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, например, в случае применений кабелей переменного тока (ПерТ) и постоянного тока (ПТ).

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.

Сшивание кабелей

Полимерный материал в одном или более из указанных слоев часто 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. 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. Общеизвестно, что в качестве генерирующих свободные радикалы соединений используют пероксиды. Получающиеся продукты разложения пероксидов могут включать летучие побочные продукты, которые часто нежелательны, так как, например, могут оказывать негативное влияние на электрические свойства кабеля. Поэтому летучие продукты разложения, такие как метан, обычно снижают до минимума или удаляют после стадии сшивания и охлаждения. Такая стадия удаления, вообще известная как стадия дегазации, требует времени и является энергоемкой, что приводит к дополнительным расходам.

Электропроводность

Электропроводность по постоянному току (ПТ) 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.

В JP 2018811 А описан изолирующий слой для кабеля ПТ, который содержит смесь 2-20 масс.% полиэтилена высокой плотности с полиэтиленом низкой плотности. Утверждают, что смесь обеспечивает улучшенные пробой ПТ и импульсную характеристику. Смесь смешивают с 2-3 масс.% сшивающего агента. Тип и структура слоя кабеля не были точно указаны.

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 иллюстрируют способные к обмену анионы промежуточных слоев.

Описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает полимерную композицию, которая является особенно подходящим полимерным материалом для слоя, предпочтительно изолирующего слоя кабеля, предпочтительно силового кабеля, более предпочтительно силового кабеля постоянного тока (ПТ), которая содержит

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

(в) ионообменную добавку.

Полимерную композицию по настоящему изобретению в данном документе ниже также кратко называют «полимерной композицией» или «Полимерной композицией». Ее компоненты, определенные выше, 6 данном документе также кратко называют «полиолефин (а)», «второй полиолефин (б)» и, соответственно, «ионообменная добавка (в)».

«Полиэтилен низкой плотности», ПЭНП, является полиэтиленом, полученным в способе полимеризации при высоком давлении (ВД). Обычно полимеризацию этилена и возможного дополнительного сомономера(ов) в способе высокого давления выполняют в присутствии инициатора(ов). 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 низкой, средней и более высокой плотностями. Термин ПЭНП описывает и выделяет только природу полиэтилена ВД с типичными признаками, такими как архитектура ветвления, отличная от ПЭ, полученного в присутствии катализатора полимеризации олефинов. «Полиолефин, полученный в присутствии катализатора полимеризации олефинов», в свою очередь, также часто называют «полиолефином низкого давления», чтобы явно отделить его от ПЭНП. Оба выражения хорошо известны в области полиолефинов.

Неожиданно обнаружили, что, когда полиолефин (а), отличный от ПЭНП, смешивают со вторым полиолефином (б), получающаяся полимерная композиция показывает улучшенные электрические свойства. Кроме того, когда указанную смесь дополнительно смешивают с ионообменной добавкой (в), получающаяся полимерная композиция показывает еще более улучшенные электрические свойства по сравнению с электрическими свойствами сравнительного полимера, содержащего только один полимерный компонент, или такой же полимерной смесью, но без ионообменной добавки (в) или с традиционными низкомолекулярными поглотителями кислоты, которые обычно используют с полиолефинами, полученными в присутствии катализатора полимеризации олефинов. А именно, полимерная композиция по настоящему изобретению обладает неожиданно пониженной, то есть низкой, электропроводностью по постоянному току. Используемые в данном документе взаимозаменяемые термины «пониженная» или «низкая» электропроводность означают, что значение, полученное из измерения проводимости по ПТ, определенное ниже в разделе «Методы определения», является низким, то есть пониженным.

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 полимере (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. Помимо этого, низкая электропроводность по постоянному току является преимуществом для минимизации нежелательного образования тепла, например, в изолирующем слое кабеля, предпочтительно силового кабеля, более предпочтительно силового кабеля ПТ.

Помимо этого, например, полиолефины, полученные в присутствии катализатора полимеризации олефинов, обычно содержат остатки катализатора, такие как анионные вещества, обычно галогены, часто хлор. Поэтому в полученный полиолефин добавляли поглотители кислоты, чтобы защитить, например, технологическое оборудование от коррозии, вызванной нежелательными остатками, такими как соляная кислота, образованными из остатков на основе хлора. В предшествующем уровне техники было обнаружено, что обычно используемые поглотители кислоты увеличивают электропроводность по ПТ полимера, что является крайне нежелательным для материала слоя силового кабеля и ограничивает использование полиолефинов, полученных с помощью катализатора полимеризации олефинов, в силовых кабелях, действующих на уровнях СН и, особенно, ВН, более конкретно, в применениях кабелей постоянного тока (ПТ) ВН и СВН. Ионообменная добавка (в) полимерной композиции по настоящему изобретению эффективно захватывает нежелательные ионные остатки катализатора и заметно понижает электропроводность по ПТ полиолефина, полученного с помощью катализатора полимеризации олефинов. В результате можно избежать использования традиционных поглотителей кислоты с нежелательным воздействием на электропроводность по постоянному току.

Таким образом, данное изобретение является очень подходящим для полимерных композиций, включающих смеси любых ПЭНП или полиолефинов, полученных с помощью катализатора для олефинов, или для них обоих.

Соответственно, полимерная композиция является весьма желательной, особенно для применений в силовом кабеле. Силовой кабель определяют как передающий энергию кабель, действующий при любом уровне напряжения. Кроме того, полимерная композиция является очень подходящим материалом слоя для силового кабеля ПТ, который может быть, например, кабелем ПТ 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 силового кабеля ВН, действующим при любых напряжениях, предпочтительно для силового кабеля ПТ ВН, действующего при напряжениях выше 36 кВ. Для кабелей ПТ ВН рабочее напряжение в данном документе определено как электрическое напряжение между землей и проводником кабеля высокого напряжения. Предпочтительный кабель является силовым кабелем ПТ ВН.

Соответственно, настоящее изобретение дополнительно направлено на использование полимерной композиции, содержащей

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

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

Более предпочтительно, изобретение направлено на использование полимерной композиции для получения по меньшей мере одного слоя, предпочтительно по меньшей мере изолирующего слоя кабеля, более предпочтительно силового кабеля, более предпочтительно силового кабеля постоянного тока (ПТ), содержащего проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке, где полимерная композиция содержит

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

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

Изобретение также обеспечивает кабель, предпочтительно силовой кабель, предпочтительно силовой кабель постоянного тока (ПТ), содержащий проводник, который окружен по меньшей мере одним слоем, предпочтительно по меньшей мере изолирующим слоем, более предпочтительно силовой кабель постоянного тока (ПТ), содержащий проводник, который окружен по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем, в таком порядке, где указанный по меньшей мере один слой, предпочтительно по меньшей мере изолирующий слой, включает полимерную композицию, содержащую

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

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

Предпочтительно полимерную композицию используют в слое силового кабеля ВН, действующего при напряжениях 40 кВ или выше, даже при напряжениях 50 кВ или выше. Более предпочтительно полимерную композицию используют в слое силового кабеля ВН, действующего при напряжениях 60 кВ или выше. Изобретение также весьма целесообразно реализовать в очень востребованных применениях кабелей и его можно использовать в слое силового кабеля ВН, действующего при напряжениях выше 70 кВ. Верхний предел не ограничен. Практический верхний предел может составлять до 900 кВ. Изобретение подходит для использования в применениях силовых кабелей ВН, действующих от 75 до 400 кВ, предпочтительно от 75 до 350 кВ. Также обнаружили, что изобретение является преимущественным даже в требуемых применениях силовых кабелей СВН, действующих при напряжениях от 400 до 850 кВ. Предпочтительный силовой кабель ВН или СВН при любых указанных выше диапазонах напряжения является силовым кабелем ПТ ВН или силовым кабелем ПТ СВН.

Термин «силовой кабель ПТ ВН», используемый ниже или в формуле изобретения, означает в данном документе либо силовой кабель ПТ ВН, предпочтительно действующий при определенных выше напряжениях, либо силовой кабель ПТ СВН, предпочтительно действующий при определенных выше напряжениях. Таким образом, данный термин включает независимо рабочие области как для применений кабелей ПТ ВН, так и для применений кабелей ПТ СВН.

Полимерная композиция предпочтительно имеет электропроводность, составляющую 100 фСм/м или менее, предпочтительно 90 фСм/м или менее, более предпочтительно от менее 0,01 (более низкие значения не обнаруживаются измерением проводимости по постоянному току) 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 10 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 8,00 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 6,00 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 5,00 фСм/м, более предпочтительно от менее 0,01 до 4,00 фСм/м, наиболее предпочтительно от 0,01 до 3,5 фСм/м, наиболее предпочтительно от 0,02 до 3,0 фСм/м, при измерении согласно методу определения проводимости по постоянному току, описанному в разделе «Методы определения».

Соответственно, изобретение также направлено на способ понижения электропроводности, то есть обеспечения низкой электропроводности, полимерной композиции силового кабеля, предпочтительно силового кабеля ПТ, путем производства по меньшей мере одного слоя, предпочтительно изолирующего слоя, с использованием полимерной композиции, содержащей

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

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

Предпочтительно полимерная композиция содержит полиолефин (а) в количестве, составляющем от 0,1 до 99,9 масс.%, предпочтительно 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.% по отношению к суммарной массе полиолефина (а) и второго полиолефина (б).

Полиолефин (а) предпочтительно является полиэтиленом, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов, и выбранным из гомополимера этилена или сополимера этилена и одного или более сомономеров, или гомополимером или сополимером С3-20 альфа-олефина, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов, предпочтительно выбранным из гомополимера пропилена, статистического сополимера пропилена и одного или более сомономеров или гетерофазного сополимера пропилена и одного или более сомономеров, или из гомополимеров или сополимеров бутена.

Согласно одному предпочтительному воплощению, полиолефин (а) является полиэтиленом, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов, выбранным 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.

Наиболее предпочтительный полиолефин (а) является полиэтиленом, полученным в присутствии катализатора полимеризации олефинов, и выбранным из гомополимера этилена или сополимера этилена и одного или более сомономеров, как определено выше или ниже. Еще более предпочтительно полиолефин (а) является полимером ПЭСП или полимером ПЭВП, наиболее предпочтительно полимером ПЭВП, как определено выше или ниже, еще более предпочтительно полимером ПЭВП, который является унимодальным или мультимодальным в отношении молекулярно-массового распределения, как определено выше или ниже.

Еще более предпочтительно полимерная композиция содержит полиолефин (б) в количестве, составляющем 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 99,0 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.%, еще более предпочтительно от 83 до 99,0 масс.% по отношению к суммарной массе полиолефина (а) и второго полиолефина (б).

Предпочтительно второй полиолефин (б) является таким полиолефином, как определен для полиолефина (а) выше или далее ниже, и отличным от полиолефина (а), или является полимером полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), выбранным из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП или возможно ненасыщенного ПЭНП-сополимера этилена и одного или более сомономеров. В наиболее предпочтительном воплощении изобретения полиолефин (б) является ПЭНП, выбранным из возможно ненасыщенного гомополимера ПЭНП или возможно ненасыщенного ПЭНП-сополимера этилена и одного или более сомономеров.

Полиолефин (а) и второй полиолефин (б) и их дополнительные свойства и предпочтительные воплощения описаны ниже.

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 полимере (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, такими как в одном или в обоих полиолефиновых компонентах (а) и (б) полимерной композиции. 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 х составляет от 4 до 6, у равно 2, z составляет от 6 до 18, k равно 1, a 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.

Количество ионообменной добавки (в), предпочтительно гидроталькита, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, естестве» но,, зависит от требуемого конечного применения (например, требуемого уровня проводимости) и количества полимерных компонентов (а) и (б), и может быть выбрано специалистом. Предпочтительно полимерная композиция содержит ионообменную добавку (в), предпочтительно гидроталькит, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, как таковую, то есть в чистом виде, в количестве менее 1 масс.%, предпочтительно менее 0,8 масс.%, предпочтительно от 0,000001 до 0,7 масс.%, предпочтительно от 0,000005 до 0,6 масс.%, более предпочтительно от 0,000005 до 0,5 масс.%, более предпочтительно от 0,00001 до 0,1 масс.%, более предпочтительно от 0,00001 до 0,08 масс.%, более предпочтительно от 0,00005 до 0,07 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,065 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,06 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,05 масс.% по отношению к полной массе полимерной композиции.

Дополнительно, в случае, когда полимерная композиция содержит полиолефин (а) в количестве менее 50 масс.% по отношению к суммарной массе полиолефина (а) и второго полиолефина (б), количество ионообменной добавки (в), предпочтительно гидроталькита, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, составляет от 0,0001 до 0,06 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,05 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,045 масс.%, более предпочтительно от 0,00015 до 0,035 масс.%, более предпочтительно от 0,0002 до 0,025 масс.%, более предпочтительно от 0,0003 до 0,015 масс.%, более предпочтительно от 0,0005 до 0,01 масс.%, более предпочтительно от 0,0008 до 0,005 масс.%, более предпочтительно от 0,001 до 0,004 масс.%, более предпочтительно от 0,0015 до 0,0035 масс.% по отношению к полной массе полимерной композиции.

В особо предпочтительном воплощении полимерная композиция содержит полиолефин (а) в количестве от 1,0 до 50 масс.%, 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.% по отношению к суммарной массе полиолефина (а) и второго полиолефина (б), и полимерная композиция содержит полиолефин (б) в количестве от 50 до 99,0 масс.%, предпочтительно от 60 до 99,0 масс.%, еще 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.%, еще более предпочтительно от 83 до 99,0 масс.% по отношению к суммарной массе полиолефина (а) и второго полиолефина (б), и, дополнительно, ионообменную добавку (в), предпочтительно гидроталькит, как определено выше, ниже или в формуле изобретения, в количестве от 0,0001 до 0,06 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,05 масс.%, более предпочтительно от 0,0001 до 0,045 масс.%, более предпочтительно от 0,00015 до 0,035 масс.%, более предпочтительно от 0,0002 до 0,025 масс.%, более предпочтительно от 0,0003 до 0,015 масс.%, более предпочтительно от 0,0005 до 0,01 масс.%, более предпочтительно от 0,0008 до 0,005 масс.%, более предпочтительно от 0,001 до 0,004 масс.%, более предпочтительно от 0,0015 до 0,0035 масс.% по отношению к полной массе полимерной композиции.

Полимерная композиция по изобретению может быть сшитой или несшитой. Неожиданно обнаружили, что данная полимерная композиция обладает преимущественной низкой электропроводностью по постоянному току также когда она является сшитой. Соответственно, полимерная композиция по изобретению предпочтительно является сшиваемой. Сшивание также предпочтительно вносит вклад в механические свойства и теплостойкость и сопротивление деформации полимерной композиции.

«Сшиваемая» означает, что полимерная композиция может быть сшита с использованием сшивающего агента (агентов) перед ее применением по назначению. Сшиваемая полимерная композиция по изобретению дополнительно включает сшивающий агент. Предпочтительно полимерная композиция, содержащая полиолефин (а), второй полиолефин (б) и ионообменную добавку (в) полимерной композиции, является сшитой. Кроме того, сшитая полимерная композиция, или, соответственно, один или оба сшитых полимерных компонента, полиолефин (а) и второй полиолефин (б), наиболее предпочтительно являются сшитыми посредством радикальной реакции с генерирующим свободные радикалы агентом. Сшитая полимерная композиция имеет типичную поперечно-сшитую структуру, в частности, включает межполимерные поперечные связи (мостики), как хорошо известно в данной области техники. Для специалиста очевидно, что сшитая полимерная композиция может быть определена и действительно определена в данном документе признаками, которые присутствуют в полимерной композиции, полиолефине (а) или втором полиолефине (б) перед сшиванием или после сшивания, как это указано или очевидно из контекста. Например, количество сшивающего агента в полимерной композиции, или свойство состава, такое как показатель текучести расплава (ПТР), плотность и/или степень ненасыщенности полиолефина (а) или второго полиолефина (б), определяют перед сшиванием, если не указано иное. «Сшитая» означает, что стадия сшивания обеспечивает дополнительный технический признак сшитой полимерной композиции (изделие, характеризуемое способом его получения), придающий дополнительное отличие от известного уровня техники.

В воплощениях, в которых полимерная композиция не содержит сшивающего агента, электропроводность по постоянному току, как описано в разделе «Методы определения», измеряют на образце указанной полимерной композиции, которая не является сшитой (т.е. не содержит сшивающий агент и не была сшита с помощью сшивающего агента). В воплощениях, в которых полимерная композиция является сшиваемой и содержит сшивающий агент, электропроводность по постоянному току измеряют на образце сшитой полимерной композиции (т.е. образец полимерной композиции вначале сшивают в ходе приготовления образца, используя сшивающий агент, изначально присутствующий в полимерной композиции, а затем измеряют электропроводность на полученном сшитом образце). Измерение электропроводности по постоянному току на образце несшитой или сшитой полимерной композиции описано в разделе «Методы определения». Количество сшивающего агента, если он присутствует, можно менять, предпочтительно в пределах диапазонов, приведенных ниже.

Выражение «не содержит сшивающего агента» здесь, выше и ниже означает, что полимерная композиция не содержит никакого сшивающего агента, который добавлен в полимерную композицию с целью сшивания полимерной композиции.

В предпочтительном воплощении изобретения полимерная композиция содержит

(а) полиолефин, который отличен от полиэтилена низкой плотности (ПЭНП),

(б) второй полиолефин, который отличен от полиолефина (а), и

(в) ионообменную добавку, и

сшивающий агент, как определено выше, ниже или в формуле изобретения.

Более предпочтительно полимерная композиция содержит сшивающий агент, который наиболее предпочтительно представляет собой 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 50 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее 40 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции.

В предпочтительном воплощении полимерная композиция содержит пероксид в количестве менее 37 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции, предпочтительно менее 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.

В данном документе единица измерения «ммоль -O-O-/кг полимерной композиции» означает содержание (в ммоль) пероксидных функциональных групп на кг полимерной композиции, при измерении в полимерной композиции перед сшиванием. Например, в случае хорошо известного дикумилпероксида 35 ммоль -O-O-/кг полимерной композиции соответствует 0,95 масс.% по отношению к общему количеству (100 масс.%) полимерной композиции.

При низком содержании пероксида можно достигнуть преимущественно низкой электропроводности по постоянному току, и недостатки предшествующего уровня техники, относящиеся к использованию сшивающего агента в слое кабеля, можно свести к минимуму. Кроме того, используемое более низкое содержание пероксида может, при необходимости, сократить требуемую стадию дегазации полученного и сшитого кабеля. Это является неожиданным и непрогнозируемым результатом по сравнению с известным уровнем техники.

Такая полимерная композиция может содержать один тип перокснда или два или более различных типов пероксида, причем в последнем случае количество (в ммоль) -O-O-/кг полимерной композиции, указанное выше, ниже или в формуле изобретения, представляет собой сумму количеств -O-O-каждого типа пероксида на кг полимерной композиции. 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-триметилциклогескан, трет-бутил пероксибензоат, дибензоилпероксид, бис(трет-бутилпероксиизопропил)бензол, 2,5-диметил-2,5-ди(бензиоилперокси)гексан, 1,1-ди(трет-бутилперокси)циклогексан, 1,1-ди(трет-амилперокси)циклогескан или любые их смеси. Предпочтительно пероксиды выбирают из 2,5-ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексана, ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензола, дикумилпероксида, трет-бутилкумилпероксида, ди(трет-бутил)пероксида или их смесей. Наиболее предпочтительно пероксид представляет собой дикумилпероксид.

Дополнительно полимерная композиция по изобретению может содержать, помимо полиолефина (а), второго полиолефина (б), ионообменной добавки (в) и возможного пероксида, дополнительные компоненты, такие как полимерный компонент(ы), и/или добавки, предпочтительно такие добавки, как антиоксидант(ы), замедлитель(и) преждевременного сшивания (ЗПС), ускоритель(и) сшивания, стабилизатор(ы), технологические добавки, пламегасящие добавки, замедлитель(и) водного триинга, дополнительный поглотитель(и) кислоты или ионов, неорганический наполнитель(и) и стабилизатор(ы) напряжения, как известно в области производства полимеров. Полимерная композиция содержит предпочтительно традиционно используемые добавки для применения в производстве проводов и кабелей, например, один или более антиоксидантов и возможно один или более замедлителей преждевременного сшивания или ускорителей сшивания, предпочтительно по меньшей мере один или более антиоксидантов. Добавки используют в традиционных количествах, хорошо известных специалистам.

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

Суммарное количество полиолефина (а) и второго полиолефина (б) в полимерной композиции по изобретению обычно составляет по меньшей мере 50 масс.%, предпочтительно по меньшей мере 60 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 масс.%, более предпочтительно по мень