[发明专利]中压电缆绝缘材料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及线材和电缆绝缘材料。在一个方面，本发明涉及中电压线材和电缆用绝缘材料，而且在另一个方面，本发明涉及显示出耐水树性(water-treeresistance)和长期耐热老化性的商业上理想的平衡的这种绝缘材料组合物。

背景技术

通常将电绝缘应用划分为低电压绝缘(小于5K伏特的那些)、中电压绝缘(5K伏特至60K伏特的范围)、和高电压绝缘(针对高于60K伏特的应用)。

对于中电压电缆应用，最常见的高分子绝缘体由基于乙烯的聚合物制成，典型地由聚乙烯或乙烯-丙烯弹性体(或称为乙烯-丙烯-橡胶(EPR))二者之一制成。该聚乙烯可以是多种不同聚乙烯中的任何一种或多种：例如，均聚物或共聚物、高密度聚乙烯(HDPE)、高压低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)等。典型地，这些聚乙烯通常经过过氧化物的作用来交联，但仍然倾向于树状化(treeing)，特别是水树化(watertreeing)。

水树化是同时暴露于湿气和电场的固体电介质材料的劣化。其是确定地下电力电缆的使用年限的重要因素。水树(watertree)起始于高电应力的位点，如粗糙界面、突出导电点、空隙、或嵌入的杂质，但相比于电树(electricaltree)所需的电场，其在更低的电场。与电树相比，水树的特征在于：(a)水的存在(其是它们生长所必需的)；(b)长期生长(在达到它们可以促成故障的尺寸之前，它们可以生长多年)；和(c)相比于电树的起始和生长所需的电场，水树的生长起始和持续在低得多的电场中。

水树被接受为在非抗水渗的电缆设计中的绝缘材料的湿电老化上的一个因素。绝缘材料的耐水树性通过使用添加剂例如聚乙二醇(PEG)或通过引入极性乙烯共聚物，例如，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，乙烯丙烯酸乙酯(EEA)等等来达到。

在长期的老化过程中的热氧化损伤是中电压电缆的另一失效模式。典型地，对这一不需要的现象的抗性，通过过氧化物引发使基于乙烯的聚合物交联和使用含硫受阻酚稳定剂的结合来实现。受阻胺稳定剂，对于它们用作电树(电劣化的形态)的热氧化稳定剂和抑制剂，是已知的。然而，已知的拮抗作用存在于基于胺和硫的分子之间，其制约了将它们结合使用在既需要好的长期耐热老化性又需要耐水树性和耐电树性的系统中。而且，就耐树性的、交联的聚乙烯(TRXLPE)绝缘材料的热氧化稳定性而言，PEG是已知的降解助剂(pro-degradant)，因此，相比于非耐树性的、交联的聚乙烯绝缘材料所需要的稳定性，这些体系需要更大程度的稳定性。

CN102762651B公开了一种包括A.基于乙烯的聚合物，B.聚亚烷基二醇；C.受阻叔胺稳定剂；D.含硫受阻酚抗氧化剂；E.过氧化物；和F.任选的助剂的组合物，该组合物能够显示出长期耐热老化性和耐水树性，但是实践中证明，并不是任意原料重量百分比的该组合物制成的电缆用绝缘覆盖材料都具有优异的耐热老化和耐水树性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合物，该组合物制成的电缆用绝缘覆盖材料具有更加优异的耐热老化和耐水树性。

在一个实施方案中，本发明是一种组合物，其包括：

A.50-80份基于乙烯的聚合物；

B.0.4-0.6份聚亚烷基二醇；

C.0.3-0.7份受阻叔胺稳定剂；

D.0.5-0.8份含硫受阻酚抗氧化剂；

E.1-2份过氧化物；以及

F.0-1份助剂。

作为优选的技术方案，本发明的组合物包括：

A.70份基于乙烯的聚合物；

B.0.5份聚亚烷基二醇；

C.0.6份受阻叔胺稳定剂；

D.0.6份含硫受阻酚抗氧化剂；

E.1.5份过氧化物；以及

F.0.5份助剂。

过氧化物和任选的助剂一起构成固化包。这些组合物对于制备显示出长期耐热老化性和耐水树性及耐电树性的商业上理想的平衡的中电压电缆用TRXLPE绝缘材料是有用的。

定义：

除非相反地指出，除非上下文暗示或现有技术惯例，否则所有的份和百分比均基于重量，而且所有的测试方法是与本公开的申请日同步的。针对美国专利实践的目的，任何引用的专利、专利申请或专利公开的内容，通过引用来全部地引入(或其等价的US同族也通过引用来引入)，特别是关于本领域的合成技术、产品和工艺设计、聚合物、催化剂、定义(就定义范围而言，不得与在本公开中所具体提供的任何定义不一致)和常识的披露。