[发明专利]电缆护套组合物、电缆护套和例如电力电缆或通信电缆的电缆

说明书

本发明涉及电缆护套组合物、电缆护套、电缆(例如电力电缆或通信电缆)和它们的用途，该电缆护套组合物包括以下物质的可膨胀且可交联的护套共混物：包含携带硅烷部分的聚烯烃材料的聚合物组合物和发泡体系，其中所提供的护套共混物包括相对于聚烯烃材料的总重量的至少0.1重量％的发泡剂。

技术领域

本发明涉及新电缆护套组合物、电缆护套、电缆(例如电力电缆或通信电缆)和它们的通途，特别是在电线和电缆(W&C)应用中的用途。

背景技术

在电线和电缆(W&C)应用中，典型的电缆包括被一个或多个聚合物材料的层包围的导体。电缆通常通过将层挤出到导体上来制备。一个或多个所述层通常交联以改善电缆的层的例如高温下的变形阻力以及机械强度和/或耐化学性。

聚合物的交联可以例如通过采用照射或采用作为自由基生成剂的交联剂的自由基反应来实现；或在水的存在下采用缩合催化剂通过存在于聚合物中的可水解硅烷基团来实现。

电力电缆被定义为在任意电压水平下工作传输能量的电缆。施加于电力电缆上的电压可以是交流的(AC)、直流的(DC)或瞬时的(脉冲的)。此外，电力电缆通常根据它们的工作电压的水平被表明，例如低压(LV)、中压(MV)、高压(HV)或超高压(EHV)电力电缆，这些术语是众所周知的。电力电缆被定义为在任意电压水平下工作(通常在高于100V的电压下工作)传输能量的电缆。LV电力电缆通常在低于3kV的电压下工作。MV和HV电力电缆在比LV电缆高的电压水平下并且在不同于LV电缆的应用中工作。典型的MV电力电缆通常在3至36kV的电压下工作，典型的HV电力电缆在高于36kV的电压下工作。LV电力电缆和MV电力电缆通常包括电导体、绝缘层和外护套。LV电力电缆通常包括由内半导电层、绝缘层和外护套包围的导体。通常MV电力电缆包括由内半导电层、绝缘层、外半导电层和外护套并且以该顺序包围的导体。

此外，在MV电力电缆(6kV以上)中的电缆护套和外半导电层之间和在LV电力电缆(1至3kV)中的电缆护套和绝缘体之间，通常总是有金属屏蔽件。该金属屏蔽件接地。金属屏蔽件通过保持外半导电层或绝缘体的电势恒定来保持着电力电缆内部的电磁场并且保护着电力电缆绝缘。在大多数电缆中，该金属屏蔽件由铜线组成，但其也可以是铝带或铜带。铜线的尺寸厚度是针对当能够在金属屏蔽件上产生高电流时的最坏情况规定和设计的，例如，当电缆中出现闪击(blizzard)或电气故障时。对铜线的厚度进行了规定，因此金属屏蔽件的温度具有良好的界限而不应超过护套的熔点。

通过选择具有较高熔点的护套材料，可以减小外屏蔽件中的铜线的尺寸(即厚度)，因为具有较高熔点的护套将容许较高的温度。然而，具有较高熔点的护套材料通常也意味着护套材料较硬，这对于较硬的电力电缆有显著贡献。这是一个问题，因为电缆行业需要易于安装的柔性电缆。此外，当电缆要安装在发电站时，对电力电缆的柔性也有超高的要求。

WO 2007/011350描述了具有膨胀的可剥离护套的电缆，其中护套的第一部分基本上封装围绕电缆半径圆周布置并且沿电缆长度螺旋布置的多个中性元件，通常为铜线。WO2007/011350中的护套的至少第一部分是膨胀的聚合物材料。电缆的护套可以是选自由聚氯乙烯(PVC)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、低密度聚乙烯、LLDPE、HDPE、聚丙烯和聚氯乙烯组成的组的至少一种材料。

硅烷交联的材料已被用于MV电缆的护套，如通用电缆General Gable的WilliamS.Temple在2010年秋的IEEE PES ICC Meeting Subcommittee C-Cable Systems,2010年10月20日所提出的。硅烷交联的材料的制备包括：

“湿气固化Monosil工艺”，其中将聚乙烯进料到挤出机中，并将硅烷、引发剂和催化剂的溶液注入机桶中，或者

“湿气固化预接枝树脂/催化剂工艺”，其是在挤出机之前利用具有催化剂母料的预接枝树脂(将乙烯基硅烷接枝到聚乙烯主链上)的两步工艺。