[其他]塑料绝缘材料

说明书

本发明涉及权利要求1前序部分所述的塑料绝缘材料。这些塑料绝缘材料主要应用于高压电缆绝缘。其中加压时会发生所谓的“树枝丛生”现象，这是绝缘材料在显微镜下可观察到的树丛状或簇状毁坏现象。而更为重要的是高场强下会于缺陷处出现“树枝状水簇”，其中水会浓缩。为避免出现树枝状水簇或阻止其生长就须添加绝缘材料稳定剂。

DE-PS2737430已提出向聚烯烃绝缘材料中添加烷氧硅烷稳压剂，烷氧硅烷通式为Rx-Si（O-R）_4-x，其中X＝0-3，其中的R还含脂族、芳族或环脂族烃基且必要时还可由氨基，环氧基或其他基取代，R特别是羟烷基。

但已知稳压剂不能总是与基础聚合物达到足够的可混性，因此难以制成绝缘材料。如稳压添加剂在混合物中不均匀，其效率就会受到很大的限制，因为一旦出现损坏，则向树枝状水簇转移的途径就会太长。此外，某些已知本身效果良好的稳定剂也还有使VPE熔体不透明的缺点，因而不可能按更新的VDE要求控制绝缘材料的洁净性和均匀性（VPE＝交联聚己烯，VDE＝西德电气工程师协会）。

本发明目的是提出塑料绝缘材料，其基础材料中可混入更有效的稳压添加剂，同时还可保证熔体具有更好的透明性。

根据本发明，这一目的是通过权利要求1所述特征来达到的。

本发明其它优点见于各从属权利要求。

本发明绝缘材料不仅具有很好的长期稳定性，而且稳定剂易于混入绝缘材料中。在应用交联的塑料基础材料时，不会因添加稳定剂而影响交联。而且，如果能使VPE中避免出现可重结晶物质，则不仅足以保证防止树枝状水簇的出现和生长，而且还可因而阻止“树枝状电簇”的出现，这样一来就可更安全地防止电击穿。此外，采用适宜的组合物如预先将相应的官能基引入稳定剂还可对热老化特性有良好的影响。

添加剂在促使使用寿命延长的同时不会或至少是不会明显地挥发。而应用本发明稳定剂制得的绝缘材料因其溶体的透明性而可达到VDE要求的纯度控制指标。

本发明稳定剂的作用在于它缺少亲水基团而使稳定剂可很好地混入基础聚合物中并相应地使这样稳定的VPE能够很好地进行加工，其中据认为这样可达到最低限度的极性或亲水特性，而按目前已知的机理，这又有助于防止产生树枝状水簇。

另一方面，稳定剂还会与水反应而释放出亲水物质，这也可“阻止树枝状水簇”。制备条件下存在的水或在绝缘材料应用过程中渗入其中的水即可这样除掉（通过化学反应或以物理方式结合）。如果在绝缘材料中存在稳定剂分子的位置开始形成树枝状水簇，则除了通过硅烷（钛酸盐或与此类似的基团）本身阻止树枝状水簇生长而外，还可消耗掉水，从而活化稳定剂。而活化稳定剂又会进一步防止缺陷的生长。

为了使例如重金属化合物失去电性能，须在稳定物质中适宜的位置引入杂原子。杂原子出现在适于形成络合物的众多基团之一中。

以下为表明稳定剂及其作用的实施例。

本发明以聚烯烃为基础的塑料绝缘材料包含下式的稳压剂

（R^aO）_yR^b3-yx-〔R-X′（OR^c）_zR^d_2-z〕_n-OR^e

其中

n为1-10，

y为0-3，

z为0-2，

R为带碳链和至少一个杂原子Y的基团，

X和X′为4价元素，

R^b，R^d为1-30碳饱和或不饱和脂族或芳族碳链，其中由H和/或官能团使自由价达到饱和并且R，R^a，R^b，R^c和R^d的结构可相同或对于每一n，y和z值而各不相同，以及R^a，R^c和R^e为1-18碳烃基。

在这一种化合物中，优选的是-R-为-R¹-Y¹-R″-构型，其中Y¹为带有至少一个杂原子Y的基团，R¹和R″为2-40碳脂族和芳族碳链，其中由H和/或官能团使自由价达到饱和，而R′和R″的结构可相同或不同。R′＝R″的例子为甲基叔丁基苯氧基。