[发明专利]硅烷可交联聚合物组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有可水解硅烷基团的硅烷可交联聚烯烃的聚合物组合物，涉及聚合物组合物用于生产制品、优选地是电缆的层的用途，涉及用于生产制品、优选地是包括由至少一个包含所述聚合物组合物的层包围的导体的电缆的方法，以及涉及包括由至少一个包含所述聚合物组合物的层包围的导体的可交联和交联的电缆。

背景技术

在电线和电缆（W&C）应用中，通常的电缆包括由一个或多个聚合物材料层包围的导体。通常通过将各层挤出到导体上生产电缆。经常将一个或多个所述层交联以提高电缆的一个或多个层（尤其是）在高温下的形变阻力，以及机械强度和/或耐化学性。

例如可以由利用辐射或利用交联剂（其是自由基生成剂）的自由基反应完成聚合物的交联；或者在水的存在下利用缩合催化剂通过存在于聚合物中的可水解硅烷基团完成。

将电力电缆定义为在任何电压水平下工作输送能量的电缆。施加于电力电缆的电压可以是交流的（AC）、直流的（DC）或者瞬变的（脉冲）。此外，通常根据它们运行电压的水平标示电力电缆，如低压（LV）、中压（MV）、高压（HV）或超高压（EHV）电力电缆，这些术语众所周知。LV电力电缆通常在低于3kV的电压下工作。与LV电缆相比，MV和HV电力电缆在较高的电压下工作并且用于不同的用途。典型的MV电力电缆通常在3至36kV的电压下工作，而典型的HV电力电缆在高于36kV的电压下工作。EHV电力电缆在比用于HV电力电缆用途更高的电压下工作。LV电力电缆以及在一些具体实施方式中的中压（MV）电力电缆通常包括使用绝缘层涂覆的电导体。典型地，MV和HV电力电缆包括至少由内半导体层、绝缘层和外半导体层以该顺序包围的导体。

当今，硅烷固化材料主要用作低压电缆的绝缘层，以及用作中压电缆并且在一定程度上也用于高压电缆的绝缘层和半导体层。其它合适的应用领域为汽车和电器电线绝缘、通信电缆绝缘以及作为通信和电力电缆的外护套化合物。该材料还适用于管件、注塑成型制品和膜。

在聚合物组合物可以通过可水解硅烷基团交联的情况下，则可以通过使单体，例如烯烃与包含硅烷基团的共聚单体共聚合或通过将包含硅烷基团的化合物接枝到聚合物上而将可水解硅烷基团引入到聚合物中。接枝是聚合物的化学修饰，通常在自由基反应中通过加入包含硅烷基团的化合物完成。这种包含硅烷基团的共聚单体和化合物在本领域内众所周知的，并且例如是商业可获得的。通常随后以本领域已知的方法在硅烷醇缩合催化剂和H₂O的存在下通过水解和后续的缩合交联可水解硅烷基团。硅烷偶联技术已知并描述于例如US4,413,066、US4.297,310、US4,351,876、US4,397,981、US4,446,283以及US4,456,704。

在W&C应用、特别是在其中绝缘层的厚度超过0.7mm的电缆应用中使用的硅烷偶联共聚物，典型性地具有根据ISO1133在190℃和2.16kg负荷条件下确定的约1.0g/10min或更高的熔体流动速率（melt flow rate）（MFR₂）。这种层的交联时间相对较长，并且因此经常在高温下在所谓的蒸气浴或水浴中进行这种电缆的硅烷交联。

Borealis的EP193317披露了包含具有0.1-5wt%的可水解硅烷共聚单体（在实施例中为5.5-0.08wt%）的乙烯的共聚物的硅烷可交联聚合物组合物和具有用于防止在挤出机中的缩合反应和随之发生的表面不均匀现象的可水解硅烷基团的硅烷化合物。未说明聚合物的MFR。

Borealis的EP1528574披露了具有极性基团、用于LV电力电缆用途、具有提高的粘附力和机械性能以及简单的可加工性的聚烯烃。聚合物可以是过氧化物可聚合的或硅烷可聚合的，二者都进行了举例说明。在实验部分，包含可水解硅烷基团的聚合物具有在0.8-4.5g/10min之间的MFR₂以及在0.23-0.43mol%之间的硅烷含量。未说明存在或不存在防焦剂。

Borealis的EP1824926披露了包含具有可水解硅烷化合物（硅烷含量为0.1-10wt%）的硅烷可交联聚乙烯并且具有特定的分枝参数（g’）值的聚合物组合物。聚合物组合物具有以下优点：在W&C应用中，可最小化或避免使在模具上的导体或管预热的需求。在EP’926的实施例中使用的聚合物具有在0.9-2.0g/10min之间的MFR₂和1.3或1.8wt%的硅烷含量。