电力电缆绝缘用聚合物制造技术

一种多峰聚乙烯组合物，具有低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)；其中，所述低分子量成分包括：(ai)第一组分，包括乙烯与一种或多种C3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力电缆绝缘用聚合物


[0001]本专利技术涉及一种多峰聚乙烯组合物，其适用于电力电缆的绝缘层，例如高压直流(HV DC)电力电缆。本专利技术还涉及一种电力电缆，其某一层，如绝缘层包括本专利技术中所述的多峰聚乙烯组合物。在进一步的实施方案中，本专利技术涉及用于制备多峰聚乙烯组合物的工艺和制备包含所述多峰聚乙烯组合物的电缆的工艺。

技术介绍

[0002]在高压(HP)工艺中生产的聚烯烃被广泛用于要求苛刻的聚合物应用。这些聚合物必须满足高机械和/或电气要求。例如，在电力电缆应用中，特别是在中压(MV)，尤其是在高压(HV)和超高压(EHV)电缆应用中，聚合物组合物的电气性能具有重要意义。此外，重要的电气性能在不同的电缆应用中可能有所不同，如交流(AC)和直流(DC)电缆应用之间的情况。
[0003]典型的电力电缆包括一个导体，其至少由内部半导电层、绝缘层和外部半导电层依次包围。这种电缆通常是通过在导体上挤出各层来生产的。低密度聚乙烯(LDPE)经常被用作这种电缆绝缘层的聚合物。LDPE聚合物经常被交联以改善电缆层中的聚合物的耐热性和变形性、蠕变性、机械强度、耐化学性和耐磨性等。交联反应会产生交联(桥)。交联可以使用自由基生成的化合物，如过氧化物来实现。自由基生成剂通常于导体上在层材料挤压之前或期间加入到层材料中。在形成层状电缆后，该电缆被置于交联步骤中，以启动自由基的形成，从而进行交联反应。
[0004]过氧化物是聚合物工业中用于所述聚合物的改性非常常见的自由基生成化合物。由此产生的过氧化物的分解产物是不需要的，因为它们可能是挥发性的，并可能对电缆的性能产生负面影响。因此，挥发性的分解产物，例如在使用过氧化二异丙苯时的甲烷，通常在交联和冷却步骤后被减少到最低限度或去除。这种去除步骤通常被称为脱气步骤。脱气步骤耗费时间和能源，因此在电缆制造过程中是昂贵的操作。
[0005]因此，本专利技术人寻求电缆绝缘层中交联LDPE的替代物。
[0006]应当理解，任何适用于电力电缆绝缘层的聚合物都应具备某些性能。它应该具有特别低的电导率，如低直流电导率。绝缘材料的高直流电导率会导致在高应力/高温条件下的热失控，进而导致绝缘系统的破坏。因此，直流电导率必须足够低以避免热失控。如果该聚合物与LDPE相比具有更好的导热性，那将是有利的。如果该聚合物是柔性的，例如具有较低的弹性模量，也将是有益的。较低的弹性模量有好处，特别是参照Ziegler Natta生产的聚合物，其弹性模量往往高得多。较低的弹性模量意味着更灵活的聚合物，这在电缆应用中是很重要的。
[0007]因此，制备一种用于电缆绝缘层的聚合物是有用的，其能满足提高电力电缆，特别是直流电力电缆的电压要求。制备一种用于电缆绝缘层的聚合物，以满足降低直流电导率的要求，将是有用的。制备一种用于电缆绝缘层的聚合物将是有用的，这种聚合物具有低弹性模量和更好的导热性。
[0008]本专利技术人发现，某些多峰的中/高密度聚乙烯组合物为这个问题提供了理想的解决方案。
[0009]文献中已提出了用于电力电缆的低压聚乙烯(即非LDPE)。WO2012/150286描述了传统的单峰HDPE和水滑石的组合，作为最小化电缆绝缘中导电性的一种手段。
[0010]WO2017/220609描述了LDPE与电缆绝缘中其他聚合物的混合物。第2种成分是超高分子量聚乙烯或茂金属MDPE或LLDPE。
[0011]WO2016/097250描述了单点基聚乙烯在电缆绝缘中的应用。它举例说明了某些密度低于本专利技术要求的双峰茂金属催化的MDPE三元共聚物。
[0012]在EP3252085中，专利技术实例1和2是双峰乙烯共聚物，包括在环管反应器(A2)中生产的乙烯
‑
丁烯共聚物和在气相反应器(A3)中生产的乙烯
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己烯共聚物。还有一个预聚合步骤。没有披露LMW成分(A)包括两个组分(ai)和(aii)。
[0013]EP 2182524描述了由至少一个包含多峰乙烯共聚物的层包围的电力电缆。该多峰乙烯共聚物不包括具有两个组分的LMW成分。
[0014]专利技术概述
[0015]从一方面来看，本专利技术提供了一种多峰聚乙烯组合物，其具有低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)；
[0016]其中，低分子量组分包括两个组分(ai)和(aii)；
[0017]其中，聚合物组合物的密度为930kg/m3或更大(ISO1183)，MFR2(ISO1133，190℃，2.16kg负载)在0.05
‑
10g/10min之间，和弯曲模量高达800MPa，例如300
‑
800MPa(ISO178：2010)。
[0018]从另一方面来看，本专利技术提供了一种多峰聚乙烯组合物，它具有低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)；
[0019]其中，低分子量组分包括：
[0020](ai)第一组分，包括乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
‑
烯烃的乙烯均聚物或共聚物；以及
[0021](aii)第二组分，包括乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
‑
烯烃的不同的乙烯均聚物组分或共聚物。
[0022]从另一方面来看，本专利技术提供了一种多峰聚乙烯组合物，它是通过在串联的至少两个浆料反应器和至少一个气相反应器中聚合乙烯而生产的，其中聚乙烯组合物包括：
[0023]低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)，其中在LMW或HMW成分中的至少一种的聚合中使用了单中心催化剂；
[0024]其中LMW成分包括分别在第一和第二浆料环管反应器中制备的两个组分(ai)和(aii)；
[0025]其中，该聚合物组合物的密度为930kg/m3或更大(ISO1183)，MFR2(ISO1133，190℃，2.16kg负载)在0.05
‑
10g/10min之间，和弯曲模量高达800MPa，例如300
‑
800MPa(ISO178：2010)。
[0026]从另一方面来看，本专利技术提供了一种电缆，包括被至少一个如前所述的多峰聚乙烯组合物组成的层所包围的导体。
[0027]从另一方面来看，本专利技术提供了一种电缆，包括被内部半导电层、绝缘层和外部半
导电层所包围的导体，其中至少绝缘层包括本文定义的多峰聚乙烯成分。
[0028]从另一方面来看，本专利技术提供了一种制备多峰聚乙烯组合物的工艺，该组合物包括低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)，所述工艺包括：
[0029](I)在第一浆料反应器中，在单中心催化剂存在下，使乙烯与可选地至少一种C3
‑
10的α
‑
烯烃共聚单体聚合，产生组分(ai)；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多峰聚乙烯组合物，其具有低分子量(LMW)乙烯均聚物或共聚物成分(A)和高分子量乙烯共聚物成分(B)；其中，低分子量成分包括：(ai)第一组分，包括乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
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烯烃的乙烯均聚物或共聚物；和(aii)第二组分，包括乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
‑
烯烃的不同的乙烯均聚物或共聚物；其中，所述多峰聚合物组合物的密度为930kg/m3或更大(ISO1183)，例如938
‑
955kg/m3，MFR2(ISO1133，190℃，2.16kg负载)在0.05
‑
10g/10min之间，弯曲模量高达800MPa(ISO178：2010)，例如300
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800MPa(ISO178：2010)。2.如权利要求1所述的多峰聚乙烯组合物，包括(A)低分子量乙烯均聚物或共聚物成分，包括(ai)40
‑
60wt％的乙烯与一种或多种C3
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10的α
‑
烯烃的第一乙烯均聚物组分或共聚物组分；和(aii)40
‑
60wt％的乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
‑
烯烃的第二不同的乙烯均聚物组分或共聚物组分；(B)乙烯与一种或多种C3
‑
10的α
‑
烯烃的高分子量乙烯共聚物成分。3.如权利要求1或2所述的多峰聚乙烯组合物，包括(A)具有一种或多种C3
‑
8的α
‑
烯烃的低分子量乙烯均聚物或共聚物成分；和(B)具有一种或多种C3
‑
8的α
‑
烯烃的高分子量乙烯共聚物成分。4.如前述任一项权利要求所述的多峰聚乙烯组合物，包括35
‑
60wt％的低分子量成分和40
‑
65wt％的高分子量成分，优选40
‑
60wt％的低分子量成分和40
‑
60wt％的高分子量成分，更优选40
‑
55wt％的低分子量成分和45
‑
60wt％的高分子量成分。5.如权利要求1至4任一项所述的多峰聚乙烯组合物，其包括低分子量乙烯均聚物或乙烯
‑1‑
丁烯共聚物；和高分子量乙烯
‑1‑
己烯共聚物成分，特别是其中低分子量共聚物包括：(ai)第一乙烯均聚物或乙烯
‑1‑
丁烯共聚物组分；和(aii)第二不同的均聚物或乙烯
‑1‑
丁烯共聚物组分。6.如前述任一项权利要求所述的多峰聚乙烯组合物，其使用单中心催化剂，如茂金属催化剂，如Mw/Mn为5至12的茂金属催化剂制得。7.如前述任一项权利要求所述的多峰聚乙烯组合物，其没有交联。8.如前述任一项权利要求所述的多峰聚乙烯组合物，其熔点至少为122℃，例如在122
‑
135℃范围内，更优选123
‑
132℃，进一步优选124
‑
130℃。9.如前述任一项权利要求所述的多峰聚乙烯组合物，其MFR2为0.05
‑
5.0g/10min，优选0.1
‑
4.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：安娜，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：