專利名稱：具有包含含有極性基團(tuán)、水解硅烷基團(tuán)的聚烯烴并且包括硅醇縮合的絕緣層的低壓電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含絕緣層的低壓電力電纜，該絕緣層包含具有極性基團(tuán)和水解硅烷基團(tuán)的聚烯烴，并且包括用于其制備過(guò)程的硅醇縮合催化劑，并且涉及所述聚烯烴在制備用于低壓電力電纜的絕緣層中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
用于低電壓即低于6kV的電壓的電力電纜通常包含由絕緣層包覆的電導(dǎo)體。這樣的電纜在下文中是指單線電纜。任選地，兩種或更多種這樣的單線電纜可以用普通的最外護(hù)套層即護(hù)套所環(huán)繞。
低壓電力電纜的絕緣層通常由包含例如聚烯烴的聚合物基質(zhì)樹(shù)脂的聚合物組合物制得。通常用作基質(zhì)樹(shù)脂的材料為聚乙烯。
此外，在最終的電纜中，聚合物基質(zhì)樹(shù)脂通常是交聯(lián)的。
除了聚合物基質(zhì)樹(shù)脂，用于低壓電力電纜的絕緣層的聚合物組合物通常進(jìn)一步包含添加劑，以增強(qiáng)電纜絕緣層的物理性質(zhì)，并且增加其對(duì)不同周?chē)h(huán)境條件的抵抗力。添加劑的總量一般為總聚合物組合物的大約0.3～5wt％，優(yōu)選大約1～4wt％。添加劑包括例如用于抵抗因氧化和輻射等而降解的抗氧劑的穩(wěn)定添加劑；例如硬脂酸的潤(rùn)滑添加劑；和例如有助于絕緣組合物中的乙烯聚合物的交聯(lián)的過(guò)氧化物的交聯(lián)添加劑。
與低壓(＜6kV)電力電纜形成對(duì)比，中(＞6～68kV)或高壓(＞68kV)電力電纜由多個(gè)繞電導(dǎo)體擠出的聚合物層組成。電導(dǎo)體首先由內(nèi)半導(dǎo)體層、隨后由絕緣層、然后由外半導(dǎo)體層包覆，各層都是基于交聯(lián)聚乙烯。在該電纜核心層的外部、以及在外表上通常涂覆基于聚烯烴的護(hù)套層，所述電纜核心層由阻水層、金屬屏蔽層和襯墊(使電纜成圓形的聚合物層)組成。這些電纜的絕緣層的厚度在5～25mm范圍內(nèi)。
由于在低壓電力電纜中，絕緣層通常較薄，例如0.4～3mm，并且直接包覆在電導(dǎo)體上，絕緣層是環(huán)繞每個(gè)單傳導(dǎo)核心的唯一層，因此，絕緣層必須具有良好的例如斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂拉伸強(qiáng)度的機(jī)械性質(zhì)是很重要的。但是，當(dāng)該薄聚烯烴層向冷導(dǎo)體擠出時(shí)，其機(jī)械性質(zhì)會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞。為了這個(gè)原因，當(dāng)在導(dǎo)體上擠出含有聚烯烴的絕緣層時(shí)，通常使用預(yù)熱的導(dǎo)體，但是，與如PVC的材料相比，這是缺點(diǎn)。此外，薄聚烯烴層的機(jī)械性質(zhì)會(huì)受從涂覆于電纜核心外部的圍繞襯墊和護(hù)套層遷移到其內(nèi)的增塑劑的負(fù)面影響，這樣在低電壓電纜中通常是基于PVC的。
此外，優(yōu)選低壓電力電纜間的電纜接頭以以下方式形成，剝離在需連接的兩電纜的端部處的部分絕緣層、連接電導(dǎo)體后，覆蓋接點(diǎn)導(dǎo)體的新絕緣層通常由聚氨酯聚合物形成。因此，原有絕緣層的聚合物組合物對(duì)用于修復(fù)絕緣層的聚氨酯聚合物具有良好的粘附性是很重要的，從而即使是在機(jī)械壓力下，在電纜接頭處的層也不會(huì)被毀壞。
更進(jìn)一步地，由于低壓電力電纜的絕緣層通常通過(guò)在導(dǎo)體上直接擠出而形成，因此用于絕緣層的聚合物組合物顯示良好的擠出行為，并且在擠出后，仍保持良好的機(jī)械性質(zhì)是很重要的。
WO 95/17463描述了磺酸作為縮合催化劑，被加入到含有3～30wt％的LD、PE或EBA的母料中的應(yīng)用。
WO 00/36612描述了具有良好電性質(zhì)，尤其是長(zhǎng)期性(long timeproperty)的中/高壓(MV/HV)電力電纜。這些MV/HV電纜總具有內(nèi)半導(dǎo)體層和其外的絕緣層。因?yàn)樗麄兓旧嫌上嗤牟牧?，即聚乙烯化合物制成，所以這些層之間的粘附力通常很好。相反，本發(fā)明致力于低壓電力電纜，并且尤其解決了絕緣層對(duì)導(dǎo)電層的粘附力的問(wèn)題，及與在導(dǎo)體上直接擠出相關(guān)的問(wèn)題。
WO 02/88239教導(dǎo)了如何為酸縮合催化劑選擇添加劑。
US 5,225,469描述了基于乙烯-乙烯基酯和乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物的聚合物組合物，其可交聯(lián)以提供為電線和電纜制品提供絕緣涂層。
EP 1 235 232教導(dǎo)了基于包含極性基團(tuán)和無(wú)機(jī)材料的組合物材料的電纜的涂覆層。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顯示良好的機(jī)械性質(zhì)，并同時(shí)顯示對(duì)聚氨酯聚合物的良好粘附性及擠出后仍保持良好的機(jī)械性質(zhì)的具有絕緣層的低壓電力電纜，本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種具有絕緣層的低壓電力電纜，該絕緣層具有對(duì)增塑劑從PVC遷移到層內(nèi)而引起的機(jī)械性質(zhì)的惡化具有增強(qiáng)的抵抗力。
本發(fā)明基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即，如果絕緣層含有包含0.02～4mol％具有極性基團(tuán)的化合物、并進(jìn)一步包含具有水解硅烷基團(tuán)的化合物的聚合物，而且包括0.0001～3wt％的硅醇縮合催化劑，則可以提供該低壓電力電纜。
因此本發(fā)明提供了一種含有絕緣層的低壓電力電纜，該絕緣層具有低于1100kg/m3的密度，其包含聚烯烴，所述聚烯烴含有0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物、并進(jìn)一步包含具有水解硅烷基團(tuán)的化合物，而且絕緣層進(jìn)一步包括0.0001～3wt％的硅醇縮合催化劑。
驚奇地發(fā)現(xiàn)包含含有0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物、并進(jìn)一步包含具有水解硅烷基團(tuán)的化合物的聚烯烴，而且包括0.0001～3wt％的硅醇縮合催化劑的絕緣層決定性地增加對(duì)聚氨酯聚合物的粘附力，因此根據(jù)本發(fā)明的低壓電力電纜間的耐用接合處可用聚氨酯聚合物填料制成。
同時(shí)，電纜的絕緣層實(shí)現(xiàn)了對(duì)低壓電力電纜的機(jī)械性質(zhì)的苛刻要求。尤其是增加了斷裂伸長(zhǎng)率。LV電纜常安裝在建筑物中。單線電纜常安裝在管線中，并且在安裝過(guò)程中，單線電纜從長(zhǎng)管道中拉出。銳利的拐角和其它特別的安裝會(huì)引起電纜絕緣層的損壞。根據(jù)本發(fā)明的低壓電力電纜由于其增強(qiáng)的斷裂伸長(zhǎng)率，從而在安裝中有效地防止了這樣的斷裂。
此外，在擠出過(guò)程中，為獲得最終絕緣層良好的機(jī)械性質(zhì)，在不預(yù)熱或小程度預(yù)熱導(dǎo)體的范圍內(nèi)絕緣層顯示出改進(jìn)的擠出行為是必要的。
最后，當(dāng)與PVC老化時(shí)，絕緣層保持良好的機(jī)械性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的低壓電力電纜在各個(gè)需要的參數(shù)方面被謹(jǐn)慎地優(yōu)化。機(jī)械強(qiáng)度與PVC增塑劑的低吸收的結(jié)合是關(guān)鍵參數(shù)。本發(fā)明另一個(gè)重要方面是低量的極性基團(tuán)。這對(duì)于低壓電力電纜尤其重要，因?yàn)樗麄儽仨毷浅杀旧戏浅Ｓ行У摹Ｔ摰蛪弘娏﹄娎|通常是僅由一個(gè)復(fù)合絕緣層和通常相當(dāng)薄的夾套層而制得的。該層具有高的電阻率和良好的機(jī)械強(qiáng)度的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。這可以通過(guò)低量的極性基團(tuán)而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的另一個(gè)方面是制備具有良好磨損性質(zhì)的化合物。如果組合物包含大量的共聚物，則組合物將較軟。這意味著磨損會(huì)較低。在例如具有高度的振動(dòng)的工業(yè)應(yīng)用中磨損很重要。這是極性基團(tuán)的量必須低的另外一個(gè)原因。
表述“含有極性基團(tuán)的化合物”旨在涵蓋了只使用一種含有極性基團(tuán)的化學(xué)化合物的情況，和使用兩種或多種該化合物的情況。
優(yōu)選地，極性基團(tuán)選自硅氧烷、酰胺、酸酐、羧基、羰基、羥基、酯和環(huán)氧基團(tuán)。
例如，所述的聚烯烴可通過(guò)聚烯烴與包含極性基團(tuán)的化合物進(jìn)行接枝而制備，即，通過(guò)通常在自由基反應(yīng)中添加包含極性基團(tuán)化合物進(jìn)行聚烯烴的化學(xué)改性而制備。例如US 3,646,155和US 4,117,195中描述了接枝。
但是，優(yōu)選通過(guò)烯烴單體與具有極性基團(tuán)的共聚單體的共聚制備所述的聚烯烴。在這種情況下，全部的共聚單體通過(guò)“具有極性基團(tuán)的化合物”表述。因此，已通過(guò)共聚反應(yīng)獲得的聚烯烴中的具有極性基團(tuán)的化合物的重量分?jǐn)?shù)可以簡(jiǎn)單地通過(guò)已經(jīng)聚合為聚合物的單體和含有極性基團(tuán)的共聚單體的重量比率而計(jì)算。例如，當(dāng)所述聚烯烴是通過(guò)烯烴單體與含有極性基團(tuán)的乙烯基化合物共聚而制備時(shí)，聚合后形成了聚合物主鏈部分的乙烯基部分構(gòu)成“含有極性基團(tuán)的化合物”的重量分?jǐn)?shù)。
作為具有極性基團(tuán)的共聚單體的例子，可提及的如下(a)乙烯基羧酸酯，例如醋酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯，(b)(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸羥乙酯，(c)烯烴類不飽和羧酸，例如(甲基)丙烯酸、馬來(lái)酸和反丁烯二酸，(d)(甲基)丙烯酸衍生物，例如(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酸酰胺，和(e)乙烯基醚，例如乙烯基甲基醚和乙烯基苯基醚。
在這些共聚單體中，優(yōu)選例如醋酸乙烯酯的具有1～4個(gè)碳原子的一元羧酸的乙烯酯和例如(甲基)丙烯酸甲酯的具有1～4個(gè)碳原子的醇的(甲基)丙烯酸酯。特別優(yōu)選的共聚單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯?？山M合使用兩種或多種該烯烴類不飽和化合物。術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸”旨在包括丙烯酸和甲基丙烯酸。
優(yōu)選地，所述聚烯烴含有至少0.05mol％、更優(yōu)選0.1mol％，再更優(yōu)選0.2mol％的含有極性基團(tuán)的極性化合物。此外，烯烴化合物含有不多于2.5mol％、更優(yōu)選不多于2.0mol％，再更優(yōu)選不多于1.5mol％的含有極性基團(tuán)的極性化合物。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述聚烯烴為乙烯均聚或共聚物，優(yōu)選均聚物。
在低壓電力電纜已通過(guò)擠出制備后，優(yōu)選交聯(lián)用于制備絕緣層的聚烯烴。實(shí)現(xiàn)該交聯(lián)的常規(guī)方式是將過(guò)氧化物包含到聚合物組合物中，所述過(guò)氧化物在擠出后通過(guò)加熱被分解，反過(guò)來(lái)又影響交聯(lián)。通常，基于需被交聯(lián)的聚烯烴的量，1～3wt％、優(yōu)選大約2wt％的過(guò)氧化物交聯(lián)劑加入到用于制備絕緣層的組合物中。
但是，優(yōu)選通過(guò)將可交聯(lián)基團(tuán)包含至用于絕緣層制備的含有具有極性基團(tuán)的化合物的聚烯烴中的方式影響交聯(lián)。
水解硅烷基團(tuán)可通過(guò)例如US 3,646,155和US 4,117,195中描述的接枝引入到聚合物中，或者優(yōu)選通過(guò)含有硅烷基團(tuán)的共聚單體的共聚引入到聚合物中。
具有硅烷基團(tuán)的共聚單體通過(guò)術(shù)語(yǔ)“具有硅烷基團(tuán)的化合物”表示。
優(yōu)選通過(guò)共聚合獲得含有硅烷基團(tuán)的聚烯烴。在聚烯烴、優(yōu)選聚乙烯的情況下，優(yōu)選以由通式R1SiR2qY3-q(I)代表的不飽和硅烷化合物進(jìn)行共聚反應(yīng)，其中，R1為烯鍵式不飽和烴基、酰氧烴基(hydrocarbyloxy)或(甲基)丙烯酰氧基烴基基團(tuán)，R2為脂肪族飽和烴基基團(tuán)，Y可以為相同或不同的水解有機(jī)基團(tuán)，和
q為0、1或2。
不飽和硅烷化合物的具體例子是其中R1為乙烯基、烯丙基、異丙烯基、丁烯基、環(huán)己基或γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基；Y為甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基或烷基-或芳氨基基團(tuán)；和R2，如果存在，為甲基、乙基、丙基、癸基或苯基基團(tuán)的化合物。
優(yōu)選的不飽和硅烷化合物如下述分子式所示，CH2＝CHSi(OA)3(II)其中A為具有1～8個(gè)，優(yōu)選1～4個(gè)碳原子的烴基基團(tuán)。
最優(yōu)選的化合物為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三醋酸基甲硅烷。
例如乙烯的烯烴與不飽和硅烷化合物的共聚反應(yīng)可在任何可導(dǎo)致兩單體共聚合的適合條件下進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的含硅烷聚合物適當(dāng)?shù)睾?.001～15wt％、優(yōu)選0.01～5wt％、最優(yōu)選0.1～2wt％的含硅烷基團(tuán)化合物。
酸性硅醇縮合催化劑的例子包含路易斯酸；無(wú)機(jī)酸，例如硫酸和鹽酸；有機(jī)酸，例如檸檬酸、硬脂酸、乙酸、磺酸和為十二鏈烷酸。
硅醇縮合催化劑的優(yōu)選例子為磺酸和錫有機(jī)化合物。
進(jìn)一步優(yōu)選硅醇縮合催化劑為根據(jù)式(III)的磺酸化合物
ArSO3H (III)或其前體，Ar為烴基取代的芳基基團(tuán)，并且總化合物含有14～28個(gè)碳原子。
優(yōu)選地，Ar為烴基取代的苯或萘環(huán)、烴基或在苯的情況下含有8～20個(gè)碳原子的基團(tuán)和在萘的情況下含有4～18個(gè)碳原子的基團(tuán)。
進(jìn)一步優(yōu)選烴基為具有10～18個(gè)碳原子的烷基取代基，再更優(yōu)選烷基取代基含有12個(gè)碳原子，并且選自十二烷基和四丙基。由于市售可得，最優(yōu)選的芳基基團(tuán)為由具有含12個(gè)碳原子的烷基取代基取代的苯。
目前最優(yōu)選的式(III)化合物為十二烷基苯磺酸和四丙基苯磺酸。
硅醇縮合催化劑也可為式(III)化合物的前體，即通過(guò)水解而轉(zhuǎn)化為式(III)化合物的化合物。例如，此前體為式(III)的磺酸化合物的酸酐。另一個(gè)例子是具有如乙?；乃獗Ｗo(hù)基的式(III)的磺酸，該水解保護(hù)基可通過(guò)水解而除去，以形成式(III)的磺酸。以0.0001～3wt％的量使用硅醇縮合催化劑。
基于用于絕緣層的聚合物組合物中的含有硅醇基團(tuán)的聚烯烴的量，優(yōu)選硅醇縮合催化劑的量為0.001～2wt％，更優(yōu)選0.005～1wt％。
催化劑的有效量取決于所使用的催化劑的分子量。因此，具有低分子量的催化劑比具有高分子量的催化劑需要更少的量。
如果催化劑包含在母料中，優(yōu)選其包含催化劑的量為0.02～5wt％，更優(yōu)選大約0.05～2wt％。
低壓電力電纜的絕緣層優(yōu)選具有0.4～3.0mm的厚度，優(yōu)選2mm或更低，取決于應(yīng)用。
優(yōu)選地，絕緣層直接包覆在電導(dǎo)體上。
此外，用于制備根據(jù)本發(fā)明的低壓電力電纜的包含具有極性基團(tuán)的化合物和進(jìn)一步具有水解硅烷基團(tuán)的化合物的聚烯烴、并包括硅醇縮合催化劑的聚合物組合物允許在未預(yù)熱或只是適當(dāng)預(yù)熱的導(dǎo)體上直接擠出絕緣層，而不損壞最終絕緣層的機(jī)械性質(zhì)。
因此，本發(fā)明也提供了一種制備低壓電力電纜的方法，該低壓電力電纜包含導(dǎo)體和具有低于1100kg/m3密度的絕緣層，其中絕緣層包含包括0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物的聚烯烴，該方法包括在導(dǎo)體上擠出絕緣層，該導(dǎo)體被預(yù)熱到65℃的最高溫度、優(yōu)選預(yù)熱到40℃的最高溫度、再更優(yōu)選在不預(yù)熱的導(dǎo)體上擠出絕緣層。
任選地，可在導(dǎo)體與絕緣層之間應(yīng)用底漆。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及含有0.02～4mol％具有極性基團(tuán)的化合物的聚烯烴在用于低壓電力電纜的具有低于1100kg/m3密度的絕緣層的制備中的應(yīng)用。


現(xiàn)在通過(guò)實(shí)施例和下列附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1顯示對(duì)于聚合物A(對(duì)比)和聚合物D的作為導(dǎo)體的預(yù)熱溫度函數(shù)的斷裂拉伸強(qiáng)度。和圖2顯示對(duì)于聚合物A(對(duì)比)和聚合物D的作為導(dǎo)體的預(yù)熱溫度函數(shù)的斷裂伸長(zhǎng)率。
具體實(shí)施例方式
1、用于絕緣層制備的組合物a)聚合物A(對(duì)比)為已通過(guò)乙烯單體和VTMS共聚單體的自由基共聚反應(yīng)而獲得的含0.23mol％(1.25wt％)乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)的乙烯共聚物。聚合物A具有922kg/m3的密度和1.00g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
b)聚合物B(對(duì)比)為含0.25mol％(1.3wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)的乙烯共聚物，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物B具有925kg/m3的密度和1.1g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
c)聚合物C為含0.25mol％(1.3wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和0.33mol％(1.5wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物C具有925kg/m3的密度和0.9g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
d)聚合物D為含0.26mol％(1.3wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和0.91mol％(4.0wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物D具有925kg/m3的密度和0.8g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
e)聚合物E為含0.30mol％(1.5wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和1.6mol％(7wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物E具有1.69g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
f)聚合物F為含0.34mol％(1.7wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和2.9mol％(12wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物F具有925kg/m3的密度和1.50g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
g)聚合物G為含1.8mol％(8wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體，但不加入含有硅烷基團(tuán)的共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物G具有923kg/m3的密度和0.50g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
h)聚合物H為含4.3mol％(17wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體，但不加入含有硅烷基團(tuán)的共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物H具有925kg/m3的密度和1.20g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)。
i)聚合物I為含0.43mol％(1.9wt％)的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和4.4mol％(17wt％)的丙烯酸丁酯(BA)的乙烯共聚物，除了在聚合過(guò)程中加入丙烯酸丁酯共聚單體外，其通過(guò)與聚合物A同樣的方式獲得。聚合物I具有4.5g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)和928kg/m3的密度。
j)催化劑母料CM-A由1.7wt％的十二烷基磺酸交聯(lián)催化劑、干燥劑和混和在具有BA含量為17wt％、并且MFR2＝8g/10min的乙烯基丙烯酸丁酯(BA)共聚物中的抗氧劑組成。
k)聚氨酯基鑄模樹(shù)脂PU300為本用于1千伏電纜接點(diǎn)的自然著色的未填充雙組分系統(tǒng)(根據(jù)VDE 0291 teil 2型RLS-W)。它具有1225kg/m3的密度和55的硬度(Shore D)。該鑄模樹(shù)脂由Hhne GmbH制造。
l)聚氨酯基鑄模樹(shù)脂PU304為本用于1千伏電纜接點(diǎn)的藍(lán)色添充雙組分系統(tǒng)。它具有1340kg/m3的密度和60的硬度(Shore D)。該鑄模樹(shù)脂由Hhne GmbH制造。
聚合物中的丙烯酸丁酯的量通過(guò)傅立葉變換紅外光譜(FTIR)測(cè)量。丙烯酸丁酯的wt-％/mol-％由在3450cm-1處的丙烯酸丁酯的峰決定，其與在2020cm-1處的聚乙烯的峰相比較。
聚合物中乙烯基三甲氧基硅烷的量由傅立葉變換紅外光譜(FTIR)測(cè)定。乙烯基三甲氧基硅烷的w-t％由在945cm-1處的硅烷的峰決定，其與在2665cm-1處的聚乙烯的峰相比較。
2、制備低壓電力電纜通過(guò)應(yīng)用如下的條件，在Nokia-Maillefer 60mm擠出機(jī)上、以75m/min的線速制備電纜，該電纜由8mm2固體鋁導(dǎo)體和0.8mm(表1的樣品)和0.7mm(圖1和圖2的樣品)厚的絕緣層組成。
沖模壓力(具有3.65直徑的線導(dǎo)管和具有5.4mm直徑的壓模用于表1樣品，具有3.0直徑的線導(dǎo)管和具有4.4mm直徑的壓模用于圖1和圖2的樣品)。
導(dǎo)體如果不提及其它不預(yù)熱。
冷卻浴溫度23℃螺桿Elise溫度分布150℃、160℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃，用于表1、圖1和圖2的樣品。
對(duì)于交聯(lián)樣品，在擠出前，催化劑母料被干燥混和至聚合物中。
3、測(cè)試方法a)機(jī)械和粘附性質(zhì)根據(jù)ISO 527進(jìn)行電纜的機(jī)械評(píng)估，基于VDE 0472-633測(cè)定對(duì)聚氨酯的粘附性。
b)隨PVC的老化絕緣材料板在100℃的烘箱中放置168小時(shí)。在絕緣材料板的兩側(cè)都放置PVC板。測(cè)試后從平板穿出傘形孔，然后在23℃和50％的濕度下測(cè)試24小時(shí)。然后根據(jù)ISO 527進(jìn)行拉力測(cè)試。已隨PVC一起老化的樣品在老化前后也進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)ISO 527測(cè)定未接觸PVC、并已在100℃烘箱中老化168小時(shí)的樣品和未老化的其它樣品。
4、結(jié)果列于表1的結(jié)果顯示，分別對(duì)于交聯(lián)聚合物E、F和非交聯(lián)(熱塑性)聚合物G、H，當(dāng)聚合物中包括含有極性基團(tuán)的丙烯酸丁酯共聚單體時(shí)，機(jī)械性質(zhì)都被改善。
此外，在表2中顯示，甚至包含低量的丙烯酸丁酯，聚合物C和D對(duì)聚氨酯的粘附力也有改善，因而獲得了根據(jù)VDE 0472-633的對(duì)聚氨酯的良好粘附性。
圖1和圖2顯示當(dāng)在與對(duì)比材料相同的導(dǎo)體預(yù)熱溫度下擠出絕緣層時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的低壓電力電纜的機(jī)械性質(zhì)得到改善。尤其對(duì)于斷裂伸長(zhǎng)率，這也適合于根本沒(méi)采取預(yù)熱的情況。
表3驚奇地顯示，與參考文獻(xiàn)對(duì)比，即使含有極性基團(tuán)的絕緣材料吸收了更多的增塑劑，含有極性基團(tuán)的絕緣材料也具有對(duì)由PVC中的增塑劑引起的機(jī)械性質(zhì)的惡化的改善抵抗力。
表1


表2

表3

權(quán)利要求
1.一種含有密度低于1100kg/m3的絕緣層的低壓電力電纜，該絕緣層包含聚烯烴，含有0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物、并進(jìn)一步包含具有水解硅烷基團(tuán)的化合物，而且包括0.0001～3wt％的硅醇縮合催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電力電纜，其中所述極性基團(tuán)選自硅氧烷、酰胺、酸酐、羧基、羰基、羥基、酯和環(huán)氧基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓電力電纜，其中所述具有極性基團(tuán)的化合物為丙烯酸丁酯。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的低壓電力電纜，其中所述聚烯烴含有0.1～2.0mol％的具有極性基團(tuán)的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電力電纜，其中所述聚烯烴含有0.001～15wt％的具有硅烷基團(tuán)的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的低壓電力電纜，其中所述聚合物組合物進(jìn)一步包含作為硅醇縮合催化劑的磺酸或有機(jī)錫化合物。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的低壓電力電纜，其中絕緣層的厚度為0.4～3mm。
8.一種制備包含導(dǎo)體和絕緣層的低壓電力電纜的方法，所述絕緣層包含含有0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物的聚烯烴，該方法包含在預(yù)熱到最高溫度為65℃的導(dǎo)體上壓出絕緣層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在未預(yù)熱的導(dǎo)體上進(jìn)行絕緣層的壓出。
10.含有0.02～4mol％的具有極性基團(tuán)的化合物的聚烯烴在制備用于低壓電力電纜的絕緣層中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有密度低于1100kg/m
文檔編號(hào)H01B3/44GK1871668SQ200480031404
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者約納什·容奎斯特, 伯恩特·奧克-蘇丹, 瓦爾夫·德特勒夫 申請(qǐng)人:北方科技有限公司