專利名稱：用于中壓/高壓/超高壓電纜的含有二苯甲酮型電壓穩定劑的聚烯烴組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有改善的電擊穿強度的聚烯烴組合物、含有這種組合物的電線 或電纜，特別是中壓，高壓或超高壓電纜，以及這種組合物在電線或電纜，特別是在中壓、高 壓或超高壓電纜生產中的用途。
背景技術：
通常用于6到36kV的電壓的普通中壓電力電纜，用于高于36kV的普通高壓電 纜，以及用于高于220kV的普通超高壓電纜，在電纜的纜芯中包含一條或多條導線，纜芯外 面環繞著若干聚合材料層，包括內部半導層，然后是絕緣層，接下來是外部半導層。這些 層常態下是交聯的。對于這些層，可以進一步增加層，例如金屬帶或電線屏蔽層、屏蔽層 (screens)，最后是最外層的護套。電纜的層基于不同類型的組合物。作為絕緣材料，目前 普遍應用交聯聚烯烴如交聯低密度聚乙烯。為獲得更好的可靠度或發展絕緣層承受更高應力的新的電纜結構，增加電纜材料 的電擊穿強度是電纜制造不變的目標，特別是電纜絕緣材料。絕緣層的缺陷限制了最低絕 緣厚度，從而限制了施加到電纜上的最大設計電應力。為確保高應力電纜結構中高度的可 靠性，眾所周知需要減少絕緣材料中污染物的量。然而，現在已經將超凈的材料用于絕緣 層，通過進一步減少污染物來改善電擊穿強度將伴隨著成本的顯著增加。眾所周知還可以應用活性添加劑，即所謂的電壓穩定劑，用來提高電纜絕緣材料 的電擊穿強度。例如，US3，482，033公開了一種混合物，該混合物是高芳香族含量的不揮發 性烴油或高度芳香性的低熔點烴與活性的電壓穩定劑如多鹵代多苯基化合物或含有硝基 的芳香族化合物混合在一起的。此外，電壓穩定劑還見于WO 01/08166。在該文件中記載了基于二苯甲酮作為核心 分子，以烷基、芳基、烷氧基和芳氧基取代的電壓穩定劑。然而，仍然需要改善用于中壓/高壓/超高壓電纜隔離層的聚烯烴組合物的電 擊穿強度的電壓穩定劑。這種電壓穩定劑化合物應該通常具有低的電離勢能以降低高 能離子的能量并因此有效提高電擊穿強度(參閱例如A.C.Ashcraft，Α. Μ. Eichhorn，和 S. R. G.，《聚乙烯的固體介質和電壓穩定劑的樹枝化的實驗研究》(《Laboratory Studies of Treeing in Solid Dielectrics and Voltage Stabilization of Polyethylene》)，電 氣與電子工程師學會(I.E. Ε. Ε.)出版，電絕緣國際研討會(International Symposium on Electrical hsulation)，蒙特利爾，加拿大，1978)。同時，這樣的化合物必須可溶于聚烯烴，通常為交聯聚乙烯，作為組合物中的基體 聚合物，以及，此外該化合物必須顯示低的遷移趨勢(migration tendency)，以便該化合物 在絕緣材料中隨時間的損失盡可能低。再者，由于通常絕緣組合物為交聯聚烯烴，因此電壓穩定劑必須盡可能地與普遍 使用的交聯劑如有機過氧化物相容，從而使一方面，交聯過程不會受到消極影響，另一方面，電壓穩定劑不會發生化學反應或分解導致其效果降低，甚或在最壞的情況下，致使其失 活。當然，電壓穩定劑還應該與聚烯烴組合物中所有其他組分在這個意義上相容。
發明內容
因此，本發明的目的是，提供一種用于改善聚烯烴組合物電擊穿強度的電壓穩定 劑，所述聚烯烴組合物特別地是用作中壓/高壓/超高壓電纜的絕緣組合物，該電壓穩定劑 具有上述性質，尤其是能夠顯著改善電擊穿，優選在聚烯烴基體中具有良好溶解性和低遷 移趨勢，更優選與聚烯烴組合物中的其他組分，特別是交聯劑相容。令人驚奇地發現，通過使用二苯甲酮衍生物作為電壓穩定化合物能夠實現上述目 的，所述二苯甲酮衍生物在二苯甲酮分子的苯基上含有一個或多個取代基，包括胺基。 因此，本發明提供一種聚烯烴組合物，包括⑴聚烯烴(A)；(ii) 二苯甲酮衍生物(B)，其含有并優選由根據下式⑴表示的結構單元組成
權利要求
1. 一種聚烯烴組合物，包含 ⑴聚烯烴㈧，( ) 二苯甲酮衍生物(B)，包含依照下式(I)的結構單元，優選由其構成
2.根據權利要求1的聚烯烴組合物，其中條件(i)所述的胺基為叔胺基。
3.根據權利要求1或2的聚烯烴組合物，其中所述Rl，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或 RlO中的至少一個，或，若存在的話，所述Rl'到R8'中的至少一個，為條件(i)所述的烴 基，所述烴基選自-N(Rll) (R12)和-Ar-N(Rll) (R12)，其中Rll和R12獨立地為可以含有雜 原子的烴基，Ar為可以包含雜原子的芳香基團。
4.根據權利要求3的聚烯烴組合物，其中Rll和R12獨立地為芳香基或烷基。
5.根據權利要求4的聚烯烴組合物，其中Rll和R12獨立地為末端可以含有或不含有 官能基團的直鏈烷基。
6.根據權利要求3-5中任一項的聚烯烴組合物，其中Rll和R12獨立地包含2_50個碳 原子。
7.根據權利要求6的聚烯烴組合物，其中Rll和R12獨立地包含4-30個碳原子。
8.根據權利要求7的聚烯烴組合物，其中Rll和R12獨立地包含5-20個碳原子。
9.根據前面任一項權利要求的聚烯烴組合物，其中式(I)的η為1或2。
10.根據權利要求9的聚烯烴組合物，其中式(I)的η為1。
11.一種母料，包括(i)含量為50wt. %或更多的基質聚合物，以及( ) 二苯甲酮衍生物(B)，包含依照下式(I)的結構單元，優選由其構成
12.一種電纜，所述電纜含有由根據權利要求1-10中任一項的聚烯烴組合物制成的層。
13.根據權利要求12的電纜，其中所述電纜為包括內部半導層、絕緣層和外部半導層 的中壓、高壓或超高壓電纜。
14.根據權利要求13的電纜，其中至少所述絕緣層是用根據權利要求1-9中任一項的 聚烯烴組合物制成的。
15.根據權利要求11-14中任一項的電纜，所述電纜為中壓、高壓或超高壓電纜。
16.根據權利要求1-10中任一項的聚烯烴組合物在電纜層制造中的用途。
17.根據權利要求11的母料在電纜層制造中的用途。
18.—種聚烯烴組合物，所述聚烯烴組合物包含電壓穩定劑化合物，且以電樹測試方法 測得的摩爾場穩定度為至少7500kV kg/(mm mol)。
19.二苯甲酮衍生物(B)在聚烯烴組合物中作為電壓穩定劑的用途，所述二苯甲酮衍 生物(B)包含依照下式(I)的結構單元，優選由其構成
全文摘要
本發明涉及一種聚烯烴組合物，包括(i)聚烯烴(A)；(ii)二苯甲酮衍生物(B)，包含依照下式(I)的結構單元，優選由其構成其中殘基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10連接的在苯環上的一個或多個碳原子還可以是雜原子，如氮原子，這種情況下，各個殘基R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10都不存在；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10獨立地為氫，或可以含有雜原子的烴基；或所述R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10中的至少兩個與其連接的式(I)環系統的環原子一起，形成另一個與式(I)環系統稠合的芳香環或非芳香環，其中帶有所述另外至少一個稠合環的式(I)環系統可以進一步包含1-8個取代基R1′到R8′，每個取代基都獨立地選自與R1到R10相同的殘基；且n＝1到10；滿足以下條件(i)所述R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9或R10中的至少一個，或者若存在的話，R1′到R8′中的至少一個為可含有雜原子且含有胺基的烴基。
文檔編號H01B3/44GK102149758SQ200980135331
公開日2011年8月10日 申請日期2009年7月30日 優先權日2008年9月9日
發明者托馬斯·耶特貝里, 維爾戈特·恩隆德 申請人:博里利斯股份公司