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

Данное изобретение относится к применению полимерной композиции, которая, возможно, является вулканизируемой и впоследствии вулканизированной, для получения слоя силового кабеля постоянного тока (DC), который, возможно, является вулканизируемым и впоследствии вулканизированным, а также к способу получения кабеля.

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 применениях, связанных с силовыми кабелями, в частности в применениях, связанных с кабелями среднего напряжения (СН), а особенно высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН), электрические свойства полимерной композиции имеют существенное значение. Кроме того, представляющие важность электрические свойства могут отличаться в различных применениях кабелей, как это происходит в случаях применения в кабелях переменного (AC) - и постоянного (DC) тока.

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

Вулканизация кабелей

Полимерный материал в одном или более указанных слоев часто вулканизируют, чтобы улучшить, например, стойкость к нагреву 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 по постоянному току (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 влияет на электрическое поле. Вторым моментом является тот факт, что внутри изоляции выделяется 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 х (электрическое поле)². Таким образом, при увеличении напряжения будет выделяться значительно большее количество тепла.

JP 2018811А описывает изолирующий слой для DC кабеля, который содержит смесь 2-20% масс. 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% масс. сшивающего агента. Тип и структура слоев кабеля не указаны.

WO 0137289 описывает конкретный термопластичный гомо- или сополимер пропилена для материала кабельных слоев. Возможность использования этого материала для постояннотоковых (DC) применений не обсуждается; описание сосредоточено на кабелях переменного тока (АС) низкого, среднего и высокого напряжения, а также телекоммуникационных кабелях.

Существует значительная потребность увеличения напряжения силового кабеля, и особенно силового кабеля постоянного тока (DC), и, таким образом, постоянная необходимость поиска альтернативных полимерных композиций с пониженной электропроводностью. Такие полимерные композиции предпочтительно также должны обладать хорошими механическими свойствами, необходимыми 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 частности, низкой электропроводностью, для получения слоя силового кабеля постоянного тока (DC).

Другой задачей данного изобретение является обеспечение силового кабеля постоянного тока (DC), в котором по меньшей мере один слой содержит указанную полимерную композицию с преимущественными электрическими свойствами, между прочим с низкой электропроводностью. Также обеспечен способ получения силового кабеля.

Данное изобретение и его другие задачи и преимущества подробно описаны и определены ниже.

Описание изобретения

В изобретении предложено применение полимерной композиции для получения слоя, предпочтительно изолирующего слоя, силового кабеля постоянного тока (DC), при этом композиция содержит:

(a) полиолефин, при условии, что если полиолефин представляет собой полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), то он не является вулканизированным; и, возможно

(b) второй полиолефин, который отличается от полиолефина (а). Неожиданно оказалось, что полимерная композиция обладает преимущественными электрическими свойствами. А именно, полимерная композиция по данному изобретению обладает пониженной, то есть низкой, электропроводностью. «Пониженная» или «низкая» электропроводность, как эти термины используют в тексте данного описания, взаимозаменяемо означает, что величина, полученная из измерений DC электропроводности, как указано ниже в разделе «Методы определения», является низкой, то есть пониженной. Низкая электропроводность является благоприятной для сведения к минимуму нежелательного образования тепла, например в изолирующем слое силового кабеля. Кроме того, и неожиданно, полимерная композиция обладает низкой электропроводностью без вулканизации сшивающим агентом, например, пероксидом. Дополнительно является неожиданным, что невулканизированная полимерная композиция все еще может удовлетворять требованиям к механическим свойствам, желательным для слоя, предпочтительно изолирующего слоя, силового кабеля, предпочтительно DC силового кабеля.

«Полиэтилен низкой плотности», ПЭНП, представляет собой полиэтилен, полученный методом высокого давления. Обычно полимеризацию этилена и, возможно, дополнительного сомономера (сомономеров) методом высокого давления проводят в присутствии инициатора (инициаторов). Понятие полимера ПЭНП хорошо известно и описано в литературе. Хотя термин ПЭНП является аббревиатурой полиэтилена низкой плотности, следует понимать, что этот термин не ограничивает диапазон плотности, но охватывает подобные ПЭНП полиэтилены высокого давления с низкой, средней и более высокими плотностями. Термин ПЭНП описывает и определяет только природу полиэтилена ВД с его отличительными особенностями, такими как архитектура ветвления, отличающаяся от архитектуры ветвления ПЭ, полученного в присутствии катализатора полимеризации олефинов. «Невулканизированный» полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) означает, что ПЭНП, присутствующий в слое конечного DC кабеля (при использовании) не является вулканизированным и, таким образом, является термопластичным.

Соответственно, низкая электропроводность делает полимерную композицию очень желательной для применения в DC силовом кабеле. Напряжение, прилагаемое к силовому кабелю, является постоянным (DC). По определению, DC силовой кабель является DC кабелем, переносящим энергию, работающим при любом уровне напряжения, обычно работающим при напряжениях выше 1 кВ. Кроме того, полимерная композиция является чрезвычайно преимущественным материалом слоя для DC силового кабеля, который может быть, например, DC кабелем низкого напряжения (НН), среднего напряжения (СН), высокого напряжения (ВН) или сверхвысокого напряжения (СВН); эти термины, как хорошо известно, указывают уровень рабочего напряжения. Полимерная композиция является еще более предпочтительным материалом слоя для DC силового кабеля, работающего при напряжениях выше 36 кВ, например для DC ВН кабеля. Для DC ВН кабелей рабочее напряжение определено в тексте данного описания как электрическое напряжение между заземлением и проводником кабеля высокого напряжения.

Данное изобретение дополнительно направлено на силовой кабель постоянного тока (DC), содержащий проводник, окруженный, по меньшей мере, внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в указанном порядке, в котором по меньшей мере один слой, предпочтительно, по меньшей мере, изолирующий слой, содержит полимерную композицию, включающую:

(a) полиолефин, при условии, что если полиолефин представляет собой полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), то он не является вулканизированным; и

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

В первом предпочтительном примере воплощения DC кабеля, или для получения DC кабеля, внутренний полупроводящий слой содержит первую полупроводящую композицию, изолирующий слой содержит изолирующую композицию и внешний полупроводящий слой содержит вторую полупроводящую композицию, в указанном порядке; и изолирующая композиция изолирующего слоя содержит указанную полимерную композицию (предпочтительно состоит из нее), которая включает:

(a) полиолефин, который представляет собой невулканизированный ПЭНП, предпочтительно выбранный из ПЭНП гомополимера или ПЭНП сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами), и

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

и при этом внешний полупроводящий слой содержит вулканизированную вторую полупроводящую композицию (предпочтительно состоит из нее). Более предпочтительно, внутренний полупроводящий слой содержит невулканизированную первую полупроводящую композицию (предпочтительно состоит из нее). В этом первом примере воплощения DC кабеля, таким образом, предпочтительно, чтобы первая полупроводящая композиция внутреннего полупроводящего слоя и полимерная композиция по данному изобретению изолирующего слоя были невулканизированными, а вторая полупроводящая композиция внешнего полупроводящего слоя была вулканизированной. Неожиданно, свойства в отношении электропроводности и, кроме того, механические свойства конечного кабеля этого первого примера воплощения являются очень подходящими для применений в DC кабеле и даже для применений в DC BH кабелях, включая DC CBH применения.

Полимерную композицию согласно изобретению этого примера воплощения ниже также называют кратко полимерной композицией первого примера воплощения.

Во втором, более предпочтительном примере воплощения DC кабеля или для получения DC кабеля согласно изобретению, внутренний полупроводящий слой содержит первую полупроводящую композицию, изолирующий слой содержит изолирующую композицию и внешний полупроводящий слой содержит вторую полупроводящую композицию, в указанном порядке; и в этом примере изолирующая композиция изолирующего слоя содержит указанную полимерную композицию (предпочтительно состоит из нее), включающую:

(а) полиолефин, который не является ПЭНП; и

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

В этом, более предпочтительном, втором примере воплощения полиолефин (а), не являющийся ПЭНП, возможно и предпочтительно является невулканизированным. В этом примере воплощения внешний полупроводящий слой содержит невулканизированную или вулканизированную полупроводящую композицию (предпочтительно состоит из нее). Предпочтительно внешний полупроводящий слой содержит вулканизированную вторую полупроводящую композицию (предпочтительно состоит из нее). Возможно и предпочтительно, внутренний полупроводящий слой содержит невулканизированную первую полупроводящую композицию (предпочтительно состоит из нее). Таким образом, в этом втором примере воплощения DC кабеля является предпочтительным, чтобы первая полупроводящая композиция внутреннего полупроводящего слоя и полимерная композиция согласно изобретению изолирующего слоя являлись невулканизированными, а вторая полупроводящая композиция внешнего полупроводящего слоя была невулканизированной или вулканизированной, предпочтительно вулканизированной. Полимерную композицию согласно этому примеру воплощения ниже также кратко называют полимерной композицией по второму примеру воплощения.

Предпочтительно полимерную композицию применяют в слое DC ВН силового кабеля, работающего при напряжениях 40 кВ и выше, даже при напряжениях 50 кВ и выше. Более предпочтительно полимерную композицию применяют в слое DC ВН силового кабеля, работающего при напряжениях 60 кВ и выше. Данное изобретение также в высокой степени применимо в предъявляющих большие требования кабельных применениях, и его можно использовать в слое DC ВН силового кабеля, работающего при напряжениях выше 70 кВ. Верхний предел не ограничен. Практический верхний предел может составлять до 900 кВ. Данное изобретение имеет преимущества при использовании в применениях DC ВН силового кабеля, работающего при напряжении от 75 до 400 кВ, предпочтительно от 75 до 350 кВ. Также было обнаружено, что данное изобретение имеет преимущества даже в применениях DC кабеля сверхвысокого напряжения, работающего при 400-850 кВ.

Термин «силовой кабель постоянного тока высокого напряжения», как его используют ниже по ходу данного описания или в формуле изобретения, означает и силовой кабель постоянного тока высокого напряжения, предпочтительно работающий при напряжениях, определенных выше, и силовой кабель постоянного тока сверхвысокого напряжения, предпочтительно работающий при напряжениях, определенных выше. Таким образом, этот термин независимо охватывает рабочие области для применений как DC ВН кабеля, так и DC CBH кабеля.

Полимерную композицию согласно изобретению ниже по тексту также кратко называют «полимерной композицией». Ее полимерные компоненты, как они определены выше, также кратко называют в тексте данного описания «полиолефин (а)» и, соответственно, «второй полиолефин (b)».

Полимерная композиция предпочтительно имеет удельную электропроводность 160 фСм/м (фемтоСименс/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, более предпочтительно 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 10,0 фСм/м, наиболее предпочтительно от 0,05 до 5,0 фСм/м, и еще более предпочтительно от 0,05 до 4,0 фСм/м, при проведении измерения в соответствии с методом измерения DC электропроводности, как описано в разделе «Методы определения».

Соответственно, данное изобретение также направлено на способ снижения, то есть обеспечения низкой электропроводности полимерной композиции DC силового кабеля, путем изготовления по меньшей мере одного слоя, предпочтительно изолирующего слоя, с использованием полимерной композиции по второму примеру воплощения данного изобретения, содержащей:

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

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

Предпочтительно полимерная композиция содержит полиолефин (а) в количестве от 0,1 до 100% масс., предпочтительно от 0,5 до 100% масс., более предпочтительно от 1,0 до 100% масс., более предпочтительно от 5,0 до 100% масс., более предпочтительно от 10,0 до 100% масс., более предпочтительно от 20 до 100% масс., более предпочтительно от 30 до 100% масс., еще более предпочтительно от 40 до 100% масс., еще более предпочтительно от 50 до 100% масс., еще более предпочтительно от 60 до 100% масс., еще более предпочтительно от 70 до 100% масс., наиболее предпочтительно от 80 до 100% масс., наиболее предпочтительно от 90 до 100% масс.; и еще более предпочтительно от 95 до 100% масс., в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и, возможно, второго полиолефина (b).

Полиолефин (а) предпочтительно представляет собой полиэтилен, полученный полимеризацией в присутствии катализатора полимеризации олефинов и выбранный из гомополимера этилена или сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами); или гомо- или сополимера С3-С20 альфа-олефинов, который предпочтительно выбран из гомополимера пропилена, статистического сополимера пропилена с одним или более сомономером (сомономерами), или гетерофазного сополимера пропилена с одним или более сомономером (сомономерами), или из гомо- или сополилимеров бутена. «Полиэтилен, полученный полимеризацией в присутствии катализатора полимеризации олефинов» часто также называют «полиэтиленом низкого давления», чтобы ясно отличить его от ПЭНП. Оба выражения хорошо известны в области технологии полиолефинов.

В соответствии с одним из предпочтительных примеров воплощения полиолефин (а) представляет собой полиэтилен, выбранный из сополимеров полиэтилена очень низкой плотности (ПЭОНП), линейных сополимеров 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. Предпочтительно полиолефин (а) выбирают из сополимера ЛПЭНП, сополимера ПЭСП или полимера ПЭВП, более предпочтительно полиолефин (а) выбирают из сополимера ЛПЭНП, сополимера ПЭСП или полимера ПЭВП, которые являются унимодальными или мультимодальными в отношении молекулярно-массового распределения. Предпочтительно такой полимер ЛПЭНП, ПЭСП или ПЭВП является мультимодальным в отношении молекулярно-массового распределения.

Согласно другому, в равной степени 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).

В случае ПЭ низкого давления или ПП, более предпочтительно ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно ПЭВП низкого давления, в качестве предпочтительного полиолефина (а), предполагают, однако вне связи с какой-либо теорией, что толщина ламеллы кристаллов и массовая доля таких кристаллов, присутствующих в ПЭ низкого давления или ПП, более предпочтительно в ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно в ПЭВП низкого давления, могут вносить дополнительный вклад в понижение (=улучшение) электропроводности полимерной композиции (определенной по указанному методу измерения электропроводности по постоянному току). Кроме того, даже если такой предпочтительный полиолефин (а) применяют в полимерной композиции в малых количествах, он может вносить вклад в улучшение электропроводности полимерной композиции. Соответственно, в одном из предпочтительных примеров воплощения полимерная композиция 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, имеющих толщину ламеллы по меньшей мере 10 нм, при проведении измерений методом ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения». Более предпочтительно в этом примере воплощения полимерная композиция имеет массовую долю кристаллов с толщиной ламеллы >10 нм по меньшей мере 1% масс., 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, как описано ниже в разделе «Методы определения». Более предпочтительно в этом примере воплощения полимерная композиция содержит полиолефин (а), который представляет собой 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 проведении измерения методом ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения». И еще более предпочтительно в этом примере воплощения полимерная композиция содержит полиолефин (а), который представляет собой ПЭ низкого давления или ПП, более предпочтительно ПЭ низкого давления, еще более предпочтительно ПЭВП низкого давления, и этот полиолефин (а) имеет массовую долю кристаллов с толщиной ламеллы >10 нм по меньшей мере 1% масс., 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, как описано ниже в разделе «Методы определения». Такие полимеры, например, имеются в продаже и поступают, например, от Borealis, Ineos, Total Petrochemical, Exxonmobil, Dow и т.д.

В данном контексте употребляемые выше определения имеют следующие значения:

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

*Oтносится к кристаллическим фракциям с интервалом с один градус Цельсия.

«Кристаллическая фракция с толщиной ламеллы >10 нм»=Доля кристаллов, которые имеют толщину более 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 х «Кристалличность».

Приведенные свойства измеряют методом ДСК, как описано ниже в разделе «Методы определения».

Дополнительно является предпочтительным, чтобы полимерная композиция содержала возможный полиолефин (b) в количестве от 0 до 99,9% масс., предпочтительно от 0 до 99,5% масс., предпочтительно от 0 до 99,0% масс., предпочтительно от 0 до 95% масс., предпочтительно от 0 до 90% масс., от 0 до 80% масс., более предпочтительно от 0 до 70% масс., более предпочтительно от 0 до 60% масс., более предпочтительно от 0 до 50% масс., более предпочтительно от 0 до 40% масс., еще более предпочтительно от 0 до 30% масс., более предпочтительно от 0 до 20% масс., более предпочтительно от 0 до 10,0% масс., еще более предпочтительно 5,0% масс.или менее, в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b).

Предпочтительно возможный второй полиолефин (b) представляет собой полиолефин, как он определен выше или впоследствии ниже для полиолефина (а) второго примера воплощения, и он отличается от полиолефина (а), или представляет собой полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), выбранный из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП или возможно ненасыщенного ПЭНП сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами). В предпочтительном втором примере воплощения полиолефина (b), если он присутствует, полиолефин (b) представляет собой ПЭНП, выбранный из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП или возможно ненасыщенного ПЭНП сополимера этилена с одним или более сомономером (сомономерами).

Объединенное количество полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b) в полимерной композиции согласно изобретению обычно составляет по меньшей мере 50% масс., предпочтительно по меньшей мере 60% масс., более предпочтительно по меньшей мере 70% масс., более предпочтительно по меньшей мере 75% масс., более предпочтительно от 80 до 100% масс., и более предпочтительно от 85 до 100% масс. от общей массы полимерного компонента (полимерных компонентов), присутствующих в полимерной композиции. Предпочтительная полимерная композиция состоит из полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b) в качестве единственных полимерных компонентов. Это выражение означает, что полимерная композиция не содержит дополнительных полимерных компонентов, но только полиолефин (а) и возможный второй полиолефин (b), в качестве единственного полимерного компонента (единственных полимерных компонентов). Однако в тексте данного описания следует понимать, что полимерная композиция может содержать дополнительные компоненты, отличные от полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b), такие как добавки, которые могут быть добавлены в смеси с полимером-носителем, то есть в так называемой маточной смеси.

Наиболее предпочтительно полимерная композиция не содержит полиолефина (b) (0% масс. полиолефина (b)), в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b).

Соответственно, предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала 100% масс. полиолефина (а), как он определен выше, ниже или в Формуле изобретения, в расчете на объединенную массу полиолефина (а) и возможного второго полиолефина (b). Более предпочтительно, полимерная композиция состоит из полиолефина (а) в качестве единственного полимерного компонента.

Полиолефин (а) и возможный второй полиолефин (b), а также их другие свойства и предпочтительные примеры воплощения дополнительно описаны ниже.

Полимерная композиция второго примера воплощения может обладать преимущественно низкой электропроводностью и тогда, когда она вулканизирована сшивающим агентом. Таким образом, полимерная композиция по второму примеру воплощения данного изобретения может быть вулканизируемой.

«Вулканизируемый» означает, что полимерную композицию можно вулканизировать с использованием сшивающего агента (агентов) перед использованием в ее конечном применении. Вулканизируемая полимерная композиция дополнительно содержит сшивающий агент. В случае проведения вулканизации предпочтительно, чтобы полиолефин (а) и возможный второй полиолефин (b) полимерной композиции были вулканизированы. Кроме того, вулканизированную полимерную композицию или, соответственно, вулканизированный полиолефин (а) и возможный второй полиолефин (b) наиболее предпочтительно вулканизируют посредством радикальной реакции с агентом, генерирующим свободные радикалы. Вулканизированная полимерная композиция обладает типичной структурой, в частности, поперечными связями (мостиками) между цепями полимера, как хорошо известно в этой области. Как очевидно для специалиста, вулканизированную полимерную композицию можно определить и определяют в тексте данного описания отличительными особенностями, присущими полимерной композиции, полиолефину (а) или возможному второму полиолефину (b) перед вулканизацией или после нее, установленными в контексте или очевидными из него. Например, количество сшивающего агента в полимерной композиции или свойства композиции, такие как ПТР, плотность и/или степень ненасыщенности полиолефина (а) или второго полиолефина (b) определяют, если не указано иное, перед вулканизацией. «Вулканизированный» означает, что стадия вулканизации обеспечивает дополнительный технический признак вулканизированной полимерной композиции (продукт, полученный посредством процесса), что представляет дополнительное отличие от существующего уровня техники. Например, вулканизация может вносить вклад в механические свойства, термостойкость и стойкость к деформации полимерной композиции.

Соответственно, в примерах воплощения, в которых полимерная композиция не содержит сшивающего агента, электропроводность, как описано в разделе «Методы определения», измеряют на образце указанной полимерной композиции, который является невулканизированным (то есть не содержит сшивающего агента и не был вулканизирован 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 на полученном вулканизированном образце). Измерение электропроводности на невулканизированном или вулканизированном образце полимерной композиции описано в разделе «Методы определения». Количество сшивающего агента, если он присутствует, предпочтительно находится в приведенных ниже диапазонах.

Соответственно, полимерная композиция по второму примеру воплощения может содержать сшивающий агент, который предпочтительно является пероксидом, в количестве от 1 до 110 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 90 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции (что соответствует от 0 до 2,4% масс.дикумилпероксида в расчете на полимерную композицию), от 0 до 75 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 50 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 40 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 37 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 35 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 34 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно от 0 до 33 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 0 до 30 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 0 до 20 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 0 до 10,0 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 0 до 7,0 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно менее 5,0 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, наиболее предпочтительно полимерная композиция не содержит сшивающего агента (=0% масс.добавленного сшивающего агента). Если сшивающий агент присутствует, нижний предел не ограничен и может составлять по меньшей мере 0,1 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно по меньшей мере 0,5 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, более предпочтительно по меньшей мере 5,0 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции. Более низкое содержание пероксида может сократить необходимую стадию дегазации для полученного и вулканизированного кабеля, если это желательно.

Единица «ммоль -O-O-/кг полимерной композиции» обозначает в тексте данного описания содержание (ммоль) пероксидных функциональных групп на кг полимерной композиции, при проведении измерения на 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.

Такая полимерная композиция может содержать один тип пероксида или два или более различных типов пероксида; в этом случае количество (в моль) -O-O-/кг полимерной композиции, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, представляет собой суммарное количество -O-O-/кг полимерной композиции каждого типа пероксида. В качестве неограничивающих примеров подходящих органических пероксидов можно упомянуть 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 пероксиды выбраны 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.

Однако, как упомянуто выше, электропроводность невулканизированной полимерной композиции является неожиданно низкой. Соответственно, в предпочтительном примере воплощения полимерная композиция является невулканизированной. Таким образом, предпочтительно, чтобы полимерная композиция не содержала сшивающего агента. В этом примере воплощения невулканизированная полимерная композиция обладает дающей большие преимущества низкой электропроводностью, и нет необходимости вулканизировать ее для использования в слое, предпочтительно в изолирующем слое, DC силового кабеля. В этом примере воплощения можно избежать недостатков существующего уровня техники, связанных с использованием сшивающего агента в слое кабеля. Естественно, пример воплощения дает возможность упростить процесс производства кабеля. Предпочтительной невулканизированной полимерной композицией является полимерная композиция по второму примеру воплощения.

«Без вулканизации», «невулканизированный» или «несшитый», как это используют в тексте данного описания выше, ниже или в формуле изобретения, означает, что к полимерной композиции не добавляют сшивающего агента для вулканизации композиции. Подобным образом, «не содержит сшивающего агента» означает, в тексте данного описания, что полимерная композиция не содержит какого-либо сшивающего агента, который был добавлен для проведения вулканизации композиции.

Дополнительно полимерная композиция согласно изобретению может содержать, кроме полиолефина (а), возможного второго полиолефина (b) и возможного пероксида, дополнительный компонент (компоненты), такие как полимерный компонент (полимерные компоненты) и/или добавку (добавки), предпочтительно такую добавку (добавки), как любой антиоксидант (антиоксиданты), ингибитор (ингибиторы) подвулканизации, ускоритель (ускорители) вулканизации, стабилизатор (стабилизаторы), технологическую добавку (добавки), огнезащитную добавку (добавки), добавку (добавки), замедляющую водный триинг, поглотитель (поглотители) кислот или ионов, неорганический наполнитель (наполнители) и стабилизатор (стабилизаторы) напряжения, как это известно в области технологии полимеров. Полимерная композиция предпочтительно содержит обычно применяемую для применения при изготовлении проводов и кабелей добавку (добавки), например, один или более антиоксидант (антиоксиданты) и, возможно, один или более ингибитор (ингибиторы) подвулканизации, предпочтительно по меньшей мере один или более антиоксидант (антиоксиданты). Применяемые количества добавок являются обычными и хорошо известны 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.

Предпочтительно, если полимерную композицию и ее подгруппу применяют для получения изолирующего слоя. Предпочтительно в полимерную композицию избегают вводить сажу (то есть она не содержит сажи). Также предпочтительно в полимерную композицию избегают вводить огнезащитную добавку (огнезащитные добавки) в количествах, обычно применяемых для огнезащитного действия, например добавки, содержащие гидроксиды металлов в защищающих от воспламенения количествах (то есть предпочтительно полимерная композиция не содержит таких добавок).

Приведенные далее предпочтительные примеры воплощени