[发明专利]可交联聚乙烯组合物、含有该组合物的电缆和该组合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有可交联硅烷的聚乙烯组合物，该组合物的硅烷含量约为0.1-10重量％，且含有至少一种硅烷醇缩合催化剂。本发明还涉及一种含有该组合物的绝缘电缆和该组合物的制备方法。

背景技术

通过添加剂以交联不同的聚合物的方法是已知的。通过交联改进了聚合物的各种性能，例如其机械强度和耐热性。聚合物通常被认为是热塑性且不可交联的，也可通过向聚合物中引入可交联的基团进行交联。其中一个实例为交联聚烯烃，例如聚乙烯。可引入作为可交联基团的硅烷化合物，例如通过在已制备的聚烯烃上接枝硅烷化合物，或通过烯烃与硅烷化合物的共聚。该技术为以前已知的，其它细节可见美国专利说明书4413066、4297310、4351876、4397981、4446283和4456704。

通过所谓的湿固化以交联含有可水解的硅烷基团的聚合物。第一步，在水的影响下硅烷基团水解，导致醇发生裂解并形成硅烷醇基团。第二步，通过裂解水的缩合反应，硅烷醇基团发生交联。在两步中，所谓硅烷醇缩合催化剂用作催化剂。

常规的硅烷醇缩合催化剂包括金属如锡、锌、铁、铅和钴的羧酸盐；有机碱；无机酸；和有机酸。

可提及的具体的实例有二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、乙酸亚锡、辛酸亚锡、环烷酸铅、辛酸锌、环烷酸钴、乙胺、二丁基胺、己胺、吡啶、无机酸例如硫酸和盐酸、以及有机酸例如甲苯磺酸、乙酸、硬脂酸和马来酸。特别是羧酸锡通常用作催化剂。

含有可交联硅烷的聚乙烯组合物可用于各种用途，一种具体的用途是作为电缆的绝缘体。但是，现有技术中含有可交联硅烷的聚乙烯组合物存在的问题是所谓的“冷冻层”，即当与冷导体接触时，当在电缆的导体上挤塑该聚合物组合物时，接近导体的聚合物组合物分子不能舒张，导致在接近导体处形成高度取向分子的薄层。这种取向反过来又导致削弱的机械性能。特别是，绝缘层难以或不可能达到所需至少为12.5MPa的断裂拉伸强度和至少为200％的断裂伸长率。虽然通过预热导体可缓解该问题，但这需要投资预热器，增加了成本。另一种方案是通过在模具上使用管来降低模压。但是，该方案导致润湿性能劣化，反过来意味着导体与绝缘层之间粘附性能的降低。

考虑到现有技术这些缺点，不使用量具(例如预热器或模具上的管)可获得上述所需机械性能的含有可交联硅烷的聚乙烯组合物将是一项重要的技术改进。

发明内容

本发明的目的是消除或至少缓解现有技术的上述缺点，得到一种含有可交联硅烷的聚乙烯组合物，该组合物交联时，根据ISO 527测定的断裂拉伸强度至少为12.5MPa，且根据ISO 527测定的断裂伸长率至少为200％。

本发明的另一个目的是得到这样的组合物，当在电缆导体周围挤塑该组合物作为绝缘体时，不需要对电缆导体进行任何预热或在模具上使用管。

本发明发现，通过限制聚合物组合物的长链支化可实现上述目的。更具体地讲，所述聚合物组合物的长链支化应限定于支化参数g′值至少为0.65。

本发明还发现，通过在峰值温度最高为260℃下进行高压聚合可得到含有可交联硅烷的聚乙烯组合物。

因此，本发明提供了一种含有可交联硅烷的聚乙烯组合物，该组合物的硅烷含量约为0.1-10重量％，且含有至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于，所述组合物的支化参数(g′)值至少为0.65。

本发明还提供了一种绝缘电缆，其绝缘体源自含有可交联硅烷的聚乙烯组合物，所述组合物的硅烷含量约为0.1-10重量％，且含有至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于，所述组合物的支化参数(g′)值至少为0.65。

本发明还提供了一种如上所定义的含有可交联硅烷的聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于，该方法为峰值温度最高为260℃的高压聚合法。

本发明的其它特征和优点出现在附加的权利要求书和以下的说明中。

附图说明

在附图中；

图1示意性地表示普适标定曲线图；

图2示意性地表示粘度低曲线图(Viscosity Low plot)；和

图3示意性地表示直链和支链聚合物的粘度低曲线图和g′图的组合图。

具体实施方式