用于电缆附件的交联聚合物组合物制造技术

一种基于塑性体的交联聚合物组合物，其适用于制造电缆附件如电缆接头、套管或端子的至少一个层；其用于制备这种层的用途以及包含该组合物的电缆附件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电缆附件的交联聚合物组合物
本专利技术涉及基于塑性体的交联聚合物组合物，其适用于制造电缆附件例如电缆接头、套管或终端的至少一个层；交联聚合物组合物用于制备这种层的用途以及包含所述组合物的电缆附件。
技术介绍
电缆附件包括例如接头或接合部、套管和端子。当长度超过一定值时，例如在制造、运输和安装方面的限制需要在现场连接电缆。例如在电缆连接到架空线路或其他设备例如高压电力电子设备或变压器和转换器站的情况下，需要端子。电缆例如是电力电缆或通信电缆。电力电缆被定义为在任何电压下工作的传输能量的电缆，通常在高于1kV的电压下工作，例如在高于6kV至36kV的电压下工作的电力电缆，即中压(MV)电缆，和在高于36kV的电压下工作的电力电缆，称为高压(HV)电缆，以及超高压(EHV)电缆，众所周知，EHV电缆在非常高的电压下工作。这些术语具有众所周知的含义并指示这种电缆的工作电平。施加到电力电缆的电压可以是交流(AC)的、直流(DC)的或瞬变(脉冲)的。LV电力电缆和在一些实施方式中的中压(MV)电力电缆通常包含涂覆有绝缘层的电导体。通常，MV和HV电力电缆包含至少被内半导电层、绝缘层和外半导电层依次包围的导体。用于绝缘电力电缆的主要绝缘材料历史上是各种形式例如MIND(整体浸渍不滴流)、SCFF(自容式充液)、LPFF(低压充液)的浸油胶带纸层压材料。在过去的几十年中，用于挤出型电缆的挤出型交联聚乙烯(XLPE)或乙丙橡胶(EPR)具有主导地位。电力电缆网络必须能够不间断地供应电力。如果发生了故障，则很少是电缆本身，而是在把持电缆和附件的接头和端子位点处。连接的质量更多地取决于安装者的技艺而不是电缆。因此，为了最大限度地减少安装期间可能出现的任何问题并最大限度地减少安装人员的影响，谨慎选择电缆附件是值得的。最广泛使用的接头是预模制接头、工厂/柔性接头、修复接头和过渡接头，其中预模制接头是在现场连接挤出型电缆最常用的接头类型。目前，硅橡胶和乙丙橡胶(EPR)主要用于预模制接头的制备，特别是用于中压(MV)电缆、高压(HV)电缆和超高压(EHV)电缆。EPR是由乙烯、丙烯和在许多情况下的第三单体合成的热固性材料。如果仅使用乙烯和丙烯，则该聚合物可称为EPM。如果使用三种单体，则所生成的聚合物称为EPDM。过氧化物是EPR化合物的主要交联剂。这种预模制接头一般具有至少一个绝缘层和一个半导电层。在文献中，描述了多种适用于制备绝缘层或半导电层的组合物。例如，WO98/58021描述了一种低模量组合物，适用于制备这种预模制接头的绝缘层，其由包含以下成分的组合物组成：(a)20和45重量份之间的结晶度在1至15％之间的半结晶弹性体，和(b)80和55重量份之间的数均分子量(Mn)在1,500至8,500之间的相容液体弹性体(如液体EPDM)，其中优选所述组合物是交联的。WO2011/037747描述了一种半导电层，其包含烯烃弹性体、非烯烃弹性体、导电填料和可选的过氧化物。在比较例1中，描述了一种组合物，其由63.4wt％的Engage7447(DOW，乙烯-1-丁烯弹性体，密度865kg/m3，肖氏A(ShoreA)硬度为64)、2.5wt％的过氧化二异丙苯和34.1wt％的作为导电填料的特定炭黑组成。该比较例1的组合物的肖氏A硬度为85，断裂伸长率为291％。为了改善所述组合物的性能(即降低肖氏A硬度和增加断裂伸长率)，在该申请的专利技术示例中必须向所述组合物添加非烯烃弹性体并优选还有增塑剂。电缆接头遇到的一个问题是电缆网络中的大多数故障发生在电缆接头中这一事实。已知为了避免故障，用于制备这种接头的材料应该a)维持电缆和接头之间的高界面压力，和b)足够柔软以填充在将接头固定在电缆上时可能出现的空腔。在这方面的关键性质是所谓的压缩变定(compressionset)值。该值描述了在压缩期间的抗蠕变性。足够好(即低)的压缩变定值使得材料在工作温度下不太易于在压缩下蠕变。上面引用的专利申请均未涉及这个问题。因此，虽然在电缆接头领域已经进行了许多开发工作，但是仍然还需要提供具有这种足够低的低压缩变形值并同时足够柔软以填充在将接头固定在电缆上时可能出现的空腔的材料。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种材料，其适合于制造电缆附件例如电缆接头或端子的至少一个层并具有柔软性和压缩变定值的有利组合。本专利技术提供了一种交联聚合物组合物，其包含a)至少交联的塑性体，其中未交联的塑性体满足特征(i)和(ii)(i)是乙烯和C4至C8α-烯烃共聚单体的共聚物，和(ii)密度(根据ISO1183)在855kg/m3至890kg/m3的范围内，b)可选的导电填料，其中所述组合物具有根据ISO868测量的等于或低于80的肖氏A硬度值，和根据ISO527-2测量的至少300％的断裂伸长率，并且其中基本不存在除所述塑性体外的其他聚合物。在一个优选实施方式中，交联聚合物组合物根据DINISO815B(150℃，24h)测量的压缩变定值低于25％，更优选低于20％。在另一个优选实施方式中，交联聚合物组合物根据EN60811-2-1在200℃和20N/mm2的负荷下15min之后测量的热变定(hotset)伸长率小于100％，优选小于80％，更优选小于60％，更加优选小于50％，并最优选小于40％。在又一个实施方式中，交联聚合物组合物，即，交联塑性体是通过经由过氧化物交联、优选经由用0.1wt％至最多2.0wt％的在环境温度下为液体的过氧化物的过氧化物交联使所述塑性体交联而制备的。又一个实施方式涉及所述组合物用于制备绝缘层和半导电层的用途，优选地，绝缘层和这种层包含上文限定的组合物。另外的实施方式涉及预模制的电缆接头，其包含至少一个由根据本专利技术的交联聚合物组合物制成的绝缘层。具体实施方式根据本专利技术的交联聚合物组合物包含至少一种塑性体a)，其是交联的。塑性体a)是所述组合物的唯一聚合物组分，因此基本上不存在除塑性体a)之外的其它聚合物。塑性体在本文中是指极低密度聚烯烃，更优选使用单位点催化剂、合适的是金属茂催化剂聚合的极低密度聚烯烃。适用于本专利技术的塑性体的密度(根据ISO1183)在855kg/m3至890kg/m3，优选860kg/m3至880kg/m3并更优选862kg/m3至875kg/m3的范围内。这种塑性体是乙烯和C4至C8α-烯烃共聚单体的共聚物。C4至C8α-烯烃共聚单体是例如，1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。优选地，共聚单体是1-丁烯或1-辛烯，更优选地，共聚单体是1-辛烯。取决于所选择的共聚单体和所期望的密度，共聚单体的量通常在20.0wt％至45.0wt％范围内。这种塑性体的熔体流动速率(MFR，根据ISO1133，2.16kg和190℃)在0.1g/10min上至50.0g/10min，优选0.2g/10min上至35.0g/min，并更优选0.5g/10min上至10.0g/10min的范围内。合适的塑性体的熔点(根据ISO11357-1用DSC测量)低于100℃，优选低于90℃并更优选低于80℃。合适的塑性体的分子量分布Mw/Mn优选在2.0至4.0范围内，优选在2.2至3.8范围内，更优选在2.5至3.6范围内。这些基于乙烯的塑性体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.交联聚合物组合物，包含：a)至少一种满足特征(i)和(ii)的塑性体，(i)是乙烯和C4至C8α‑烯烃共聚单体的共聚物，和(ii)密度(根据ISO 1183)在855kg/m3至890kg/m3的范围内，b)可选的导电填料，其中所述组合物具有：·根据ISO 868测量的等于或低于80的肖氏A硬度值，和·根据ISO 527‑2测量的为至少300％的断裂伸长率，并且·其中基本不存在除所述塑性体外的其他聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.27 EP 16167231.61.交联聚合物组合物，包含：a)至少一种满足特征(i)和(ii)的塑性体，(i)是乙烯和C4至C8α-烯烃共聚单体的共聚物，和(ii)密度(根据ISO1183)在855kg/m3至890kg/m3的范围内，b)可选的导电填料，其中所述组合物具有：·根据ISO868测量的等于或低于80的肖氏A硬度值，和·根据ISO527-2测量的为至少300％的断裂伸长率，并且·其中基本不存在除所述塑性体外的其他聚合物。2.根据权利要求1所述的交联聚合物组合物，其中所述组合物根据DINISO815B(150℃，24h)测量的压缩变定值低于25％，优选低于20％。3.根据权利要求1或2所述的交联聚合物组合物，其中所述组合物根据EN60811-2-1在200℃和20N/mm2负荷下15min之后测量的热变定伸长率小于100％，优选小于80％。4.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚合物组合物，其中所述塑性体的特征还在于：(i)共聚单体含量在20.0wt％至45.0wt％范围内，(ii)熔体流动速率(ISO1133，2.16kg和190℃)在0.1g/10min上至50.0g/10min范围内，(iii)熔点(DSC，ISO11357-1)低于100℃和(iv)分子量分布Mw/Mn在2.0至4.0范围内。5.根据权利要求4所述的交联聚合物组合物，其中所述塑性体是在金属茂催化剂存在下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·贝里奎斯特，M·桑德霍尔泽，D·特朗奇达，J·安德森，V·恩隆德，托马斯·耶特贝里，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT