[发明专利]包含聚烯烃混合物的聚合物组合物

说明书

本发明提供了一种聚烯烃组合物，该聚烯烃组合物包含：(i)包含环氧基团的聚烯烃(A)；和(ii)包含羧酸基团和/或其前体的聚烯烃(B)，条件是(A)和(B)中的至少一者是聚乙烯。优选地，(A)和(B)中的一者是低密度聚乙烯(LDPE)，并且另一者是聚丙烯。

本发明涉及聚合物组合物，这些聚合物组合物包含两种聚烯烃：包含环氧基团的一种聚烯烃和包含羧酸基团或其前体的另一种聚烯烃，条件是这些聚烯烃中的至少一种聚烯烃是聚乙烯。优选地，这些聚烯烃中的一种聚烯烃是低密度聚乙烯(LDPE)，并且另一种聚烯烃是聚丙烯。特别地，本发明的组合物提供了获得一种可在不使用过氧化物的情况下进行交联的交联聚合物组合物的可能性。本发明还涉及用于交联聚合物组合物的方法、包含这些组合物的电缆和制备此类电缆的方法。

背景技术

在高压(HP)方法中生产的聚烯烃广泛用于聚合物必须满足高机械和/或电气要求的苛刻的聚合物应用中。例如在电力电缆应用中，特别是在中压(MV)并且尤其是在高压(HV)和超高压(EHV)电缆应用中，用于电缆的聚合物组合物的电气特性具有重要意义。此外，对于不同的电缆应用，如交流(AC)和直流(DC)电缆应用，重要的电气特性可能有所不同。

典型的电力电缆包含至少由半导电内层、绝缘层和半导电外层依次包围的导体。电缆通常通过将各层挤出到导体上来生产。

在所述层的一个或多个层中的聚合物材料通常进行交联以改善例如耐热性和抗变形性、蠕变性、机械强度、耐化学性和耐磨性。在交联反应期间，主要形成的是交联(桥)。交联可使用例如自由基生成化合物来实现，该自由基化合物通常在将各层挤出到导体上之前引入到层材料中。在形成层式电缆之后，该电缆再进行交联步骤以引发自由基形成，从而进行交联反应。

过氧化物经常用作自由基生成化合物。然而，使用过氧化物进行交联存在一些缺点。例如，在交联过程中形成具有难闻气味的低分子副产物。这些过氧化物的分解产物可包括挥发性副产物，这些挥发性副产物通常是非期望的，因为它们可能对电缆的电气特性产生负面影响。因此，通常在交联和冷却步骤之后将挥发性分解产物(诸如甲烷)减少到最低限度或去除。这种去除步骤通常称为脱气步骤，其耗时和耗能，进而使成本增加。

此外，在挤出聚烯烃组合物之前，必须在单独的加工步骤中将过氧化物加入聚合物中，这增加了生产周期。此外，为了获得高交联密度，通常需要使用有机过氧化物，该有机过氧化物在过氧化物降解后释放高水平的非期望副产物。过氧化物降解温度将挤出机中可能的最大熔融温度限制在约140℃。超过该温度，挤出机中会发生交联，从而导致电缆中出现凝胶或烧焦颗粒。然而，挤出机中140℃的最大熔融温度限制了挤出机的产量，并且可能使生产速度较低。

与热固性交联PE相比，热塑性LDPE可具有若干优点，诸如不会发生过氧化物引发的焦化，以及不需要脱气步骤来去除过氧化物分解产物。去掉过氧化物交联和脱气步骤可使电缆生产更快、更简单且更具成本效益。从安全性的角度来看，在高温硫化时不存在过氧化物也是很有吸引力的。从再循环的观点来看，热塑性塑料也是有益的。然而，交联材料的缺失可导致耐温性降低，从而产生显著的蠕变问题。

因此，需要另选的聚烯烃组合物，这些聚烯烃组合物既能避免与过氧化物相关的缺点，又能提供令人满意的热机械特性。因此，本发明的目的是提供一种新型聚烯烃组合物，该聚烯烃组合物可在完全不使用过氧化物的情况下交联至适用于电缆应用的所需交联度。

本发明人现已发现，包含环氧基团的聚烯烃和包含羧酸基团或其前体的聚烯烃的组合提供了一种在理想条件下适合于电缆制造并且在有利条件下可在不使用过氧化物的情况下进行交联的组合物。在本发明的聚烯烃组合物中，交联在不需要添加外部交联剂的情况下在原位发生。在交联过程中，据信环氧基团通过图1所示的机理与羧酸基团反应。这可在制剂制备(诸如通过例如挤出配混)的典型温度下发生。因此，聚烯烃组合物同时提供了交联材料和热塑性材料的有吸引力的特性。

发明内容

因此，从一个方面来看，本发明提供了一种聚烯烃组合物，该聚烯烃组合物包含：