用于电缆的非交联聚乙烯组合物的制作方法

文档序号:9277859阅读:295来源:国知局
用于电缆的非交联聚乙烯组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及可用作户外电缆的覆盖材料的聚合物组合物,更具体而言,设及用于 电缆的非交联聚己締组合物,该电缆使用非交联型聚己締树脂来替代在世界各地广泛用 作目前电缆绝缘体的交联聚己締。使用由本发明聚合物组合物制作的覆盖材料的电缆可 具有适用于含大量盐的滨海区(costalarea)、含大量污染物的工业中屯、(in化strial complex)等的优异耐电痕性(trackingresistance)。
【背景技术】
[0002] 目前主要用作电缆绝缘材料的交联聚己締是不仅具有优异耐热性、耐化学性等还 具有优异电特性的热固性树脂。交联聚己締的方案包括通过使用有机过氧化物或硅烷作 为介质的化学反应进行的交联(专利号6284178,2011年9月4日)和福射交联(专利号 4426497,1984年1月17日)等,且最近,使用有机过氧化物的交联聚己締已被最广泛地用 在电缆工业中。
[0003] 然而,由于交联聚己締树脂是热固性树脂,其由于处理有困难而不可回收,导致了 环境污染。因此,需要使用环境友好型非交联热塑性聚己締;然而与交联聚己締树脂相比, 其耐热性显著不足,因此非交联热塑性聚己締树脂在用作电缆绝缘体方面有局限性。
[0004] 交联工序是使用有机过氧化物生产交联聚己締电缆的工艺所必需的,其中在交联 工序中,需要进行高压和高温,因此生产力显著降低,且甚至加工条件的小变化也可能导致 交联度的差异,W致产物的均匀性可能降低。
[0005] 另外,在交联工序期间,通过高温加热分解有机过氧化物W生成自由基,从而完成 交联反应,其中生成作为交联反应副产物的枯醇、甲烧等,从而形成绝缘体中的气泡。为了 除去气泡,应施加5atm或更高的高压,而未除去的气泡可能是导致电缆绝缘体破损的因 素。
[0006]对此,韩国专利未发表(Laid-Open)公开号KR10-2010-0106871 (2010 年 10 月 4 日)公开了作为电缆绝缘材料的非交联聚己締树脂;然而,其存在该样的问题,即在进行实 际生产时,由于树脂的低剪切稀化性导致加工性有缺陷,W致发生加工性缺陷。另外,耐电 痕性有缺陷,从而引起户外电缆绝缘体的性能劣化的问题。
[0007] 为了解决此问题,将金属氨氧化物施用于现有绝缘树脂组合物(韩国专利号 10-0556318);然而,其中含有的金属氨氧化物的量为10-30重量份,从而引起W下问题。 [000引金属氨氧化物与聚己締的相容性差,从而具有不良的机械物理性能如拉伸强度、 伸长保持率等。另外,金属氨氧化物增加了电缆覆盖材料的密度,从而引起W下问题,即电 缆由于安装时电缆重量增加而松驰,因而使用期限减少或架线塔之间的距离应减小。此外, 环境耐久性可能劣化,且由于金属氨氧化物导致在表面会出现污染物。相应地,亲水性提 高,导致由于水份积累而产生漏电流,W致可能使由弧光产生(arcgeneration)引起电痕 现象(trackingphenomenon)的可能性增加,从而长期可靠性劣化。

【发明内容】

[0009] 技术问题
[0010] 本发明的一个目的是提供用于电缆的非交联型聚己締树脂组合物,其可W未被交 联而可被重复使用、对环境友好并且能克服作为现有交联聚己締树脂的缺点的加工性不 足。
[0011] 另外,本发明的另一个目的是提供具有长期可靠性的能提供具有耐电痕性和优异 机械性能、环境耐久性和低密度的电缆的树脂组合物,W及使用其的电缆。
[001引技术方案
[0013] 在一个一般方面中,用于电缆的非交联聚己締组合物包括;基于100重量份含中 密度聚己締树脂和线性低密度聚己締树脂的基体树脂,3-10重量份金属氨氧化物;0. 5-5 重量份红磯;W及1-5重量份炭黑。
[0014] 在另一个一般方面中,用于电缆的非交联聚己締组合物包括;基于100重量份 含中密度聚己締树脂和线性低密度聚己締树脂的基体树脂,3-10重量份金属氨氧化物; 0. 5-5重量份红磯;1-5重量份炭黑;W及1-5重量份选自氧化稳定剂、UV稳定剂和加工助 剂中的任意一种或多种添加剂。
[0015] 在另一个一般方面中,提供使用如上所述的非交联聚己締组合物的电缆。
[0016] 发明有益效果
[0017]由于本发明用于电缆的非交联聚己締组合物使用未被交联而可被重复使用的热 塑性聚己締树脂,在制造电缆时可省略现有的交联工序,使得加工性优异,制造成本可被显 著降低,耐电痕性和机械性能优异,从而使其可用作户外电缆的覆盖材料。
[001引 实施方式
[0019] 下文中,将详细描述本发明的具有耐电痕性的树脂组合物和使用其的电缆。
[0020] 本发明人使用非交联聚己締树脂研究了具有优异耐电痕性和机械性能的组合物, 并发现作为抑制由现有技术中的吸热反应和金属氨氧化物分解产生的湿气引起的电痕现 象的解决方案,使用红磯形成炭(化ar),该样可在表面形成非绝缘层,W物理地防止热传递 进聚合物树脂且防止燃料供给至表面的燃烧区,由此可显著降低电痕现象,从而完成本发 明。
[0021] 另外,本发明人发现使用红磯降低了金属氨氧化物的含量,该样可减少由于金属 氨氧化物导致的表面污染物,且可降低电缆覆盖材料的密度,从而获得相对轻的电缆,而所 获得的电缆可获得长期可靠性,从而完成本发明。
[0022] 根据本发明一个实施方案的用于电缆的非交联聚己締组合物包括;基于100重量 份含中密度聚己締树脂和线性低密度聚己締树脂的基体树脂,3-10重量份金属氨氧化物; 0. 5-5重量份红磯;W及1-5重量份炭黑。
[0023] 另外,根据本发明一个实施方案的用于电缆的非交联聚己締组合物包括;基于 100重量份含中密度聚己締树脂和线性低密度聚己締树脂的基体树脂,3-10重量份金属氨 氧化物;0. 5-5重量份红磯;1-5重量份炭黑;W及1-5重量份选自氧化稳定剂、UV稳定剂和 加工助剂中的任意一种或多种添加剂。
[0024] 下文中,将详细描述本发明的各配置。
[0025] 中密度聚己締树脂可具有的烙融指数为0.5-2. 2g/10分钟(19(rC,2. 16Kg的负荷 下),分子量分布为2-5,且密度为0. 925-0. 945g/cm3。在烙融指数小于0. 5g/10分钟的情 况下,电缆制造工艺的生产力可降低,导致劣化的经济效率,而在大于2. 2g/10分钟的烙融 指数用于电缆的情况下,基本物理性能可被劣化。另外,在分子量分布小于2的情况下,审U 造电缆时表面会发生烙体破裂,而在分子量分布大于5的情况下,可能难W进行聚己締的 聚合。更优选地,出于树脂合成工艺的容易程度和树脂电缆的优异加工性的考虑,分子量分 布可为2. 5-3. 5。另外,在密度小于0. 925g/cm3的情况下,由此制造的电缆易碎,难W提供 足够的硬度,而在密度大于0. 945g/cm3的情况下,电缆坚硬,难W使用。
[0026] 更优选地,中密度聚己締树脂可W是包括具有4个或更多碳原子的a-締姪作为 共聚单体的线性聚己締树脂。具有4个或更多碳原子的a-締姪可选自了締、戊締、甲基戊 締、己締、辛締或癸締。
[0027] 聚己締树脂包括a-締姪,使得a-締姪大量偶联在碳主链上,从而提高了缚结分 子将树脂结晶部分和无定形部分强力连接的效率,由此可改善长期耐热性和电特性。
[002引本发明的基体树脂可通过将50-90wt%中密度聚己締树脂和10-50wt%线性低密 度聚己締树脂进行混合来制备。由此制备的混合物可提供相对优异的加工性和交流电(AC) 绝缘击穿性能。此处,优选含50-90wt%中密度聚己締树脂和10-50wt%线性低密度聚己締 树脂的混合物,因为该混合物实现了相对优异的加工性和AC绝缘击穿性能。在中密度聚己 締树脂的含量小于50wt%和线性低密度聚己締树脂的含量大于50重量份的情况下,机械 性能可被劣化,而在中密度聚己締树脂的含量大于90wt%和线性低密度聚己締树脂的含量 小于10重量份的情
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