[发明专利]聚合物组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包含自由基发生化合物(free radical generating compound)的聚合物组合物；涉及用于改性这样的聚合物组合物，优选用于交联它的方法；涉及一种改性的聚合物组合物，优选涉及一种交联的聚合物组合物；涉及一种制品，优选电线或电缆，其包含所述可改性的、优选可交联的聚合物组合物；涉及一种经改性的、优选经交联的聚合物组合物；涉及一种用于制备制品的方法，该制品优选为电线或电缆，其包含所述聚合物组合物；以及涉及所述聚合物组合物在电线或电缆的一层或多层中的应用。

背景技术

已知使用自由基发生化合物来改性产物，如经由自由基反应来改性聚合物组合物。

自由基发生化合物例如用来引发(a)在聚合物中的交联，即，通过自由基反应，主要用于形成共聚体交联(桥接)，(b)在聚合物中的接枝，即，通过自由基反应，将化合物引入聚合物链(主链和/或侧链)，以及(c)减粘裂化聚合物，即，通过自由基反应来改善聚合物的熔体流动速率(MFR)。这些聚合物改性在本领域是众所周知的。

当加入聚合物组合物中，在能够形成自由基的条件下，自由基发生化合物通过产生自由基，通常通过分解成自由基来发挥作用。分解的自由基在聚合物组合物内引发进一步的自由基反应。所获得的自由基发生化合物的分解产物通常是初始自由基形成反应的分解产物的若干反应的结果。所述获得的分解产物通常保留在改性聚合物中并可以包括有害的、不期望的分解产物。

过氧化物是非常常用的自由基发生化合物，即，在聚合物工业中用于所述聚合物改性。过氧化物的产生的分解产物可以包括挥发性副产物。例如，过氧化二枯基，其是在聚合物领域中常用的过氧化物，在自由基形成步骤期间，例如在交联步骤期间，会分解成甲烷、苯乙酮以及枯基醇。形成的气体甲烷(CH₄)是易燃、易爆炸以及挥发性的，因此在工作环境中存在危险。

在电线和电缆用途中，典型的电缆包括至少一根由一层或多层聚合材料包围的导体。在一些电力电缆中，包括低压(LV)、中压(MV)、高压(HV)以及超高压(EHV)电缆，所述导体被若干层包围，上述若干层依次包括内半导体层、绝缘层以及外半导体层。通常通过在导体上挤出上述层来产生电缆。然后通常交联在所述层的一层或多层中的聚合物材料，以改善例如在电缆层中的聚合物的耐热变形性、蠕变性能、机械强度、耐化学性以及耐磨性。在导体上对层进行挤出以前，通常将自由基发生化合物，如过氧化物，加入层材料。在形成分层电缆以后，对电缆进行交联步骤以引发自由基形成并从而引发交联反应。

在交联以后，自由基发生化合物的分解产物大部分仍然被俘获在电缆层内。考虑到电缆制造工艺以及考虑到最终电缆的质量，这会导致问题。

因此，在交联以后，必须非常小心地冷却电缆以防止气态挥发性分解产物如甲烷在聚合物层中形成孔隙。这些孔隙通常具有10至100μm之间的平均直径。当电缆经受电场作用时，在电缆内的上述孔隙中可能会发生局部放电，从而降低电缆的电气强度。

尤其是，就在安装期间以及在最终用途中的安全性而言，MV、HV以及EHV电力电缆必须具有较高的层质量。在使用中，在电缆中的产生自交联步骤的挥发性分解产物可以产生气体压力，从而引起在屏蔽(罩)和在接头中的缺陷。

基于上述原因，在交联和冷却步骤以后，通常最大程度减少或除去挥发性分解产物，如甲烷，例如在使用过氧化二枯基的情况下。上述除去步骤通常称作脱气步骤。该脱气步骤是费时和耗能的，因而是电缆制造工艺中的昂贵的操作。脱气需要通风必须良好的较大加热室以避免例如，易燃甲烷和乙烷的聚集。通常卷绕成电缆盘的电缆通常在50-80℃，例如，60-70℃的高温下进行长时间脱气。然而，在这样的温度下，可能会发生绝缘层的热膨胀和软化并导致所形成的电缆层的过分变形，从而直接导致电缆的失效。因此，经常需要在降低的温度下进行具有高电缆重量的MV、HV以及EHV电缆的脱气。

US 5,618,900描述了利用引发剂进行的单体的聚合过程，上述引发剂尤其可以是烯二炔化合物。在聚合中所使用的引发剂的量据说为10至2000ppm。

因此，需要寻找新的解决方案来克服现有技术的问题。

本发明的目的

本发明的一个目的是提供可替换的自由基发生化合物(free radical generating compound)，用于改性，优选用于交联聚合物组合物，上述化合物能够在改性反应期间避免形成不期望的副产物，如气体分解产物，如CH₄。