半英寸(1.3cm)的初始剝離力。
16.用于制造權(quán)利要求15所述的絕緣屏蔽的方法，其中所述的絕緣屏蔽組合物反應(yīng)地混合。
全文摘要
本發(fā)明總地說(shuō)來(lái)涉及一種半導(dǎo)電電力電纜屏蔽層，具有這種屏蔽層的電纜和用于制造這種屏蔽層的組合物。該半導(dǎo)電屏蔽可以從電力電纜絕緣層剝離，耐熱老化，在電纜擠出的過(guò)程中具有改善的可加工性能，并包括很少的或者不包括丁腈橡膠(NBR)。
文檔編號(hào)H01B1/24GK1856844SQ200480027900
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者S·J·韓, T·J·佩爾松, J·克利爾 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司