[发明专利]用于制备电缆的绝缘层的母料

说明书

技术领域

本发明涉及主要由乙烯和至少一种具有至少一个极性基团的烯属共聚单体的共聚物(A)、有机过氧化物(B)和抗氧化剂(C)组成的母料(mélange-ma?tre)，它的制备方法和它用于制备用于电缆的绝缘层和用于限制或防止电缆的水树现象的用途。

背景技术

电线或电缆通常由被一个或多个聚合物材料层包裹的导电材料构成。不同层的本质和厚度取决于电缆的类型，例如中压电缆(1-35kV)，电压缆高(36-132kV)或特高压电缆(>132kV)。

在这些聚合物层中，至少一个层通常是绝缘层，其确保电缆导电部件的电绝缘。交联的低密度聚乙烯(或XLPE，用于“Cross-Linked PolyEthyne”)最通常用于获得绝缘层，因为这种聚合物材料具有适当的电阻性质。然而，已发现包含聚合物绝缘体的中压或高压电缆，当它们在潮湿环境中使用时，遭受电树现象(phénomène arborescence électrique)。

水树(英文为“water treeing”)是固体绝缘体变坏的现象，其表现为在绝缘体内部或表面出现具有树枝形状的或多或少细的沟槽或水条纹。水树具有引起电击穿并因此降低电缆的寿命的效果。

在现有技术中已经提出了很多技术方案以避免水树现象。可以估计存在三种预防在电缆中出现水树的方式：

第一种技术是物理保护，其在于使用铝“套”保护电缆，该铝“套”起对水和湿气的阻挡层作用。这种方法特别用于高压和特高电压电缆。

第二种技术在于在聚乙烯绝缘层中使用添加剂，传统地为硅烷类型化合物。这种技术通常用于中压电缆。

第三种方法由在聚乙烯绝缘层中掺入乙烯/丙烯酸酯共聚物组成。这种在聚乙烯基质中掺入共聚物的第三种方法具有实施难度。

为了获得这种绝缘层，需要实施多个步骤，例如：

-混合呈颗粒形式的聚合物；

-挤出聚合物混合物；

-使用过氧化物和任选的添加剂浸渍这种挤出的混合物；

-以绝缘层形式挤出浸渍有过氧化物的混合物；

-通过自由基反应使聚合物交联。

其它可能的方法由以下组成：

-混合呈颗粒形式的聚合物；

-挤出聚合物混合物；

-将获得的混合物引入第二挤出机中和将其以绝缘层形式挤出，在挤出期间注入过氧化物和任选的添加剂；

-通过自由基反应使聚合物交联。

最后，还可以使用特定的定量装置，其是用DPI(用于“direct peroxyde injection”)表示的直接注入过氧化物装置，由以下方式：

-将不同的呈颗粒形式的聚合物和过氧化物和任选的添加剂连续引入到DPI装置中；

-以绝缘层形式挤出这种混合物；

-通过自由基反应使聚合物交联。

例如，DPI装置由INOEX和LICO公司制备并在专利申请EP0472949和EP1221702中被提到。

申请人设定目标是提出用于制备具有抗水树性质的绝缘层的方法，与已知方法相比，其有利地是实施更简单的，更快速的，和更便宜的，和，特别地，它不需要使用十分特定的和昂贵的装置。

这种目标已借助于使用一种母料而实现，这种母料也为本发明目标。

发明内容

本发明的目的是一种母料，其主要由以下组成：

-乙烯和至少一种具有至少一个极性基团的烯属共聚单体的共聚物(A)，

-有机过氧化物(B)，和

-抗氧化剂(C)，

共聚物(A)、过氧化物(B)和抗氧化剂(C)的总重量占母料重量的至少90%；

对于100重量份共聚物(A)来说，有机过氧化物(B)占0.2至100重量份，和对于100重量份共聚物(A)来说，抗氧化剂(C)占0.02至50重量份。

本发明还涉及所述母料的制备方法。

根据第一种实施方式，母料的制备方法包括这样的步骤，所述步骤在于：

-使有机过氧化物(B)和抗氧化剂(C)之间形成均匀液体混合物；

-使所述液体混合物与共聚物(A)接触；

-回收母料。

根据第二种实施方式，母料的制备方法包括这样的步骤，所述步骤在于：

-使共聚物(A)与抗氧化剂(C)一起挤出，以获得挤出物；

-一旦挤出物在足够低的以不引起过氧化物热分解的温度时，使有机过氧化物(B)与所述挤出物接触；

-回收母料。