Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами

Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами

Реферат

Область техники

Изобретение относится к использованию полимерной композиции для получения слоя силового кабеля, предпочтительно силового кабеля постоянного тока (DC), который предпочтительно способен к вулканизации и который впоследствии вулканизируют; к силовому кабелю постоянного тока (DC), который предпочтительно способен к вулканизации и который впоследствии вулканизируют; к способу получения кабеля, а также к подгруппе полиолефиновых композиций.

Уровень техники

Полиолефины, полученные способом высокого давления (ВД), широко применяют в тех пользующихся спросом областях применения полимеров, в которых полимеры должны удовлетворять высоким требованиям к механическим и/или электрическим свойствам. Например, в областях применения, связанных с силовыми кабелями, в частности в областях применения, связанных с кабелями среднего напряжения (СН), а особенно высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН), электрические свойства полимерной композиции имеют существенное значение. Кроме того, важные электрические свойства могут различаться в различных кабельных областях применения, как в случаях применения в кабелях переменного тока (АС) и постоянного тока (DC).

Типичный силовой кабель включает проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в указанном порядке. Кабели обычно производят путем экструзии этих слоев на проводник.

Вулканизация кабелей

Полимерный материал в одном или более указанных слоев часто вулканизируют, чтобы улучшить, например, стойкость к повышенным температурам и деформации, характеристики ползучести, механическую прочность, химическую стойкость и стойкость к истиранию полимера в слое (слоях) кабеля. В ходе реакции вулканизации в основном образуются поперечные связи (мостики) между цепями полимера. Вулканизацию можно осуществить с использованием, например, соединения, генерирующего свободные радикалы. Генерирующий свободные радикалы агент обычно вводят в материал слоя перед экструзией слоя (слоев) на проводник. После формирования состоящего из слоев кабеля его затем подвергают стадии вулканизации, чтобы инициировать образование радикалов и, таким образом, реакцию вулканизации. В качестве соединений, генерирующих свободные радикалы, широко распространены пероксиды. Конечные продукты разложения пероксидов могут включать летучие побочные продукты, которые часто являются нежелательными, так как, например, могут оказывать отрицательное влияние на электрические свойства кабеля. Таким образом, летучие продукты разложения, такие как метан, обычно сводят к минимуму или удаляют после стадии вулканизации и охлаждения. Такая стадия удаления, обычно известная как стадия дегазации, требует времени и энергии, что приводит к лишним затратам.

Электропроводность

Электропроводность постоянного тока (DC-электропроводность) является важным свойством материала, например, для изоляционных материалов кабелей высокого напряжения постоянного тока (ВН DC-кабелей). Прежде всего, сильная зависимость этого свойства от температуры и электрического поля будет влиять на электрическое поле. Вторым моментом является тот факт, что внутри изоляции будет выделяться тепло за счет электрического тока утечки, протекающего между внутренним и внешним полупроводящим слоями. Этот ток утечки зависит от электрического поля и электропроводности изоляции. Высокая электропроводность изолирующего материала может даже привести к термической нестабильности в условиях высокого напряжения/высокой температуры. Таким образом, электропроводность должна быть достаточно низкой, чтобы избежать термической нестабильности.

Соответственно, в ВН DC-кабелях изоляция нагревается током утечки. Для конкретной конструкции кабеля нагревание пропорционально электропроводности изоляции × (электрическое поле)². Таким образом, при увеличении напряжения будет выделяться значительно большее количество тепла.

JP 2018811 А описывает изолирующий слой для DC кабеля, который содержит смесь 2-20% полиэтилена высокой плотности с полиэтиленом низкой плотности. Установлено, что смесь обеспечивает улучшенные свойства в отношении выхода из строя под действием постоянного тока и импульсные свойства. Смесь смешивают с 2-3% вулканизирующего (сшивающего) агента. Тип и структура слоев кабеля не указаны.

Существует значительная потребность увеличения напряжения силового кабеля, предпочтительно силового кабеля постоянного тока, и, таким образом, постоянная потребность поиска альтернативных полимерных композиций с пониженной электропроводностью. Такие полимерные композиции предпочтительно должны также иметь хорошие механические свойства, необходимые для пользующихся спросом примеров воплощения силовых кабелей.

Задачи изобретения

Одной из задач данного изобретения является обеспечение применения новой полимерной композиции с преимущественными электрическими свойствами, в том числе с низкой электропроводностью, для получения слоя силового кабеля, предпочтительно слоя кабеля постоянного тока (DC). Также предложена независимая подгруппа полимерной композиции с преимущественными электрическими свойствами.

Другой задачей данного изобретения является создание силового кабеля, предпочтительно силового кабеля постоянного тока (DC), у которого по меньшей мере один слой включает указанную полимерную композицию с преимущественными электрическими свойствами, в частности, с низкой электропроводностью. Также предложен способ получения силового кабеля.

Изобретение и его другие задачи и преимущества подробно описаны и определены ниже.

Описание изобретения

В изобретении предложена полимерная композиция, которая является полимерным материалом, в высокой степени пригодным для слоя, предпочтительно изолирующего слоя, силового кабеля, и которая включает

(a) полиолефин, который не является полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП) и

(b) второй полиолефин, который отличается от полиолефина (а).

Неожиданно было обнаружено, что если полиолефин (а), не являющийся ПЭНП, смешать со вторым полиолефином (b), то полученная полимерная композиция проявляет улучшенные электрические свойства по сравнению с электрическими свойствами одного лишь второго полиолефина (b). А именно, полимерная композиция согласно изобретению обладает пониженной, то есть низкой, электропроводностью. «Пониженная» или «низкая» электропроводность, при использовании этого понятия в тексте данного описания, взаимозаменяемо означает, что величина, полученная из измерений DC электропроводности (1) и (2), как определено ниже в разделе «Методы измерения», является низкой, то есть пониженной. Низкая электропроводность является преимуществом для сведения к минимуму нежелательного выделения тепла, например, в изолирующем слое силового кабеля, предпочтительно DC силового кабеля.

Низкая электропроводность делает полимерную композицию очень желательной для применения в силовых кабелях. Как определено здесь, силовой кабель является кабелем, переносящим энергию, работающим при любом уровне напряжения, обычно работающим при напряжении выше 1 кВ. Напряжение, приложенное к силовому кабелю, может быть переменным (АС), постоянным (DC) или переходным (импульсным). Более того, полимерная композиция имеет большие преимущества в качестве материала слоя для АС или DC силового кабеля, который может быть, например, низковольтным (НВ), средневольтным (СВ), высоковольтным (ВВ) или сверхвысоковольтным (СВВ) АС или DC кабелем; эти термины, как хорошо известно, указывают на уровень рабочего напряжения. Полимерная композиция является еще более предпочтительным материалом слоя для ВВ силовых кабелей, работающих при любых напряжениях, предпочтительно для ВВ АС или DC силовых кабелей, работающих при напряжениях выше 36 кВ. Для ВВ АС кабелей рабочее напряжение выражают в тексте данного описания как электрическое напряжение (среднеквадратичное, RMS) между двумя проводниками в АС трехфазной системе кабеля. Для ВВ DC кабелей рабочее напряжение определяют в тексте данного описания как электрическое напряжение между землей и проводником высоковольтного кабеля. Предпочтительным кабелем является ВВ DC силовой кабель высокого напряжения.

Соответственно, данное изобретение дополнительно направлено на применение полимерной композиции для получения по меньшей мере одного слоя, предпочтительно изолирующего слоя, силового кабеля, предпочтительно силового кабеля постоянного тока (DC), включающего проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в указанном порядке, где полимерная композиция включает:

(a) полиолефин, который не является полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП) и

(b) второй полиолефин, который отличается от полиолефина (а).

В изобретении также предложен силовой кабель, предпочтительно силовой кабель постоянного тока (DC), включающий проводник, который окружен по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в указанном порядке, и по меньшей мере один слой, предпочтительно по меньшей мере изолирующий слой, содержит полимерную композицию, содержащую:

(a) полиолефин, который не является полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП) и

(b) второй полиолефин, который отличается от полиолефина (а).

«Полиэтилен низкой плотности» (ПЭНП) представляет собой полиэтилен, полученный способом полимеризации при высоком давлении. Обычно полимеризацию этилена и, возможно, дополнительного сомономера (сомономеров) в способе высокого давления проводят в присутствии инициатора (инициаторов). Смысл термина «полимер ПЭНП» хорошо известен и описан в литературе. Хотя термин ПЭНП является аббревиатурой для полиэтилена низкой плотности, следует понимать, что этот термин не ограничивает диапазон плотности, но охватывает и подобные ПЭНП, полученные способом высокого давления полиэтилены низкой, средней или более высокой плотности. Термин ПЭНП описывает и отличает только природу полиэтилена высокого давления с типичными отличительными особенностями, такими как другая архитектура ветвления, по сравнению с ПЭ, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов.

Предпочтительно полимерную композицию используют в слое ВН силового кабеля, работающего при напряжениях 40 кВ или выше, даже при напряжениях 50 кВ или выше. Более предпочтительно, полимерную композицию используют в слое ВН силового кабеля, работающего при напряжениях 60 кВ или выше. Данное изобретение также в высокой степени пригодно для пользующихся большим спросом применений кабеля, и его можно применять в слоях ВН силового кабеля, работающего при напряжениях выше 70 кВ. Верхний предел не ограничен. Практически верхний предел может составлять до 900 кВ. Данное изобретение является преимущественным для использования в применениях для ВН силового кабеля, работающих от 75 до 400 кВ, предпочтительно от 75 до 350 кВ. Как было обнаружено, данное изобретение является преимущественным даже в пользующихся спросом применениях сверх-ВН силовых кабелей, работающих от 400 до 850 кВ. Предпочтительным ВН или сверх-ВН силовым кабелем в любом вышеуказанном диапазоне напряжений является ВН DC силовой кабель или сверх-ВН DC силовой кабель.

Силовой кабель ВН DC, как этот термин используют ниже в тексте данного описания или в формуле изобретения, означает либо ВН DC силовой кабель, предпочтительно работающий при напряжениях, обозначенных выше, либо сверх-ВН DC силовой кабель, предпочтительно работающий при напряжениях, определенных выше. Таким образом, этот термин охватывает независимо рабочие области для применений как ВН DC кабеля, так и СВН DC кабеля.

Полимерную композицию согласно изобретению в данном описании также кратко именуют «полимерной композицией». Ее полимерные компоненты, как определено выше, также кратко именуют в тексте данного описания как «полиолефин (а)» и, соответственно, «второй полиолефин (b)».

Полимерная композиция предпочтительно имеет электропроводность 160 фемтосименс/м (фСм/м, 10^-15 См/м) или менее, предпочтительно 150 фСм/м или менее, более предпочтительно 140 фСм/м или менее, более предпочтительно 130 фСм/м или менее, более предпочтительно 120 фСм/м или менее, более предпочтительно 110 фСм/м или менее, более предпочтительно 100 фСм/м или менее, более предпочтительно 90 фСм/м или менее, более предпочтительно от 0,01 до 80 фСм/м, при проведении измерений по методу (1) измерения DC электропроводности с использованием плоского образца толщиной 1 мм, как описано в разделе «Методы определения». В примерах воплощения с установленными (заданными) требованиями к электрическим свойствам, например, при работе с высоким напряжением, является предпочтительным, чтобы полимерная композиция имела даже столь низкую электропроводность, как от 0,01 до 70 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 60 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 50 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 40 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 30 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 20,0 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 15,0 фСм/м, более предпочтительно от 0,05 до 10,0 фСм/м, при проведении измерений в соответствии с методом (1) измерения DC электропроводности, с использованием образца в виде пластины толщиной 1 мм, как описано в разделе «Методы измерения».

Соответственно, данное изобретение также направлено на способ снижения электропроводности, то есть на обеспечение низкой электропроводности полимерной композиции силового кабеля, предпочтительно DC силового кабеля, путем получения по меньшей мере одного слоя, предпочтительно изолирующего слоя, с использованием полимерной композиции согласно изобретению.

Предпочтительно полимерная композиция включает полиолефин (а) в количестве от 0,1 до 99,9% масс., предпочтительно от 0,5% масс. или более, предпочтительно от 0,5 до 80% масс., более предпочтительно от 1,0 до 70% масс., более предпочтительно от 1,0 до 50% масс., более предпочтительно от 1,0 до 40% масс., более предпочтительно от 1,0 до 30% масс., более предпочтительно от 1,0 до 25% масс., еще более предпочтительно от 1,0 до 20% масс., еще более предпочтительно от 1,0 до 17% масс. в расчете на суммарную массу полиолефина (а) и второго полиолефина (b).

Полиолефин (а) предпочтительно представляет собой полиолефин, полимеризованный в присутствии катализатора полимеризации олефинов и выбранный из гомополимера этилена или сополимера этилена с одним или более сомономеров или гомо- или сополимера С3-20 альфа-олефина, который предпочтительно выбран из гомополимера пропилена, статистического сополимера пропилена с одним или более сомономеров или гетерофазного сополимера пропилена с одним или более сомономеров или из гомо- или сополимеров бутена. «Полиэтилен, полимеризованный в присутствии катализатора полимеризации олефинов» также часто называют «полиэтиленом низкого давления», чтобы четко отличать его от ПЭНП. Оба выражения хорошо известны в области полиолефинов.

Согласно одному предпочтительному примеру воплощения полиолефин (а) представляет собой полиэтилен, выбранный из сополимеров полиэтилена очень низкой плотности (ПЭОНП), сополимеров линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП). сополимеров полиэтилена средней плотности (ПЭСП) или гомополимеров или сополимеров полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Полиэтилен низкого давления может быть унимодальным или мультимодальным в отношении молекулярно-массового распределения.

Согласно другому предпочтительному примеру воплощения полиолефин (а) представляет собой гомополимер пропилена, статистический сополимер пропилена с одним или более сомономером (сомономерами) или гетерофазный сополимер пропилена с одним или более сомономером (сомономерами).

Наиболее предпочтительным полиолефином (а) является полиэтилен, полимеризованный в присутствии катализатора полимеризации олефинов и выбранный из гомополимера этилена или сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами), как они определены выше или ниже. Еще более предпочтительно полиолефин (а) представляет собой полимер ПЭСП или полимер ПЭВП; наиболее предпочтительно полимер ПЭВП, как он определен выше или ниже, и еще более предпочтительно полимер ПЭВП, который является унимодальным или мультимодальным в отношении молекулярно-массового распределения, как определено выше или ниже.

Дополнительно является предпочтительным, чтобы полимерная композиция содержала полиолефин (b) в количестве от 0,1 до 99,9% масс., предпочтительно 99,5% масс. или менее, предпочтительно от 20 до 99,5% масс., более предпочтительно от 30 до 99,9% масс., более предпочтительно от 50 до 99,0% масс., более предпочтительно от 60 до 99,0% масс., более предпочтительно от 70 до 99,0% масс., более предпочтительно от 75 до 99,0% масс., еще более предпочтительно от 80 до 99,0% масс., и еще более предпочтительно от 83 до 99,0% масс. в расчете на суммарную массу полиолефина (а) и второго полиолефина (b).

Предпочтительно второй полиолефин (b) представляет собой полиолефин, как описано для полиолефина (а) выше или ниже по тексту, и отличается от полиолефина (а), или представляет собой полимер - полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), выбранный из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП, или возможно ненасыщенного ПЭНП сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами). В предпочтительном примере воплощения полиолефина (b) полиолефин (b) представляет собой ПЭНП, выбранный из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП или возможно ненасыщенного сополимера ПЭНП этилена с одним или более сомономером (сомономерами).

Полиолефин (а) и второй полиолефин (b), а также дополнительные свойства и предпочтительные примеры воплощения дополнительно описаны далее по тексту.

Предпочтительно полимерная композиция согласно изобретению является вулканизируемой.

«Вулканизируемый» означает, что полимерную композицию можно вулканизировать с использованием вулканизирующего (сшивающего) агента (агентов) перед использованием ее в конечном применении. Вулканизируемая полимерная композиция дополнительно включает сшивающий агент. Предпочтительно, чтобы полиолефин (а) и второй полиолефин (b) полимерной композиции были подвергнуты вулканизации. Более того, вулканизированная полимерная композиция или, соответственно, вулканизированный полиолефин (а) и второй полиолефин (b) наиболее предпочтительно вулканизированы с помощью радикальной реакции с агентом, генерирующим свободные радикалы. Вулканизированная полимерная композиция имеет типичную сетку, в частности, поперечных связей между цепями полимера (мостиков), как хорошо известно в данной области. Как очевидно для специалистов, вулканизированную полимерную композицию можно определить (и определяют в данном описании) отличительными особенностями, которые присутствуют в полимерной композиции, полиолефине (а) или втором полиолефине (b) перед вулканизацией или после нее, как установлено или является очевидным из контекста. Например, количество сшивающего агента в полимерной композиции или свойство композиции, например, ПТР, плотность и/или степень ненасыщенности полиолефина (а) или второго полиолефина (b), определяют до вулканизации, если не указано иначе. Термин «вулканизированный» подразумевает, что стадия вулканизации обеспечивает наличие у вулканизированной полимерной композиции дополнительного технического признака (изделие, характеризуемое способом его получения), что дает дополнительное отличие от существующего уровня техники.

Полимерная композиция обладает благоприятно низкой электропроводностью, также если она вулканизирована.

В примерах воплощения, в которых полимерная композиция не содержит сшивающего агента, электропроводность измеряют, как описано в разделе «Методы определения», на образце указанной полимерной композиции, которая не является вулканизированной (то есть не содержит сшивающего агента и не была вулканизирована сшивающим агентом). В примерах воплощения, в которых полимерная композиция является вулканизируемой и содержит сшивающий агент, электропроводность измеряют на образце вулканизированной полимерной композиции (то есть образец полимерной композиции сначала вулканизируют сшивающим агентом, исходно присутствующим в полимерной композиции, а затем измеряют электропроводность полученного вулканизированного образца). Измерение электропроводности на образцах невулканизированной или вулканизированной полимерной композиции описано в разделе «Методы определения». Количество сшивающего агента, если он присутствует, может изменяться, предпочтительно в пределах заданных ниже диапазонов.

Выражение «отсутствие сшивающего агента» означает, выше и ниже по тексту данного описания, что полимерная композиция не содержит какого-либо количества сшивающего агента, который был добавлен к полимерной композиции с целью вулканизации полимерной композиции.

Неожиданно оказалось, что полимерная композиция, в которую входит вулканизированная полимерная композиция, содержащая полиолефин (а), смешанный со вторым полиолефином (b), обладает пониженной электропроводностью по сравнению с электропроводностью одного вулканизированного второго полиолефина (b).

Вулканизация предпочтительно также вносит вклад в механические свойства, термостойкость и устойчивость к деформации полимерной композиции.

Соответственно, полимерная композиция предпочтительно содержит сшивающий агент, предпочтительно пероксид. Полимерная композиция предпочтительно содержит пероксид в количестве до 110 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно до 90 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 0 до 75 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее чем 50 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее чем 40 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции.

В предпочтительном примере воплощения полимерная композиция содержит пероксид в количестве менее чем 37 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее чем 35 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0,1 до 34 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0,5 до 33 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 5,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 7,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 10,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции.

Единица «ммоль -O-O-/кг полимерной композиции» означает в тексте данного описания содержание (в ммоль) пероксидных функциональных групп на кг полимерной композиции, при измерении в полимерной композиции до вулканизации. Например, 35 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции соответствует 0,95% масс. хорошо известного дикумилпероксида, в расчете на общее количество (100% масс.) полимерной композиции.

При низком содержании пероксида можно получить благоприятно низкую электропроводность и можно свести к минимуму недостатки существующего уровня техники, относящиеся к использованию сшивающего агента в слое кабеля. Более того, применяемое более низкое содержание пероксида может сократить необходимую стадию дегазации полученного и вулканизированного кабеля, если это желательно.

Такая полимерная композиция может содержать один тип пероксида или два или более различных типов пероксидов; в этом случае количество (в ммоль) -O-O-/кг полимерной композиции, как оно выражено выше, ниже или в формуле изобретения, представляет собой сумму количеств -O-O-/кг полимерной композиции каждого типа пероксида. В качестве неограничивающих примеров подходящих органических пероксидов можно привести ди-трет-амилпероксид, 2,5-ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметил-3-гексин, 2,5-ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан, трет-бутилкумилпероксид, ди(трет-бутил)пероксид, дикумилпероксид, бутил-4,4-бис(трет-бутилперокси)-валерат, 1,1-бис(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан, трет-бутилпероксибензоат, дибензоилпероксид, бис(трет-бутилпероксиизопропил)бензол, 2,5-диметил-2,5-ди(бензоилперокси)гексан, 1,1-ди(трет-бутилперокси)циклогексан, 1,1-ди(трет-амилперокси)циклогексан или любые их смеси. Предпочтительно пероксид выбирают из 2,5-ди(третбутилперокси)-2,5-диметилгексана, ди(трет-бутилперокси-изопропил)бензола, дикумилпероксида, трет-бутилкумилпероксида, ди(трет-бутил)пероксида или их смесей. Наиболее предпочтительно пероксид представляет собой дикумилпероксид.

Дополнительно полимерная композиция согласно изобретению может содержать, наряду с полиолефином (а), вторым полиолефином (b) и, возможно, пероксидом, дополнительный компонент (компоненты), такие как полимерный компонент (компоненты) и/или добавку (добавки), предпочтительно любую добавку (добавки) из следующего ряда: антиоксидант (антиоксиданты), ингибитор (ингибиторы) подвулканизации, ускоритель (ускорители) вулканизации, стабилизатор (стабилизаторы), технологическая добавка (добавки), огнезащитная добавка (добавки), добавка (добавки), замедляющая водный триинг, поглотитель (поглотители) кислот или ионов, неорганический наполнитель (наполнители) и стабилизатор (стабилизаторы) напряжения, как известно в области технологии полимеров. Полимерная композиция предпочтительно содержит добавки, обычно применяемые при производстве проводов и кабелей, например один или более антиоксидантов и, возможно, один или более ингибиторов подвулканизации или ускорителей вулканизации, предпочтительно по меньшей мере один или более антиоксидантов. Используемые количества добавок являются обычными и хорошо известными специалистам.

В качестве неограничивающих примеров антиоксидантов можно упомянуть, например, стерически затрудненные или полузатрудненные фенолы, ароматические амины, алифатические стерически затрудненные амины, органические фосфиты или фосфониты, тиосоединения и их смеси.

Общее количество полиолефина (а) и второго полиолефина (b) в полимерной композиции согласно изобретению обычно составляет по меньшей мере 50% масс., предпочтительно от 80 до 100% масс. и более предпочтительно от 85 до 100% масс. от общей массы полимерного компонента (полимерных компонентов), присутствующего в полимерной композиции. Предпочтительная полимерная композиция состоит из полиолефина (а) и второго полиолефина (b) в качестве единственных полимерных компонентов. Это выражение означает, что полимерная композиция не содержит дополнительных полимерных компонентов, но содержит только полиолефин (а) и второй полиолефин (b) в качестве единственных полимерных компонентов. Однако в тексте данного описания следует понимать, что полимерная композиция может содержать дополнительные компоненты, отличные от полиолефина (а) и второго полиолефина (b), например, добавки, которые могут быть добавлены в смеси с полимером-носителем, то есть в виде так называемой маточной смеси.

Полимерная композиция, предпочтительно один из полиолефинов (а) и (b) или они оба. предпочтительно второй полиолефин (b), могут быть ненасыщенными (содержать двойные связи углерод-углерод) до возможной вулканизации, как дополнительно изложено ниже при описании второго полиолефина (b).

В данном изобретении также независимо предложена подгруппа полимерной композиции, которая включает:

(а) полиолефин, который не является полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП) и который выбран из полиэтилена, полученного в присутствии катализатора полимеризации олефинов, или полипропилена, предпочтительно полимера ПЭСП или полимера ПЭВП, наиболее предпочтительно полимера ПЭВП.

(b) второй полиолефин, который отличается от полиолефина (а), предпочтительно полимер ПЭНП, более предпочтительно возможно ненасыщенный гомополимер ПЭНП или возможно ненасыщенный сополимер ПЭНП этилена с одним или более сомономером (сомономерами);

и пероксид в количестве менее чем 37 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее чем 35 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0,1 до 34 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0,5 до 33 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 5,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 7,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 10,0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции. Эта подгруппа предпочтительно является вулканизируемой, и после вулканизации обеспечивает значительное снижение электропроводности. Подгруппа полимерной композиции является новой и предпочтительной.

В этой подгруппе полимерной композиции количество полиолефина (а) предпочтительно составляет 50% масс. или менее, более предпочтительно от 1,0 до 40% масс., более предпочтительно от 1,0 до 30% масс., более предпочтительно от 1,0 до 25% масс., еще более предпочтительно от 1,0 до 20% масс., в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и второго полиолефина (b). Также в этой подгруппе предпочтительно, чтобы количество второго полиолефина (b) составляло 50% масс. или более, более предпочтительно от 60 до 99,0% масс., более предпочтительно от 70 до 99,0% масс., более предпочтительно от 75 до 99% масс., еще более предпочтительно от 80 до 99,0% масс., в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и второго полиолефина (b).

Эта независимая подгруппа полимерной композиции согласно изобретению также является предпочтительной подгруппой полимерной композиции согласно изобретению, присутствующей по меньшей мере в одном слое, предпочтительно по меньшей мере в изолирующем слое, силового кабеля согласно изобретению, как определено выше, ниже или в формуле изобретения.

В общем, предпочтительным является, чтобы полимерную композицию согласно изобретению и ее подгруппу, как определена выше, ниже или в формуле изобретения, применяли для получения изолирующего слоя. Предпочтительно полимерная композиция не содержит сажи. Также предпочтительно, чтобы полимерная композиция не содержала огнезащитной добавки (огнезащитных добавок) в таких количествах, которые обычно используют для действия в качестве огнезащитных добавок, например, добавок, содержащих гидроксид металла, в количествах, применяемых для защиты от возгорания.

Последующие предпочтительные примеры воплощения, свойства и подгруппы компонентов полиолефина (а) и второго полиолефина (b), пригодных для полимерной композиции, можно независимо обобщить, так, чтобы их можно было использовать в любом порядке или комбинации для дополнительного определения предпочтительных примеров воплощения полимерной композиции и кабеля, полученного с применением полимерной композиции. Кроме того. очевидно, что данные описания полиолефинов (а) и (b) относятся к полиолефину до возможной вулканизации.

В случае ПЭ и ПП низкого давления, в качестве предпочтительного полиолефина (а) более предпочтителен ПЭ низкого давления, еще более предпочтителен ПЭВП низкого давления; полагают, однако не вдаваясь в какую-либо теорию, что толщина ламелл в кристаллах и массовая доля таких кристаллов, присутствующих в ПЭ или ПП низкого давления, более предпочтительно в ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно в ПЭВП низкого давления, могут вносить дополнительный вклад в снижение (= улучшение) электропроводности полимерной композиции (определенной по указанному методу измерения DC электропроводности). Более того, даже если такой предпочтительный полиолефин (а) используют в полимерной композиции в малых количествах, он может вносить вклад в улучшение свойств полимерной композиции по электропроводности. Соответственно, в одном из предпочтительных примеров воплощения полимерная композиция содержит по меньшей мере 3% масс. кристаллов, имеющих толщину ламелл по меньшей мере 10 нм, при проведении измерения методом ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения». Верхний предел содержания кристаллов, имеющих толщину ламелл по меньшей мере 10 нм, не ограничен, и может составлять до 100% масс. В этом примере воплощения более предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала массовую долю кристаллов с толщиной ламеллы >10 нм по меньшей мере 0,5% масс. при измерении по методу ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения». Более предпочтительно в этом примере воплощения полимерная композиция содержит полиолефин (а), который является ПЭ низкого давления или ПП, более предпочтительно ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно ПЭВП низкого давления, и этот полиолефин (а) содержит по меньшей мере 3% масс., предпочтительно по меньшей мере 5% масс., более предпочтительно от 10 до 100% масс., еще более предпочтительно от 15 до 95% масс., кристаллов с толщиной ламеллы по меньшей мере 10 нм при измерении методом ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения». В этом примере воплощения еще более предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала полиолефин (а), который является ПЭ низкого давления или ПП, более предпочтительно ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно ПЭВП низкого давления, и чтобы этот полиолефин (а) имел массовую долю кристаллов с толщиной ламеллы >10 нм по меньшей мере 1%, более предпочтительно по меньшей мере 3% масс., еще более предпочтительно от 5 до 100% масс., и наиболее предпочтительно от 10 до 95% масс., при проведении измерений методом ДСК, описанным ниже в разделе «Методы измерения». Такие полимеры являются, например, коммерческими, и их поставляют, например, Borealis, Ineos, Total Petrochemicals, Exxonmobil, Dow и т.д.

В данном контексте используемые выше определения имеют следующие значения:

«Толщина ламеллы» = Толщина ламелл кристаллов в материале (фракции* < 0,1% масс. не учитывали).

*Относится к кристаллическим фракциям с интервалами температур в один градус по Цельсию.

«Кристаллическая фракция с толщиной ламеллы > 10 нм» = Фракция кристаллов, которая имеет толщину выше 10 нм, в расчете на количество кристаллизованной части полимера.

«Кристалличность» = % масс. полимера, который является кристаллическим.

«Массовая доля кристаллов с толщиной ламеллы > 10 нм [% масс.]» = Кристаллическая фракция с толщиной ламеллы > 10 нм × «Кристалличность».

Установленные свойства измеряют методом ДСК, описанным ниже в разделе «Методы определения».

Полиолефин (а)

Предпочтительно полиолефин (а) представляет собой полиэтилен низкого давления, то есть полиэтилен, полученный полимеризацией в присутствии катализатора полимеризации олефинов; или гомо- или сополимер С3-С20 альфа-олефина, который предпочтительно является полипропиленом или гомо- или сополимерами бутена. Наиболее предпочтительно полиолефин (а) представляет собой полиэтилен низкого давления или полипропилен.

«Катализатор полимеризации олефинов» в тексте данного описания означает обычный координационный катализатор. Предпочтительно его выбирают из катализатора Циглера-Натта, катализатора с однотипными активными центрами полимеризации (этот термин включает металлоценовый и неметаллоценовый катализаторы), или хромового катализатора, или любой их смеси.

Термин «Полиэтилен» (ПЭ) означает гомополимер этилена или сополимер этилена с одним или более сомономером (сомономерами). «Полипропилен» (ПП) означает гомополимер пропилена, статистический сополимер пропилена с одним или более сомономером (сомономерами) или гетерофазный сополимер пропилена с одним или более сомономером (сомономерами).

ПЭ низкого давления или ПП может быть унимодальным или мультимодальным в отношении молекулярно-массового распределения (ММР=Mw/Mn). В общем, полимер, содержащий по меньшей мере две фракции полимера, которые были получены при различных условиях полимеризации, что привело к различным (среднемассовым) молекулярным массам и молекулярно-массовым распределениям этих фракций, называют «мультимодальным». Приставка «мульти» относится к количеству различных полимерных фракций, присутствующих в полимере. Таким образом, например, мультимодальный полимер включает так называемый «бимодальный» полимер, состоящий из двух фракций. Форма кривой молекулярно-массового распределения, то есть вид зависимости массовой доли фракции полимера от его молекулярной массы, для мультимодального полимера будет иметь два или более максимумов, или обычно будет явно расширенным по сравнению с кривыми для индивидуальных фракций. Например, если полимер получают в последовательном многостадийном