基于聚丙烯的电线和电缆绝缘或套管的制作方法

专利名称：：基于聚丙烯的电线和电缆绝缘或套管的制作方法
技术领域：
：本发明涉及导电装置的绝缘和套管。一方面，本发明涉及基于聚丙烯的绝缘和套管，另一方面，本发明涉及用于电线和电缆的基于聚丙烯的绝缘和套管。再一方面，本发明涉及具有改善的抗碾性的绝缘电线和电缆。
背景技术：
：今天商用的许多导电装置，例如电线和电缆，通常包括周围包着一或多层或套的聚合材料的金属芯。USP5,246,783是其例证。该芯通常为周围包着许多不同的聚合物层的铜或铝，其每层具有特定的功能，例如半导体屏蔽层、绝缘层、金属带屏蔽层(metallictapeshieldlayer)和聚合物套管。也公知存在非金属芯，例如纤维光缆的各种金属掺杂的二氧化硅芯。电缆可以包括一个或多个聚合物层。特定的层可以提供一种以上的功能和/或两层或多层的功能可以叠加，例如任意阻抗(abuse-resistance)的套管也可以用作绝缘层，绝缘层和外部套管都可以提供任意阻抗。例如，低电压电线和电缆(额定电压等于或低于5千伏(Kv))通常用既可以用作绝缘层又可以用作任意阻抗套管的单层聚合物层包围或封装，但是中等(额定电压大于5Kv至69Kv)、高(额定电压大于69Kv至225Kv)和超高(额定电压大于225Kv)电压电线和电缆通常用至少分离的绝缘和套管层包围或封装。USP5,246,783提供了后一种电缆制作的例子。多种不同的聚合材料可用于电线和电缆的制造中。选择要用何种聚合材料当然由聚合材料的性能与将达到的功能相匹配来决定。电线和电缆的绝缘和/或套管层必须具有良好的介电和树形阻抗(tree-resistant)性能，未填充的聚乙烯和填充的乙烯-丙烯橡胶(EPR)通常用作这种层(例如见USP5,246,783和5,266,627)。在其它的性能中，电线和电缆套管需要具有好的耐水和耐溶剂性、柔韧性、抗碾性，为了达到这些目的，电线和电缆套管通常用硅垸交联的聚乙烯来制造。USP4,144,202是乙烯聚合物的硅烷交联的例子。而且，制备这些材料中的一些比其它的更困难和昂贵。例如，中等电压电源电缆的绝缘或套管套(sheath)的制备通常要求含有过氧化物的聚合物组合物的熔融加工。然后要求这些材料在连续硫化管(vulcanizationtube)中暴露于热中以影响聚合物的交联。在这个过程中重要的是避免焦化，即熔融过程(如挤出)中的早期交联。在聚合物的熔点之上相对较低的温度(如对用于电缆的绝缘层的低密度聚乙烯，为140C)下挤出，并采用在这种温度下缓慢分解的过氧化物，通常可以避免这种情况。但是，这在高温下(如180C)需要很多额外的时间，以分解剩余的过氧化物并确保绝缘层所需要的交联度。结果，总的加工过程的挤出速率相对较低而且增加了成本。尽管这些已知的材料可用，人们仍持续关注确定取代材料，所述取代材料不仅具有更好的物理性能，特别是压碎强度(crushstrength),而且制造效率更高、成本更低。聚丙烯是公知和长期使用的(long-established)商业聚合物。它以均聚物和共聚物的形式被广泛应用。均聚物和共聚物都具有也可由下述衡量的多种性能分子量，分子量分布(MWD或Mw,/M》，熔体流动速率(MFR)，弯曲模量，结晶度，立构规整度，和(如果是共聚物)共聚单体类型、量和分布。可以采用许多公知的催化剂(如齐格勒-纳塔；茂金属；限制几何构型(constrainedgeometry);非茂金属、金属中心、吡啶基(pyridinyl)配体等)中的任一种或多种在气体、溶液、淤浆或悬浮聚合方法中制造聚丙烯。已知聚丙烯可用于各种应用中，其中一些更常见的包括薄膜、纤维、汽车和仪表零件、绳、缆绳(cordage)、网(webbing)和毯。另外，聚丙烯是用作粘合剂、填料及类似物的许多组合物中的公知组分。与其它聚合物相似，特定聚丙烯的最终用途将由它的各种化学和物理性能来决定。然而，至今还未发现聚丙烯广泛地用作电线或电缆，特别是电源电缆(powercable)的绝缘或套管壳。7
发明内容发明概述在第一具体实施方案中，本发明涉及导电装置，例如抗碾性为至少约18磅每平方英寸(psi)的电线或电缆，该装置包括A.包括至少一种导电基材的导电构件，如一根电线股(wirestand)或一对缠绕的电线股；和B.基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，例如至少一种聚合物涂层或层用作套管和/或绝缘层，电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括1.至少约50重量％的聚丙烯，和2.至少约10重量％的弹性体。通常，导电构件包括铜或铝，且弹性体包括至少一种乙烯和(x-烯烃的共聚物，例如乙烯和辛烯的共聚物。聚丙烯可以是均聚物或共聚物，或包括均聚物和共聚物的掺合物，并可以通过任意聚合方法制备。聚合物掺合物既可以是反应器中(in-reactor)或反应器后(post-reactor)掺合物。在第二具体实施方案中，本发明涉及导电装置，其中聚合物掺合物的弹性体组分优选为乙烯/ct-烯烃共聚物，聚合物掺合物的丙烯组分通过非茂金属、金属中心、吡啶基催化制备，且掺合物具有(i)150C下小于200%的热蠕变，(ii)在60赫兹和90C下小于约2.5的介电常数，(iii)在60赫兹和90C下小于约0.005的损耗因子(dissipationfactor),禾n(iv)大于约600伏特/密耳(v/mil)的交流(AC)破坏强度(breakdownstrength)。优选地，惨合物也具有性能(v)小于约6,000磅每平方英寸(psi)的拉伸强度，和(vi)大于约50%的拉伸长度中的至少一种。优选聚丙烯组分为均聚物。图1是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板(compressionmoldedplaque)的拉伸强度和百分比伸长(percentelongation)的柱状图。图2是比较对比实施例4和实施例5-6的压模板的热蠕变的柱状图。图3是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的介电常数的线状图。图4是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的损耗因子的线状图。图5是比较对比实施例4-5和实施例4-6的压模板的AC破坏强度的柱状图。发明详述在本发明的实践中使用的聚合物掺合物的弹性体组分包括乙烯共聚物和橡胶、热塑性氨基甲酸乙酯、聚氯丁二烯、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、顺式1,4-聚异戊二烯(cis-l,4-polyisoprene)、硅橡胶及类似物。乙烯(CH2=CH2)和至少一种C3-C2。a-烯烃(优选脂肪族ot-烯烃)共聚单体和/或多烯共聚单体(如共轭二烯、非共轭二烯、三烯等)的共聚物是本发明优选的弹性体组分。术语"共聚物"包括包含衍生自两种或多种单体的单元的聚合物，例如，共聚物如乙烯/丙烯、乙烯/辛烯、丙烯/辛烯等；三元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯、乙烯/丙烯/丁二烯；四元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯/丁二烯；及类似物。C3-C2[)a-烯烃的例子包括丙烯、l-丁烯、4-甲基-l-戊烯、l-己烯、l-辛烯、1-癸烯、l-十二碳烯、l-十四碳烯、l-十六碳烯、1-十八碳烯和l-二十碳烯。a-烯烃也可以包含环结构，如环己烷或环戊烷，得到(x-烯烃如3-环己基-l-丙烯(烯丙基-环己烷)和乙烯基-环己烷。虽然不是传统意义上的ot-烯烃，为了本发明的目的，某些环烯烃(如降冰片烯及相关烯烃)是ot-烯烃，且能用于代替一些或所有上述ci-烯烃。相似地，苯乙烯及其相关的烯烃(例如(x-甲基苯乙烯等)是用于达到本发明的目的的cx-烯烃。多烯是在分子链中含有多于4个碳原子和具有至少2个双键和/或三键的不饱和脂肪族或脂环族化合物，例如共轭和非共轭的二烯和三烯。非共轭二烯的例子包括脂肪族二烯如1,4-戊二烯、1，4-己二烯、1，5-己二烯、2-甲基-l,5-己二烯、1,6-庚二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、7-甲基-l,6-辛二烯、1,13-十四碳二烯、1,19-二十碳二烯及类似物；环二烯如1,4-环己二烯、二环[2.2.1]庚-2,5-二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、二环[2.2.2]辛-2,5-二烯、4-乙烯基环己-l-烯、二环[2.2.2]辛-2,6-二烯、1,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚-2,5-二烯、二环戊二烯、甲基四氢茚(methyltetrahydroindene)、5-烯丙基二环[2.2.1]庚-2-烯、1，5-环辛二烯及类似物；芳族二烯如1,4-二烯丙基苯、4-烯丙基-l氢-茚(4扁allyl-lH隱indene);和三烯如2,3-二亚异丙烯基-5-降冰片烯(2，3隱diisopropenylidiene-5-norbornene)、2-亚乙基-3-异丙-基-5-降/水片烯、2-丙烯基-2，5-降冰片二烯、1，3,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯及类似物；其中优选的非共轭二烯是5-亚乙基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯和7_甲基-1,6-辛二烯。共轭二烯的例子包括丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,2-二甲基-1,3-丁二烯、1,4-二甲基-1,3-丁二烯、l-乙基-l,3-丁二烯、2-苯基-l,3-丁二烯、1,3-己二烯、4-甲基-l,3-戊二烯、1，3-戊二烯(CH3CH=CH-CH=CH2，通常叫做戊间二烯)、3-甲基-l，3-戊二烯、2,4-二甲基-l,3-戊二烯、3-乙基-l,3-戊二烯及类似物；其中优选的共轭二烯是1,3-戊二烯。'三烯的例子包括1,3,5-己三烯、2-甲基-l,3,5-己三烯、1,3，6-庚三烯、1,3，6-环庚三烯、5-甲基-l,3，6-庚三烯、5-甲基-l,4,6-庚三烯、1,3,5-辛三烯、1,3,7-辛三烯、1,5,7-辛三烯、1,4,6-辛三烯、5-甲基-l，5，7-辛三烯、6-甲基-l,5，7-辛三烯、7-甲基-l,5,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯和1,5，9-环癸三烯。通常，用于本发明的实践的弹性体包括至少约51重量％，优选至少约60重量％和更优选至少约70重量％(wt%)的乙烯；至少约1重量％，优选至少约3重量％和更优选至少约5重量％的至少一种a-烯烃；以及如果是含有多烯的三元共聚物，大于0重量％优选至少约0.1重量%和更优选至少约0.5重量％的至少一种多烯。通常，用本发明的方法制造的掺合物组分包括不大于约99重量％，优选不大于约97重量％和更优选不大于约95重量％的乙烯；不大于约49重量％，优选不大于约40重量％和更优选不大于约30重量％的至少一种(X-烯烃；以及如果是三元共聚物，不大于约20重量％，优选不大于约15重量％和更优选不大于约12重量％的至少一种多烯。在本发明的实践中用作弹性体的优选的乙烯共聚物是均匀的线型或基本线型的聚合物(linearorsubstantiallylinearpolymer)。两种聚合物都是本领域公知的，且在USP5,986,028中两者均有详细描述。优选基本线型的乙烯共聚物，TheDowChemicalCompany生产和销售的Engage⑧和Affinity乙烯共聚物是这类乙烯共聚物的代表。乙烯共聚物的密度根据ASTMD-792进行测量。乙烯共聚物的密度通常不超过约0.92克/立方厘米，优选其不超过约0.90克/立方厘米和更优选其不超过约0.88克/立方厘米(g/cm3)。乙烯共聚物的结晶度优选小于约40%，更优选小于约30%，和优选组合有小于约115C，更优选小于约105C的熔点。进一步优选结晶度为0至约25%的乙烯共聚物。通过将示差扫描量热法(DSC)测定的共聚物样品的熔化热除以该聚合物的总熔化热来测定百分比结晶度。高密度均聚物聚乙烯(结晶度100%)的总熔化热是292焦耳/克(J/g)。聚合物掺合物的聚丙烯组分是丙烯的均聚物，或丙烯与至多约35摩尔％的乙烯或其它具有至多约20个碳原子的a-烯烃的共聚物，或均聚物与一种或多种共聚物的掺合物，或两种或多种共聚物的掺合物。如果是共聚物，聚丙烯可以是无规、嵌段或接枝的。聚合物掺合物的聚丙烯组分的熔体流动速率(根据ASTMD-1238，条件L，在温度230C下测量)通常为至少约0.01，优选为至少约0.1和更优选为至少约0.2。聚丙烯组分的MFR通常不超过约1,000，优选其不超过约500，和更优选其不超过约100。优选聚丙烯为均聚物。"丙烯均聚物"和类似术语指含仅由，或基本由衍生自丙烯的单元组成的聚合物。"聚丙烯共聚物"和类似术语指包括衍生自丙烯和乙烯和/或一种或多种不饱和共聚单体的单元的聚合物。术语"共聚物"包括三元共聚物、四元共聚物等。本发明的实践中使用的不饱和共聚单体包括C4.2Qa-烯烃，特别是Cma-烯烃，如l-丁烯、l-戊烯、l-己烯、4-甲基-l-戊烯、l-庚烯、1-辛烯、l-癸烯、1-十二碳烯及类似物；<:4.2。二烯，优选l,3-丁二烯、1,3-戊二烯、降冰片二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)和二环戊二烯；C8-40乙烯基芳族化合物，其包括苯乙烯，邻、间、对甲基苯乙烯，二乙烯基苯、乙烯基联苯、乙烯基萘(vinylnapthalene);和卤素取代的C8-40乙烯基芳族化合物，如氯苯乙烯和氟苯乙烯。为了本发明的目的，乙烯和丙烯不包括在不饱和共聚单体的定义中。本发明的实践中使用的丙烯共聚物通常包括衍生自丙烯(其量为共聚物的至少约65摩尔％，优选至少约75摩尔％和更优选至少约80摩尔％)的单元。在丙烯/乙烯共聚物中衍生自乙烯的单元的量通常为共聚物的至少约2摩尔％，优选至少约5摩尔％和更优选至少约10摩尔％，存在于这些共聚物中的衍生自乙烯的单元的最大量通常不超过共聚物的约35摩尔％，优选不超过约25摩尔％和更优选不超过约20摩尔％。衍生自不饱和共聚单体的单元的量(如果存在)通常为共聚物的至少约0.01摩尔％，优选至少约0.1摩尔％和更优选至少约1摩尔％，衍生自不饱和共聚单体的单元的典型最大量通常不超过共聚物的约35摩尔％，优选其不超过约20摩尔％和更优选其不超过约10摩尔％。衍生自乙烯和任意不饱和共聚单体的单元的组合量通常不超过共聚物的约35摩尔％，优选其不超过约25摩尔％和更优选其不超过约20摩尔%。包括丙烯和一种或多种不饱和共聚单体(乙烯除外)的本发明的实践中使用的共聚物，通常也包括衍生自丙烯的单体单元，其量为共聚物的至少约65摩尔％，优选至少约75摩尔％和更优选至少约80摩尔％。共聚物的一种或多种不饱和共聚单体包括共聚物的至少约2摩尔%，优选至少约5摩尔％和更优选至少约10摩尔％，且不饱和共聚单体的最大数量通常不超过共聚物的约35摩尔％，优选其不超过约25摩尔％。虽然聚合物掺合物的丙烯组分可以用任意公知的催化剂(如齐格勒-纳塔、限制几何构型、茂金属及类似物)通过任意常用的聚合方法制造，在一个具体实施方案中丙烯组分用非茂金属、金属中心、吡啶基配体催化剂制造。在这个具体实施方案中，丙烯均聚物的特征通常在于具有在约14.6ppm和约15.7ppm处的对应于区域-错误(regio-error)的13CNMR峰，这些峰的强度大约相等(偶尔称之为"P*均聚物"或类似术语)。优选地，^均聚物的特征为具有基本全同立构的丙烯序列，即用13CNMR测量的序列的全同立构三单元组(mm)12大于0.85。这些丙烯均聚物与用齐格勒-纳塔催化剂制备的对比聚丙烯均聚物相比，通常具有至少多50%的这种区域-错误。此处使用的"对比"聚丙烯指具有相同重均分子量(即在加上或减去10%的范围内)的全同立构丙烯均聚物。在USSN10/]39,786和10/289,122中更详细的描述了p4均聚物。在聚丙烯是共聚物的具体实施方案中，该聚丙烯包括衍生自丙烯、乙烯、和任选的一种或多种不饱和共聚单体(例如C4.2。a-烯烃、C4-2。二烯、乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯)等)的单元。这些共聚物的特征是包括至少约65摩尔％(mol%)的衍生自丙烯的单元，约0.1-35摩尔％的衍生自乙烯的单元，和0摩尔％至约35摩尔％的衍生自一种或多种不饱和共聚单体的单元，条件是衍生自乙烯和不饱和共聚单体的单元的组合摩尔百分数不超过约35摩尔％。这些共聚物的特征还在于具有下列特性中的至少一种(i)在约14.6ppm和约l5.7ppm处的对应于区域-错误的"CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(H)大于约-1.20的斜扭指数(skewnessindex)Six，禾n(iii)当共聚物中共聚单体(即衍生自乙烯和/或不饱和共聚单体的单元)的量增加时，Tme基本保持不变而T皿,F降的DSC曲线。这个具体实施方案的共聚物是丙烯/乙烯共聚物，且它们的特征通常在于这三种特性中的至少二种。在另一个聚丙烯是共聚物的具体实施方案中，聚丙烯包括丙烯和一种或多种不饱和共聚单体。这些共聚物的特征在于具有至少约65摩尔°/。的衍生自丙烯的单元，和约0.1摩尔％至35摩尔％的衍生自不饱和共聚单体的单元。这些共聚物的特征还在于具有下列特性中的至少一种(i)在约14.6ppm和约15.7ppm处的对应于区域-错误的"CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)大于约-1.20的斜扭指数(skewnessindex)Six，禾卩(iii)当共聚物中共聚单体(即衍生自不饱和共聚单体的单元)的量增加时，Tme基本保持不变而T自下降的DSC曲线。这个具体实施方案的共聚物是丙烯/不饱和共聚单体共聚物。通常这个具体实施方案的共聚物的特征在于这三种特性中的至少二种。上述丙烯/乙烯/任选的不饱和共聚单体共聚物和/或丙烯/不饱和共聚单体共聚物偶尔单独地或共同地被称为"P/E^共聚物"或类似术语。P/E'共聚物是丙烯/乙烯(P/E)共聚物的唯一的子集(subset),在USSN10/139,786中对其进行了更详细的描述。为了本公开的目的，P/E共聚物包括50重量％或更多的丙烯，而EP(乙烯/丙烯)共聚物包括51重量％或更多的乙烯。此处使用的"包括...丙烯"、"包括...乙烯"及类似术语是指聚合物包括衍生自丙烯、乙烯及类似物的单元(对应于各自的化合物)。在另一具休实施方案中，聚合物掺合物的聚丙烯组分本身是两种或多种聚丙烯的掺合物。在这种具体实施方案中的某些具体变化中，掺合物的至少一种组分，即第一组分包括至少一种P/K共聚物，另一种组分，即第二组分包括一种或多种丙烯均聚物，优选为P+均聚物。虽然优选第二组分占掺合物的至少约50重量％，但是掺合物中的每种聚丙烯的量可以依需要宽范围地变化。掺合物可以是均相或多相的。如果是后者，丙烯均聚物和/或P/K共聚物可以是连续相或不连续相(即分散相)。聚合物掺合物包括至少约50重量％，通常至少约60重量％和优选至少约70重量％的聚丙烯组分。聚合物掺合物包括至少约10重量％，通常至少约15重量％和优选至少约20重量％的弹性体组分。除了聚丙烯和弹性体组分，聚合物掺合物还可以包含其它的聚合物组分，但是'如果这些聚合物组分存在，那么它们存在的量相对较小，如以聚合物掺合物的总重量计小于约5重量％。可以包括在掺合物中的其它的聚合物组分的代表是乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。本发明的实践中使用的聚丙烯和/或弹性体也可以用烷氧基硅烷和/或类似材料官能化从而使其能湿气交联(moisturecrosslinking)。本发明的实践中使用的聚丙烯和/或弹性体优选不含或含有少量的可对湿电性能(wetelectricalproperties)产生有害影响的水溶性盐。例子包括各种钠盐，例如常用作聚丙烯的成核剂的苯甲酸钠。聚合物掺合物可以在反应器中或反应器后中形成。如果在反应器中形成，可以采用单一或多个反应器。如果是前者，通常首先制造一种掺合物组分，然后在第一组分存在下，在同一反应器中制造第二组分。如果是后者，多个反应器可以设置成串联或并联的。聚合反应可以在任意相中进行，例如溶液、淤浆、气体等；可以使用单一或混合的催化剂体系；且可以釆用常用的设备和条件。如果聚合物掺合物是在反应器后中形成的，即，使其复合(compounded),然后可使用任意常用混合方式，例如静态混合器(staticmixer)、挤出机及类似设备。通常，将每种组分与合适的加工助剂、交联剂和其它的添加剂一起加入挤出机，然后掺合成相对均匀的块料(mass),通常是交联的或至少可用任意常用的方法(例如暴露于湿气或辐射中等)挤出机后交联的(post-extrudercrosslinking)。在加入添加剂前，聚合物掺合物具有组合的所需特性。这些特性中有(i)在150C下小于200y。，优选小于150%和更优选小于100%的热蠕变，(ii)在60赫兹(Hz)和90C下小于约2.5，优选小于约2.4和更优选小于约2.3的介电常数，(iii)在60Hz和90C下小于约0.005，优选小于约0.004和更优选小于约0.003的损耗因子，禾n(iv)大于约600，优选大于约700和更优选大于约800伏特/密耳(v/mil)的交流(AC)破坏强度。优选地，掺合物也具有性能(v)小于约6,000，优选小于约5000和更优选小于约4000磅/平方英寸(psi)的拉伸强度，和(vi)大于约50%，优选大于约75%和更优选大于约100%的拉伸长度中的至少一种。通过ICEAT-28-562("TestMethodforMeasurementofHotCreepofPolymericInsulations"1995年3月版)在150C由50密耳的板测量热蠕变。在60Hz和90C下通过ASTMD-150测量介电常数和损耗因子(DC/DF)。AC破坏强度通过ASTMD-149测定。拉伸强度(最大负载的应力)和拉伸长度通过ASTMD-638-00由50密耳的板在室温和位移速率(displacementrate)为2英寸/分钟下测定。聚合物掺合物的熔体流动速率(MFR用ASTMD-1238，条件L，230C,2.16公斤进行测定)通常为小于约100，优选小于约50和更优选小于约30克/10分钟(g/10min)。聚合物掺合物的聚丙烯组分的弯曲模量(通过ASTMD-790A测定)通常为小于约300,000，优选小于约250,000和更优选小于约200,000psi。导电装置的绝缘涂层或套管可以包括组合了一种或多种添加剂的聚合物掺合物。通常聚合物掺合物包括至少约30重量％，优选至少约40重量％和更优选至少约50重量％的绝缘涂层或套管。通常的添加剂包括填料、颜料、交联剂、加工助剂、金属去活化剂、增量油、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂及类似物等材料。如果使用填料，绝缘或套管优选包括大于0重量％至约70重量％，更优选约10重量％至约70重量％，和更优选约20重量％至约70重量％的至少一种填料。代表性的填料包括炭黑、二氧化硅(例如玻璃珠)、滑石、碳酸钙、粘土、碳氟化合物、硅氧垸及类似物。合适的增量油(或增塑剂)包括芳族、环垸族、链垸族、或氢化的(白)油和两种或多种这些材料的混合物。如果在绝缘或套管组合物中加入增量油，那么加入的水平通常为约0.5重量％至约25重量％，优选为约5重量％至15重量％。合适的抗氧化剂包括受阻酚类，如2,6-二叔丁基-4-甲基酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3，,5，-二叔丁基-4，-羟基苯基)-苯、四[(亚甲基3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷(IRGANOX1010，由Ciba-Geigy售出)、十八垸基-3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸酯(IRGANOX1076，也由Ciba-Geigy售出)、以及类似公知材料。抗氧化剂存在时，对每100重量份绝缘或套管组合物，以约0.05至约2重量份的优选的水平使用抗氧化剂。本发明的实践中使用的稳定添加剂、抗氧化剂、金属去活化剂禾Q/或UV稳定剂是公知的、常用的并在文献(例如USP5,143,968和5,656,698)中有所描述。可用于本发明的实践中的交联剂包括常用的硅垸，如USP5,266,627中所述的乙烯基三烷氧基硅烷，和过氧化物，如二枯基过氧化物和USP6,124,370中所述的其它过氧化物。以公知方法和公知量使用交联剂和可交联的聚合物。导电装置的导电构件通常是导电金属电线或电缆，例如铜或铝，但是它也可以是导电的非金属材料，如用一种或多种金属物质(例如锗、镓、砷、锑及类似物)掺杂的二氧化硅，如纤维光缆(fiberopticcable)的芯。电线和电缆之间的不同之处通常是标准不同。构件可以包括单一股和多股，例如一对缠绕的铜线。导电装置用任意常用的方法形成，所述导电装置通常带有绝缘构件，例如涂层，形成导电构件时在其周围挤出，通过拉伸或加工以使绝缘构件包围导电构件。制造这种装置的设备和条件是本领域公知的。在一个具体实施方案中，本发明的导电装置的抗碾性为至少约18，优选至少约20和更优选至少约22psi，抗碾性在14AmericanWireGauge(AWG)固体铜线上的45密耳壁绝缘或套管上用测试方法SAEJ1128(夹捏试验(pinchtest))测量。以下提供的实施例对本发明进行进一歩说明，但是不将这些实施例解释为限定本发明的保护范围。除非特别指出，所有的份数或百分数表示为以重量为基础。具体实施方式实施例实施例1-3和对比实施例1-3表2所列的组合物由表1中所述的组分制成。用带有聚乙烯螺杆和Maddock混合头的DavisStandard单螺杆2.5英寸挤出机(长度直径(L/D)为24:1)将四种该组合物挤出在14AWG固体铜线上。对比实施例1和2的通常的熔体温度(melttemperature)为185C，但是将实施例1和2的熔体温度调节至形成平滑的表面，熔体温度通常为215C。将45密耳(0.045英寸)壁绝缘或套管挤出在固体铜线上。收集样品并将对比实施例1和2在90C水浴中固化1小时。实施例1和2不在水浴中固化。将所有的样品放置在环境条件下至少24小时。根据SAE-J1128在夹捏试验设备上测定电线样品。测得的数值如表3所示。将实施例3和对比实施例3的组合物挤出在19股的1/0铝导体上。然后对这种电缆样品进行各种物理测试，测得的结果列于表4。改进因子是相对于对比实施例3(DGDA-5800NT，一种用于抗震电缆制造的常用的高密度聚乙烯)的改进。表l表2的组合物的组分<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>八所有聚合物为TheDowChemicalCompany的产品5*TheDowChemicalCompany的注册商标MB-母炼胶(Masterbatch)HDPE-高密度聚乙烯LLDPE-线型低密度聚乙烯ICP-抗冲共聚物聚丙烯10hPP-均聚物聚丙烯200680032363.7转滔也被13/1751:表2掺合物组合物<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3的数据是由具有45密耳的绝缘或套管的14AWG固体铜线得到的。从4边测得四组数据并取平均值以计算夹捏量(pinchnumber)(以psi表示)。测量实际厚度并用来计算psi/mil。本发明的实施例的夹捏值(pinchvalue)比对比实施例的夹捏值要高得多，且夹捏值越高，抗碾强度越大。表4的数据是由套管厚度为70至75密耳的1/0铝导体得到的。针对所列的7种试验中的每种试验，本发明的组合物套管都大大胜过HDPE套管。对比实施例4(过氧化物交联的LDPE)将低密度聚乙烯(246.9克，2.4dg/minMI，0.9200g/cc密度)加入到之前用氮气吹扫的Brabender混合器中。在125C熔融(fluxing)3分钟后，将3.1克LuperoxL130过氧化物(Arkema，Inc.制造)加入容器，且将LDPE和过氧化物在125C下再混合4分钟。由该混合物在125C下压模10分钟，接着在180C下压模70分钟得到两块50密耳的板。从一块板剪出7个狗骨(dogbone)样品来测定拉伸强度、伸长和热蠕变。其它的板可以用来测量介电常数和耗损因子。混合物也可以在相同的条件下压模成40密耳板，且该板用来测量交流破坏强度。这些测量的结果如图1-5所示。对比实施例5(湿气交联的乙烯-硅烷共聚物)将SI-LINKDFDA-5451NT乙烯-硅烷共聚物(249.13克)加入到之前用氮气吹扫的Brabender混合器中。在160C下熔融(fluxing)3分钟后，将0.5克IrganoxlOlO(受阻酚类抗氧化剂，购自CibaSpecialtyChemicals)和0.38克的月桂酸二丁基锡(DBTDL加入容器，且将所得混合物在160C下再掺合3分钟。由这种混合物在160C下立即压模10分钟得到许多块50密耳板。从每一块板剪出7个狗骨(dogbone)样品，在90C水浴中固化4小时然后测量拉伸强度、伸长、热蠕变介电常数、损耗因子和测量交流破坏强度。这些测量的结果如图1-5所示。实施例4(70/30hPP/POE掺合物)将DOWH314-02Z丙烯均聚物(hPP，70重量％)和30重量％的Affinity8150聚烯烃弹性体(POE)在Banbury混合器中在180C下熔融惨合3.5分钟，并通过挤出机，然后通过水下造粒机。然后收集由造粒机得到的颗粒，并在170C下压模10分钟形成50密耳的板。从每一块板剪出5个狗骨样品，然后测定样品的拉伸强度、伸长、热蠕变介电常数、损耗因子和测量交流破坏强度。这些测量的结果列入图1-5。实施例5(55/45hPP/POE掺合物)将DOWH314-02Z丙烯均聚物(137.50克)和Affinity8150(112.50克)加到之前用氮气吹扫的Brabender混合器中。在170C熔融3分钟后，立即在170C下压模10分钟形成50密耳的板。从每一块板剪出7个狗骨样品，并测定拉伸强度、伸长、热蠕变介电常数、损耗因子和测量交流破坏强度。这些测量的结果列入图1-5。实施例6(94/6ICP/POE)将DOW7C54H抗冲击共聚物聚丙烯(235克)和Affinity8150(15克)加到之前用氮气吹扫的Brabender混合器中。在170C熔融3分钟后，立即在170C下压模10分钟形成50密耳的板。从每一块板剪出7个狗骨样品，并测定拉伸强度、伸长、热蠕变介电常数、损耗因子和测量交流破坏强度。这些测量的结果列入图1-5。在所有例子中，本发明的压模板或达到或超过对比实施例板的性能。虽然通过说明书和实施例已经对本发明进行了相当详细的说明，本领域技术人员会知道在不偏离如权利要求书所述的本发明的精神和范围内可以作出许多的变化和改进。说明书或实施例中引用的所有的美国专利和准许的美国专利申请都并入本文作为参考。权利要求1、一种导电装置，其抗碾性为至少约18psi，所述装置包括A.包括至少一种导电基材的导电构件；和B.基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括1.至少约50重量％的聚丙烯，和2.至少约10重量％的弹性体。2、根据权利要求l所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和ct-烯烃的共聚物。3、根据权利要求1所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和C4-20(x-烯烃的共聚物。4、根据权利要求1所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和C4.1()a-烯烃的共聚物。5、根据权利要求l所述的导电装置，其中弹性体是乙烯和辛烯的共聚物。6、根据权利要求2所述的导电装置，其中弹性体的密度不大于约0.92克/立方厘米。7、根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是丙烯和除丙烯之外的ot-烯烃的共聚物。8、根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是丙烯与乙烯和04.2。01-烯烃中的至少一种的共聚物。9、根据权利要求8所述的导电装置，其中聚丙烯通过齐格勒-纳塔、限制几何构型和茂金属催化中的至少一种制备。10、根据权利要求8所述的导电装置，其中聚丙烯通过非茂金属、金属中心、吡啶基催化制备。11、根据权利要求10所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于包括至少约65摩尔％(mol%)衍生自丙烯的单元，约0.1-35摩尔％衍生自乙烯的单元，和0至约35摩尔％衍生自一种或多种不饱和共聚单体的单元，条件是衍生自乙烯和不饱和共聚单体的单元的组合摩尔百分数不超过约35摩尔％。12、根据权利要求ll所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于具有下列特性中的至少一种(i)在约14.6ppm和约15.7ppm处的对应于区域-错误的"CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)大于约-1.20的斜扭指数Six，和(iii)当共聚物中共聚单体的量增加时，Tme基本保持不变而T隨下降的DSC曲线。13、根据权利要求10所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于包括至少约65摩尔％衍生自丙烯的单元，和约0.1摩尔％至35摩尔％衍生自不饱和共聚单体的单元。14、根据权利要求13所述的导电装置，其中聚丙烯的特征在于具有下列特性中的至少一种(i)在约14.6ppm和约15.7ppm处的对应于区域-错误的"CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)大于约-1.20的斜扭指数Six，禾ti(m)当共聚物中共聚单体的量增加时，Tme基本保持不变而T咖x下降的DSC曲线。15、根据权利要求6所述的导电装置，其中聚丙烯是均聚物。16、根据权利要求15所述的导电装置，其中聚丙烯通过齐格勒-纳塔、限制几何构型和茂金属催化中的至少一种制备。17、根据权利要求15所述的导电装置，其中聚丙烯通过非茂金属、金属中心、吡啶基催化制备。18、根据权利要求17所述的导电装置，其中聚丙烯的特征是(i)在约14.6ppm和约15.7ppm处的对应于区域-错误的13CNMR峰，所述峰具有大约相等的强度，(ii)基本全同立构的丙烯序列，和(iii)与用齐格勒-纳塔催化剂制备的对比聚丙烯均聚物相比，至少多50%的所述区域-错误。19、根据权利要求l所述的导电装置，其中聚丙烯包括至少约60重量％的聚合物掺合物。20、根据权利要求l所述的导电装置，其中聚丙烯包括至少约70重量％的聚合物掺合物。21、根据权利要求1所述的导电装置，其中绝缘构件进一歩包括填料、颜料、交联剂、抗氧化剂、加工助剂、金属去活化剂、油增量剂、稳定剂和润滑剂中的至少一种。22、根据权利要求1所述的导电装置，其中聚合物掺合物包括至少约30重量％的绝缘构件。23、根据权利要求1所述的导电装置，其中导电构件是电线和电缆中的至少一种。24、根据权利要求l所述的导电装置，其抗碾性为至少约20psi。25、根据权利要求1所述的导电装置，其中聚合物掺合物是反应器后掺合物。26、根据权利要求1所述的导电装置，其中聚合物掺合物是反应器中掺合物。27.根据权利要求1所述的导电装置，其中聚合物掺合物含有不大于能对装置的湿电性能产生有害影响的量的水溶性盐。28.—种导电装置，其包括A.包括至少一种导电基材的导电构件；和B.基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括1.至少约50重量％的聚丙烯，禾口2.至少约10重量％的弹性体，掺合物的特征在于具有(i)150C下小于200。/。的热蠕变，(ii)在60Hz和90C下小于约2.5的介电常数，(m)在60Hz和卯C下小于约0.005的损耗因子，和(iv)大于约600v/mil的AC破坏强度。29.根据权利要求28所述的装置，其中掺合物的特征进一步在于具有(v)小于约6,000磅/平方英寸(psi)的拉伸强度，和(vi)大于约50%的拉伸长度中的至少一种。30.根据权利要求28所述的装置，其中弹性体是乙烯/cx-烯烃共聚31、根据权利要求28所述的装置，其存在的形式为低、中、高或超高压电线或电缆。32、根据权利要求28所述的导电装置，其中聚合物惨合物含有不大于能对装置的湿电性能产生有害影响的量的水溶性盐。33、根据权利要求1所述的装置，其存在的形式为低、中、高或超高压电线或电缆。全文摘要本发明涉及一种导电装置，例如电线或电缆，其抗碾性为至少约18磅/平方英寸(psi)，该装置包括A.包括至少一种导电基材的导电构件，例如一根电线股或一对缠绕的电线股；和B.基本包围导电构件的至少一种电绝缘构件，例如聚合物涂层或层，所述电绝缘构件包括聚合物掺合物，所述聚合物掺合物包括1.至少约50重量％的聚丙烯，和2.至少约10重量％的弹性体。在一个具体实施方案中，所述掺合物的特征在于具有(i)150C下小于200％的热蠕变，(ii)在60赫兹和90C下小于约2.5的介电常数，(iii)在60赫兹和90C下小于约0.005的损耗因子，和(iv)大于约600v/mil的AC破坏强度。文档编号H01B3/44GK101258561SQ200680032363公开日2008年9月3日申请日期2006年7月27日优先权日2005年8月5日发明者B·I·乔达里,D·P·赖特,J·基勒申请人:陶氏环球技术公司