Полимерная композиция для электротехнических устройств

Полимерная композиция для электротехнических устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к полимерной композиции для производства электротехнического устройства или устройства связи, предпочтительно слоя кабеля, предпочтительно силового кабеля, более предпочтительно силового кабеля постоянного тока (ПТ), к кабелю, предпочтительно силовому кабелю, более предпочтительно силовому кабелю постоянного тока (ПТ), который содержит полимерную композицию и, возможно, является сшиваемым и затем сшитым, а также к способу изготовления кабеля.

Уровень техники

Полиолефины широко используют в требуемых полимерных применениях, в которых полимеры должны удовлетворять высоким механическим и/или электрическим требованиям. Например, в применениях силового кабеля, в частности, в применениях кабеля среднего напряжения (СН) и особенно в применениях кабеля высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН) электрические свойства полимерной композиции имеют существенное значение. К тому же, важные электрические свойства могут отличаться в различных применениях кабелей, как в случае применений кабелей переменного тока (ПерТ) и постоянного тока (ПТ).

Сшивание кабелей

Обычный силовой кабель содержит проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке. Кабели обычно производят путем экструзии слоев на проводник. Полимерный материал в одном или более из указанных слоев затем обычно сшивают для улучшения, например, теплостойкости и сопротивления деформации, характеристик ползучести, механической прочности, химической стойкости и стойкости к истиранию полимера в слое (слоях) кабеля. При реакции сшивания полимера главным образом образуются межполимерные поперечные связи (мостики). Сшивание можно осуществить, используя, например, генерирующее свободные радикалы соединение, такое как пероксид. Генерирующий свободные радикалы агент обычно внедряют в материал слоя до экструзии слоя (слоев) на проводник. После образования слоистого кабеля кабель затем подвергают стадии сшивания для начала образования радикалов и, таким образом, реакции сшивания. Пероксиды являются широко распространенными соединениями, генерирующими свободные радикалы, применяемыми, в том числе, в полимерной промышленности для указанных модификаций полимеров. Получающиеся продукты разложения пероксидов могут включать летучие побочные продукты, которые являются нежелательными, так как они могут быть вредными и могут оказывать негативное влияние на электрические свойства кабеля. Поэтому летучие продукты разложения, такие как метан, например, когда используют дикумилпероксид, обычно снижают до минимума или удаляют после стадии сшивания и охлаждения. Такая стадия удаления вообще известна как стадия дегазации. Стадия дегазации требует времени и является энергоемкой и, таким образом, приводит к дополнительным расходам в способе изготовления кабелей.

Также используемые технологические линии производства кабелей и требуемая скорость производства могут накладывать ограничения на материалы кабелей, особенно при производстве силовых кабелей большого размера. Кроме того, в том числе, скорость сшивания и степень сшивания полимера в слое кабеля должна быть достаточной для того, чтобы минимизировать или избежать нежелательной проблемы образования потеков при производстве кабеля, особенно когда кабель производят, например, в технологической линии непрерывной вулканизации (ЛНВ) (особенно для конструкций с большей толщиной), которая является хорошо известной технологической линией вулканизации в данной области и описана в литературе.

Электропроводность

Электропроводность по постоянному току является важным свойством материала, например, для изолирующих материалов для кабелей постоянного тока высокого напряжения (ПТ ВН). Во-первых, сильная зависимость этого свойства от температуры и электрического поля влияет на электрическое поле. Во-вторых, внутри изоляции генерируется тепло под действием электрического тока утечки, протекающего между внутренним и внешним полупроводящими слоями. Этот ток утечки зависит от электрического поля и электропроводности изоляции. Высокая проводимость изолирующего материала может даже привести к тепловому пробою при условиях сильного механического напряжения / высокой температуры. Поэтому проводимость должна быть достаточно низкой, чтобы избежать теплового пробоя.

Соответственно, в кабелях ПТ ВН изоляция нагревается током утечки. Для конкретной конструкции кабеля нагревание пропорционально проводимости изоляции, умноженной на напряженность электрического поля в квадрате. Таким образом, если напряжение возрастает, генерируется намного больше тепла.

Существует большая потребность в увеличении напряжения силового кабеля, предпочтительно силового кабеля постоянного тока, и, таким образом, постоянная необходимость в нахождении альтернативных полимерных композиций с пониженной проводимостью. Такие полимерные композиции должны также предпочтительно обладать хорошими механическими свойствами, необходимыми для требуемых воплощений силовых кабелей.

Фиг.1 представляет собой схематическое частичное сечение двух пластин и промежуточного слоя между ними для иллюстрации обычной пластинчатой структуры предпочтительной анионообменной добавки в качестве ионообменной добавки (б). Стабильные слои пластин показаны в виде непрерывных слоев, а частицы круглой формы показывают способные к обмену анионы промежуточных слоев.

Описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает полимерную композицию, содержащую:

(а) полиолефин,

(б) возможно пероксид, который, если присутствует, предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку.

Неожиданно обнаружили, что электропроводность по постоянному току полимерной композиции заметно уменьшается, то есть становится заметно более низкой, когда полиолефин (а) объединяют с ионообменной добавкой (в) и возможно сшивают с использованием пероксида (б) (например, хорошо известного дикумилпероксида), как определено выше или ниже.

Вне связи с какой-либо теорией, полагают, что ионообменная добавка (в) захватывает ионные вещества, которые ухудшают (увеличивают) электропроводность по постоянному току, например, вредные анионные вещества, такие как хлор, которые могут присутствовать в полиолефине (а). Соответственно, данная полимерная композиция является весьма желательной для электротехнических применений и применений для связи, предпочтительно применений для производства проводов и кабелей, особенно для слоев силового кабеля. Кроме того, полимерная композиция по изобретению имеет электрические свойства, выраженные, в том числе, в виде пониженной, то есть низкой, электропроводности по постоянному току, при этом нежелательное образование тепла, например, в изолирующем слое силового кабеля, и особенно силового кабеля ПТ, может быть минимизировано. Соответственно, изобретение особенно предпочтительно для кабелей.

Настоящее изобретение также обеспечивает применение полимерной композиции, содержащей:

(а) полиолефин,

(б) возможно пероксид, который, если присутствует, предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку, как определено выше или ниже, для производства электротехнического устройства или устройства связи, содержащего указанную полимерную композицию, предпочтительно для получения изоляции электротехнического устройства или устройства связи. Такими устройствами являются, например, кабели, соединения, включая конечные соединения в применениях кабелей, пленочные конденсаторы и т.п. Наиболее предпочтительным применением изобретения является использование указанной полимерной композиции для получения слоя кабеля.

Полимерную композицию по настоящему изобретению в данном документе ниже также кратко называют «полимерной композицией» или «Полимерной композицией». Ее компоненты, определенные выше, в данном документе также кратко называют «полиолефин (а)», «пероксид (б)» и, соответственно, «ионообменная добавка (в)». Выражение «в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции» означает, что присутствует пероксид, то есть определенное количество пероксида добавляют в полимерную композицию.

Предпочтительно полимерная композиция по изобретению является сшиваемой. «Сшиваемая» означает, что слой кабеля может быть сшит до использования в его конечном применении. Сшиваемая полимерная композиция содержит полиолефин (а), ионообменную добавку (в) и пероксид (б) в количестве, определенном выше, ниже или в формуле изобретения. Кроме того, сшитая полимерная композиция или, соответственно, сшитый полиолефин (а), является сшитой посредством радикальной реакции с использованием заявленного количества пероксида (б), присутствующего в полимерной композиции до сшивания. Сшитая полимерная композиция имеет типичную поперечно-сшитую структуру, в том числе межполимерные поперечные связи (мостики), как хорошо известно в данной области. Как очевидно для специалиста, сшитый полимер может обладать признаками и определен в данном документе признаками, которые присутствуют в полимерной композиции или полиолефине (а) до или после сшивания, как указано в контексте или очевидно из контекста. Например, присутствие и количество пероксида в полимерной композиции или тип и композиционные свойства, такие как ПТР, плотность и/или степень ненасыщенности полиолефинового компонента (а), определены до сшивания, если не указано иное, а признаки после сшивания, например, электропроводность, измеряют для сшитой полимерной композиции.

Настоящее изобретение также обеспечивает сшитую полимерную композицию, содержащую сшитый полиолефин (а), в которой полимерная композиция до сшивания (то есть, перед тем, как ее сшили) содержит:

(а) полиолефин,

(б) пероксид, предпочтительно в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку.

Наиболее предпочтительно полимерная композиция по изобретению содержит пероксид (б). Соответственно, настоящая сшитая полимерная композиция является предпочтительной, и ее получают путем сшивания с применением пероксида (б) в количестве, определенном выше или ниже.

Настоящее изобретение также обеспечивает сшитую полимерную композицию, содержащую полиолефин (а), который сшивают с помощью пероксида (б) в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции в присутствии ионообменной добавки (в).

Выражения «получаемая путем сшивания», «сшитая с помощью» и «сшитая полимерная композиция» используют в данном документе взаимозаменяемым образом, и они означают категорию «изделие, характеризуемое способом его производства», то есть, что данное изделие обладает техническими признаками, которые обусловлены стадией сшивания, как будет объяснено ниже.

Единица измерения «ммоль -О-О-/кг полимерной композиции» в данном документе означает содержание (в ммоль) пероксидных функциональных групп на кг полимерной композиции, измеренное для полимерной композиции перед сшиванием. Например, в случае хорошо известного дикумилпероксида 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции соответствует 0,95 масс.% по отношению полному количеству (100 масс.%) полимерной композиции.

«Сшитую полимерную композицию» в данном документе ниже также кратко называют «Полимерной композицией» или «полимерной композицией». Также «сшиваемую полимерную композицию» в данном документе ниже кратко называют «Полимерной композицией» или «полимерной композицией». Значение очевидно из контекста.

Электропроводность в данном документе измеряют согласно методу определения проводимости по постоянному току, описанному в разделе «Методы определения». Термины «пониженная» или «низкая» электропроводность, используемые в данном документе взаимозаменяемым образом, означают, что значение, полученное методом определения проводимости по постоянному току, является низким, то есть пониженным.

Предпочтительный полиолефин (а) является полиэтиленом, полученным в способе высокого давления (ВД). Полиолефин (а), включая его предпочтительные варианты, описан более подробно ниже или в формуле изобретения.

Относительно ионообменной добавки (в) полимерной композиции:

Ионообменную добавку (в) полимерной композиции по изобретению можно добавлять в полимерную композицию как таковую, то есть в чистом виде, или в виде добавочной композиции, поставляемой производителями добавок, которая может содержать, например, материал-носитель, например, полимер-носитель, и, возможно, дополнительные добавки. Кроме того, такую ионообменную добавку (в) или добавочную композицию можно добавлять в полимерную композицию как таковую, например, как поставляемую производителем добавки, или в дополнительном материале-носителе, например, в полимере-носителе, например, в так называемой маточной смеси (МС). Количество ионообменной добавки (в), приведенное ниже и в формуле изобретения, представляет собой массу (количество) указанной ионообменной добавки (в) как таковой, то есть в чистом виде, по отношению к общей массе (количеству) (100 масс.%) полимерной композиции.

Ионообменная добавка (в) полимерной композиции по изобретению предпочтительно является неорганической ионообменной добавкой, более предпочтительно неорганической анионообменной добавкой. Более предпочтительно анионообменная добавка (в) может обменивать анионы на галогены (то есть захватывать галогены), предпочтительно по меньшей мере на вещества на основе хлора. Также предпочтительно ионообменная добавка (в) обладает пластинчатой структурой.

Предпочтительное воплощение ионообменной добавки (в) представляет собой пластинчатый анионообменный материал, предпочтительно пластинчатый анионообменный материал, который содержит анионные промежуточные слои. Предпочтительная пластинчатая ионообменная добавка (в) содержит пластинчатые слои, которые образуют стабильную решетку основы, и способные к обмену анионные промежуточные слои между указанными пластинами. Термин «анионные промежуточные слои» в данном документе означает, что промежуточные слои содержат анионы, которые слабо связаны с пластинчатыми слоями и способны к обмену с анионными веществами, присутствующими в полиолефине (а) полимерной композиции. На Фиг.1 показана обычная пластинчатая структура (схематичное частичное сечение, показывающее две пластины и промежуточный слой между ними) анионообменной добавки как предпочтительной ионообменной добавки (в). В этом предпочтительном воплощении промежуточные слои пластинчатого анионообменного материала (в) предпочтительно содержат анионы , которые способны к обмену с анионными веществами, присутствующими в полимерной композиции, например, в полиолефине (а). Кроме того, в этом предпочтительном воплощении стабильные пластины предпочтительно содержат катионные вещества, выбранные, например, из веществ на основе любого из катионов Mg, Al, Fe, Cr, Cu, Ni или Mn, или любых их смесей, более предпочтительно по меньшей мере из веществ на основе катионов Mg²⁺, и более предпочтительно из веществ на основе катионов Mg²⁺ и Al³⁺.

В этом предпочтительном воплощении наиболее предпочтительная ионообменная добавка (в) представляет собой пластинчатую анионообменную добавку типа гидроталькита, предпочтительно пластинчатую анионообменную добавку типа синтетического гидроталькита, содержащую анионные промежуточные слои, которые содержат способные к обмену анионы , еще более предпочтительно пластинчатую анионообменную добавку типа синтетического гидроталькита, имеющую общую формулу, где R(3⁺)=Al, Cr или Fe, предпочтительно Al. В указанной общей формуле предпочтительно x составляет от 4 до 6, у равно 2, z составляет от 6 до 18, к равно 1, а n составляет от 3 до 4. Очевидно, что данные соотношения могут меняться, например, в зависимости от количества кристаллизационной воды и т.п. В качестве неограничивающего примера можно упомянуть только общую формулу, где R⁽³⁺⁾=Al, Cr или Fe, предпочтительно Al.

Кроме того, в этом предпочтительном воплощении ионообменная добавка (в), предпочтительно гидроталькит, как указано выше, ниже или в формуле изобретения, может быть модифицированной, например, подвергнутой поверхностной обработке, как хорошо известно в уровне техники.

Ионообменными добавками (в), подходящими для настоящего изобретения, являются, например, имеющиеся в продаже добавки. Среди предпочтительных ионообменных добавок (в) можно упомянуть имеющийся в продаже синтетический гидроталькит (наименование IUPAC: диалюминия гексамагния карбонат-гексадекагидроксид, номер CAS 11097-59-9), такой как поставляет компания Kisuma Chemicals под торговым наименованием DHT-4V.

Как упомянуто выше, возможный и предпочтительный пероксид (б) присутствует в полимерной композиции в количестве, составляющем по меньшей мере 2,0 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, предпочтительно по меньшей мере 3,0 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, более предпочтительно по меньшей мере 4,0 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции. Более предпочтительно, предпочтительная сшитая полимерная композиция по изобретению до сшивания содержит указанный пероксид (б) в количестве, составляющем 34 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции или менее, предпочтительно 33 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции или менее, более предпочтительно от 5,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 7,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 10,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, еще более предпочтительно от 15 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции. Содержание пероксида (б) зависит от требуемого уровня сшивания, и в одном воплощении требуется, чтобы содержание пероксида (б) до сшивания еще более предпочтительно составляло от 17 до 29 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции. Кроме того, полиолефин (а) может быть ненасыщенным, при этом содержание пероксида (б) может зависеть от степени ненасыщенности.

Более предпочтительно сшитая полимерная композиция по изобретению имеет после сшивания электропроводность, составляющую от менее 0,01 (более низкие значения не обнаруживаются измерением проводимости по постоянному току) до 100 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 90 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 80 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 70 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 60 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 50 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 30 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 20 фСм/м, более предпочтительно от 0,01 до 15 фСм/м, еще более предпочтительно от 0,05 до 10 фСм/м, наиболее предпочтительно от 1,0 до 10 фСм/м, при измерении согласно методу определения проводимости по постоянному току, описанному в разделе «Методы определения».

Кроме того, электропроводность полимерной композиции неожиданно является низкой даже без удаления летучих побочных продуктов после сшивания, то есть без дегазации, по сравнению с электропроводностью недегазированной полимерной композиции, сшитой с применением традиционного количества пероксида. Поэтому, если требуется, стадию дегазации сшитого кабеля, содержащего данную полимерную композицию, можно значительно сократить и/или осуществлять в менее жестких условиях в течение способа производства кабеля, что, естественно, повышает эффективность производства. Соответственно, если требуется, стадию дегазации в течение производства кабеля можно сократить.

Также неожиданно обнаружили, что содержание пероксида (б) можно уменьшить, не жертвуя механическими свойствами полученной сшитой полимерной композиции, которые важны для слоев силового кабеля. Таким образом, неожиданно обнаружили, что, помимо пониженной электропроводности полимерной композиции, также одно или более (более предпочтительно все) из механических свойств, выбранных из Пенсильванского испытания с надрезом (Pennsylvania Notch Test, PENT) и одного или обоих из механических свойств при растяжении, выраженных в виде напряжения при разрыве и удлинения при разрыве, остаются на допустимом уровне или по меньшей мере на уровне, аналогичном механическим свойствам сшитых полимерных композиций предшествующего уровня техники, используемых в слоях кабеля. Причина преимущественного баланса улучшенной электропроводности и хороших механических свойств понятна не полностью. Не ограничиваясь какой-либо теорией, одной из причин может быть то, что поддерживается неожиданно высокая степень кристалличности (%) сшитого полимера по сравнению со степенью кристалличности, полученной при традиционных концентрациях пероксида. Соответственно и более предпочтительно, полимерная композиция по изобретению обладает неожиданным балансом электрических и механических свойств, который является очень преимущественным, например, для силовых кабелей ПТ и, неожиданно, также для силовых кабелей ПТ ВН и СВН.

Соответственно, предпочтительная сшитая полимерная композиция по изобретению более предпочтительно обладает сроком службы в Пенсильванском испытании с надрезом (PENT), составляющим 200 часов или более, предпочтительно 400 часов или более, при измерении согласно Пенсильванскому испытанию с надрезом (PENT) при нагрузке 2 МПа и температуре старения 70°C, как описано в разделе «Методы определения». Пенсильванское испытание с надрезом (PENT) указывает на стойкость к медленному росту трещины, и чем выше значение, тем лучше указанная стойкость.

Также предпочтительно, предпочтительная сшитая полимерная композиция по изобретению имеет преимущественные механические свойства при растяжении, которые в данном документе выражены в виде напряжения при разрыве или удлинения при разрыве, каждое из которых определяют при двух температурах, то есть измеряют согласно методу испытания на растяжение согласно ISO 527-2:1993 с использованием геометрии образца 5А.

Соответственно, сшитую полимерную композицию по изобретению используют для определения указанных выше ее электрических и предпочтительных механических свойств. Приготовление соответствующих образцов сшитой полимерной композиции описано ниже в разделе «Методы определения».

Кроме того, электропроводность по постоянному току является очень низкой, хотя содержание предпочтительного пероксида (б) является очень низким, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, и еще, неожиданно, можно поддерживать очень хорошие механические свойства, требуемые для применения проводов и кабелей.

Низкая электропроводность полимерной композиции является очень предпочтительной, в том числе, для силовых кабелей и, в силу низкой электропроводности по постоянному току, предпочтительной для силовых кабелей постоянного тока (ПТ), предпочтительно кабелей ПТ низкого напряжения (НН), среднего напряжения (СН), высокого напряжения (ВН) или сверхвысокого напряжения (СВН), более предпочтительно для силовых кабелей ПТ, действующих при любых напряжениях, предпочтительно при напряжениях выше 36 кВ, таких как кабели ПТ ВН.

Изобретение также обеспечивает кабель, предпочтительно силовой кабель, более предпочтительно силовой кабель постоянного тока (ПТ), содержащий проводник, окруженный одним или более слоев, в котором по меньшей мере один из указанных слоев содержит полимерную композицию, предпочтительно состоит из полимерной композиции, содержащей:

(а) полиолефин,

(б) возможно и предпочтительно пероксид, который предпочтительно присутствует, а более предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку, как определено выше, ниже или в формуле изобретения. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один слой указанного кабеля являлся изолирующим слоем.

Более предпочтительно изобретение направлено на силовой кабель, предпочтительно силовой кабель постоянного тока (ПТ), более предпочтительно силовой кабель ПТ ВН или СВН, содержащий проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке, где по меньшей мере один слой, предпочтительно изолирующий слой, содержит полимерную композицию по изобретению, предпочтительно состоит из полимерной композиции по изобретению, содержащей:

(а) полиолефин,

(б) возможно и предпочтительно пероксид, который предпочтительно присутствует, а более предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку, как определено выше, ниже или в формуле изобретения.

Предпочтительно, чтобы указанный кабель по изобретению являлся сшиваемым. Изобретение также направлено на сшитый силовой кабель, предпочтительно сшитый силовой кабель постоянного тока (ПТ), содержащий проводник, окруженный одним или более слоев, где по меньшей мере один из указанных слоев содержит сшитую полимерную композицию, предпочтительно состоит из сшитой полимерной композиции, содержащей полиолефин (а) и ионообменную добавку (в), которую сшивают (то есть получают путем сшивания) с помощью пероксида (б) в количестве, составляющем менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, как определено выше, ниже или в формуле изобретения. Более предпочтительно, изобретение направлено на сшитый силовой кабель, предпочтительно сшитый силовой кабель постоянного тока (ПТ), более предпочтительно сшитый силовой кабель ПТ ВН или СВН, содержащий проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке, где по меньшей мере один слой, предпочтительно изолирующий слой, содержит сшитую полимерную композицию, предпочтительно состоит из сшитой полимерной композиции, содержащей до сшивания:

(а) полиолефин,

(б) пероксид в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку; причем полиолефин (а) сшивают в присутствии указанного пероксида (б).

Изобретение также направлено на способ понижения электропроводности, то есть обеспечения низкой электропроводности, возможно и предпочтительно сшитой полимерной композиции, содержащей полиолефин, возможно и предпочтительно сшитый с помощью пероксида, причем данный способ включает стадию получения полимерной композиции путем смешивания друг с другом:

(а) полиолефина,

(б) возможно и предпочтительно пероксида, который, если присутствует, предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, предпочтительно 34 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции или менее, предпочтительно 33 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции или менее, предпочтительно 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции или менее, более предпочтительно от 5,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 7,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, более предпочтительно от 10,0 до 30 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменной добавки, как определено в предшествующих пунктах, и

- возможно и предпочтительно сшивания полиолефина (а) в присутствии указанного пероксида (б).

Более предпочтительно изобретение направлено на способ понижения электропроводности возможно и предпочтительно сшитой полимерной композиции возможно и предпочтительно сшитого силового кабеля, предпочтительно возможно и предпочтительно сшитого силового кабеля постоянного тока (ПТ), более предпочтительно возможно и предпочтительно сшитого силового кабеля ПТ ВН или СВН, содержащего проводник, который окружен по меньшей мере изолирующим слоем, предпочтительно по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке, где по меньшей мере изолирующий слой содержит полимерную композицию, содержащую:

(а) полиолефин,

(б) возможно и предпочтительно пероксид, который предпочтительно присутствует, а более предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, и

- возможно, и предпочтительно сшивание полиолефина (а) происходит в присутствии указанного пероксида (б).

Изобретение также направлено на способ производства кабеля, предпочтительно силового кабеля, более предпочтительно сшиваемого и сшитого силового кабеля, более предпочтительно сшиваемого и сшитого силового кабеля постоянного тока (ПТ), как определено выше или ниже.

Изобретение также обеспечивает вариант полимерной композиции, содержащей:

(а) полиолефин, который является полиэтиленом, полученным в способе высокого давления,

(б) возможно пероксид, который, если присутствует, предпочтительно присутствует в количестве менее 35 ммоль -О-О-/кг полимерной композиции, и

(в) ионообменную добавку, как определено выше, ниже или в формуле изобретения.

Дополнительные предпочтительные варианты указанных выше свойств, дополнительные свойства, варианты и воплощения, как определено выше или ниже для полимерной композиции или ее компонентов, включая несшитую и сшитую полимерную композицию, применяют равным образом и независимо к способу понижения электропроводности, к силовому кабелю, предпочтительно к сшиваемому и сшитому силовому кабелю ПТ, а также к способу производства силового кабеля, предпочтительно сшиваемого и сшитого силового кабеля ПТ по изобретению.

Полиолефиновый компонент (а)

Следующие предпочтительные воплощения, свойства и варианты полиолефинового компонента (а), подходящие для полимерной композиции поддаются обобщению так, чтобы их можно использовать в любом порядке или сочетании для дополнительного определения предпочтительных воплощений полимерной композиции. Кроме того, очевидно, что данное описание относится к полиолефину (а) до его возможного и предпочтительного сшивания.

Термин «полиолефин (а)» означает как олефиновый гомополимер, так и сополимер олефина и одного или более сомономеров. Как хорошо известно, «сомономер» относится к способным к сополимеризации звеньям сомономеров.

Полиолефин (а) может представлять собой любой полиолефин, такой как любой традиционный полиолефин, который подходит в качестве полимера в слое, предпочтительно изолирующем слое электрического кабеля, предпочтительно силового кабеля.

Полиолефин может представлять собой, например, имеющийся в продаже полимер, или его можно приготовить в соответствии с известным способом полимеризации или аналогично известному способу полимеризации, описанному в химической литературе.

Более предпочтительно полиолефин (а) является полиэтиленом, полученным в способе высокого давления (ВД), более предпочтительно полиэтиленом низкой плотности ПЭНП, полученным в способе высокого давления. Смысл термина «полимер ПЭНП» хорошо известен и описан в литературе. Хотя термин ПЭНП является аббревиатурой для полиэтилена низкой плотности, данный термин понимают не как ограничение диапазона плотности, а как термин, включающий подобные ПЭНП полиэтилены ВД с низкими, средними и высокими плотностями. Термин ПЭНП описывает и отделяет только природу полиэтилена ВД с типичными признаками, такими как архитектура ветвления, отличная от ПЭ, полученного в присутствии катализатора полимеризации олефинов.

ПЭНП в качестве указанного полиолефина (а) может быть гомополимером этилена низкой плотности (называемом в данном документе гомополимером ПЭНП) или сополимером этилена и одного или более сомономеров низкой плотности (называемом в данном документе сополимером ПЭНП). Один или более сомономеров сополимера ПЭНП предпочтительно выбирают из полярных сомономеров, неполярных сомономеров или из смеси полярного сомономера (или сомономеров) и неполярного сомономера (или сомономеров), как определено выше или ниже. Кроме того, указанный гомополимер ПЭНП или сополимер ПЭНП в качестве указанного полиолефина (а) возможно может быть ненасыщенным.

В качестве полярного сомономера для сополимера ПЭНП в качестве указанного полиолефина (а) можно использовать сомономеры, содержащие гидроксильную группу(ы), алкоксильную группу(ы), карбонильную группу(ы), карбоксильную группу(ы), эфирную группу(ы) или сложноэфирную группу(ы), или их смесь. Более предпочтительно в качестве указанного полярного сомономера используют сомономер(ы), содержащий карбоксильную и/или сложноэфирную группу(ы). Еще более предпочтительно полярный сомономер(ы) сополимера ПЭНП выбирают из групп акрилата(ов), метакрилата(ов) или ацетата(ов), или любых их смесей. Полярный сомономер(ы), если он присутствует в указанном сополимере ПЭНП, предпочтительно выбирают из группы алкилакрилатов, алкилметакрилатов или винилацетата, или их смеси. Еще более предпочтительно, указанные полярные сомономеры выбирают из C1-C6 алкилакрилатов, C1-C6 алкилметакрилатов или винилацетата. Еще более предпочтительно, указанный полярный сополимер ПЭНП является сополимером этилена и C1-C4 алкилакрилата, такого как метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат или бутилакрилат, или винилацетата, или любой их смеси.

В качестве неполярного сомономера(ов) для сополимера ПЭНП в качестве указанного лолиолефина (а) можно использовать сомономеры, отличные от определенных выше полярных сомономеров. Предпочтительно, неполярные сомономеры отличны от сомономеров, содержащих гидроксильную группу(ы), алкоксильную группу(ы), карбонильную группу(ы), карбоксильную группу(ы), эфирную группу(ы) или сложноэфирную группу(ы). Одна группа предпочтительных неполярных сомономеров содержит, предпочтительно состоит из мононенасыщенного (с одной двойной связью) сомономера(ов), предпочтительно олефинов, предпочтительно альфа-олефинов, более предпочтительно C3-C10 альфа-олефинов, таких как пропилен, 1-бутен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен, стирол, 1-октен, 1-нонен, полиненасыщенного (более одной двойной связи) сомономера(ов), сомономера(ов), содержащего силановую группу, или любых их смесей. Полиненасыщенные сомономеры дополнительно описаны ниже в связи с ненасыщенными сополимерами ПЭНП.

Если полиолефин (а) является полимером ПЭНП, который является сополимером, он предпочтительно содержит от 0,001 до 50 масс.%, более предпочтительно от 0,05 до 40 масс.%, еще более предпочтительно менее 35 масс.%, еще более предпочтительно менее 30 масс.%, более предпочтительно менее 25 масс.% одного или более сомономеров.

Полимерная композиция, предпочтительно ее полиолефиновый компонент (а), более предпочтительно полимер ПЭНП, может быть возможно ненасыщенным, то есть полимерная композиция, предпочтительно полиолефин (а), предпочтительно полимер ПЭНП, может содержать углерод-углеродные двойные связи. «Ненасыщенный» в данном документе означает, что полимерная композиция, предпочтительно полиолефин, содержит углерод-углеродные двойные связи на 1000 атомов углерода в полном количестве, составляющем по меньшей мере 0,4/1000 атомов углерода.

Как хорошо известно, ненасыщенность полимерной композиции можно обеспечить, в том числе, посредством полиолефина (а), соединения(й) с низкой молекулярной массой (Mw), такого как ускорители сшивания или замедлители преждевременного сшивания, или любых их сочетаний. Полное количество двойных связей в данном документе означает двойные связи, определенные из источников, которые известны и специально добавлены для внесения вклада в ненасыщенность. Если выбирают два или более указанных выше источника двойных связей, чтобы использовать их для обеспечения ненасыщенности, тогда полное количество двойных связей в полимерной композиции означает сумму двойных связей, присутствующих в источниках двойных связей. Очевидно, что характерное модельное соединение для калибровки используют для каждого выбранного источника, чтобы обеспечить количественное определение методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИКСПФ).

Любые измерения двойных связей выполняют до сшивания.

Если полимерная композиция является ненасыщ