用于制备缆线绝缘体的多相聚合物组合物制造技术

具有优越的机械性能和电学性质的缆线绝缘层由不含增塑剂且包括非均相的聚合物组合物的复合材料制得，所述组合物包括(A)聚丙烯基体，和(B)分散在所述基体内的丙烯共聚物和(i)其包括大于80重量百分比(wt％)的得自丙烯的单元，和(ii)其重均粒度小于1微米(μm)。该绝缘层不仅由于缺少增塑剂而环境友好，而且其也保持了其在至少90℃的温度的物理和操作完整性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】具有优越的机械性能和电学性质的缆线绝缘层由不含增塑剂且包括非均相的聚合物组合物的复合材料制得，所述组合物包括(A)聚丙烯基体，和(B)分散在所述基体内的丙烯共聚物和(i)其包括大于80重量百分比(wt％)的得自丙烯的单元，和(ii)其重均粒度小于1微米(μm)。该绝缘层不仅由于缺少增塑剂而环境友好，而且其也保持了其在至少90℃的温度的物理和操作完整性。【专利说明】用于制备缆线绝缘体的多相聚合物组合物 本申请是申请日为2009年11月4日，申请号为200980154613. 8 (国际申请号为 PCT/US2009/063250)，名称为"用于制备缆线绝缘体的多相聚合物组合物"的专利技术专利申请 的分案申请。 相关申请的交叉引用 本申请要求2008年11月19日提交的美国专利申请61/116, 019的优先权，其全 部内容通过参考并入本申请。 关于联邦资助的研究或开发的声明 无 专利
本专利技术涉及缆线绝缘体。一方面，本专利技术涉及热塑性的非均相聚合物组合物，其用 于制造具有优越机械性能和电学性质的缆线绝缘体，而另一方面，本专利技术涉及异相组合物， 其包括聚丙烯基体和和粒度分布小于1微米的分散的丙烯共聚物。 专利技术背景 乙烯聚合物广泛用作低电压、中电压、高电压和超高电压缆线的绝缘层。在低电压 缆线应用中，包含增塑剂的聚氯乙烯（PVC)化合物通常用作绝缘材料。将增塑剂添加到PVC 化合物中是比较重要的，这是因为其使得PVC化合物作为绝缘材料是挠性的。然而，从环境 安全的角度来看，认为将增塑剂添加到PVC中是环境保护的潜在风险。 在中电压、高电压和超高电压缆线缆线中，交联的聚乙烯是电力缆线绝缘层的首 选。将有机过氧化物加入到聚乙烯化合物中，该化合物然后典型地在连续硫化（CV)管中在 高温在热氮气环境中交联。中电压和高电压缆线的操作电压升至90°C，如很多工业技术要 求中的全球标准。 交联聚乙烯的一个缺点是其难以回收使用。另一个缺点是已知交联聚乙烯内的有 机过氧化物在多种不同含量不利地影响缆线制造方法。其一，有机过氧化物在挤出过程中 促进烧焦（即，过早交联），这由此使绝缘层的介电性能恶化。另一方面，过氧化物引发的聚 乙烯的交联的时间很大程度地限于聚乙烯在CV管中的停留时间。如果该时间过长或过短， 那么交联的程度将过小或过大。再另一方面，在连续硫化之后有机过氧化物必须从交联聚 乙烯脱气，该脱气方法很慢且可成为缆线制造法的瓶颈。 因此，目前需要开发无需使用过氧化物的新型绝缘混配物，其将得到可以在90°c 或更高的温度操作的中电压、高电压和超高电压绝缘层，这仍为缆线制造工业的持续需求。 优选地，这些新型热塑性绝缘体混配物将表现较少的烧焦和较高的挤出速度，和将消除CV 和脱气步骤。 WO 00/41187公开了基于非交联聚合物的绝缘体混配物，所述非交联聚合物包括 非均相共聚物，其包含与a -烯烃共聚的基于乙烯的弹性体相和基于丙烯的热塑性相，其 特征在于所述弹性体相在所述非均相共聚物中为至少45重量％，相对于非均相共聚物的 总重量，和其特征在于所述非均相共聚物基本上不含得自聚乙烯序列的结晶度。 EP 1619217A1公开了包括异相聚合物组合物的缆线绝缘层，所述组合物包括聚丙 烯基体和重均粒度小于1微米的分散的丙烯共聚物。聚丙烯基体中共聚单体含量为0. 5至 10重量百分比（wt%)。分散聚丙烯中的共聚单体可以是乙烯和C4_8a-烯烃中的一种或多 种。分散的聚丙烯共聚物中的共聚单体含量为30至70wt %，并且所述分散的聚丙烯共聚物 优选为基本上是非晶的。
技术实现思路
在一种实施方式中，本专利技术是具有优越机械性能和电学性质的缆线绝缘层，所述 绝缘层由不含增塑剂且包括非均相的聚合物组合物的复合材料制得，所述组合物包括（A) 聚丙烯基体，和（B)分散在所述基体内的丙烯共聚物和（1)其包括大于80重量百分比 (wt%)的得自丙烯的单元，和（2)其重均粒度小于1微米（ym)。该绝缘层不仅由于缺少 增塑剂而环境友好，而且其也保持了其在至少90°C的温度的物理和操作完整性。这是由于 与高密度聚乙烯（HDPE)、PVC和交联的低密度聚乙烯相比，该复合材料在高温表现相对高 的弹性模量。此外，绝缘层具有吸引人的机械性能，例如，适宜的冲击强度和挠曲模量之间 的平衡。 绝缘层可以包括其它材料例如炭黑，但是优选地绝缘层包括至少90wt%，更优选 为至少95wt%的异相聚合物组合物。 本申请包括以下技术方案： 技术方案1. 一种用于缆线的包括复合材料的绝缘层，所述复合材料包括异相聚 合物组合物，所述组合物包括（A)聚丙烯基体，和（B)分散在所述基体内的丙烯共聚物，所 述丙烯共聚物包括（1)大于80重量百分比（wt% )的得自丙烯的单元，和（2)重均粒度小 于1微米（ii m)。 2.技术方案1中所述的绝缘层，其中所述复合材料占所述层的至少90wt%。 3.技术方案2中所述的绝缘层，其中所述复合材料根据ISO 1133测得的熔体流动 速率（MFR)为0. 5至50克每10分钟（g/10min)。 4.技术方案3中所述的绝缘层，其中所述复合材料的密度为0. 89至0. 95克每立 方厘米（g/cm3)。 5.技术方案4中所述的绝缘层，其中所述聚丙烯基体包括50至90wt%的所述异 相聚合物组合物。 6.技术方案5中所述的绝缘层，其中所述聚丙烯基体包括无规丙烯共聚物。 7.技术方案6中所述的绝缘层，其中所述无规丙烯共聚物包括得自乙烯和 C4_ 8 a -烯烃中至少一种共聚单体的单元。 8.技术方案7中所述的绝缘层，其中所述复合材料还包括聚乙烯。 9.技术方案1中所述的绝缘层，其不含增塑剂。 10.包括至少一根导线和至少一层根据技术方案1至9中任一项所述的绝缘层的 缆线。 【具体实施方式】 本申请所有提及的元素周期表是指由CRC Press，Inc.于2003出版并享有版权 的元素周期表。同样，任何提及的族应该为在使用编号族的IUPAC系统的这个元素周期表 中所反映的族。除非指出，从上下文暗示或现有技术惯例，所有的份和百分比均基于重量， 而且所有的测试方法是与本申请的提交日期同步的。针对美国专利实践的目的，任何涉及 的专利、专利申请或公开的内容在此全部引入作为参考（或其等价的US同族也引入作为参 考），特别是关于本领域中的合成技术、定义（不与本申请具体提供的任何定义不一致）和 常识的披露。 术语"包含"、"包括"、"具有"以及它们的派生词不排除任何另外的组分、步骤或 过程的存在，而不管本申请是否特别披露过它们。为消除任何疑问，除非相反地说明，否则 所有本申请要求的使用术语"包括"的组合物可以包括任何附加的添加剂、辅料、或化合物 (不管是否为聚合的）。相反，除了对于操作性能不必要的那些，术语"基本上由…组成"将 任何其它组分、步骤或过程排除在任何以下叙述的范围之外。术语"由…组成"不包括未特 别描述或列出的任何组分、步骤或过程。 在关于化学化合物使用时，除非明确说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦 然（例如，"己烷"单独或共同包括己烷的全部异构体）。术语"化合物"和"络本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于缆线的包括复合材料的绝缘层，所述复合材料包括异相聚合物组合物，所述组合物包括(A)聚丙烯基体，和(B)分散在所述基体内的丙烯共聚物，所述丙烯共聚物(1)由大于85重量百分比(wt％)的得自丙烯的单元和小于15％的得自总乙烯的单元组成，和(2)重均粒度小于1微米(μm)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩瑞濬，斯科特·H·沃瑟曼，艾尔弗雷德·门德尔松，
申请(专利权)人：联合碳化化学及塑料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US