本发明涉及用于制造电力电缆的新方法、通过该方法可获得的电力电缆以及该电力电缆的用途。
背景技术：
在电线和电缆(w&c)应用中，典型的电缆包括被一层或多层聚合物材料包围的导体。电缆通常通过将层挤出到导体上来制备。一个或多个所述层通常交联以改善电缆的层的例如高温下的变形阻力以及机械强度和/或耐化学性。
聚合物的交联可以例如通过采用照射或采用作为自由基生成剂的交联剂的自由基反应来实现；或在水的存在下采用缩合催化剂通过存在于聚合物中的可水解硅烷基团来实现。
电力电缆被定义为在任意电压水平下工作传输能量的电缆。施加于电力电缆上的电压可以是交流的(ac)、直流的(dc)或瞬时的(脉冲的)。此外，电力电缆通常根据它们的工作电压的水平被表明，例如低压(lv)、中压(mv)、高压(hv)或超高压(ehv)电力电缆，这些术语是众所周知的。电力电缆被定义为在任意电压水平下工作(通常在高于100v的电压下工作)传输能量的电缆。lv电力电缆通常在低于3kv的电压下工作。mv和hv电力电缆在比lv电缆高的电压水平下并且在不同于lv电缆的应用中工作。典型的mv电力电缆通常在3至36kv的电压下工作，典型的hv电力电缆在高于36kv的电压下工作。ehv电力电缆在甚至比通常用于hv电力电缆应用的电压更高的电压下工作。lv电力电缆和一些实施方案中的中压(mv)电力电缆通常包括涂覆有绝缘层的电导体。典型地，mv和hv电力电缆包括至少由内部半导体层、绝缘层和外部半导体层包围的并且以该顺序包围的导体。
硅烷-交联材料主要用作低压电缆的绝缘层和用作中压电缆的绝缘层和半导体层，并且在某种程度上也用于高压电缆。
此外，在wo2007/071274中讨论了电缆在不同应用中是柔性的需求。据披露，为了以简单且快速的操作来正确地安装，电缆需要特别柔韧，使得电缆能够插入到壁通道和/或壁管道中并且遵循安装路径的弯曲而不被损坏。并且，还公开了增加电缆的柔性可以减少在客户安装期间由于撕扯或刮擦动作而对电缆造成的损害。此外，公开了通过为电缆提供膨胀的绝缘层可以增加电缆的柔性，在电缆的安装过程中获得有利结果。
此外，在wo2007/071274中提到了“如果试图使聚烯烃膨胀和交联，膨胀度通常无法进行控制，其会过度或不足”的评述。
并且因此，wo2007/071274涉及用于制造包含膨胀的和硅烷-交联的聚烯烃材料的绝缘涂层的电缆的方法，其中该方法包括形成聚烯烃材料、硅烷基交联体系和发泡体系的共混物。
然而，仍然需要用于制造具有膨胀和交联的绝缘层的电力电缆的方法，其中方法参数可进行优化，而无需在挤出过程中考虑反应性硅烷接枝方法。
技术实现要素：
现已开发出用于制造具有膨胀和交联的绝缘层的电力电缆的方法，其中方法参数可进行优化，而无需在挤出过程中考虑反应性硅烷接枝方法。
因此，本发明涉及用于制造电力电缆的方法，该电力电缆包括至少一个包括导体和包围所述导体的膨胀且交联的绝缘层的芯，其中所述方法包括步骤a)至d)：
a)提供以下物质的共混物：
包括携带硅烷部分的聚烯烃材料的聚合物组合物，
催化剂，和
发泡体系，其中所提供的共混物包括相对于聚烯烃材料的总重量的至少0.1重量％的发泡剂；
b)将如步骤a)中所述的共混物挤出到导体上以形成绝缘层；
c)使绝缘层发泡；和
d)使绝缘层交联。
根据本发明的用于制造电力电缆的方法在挤出电缆时不涉及反应性接枝挤出，这使得所述方法具有令人惊讶的宽的加工窗口。在所述用于制造电力电缆的方法之前，在单独的步骤中将硅烷部分添加到聚烯烃材料的聚合物链上。通过将硅烷部分的硅烷基团过氧化接枝到聚合物链上将硅烷部分添加到聚烯烃材料的聚合物链上，这分别在us3646155和us4117195中进行了详细描述，或通过使硅烷部分的硅烷基团直接在高压反应器中共聚来将硅烷部分添加到聚烯烃材料的聚合物链上，这在ep0193317中进行了详细描述。
在将聚烯烃材料包括到用于制造电力电缆的所述方法中之前，所述将硅烷部分添加到聚烯烃材料的聚合物链上的单独步骤使得能够良好地控制流变性能和向聚合物链添加硅烷。根据本发明的用于制造电力电缆的方法可以优化方法(例如螺杆设计、压力、温度、输出等)、挤出机的第一部分中的组分的目标混合和均化，然后优化挤出机末端、挤出机机头的模头和出口的发泡性能(例如电缆绝缘体的发泡度和孔结构、尺寸和分布)。
此外，还已经表明，采用本发明的用于制造电力电缆的方法，可以使用普通的挤出机进行挤出步骤，并且仍然实现可接受的输出速率。
用于制造电力电缆的本发明方法确实对最终电力电缆的质量以及膨胀的和交联的绝缘层提供了良好的控制，因为当无需考虑接枝时，可以对发泡步骤更加优化方法参数。
此外，具有本文所述优点的用于制造电力电缆的本发明方法还显示为产生较少的废料并且能够在挤出机中没有预交联的情况下运行较长的生产运动，这意味着用于清洁的时间更少而用于生产的时间更多。
用于制造电力电缆的本发明的方法可以包括任何普通的挤出机，例如挤单螺杆挤出机。
可通过改变挤出参数，诸如调节挤出机和/或挤出机头部的温度设定、生产线速度、螺杆转速、挤出机模头位置、冷却槽位置和冷却水温度来控制发泡程度。
电缆芯的交联在暴露于水时发生，并且通常在环境条件下或在蒸汽浴中或在具有约70至90℃、例如约80至90℃的温度的水箱中进行。
由本发明的方法制备的电力电缆可以是lv、mv或hv电缆，例如lv或mv电缆，例如lv电缆。
此外，电力电缆芯包括导体和包围所述导体的膨胀且交联的绝缘层。电力电缆可包括一个或多个电力电缆芯，例如1个、3个、4个或5个电力电缆芯。在加护套操作之前，多芯电力电缆通常被拧在一起。另外，电力电缆可包括其它层，这可为最终电力电缆添加其它性能。该其它层可以是例如带子、垫层、金属屏或护套。
聚合物组合物包括聚烯烃材料，该聚烯烃材料携带硅烷部分，即所述聚烯烃材料包括具有可水解硅烷基团的可交联聚烯烃。
聚合物材料的可交联聚烯烃可以例如包括具有可水解硅烷基团的聚乙烯，或者可交联聚烯烃可以例如由具有可水解硅烷基团的聚乙烯组成。
此外，聚合物材料的可交联聚烯烃可以例如包括具有可水解硅烷基团的低密度聚乙烯，或者可交联聚烯烃可以例如由具有可水解硅烷基团的低密度聚乙烯组成。
可水解硅烷基团可通过例如乙烯和含硅烷基团的共聚单体的共聚作用或通过接枝(即主要在自由基反应中通过加入含硅烷化合物来进行聚烯烃的化学改性)而被引入到聚烯烃中。这两种技术在本领域均是众所周知的。
此外，具有可水解硅烷基团的可交联聚烯烃可以通过共聚获得。在聚烯烃为例如聚乙烯的情况下，可以用式i表示的不饱和硅烷化合物进行共聚：
r1sir2qy3-q(i)
其中
r1为烯键式不饱和烷基、烷氧基或(甲基)丙烯酰氧基烷基基团，
r2为脂肪族饱和烷基基团，
y可以是相同或不同的，为可水解的有机基团，和
q为0、1或2。
不饱和硅烷化合物的具体示例是其中r1为乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烷基或γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基；y为甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基或烷基氨基或芳基氨基基团；和r2(如果存在的话)为甲基、乙基、丙基、癸基或苯基的那些不饱和硅烷化合物。
在实施方案中，不饱和硅烷化合物可以由式ii表示：
ch2＝chsi(oa)3(ii)
其中a为具有1至8个碳原子、例如1至4个碳原子的烷基。
在本发明的另一实施方案中，硅烷化合物可以是例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三乙酰氧基硅烷。
所述共聚可以在导致两种单体共聚的任何合适条件下进行。
此外，共聚可在一种或多种可以与该两种单体共聚的其它共聚单体的存在下进行。该共聚单体包括例如羧酸酯乙烯基酯类(诸如乙酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯)、α-烯烃类(诸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯)、(甲基)丙烯酸酯类(诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯)、烯属不饱和羧酸类(诸如(甲基)丙烯酸、马来酸和富马酸)、(甲基)丙烯酸衍生物类(诸如(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酰胺)、乙烯基醚类(诸如乙烯基甲基醚和乙烯基苯基醚)和芳香族乙烯基化合物类(诸如苯乙烯和α-乙基苯乙烯)。
在本发明的另一实施方案中，所述共聚单体可以是具有1至4个碳原子的一元羧酸的乙烯基酯(诸如乙酸乙烯酯)和/或具有1至4个碳原子的醇的(甲基)丙烯酸酯(诸如(甲基)丙烯酸甲酯)。
在本发明的另一实施方案中，公开了共聚单体：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和/或丙烯酸甲酯。
两种或更多种共聚单体(诸如本文公开的任意烯属不饱和化合物)可以组合使用。术语“(甲基)丙烯酸”旨在包含丙烯酸和甲基丙烯酸。共聚物的共聚单体含量可占共聚物的70重量％，例如约0.5至35重量％，例如约1至30重量％。
如果使用接枝聚合物，其可分别通过在us3646155和us4117195中描述的两种方法中的任何一种进行制备。
在本发明的实施方案中，如本文所述，聚合物材料包括具有可水解硅烷基团的低密度聚乙烯，例如聚合物材料由具有可水解硅烷基团的低密度聚乙烯组成。
包含在根据本发明的聚合物材料中的具有可水解硅烷基团的聚烯烃可以包含0.001至15重量％、例如0.01至5重量％、例如0.1至2重量％的硅烷化合物。
此外，本发明的方法包括提供包括携带硅烷部分的聚烯烃材料的聚合物组合物、催化剂和发泡体系的共混物。
根据本发明的聚合物组合物还可以由所述聚烯烃材料与一种或多种具有如本文所述的可水解硅烷基团的其它聚烯烃和/或一种或多种不含任何硅烷基团的其它聚烯烃之间的共混物组成。额外的聚烯烃的添加可调节最终绝缘层的性能，例如发泡、硬度、柔性等。所述共混物可以是可混溶的或不可混溶的。常见的添加可以是将具有或不具有硅烷部分的长链支化聚合物(如ldpe或长链支化pp)添加至具有或不具有硅烷部分的短链支化聚合物(如lldpe、hdpe或pp)以优化性能。
为了保持良好的交联性能，优选将50重量％或更多的包括硅烷部分的聚合物加入到共混物中。
根据本发明的聚合物组合物可以进一步包括各种添加剂，例如可混溶的热塑性塑料、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、填料、颜料、炭黑和/或过氧化物。
作为抗氧化剂，可以使用例如化合物或化合物的混合物。抗氧化剂可以适当地为中性或酸性化合物，并且该化合物可以适当地包括位阻酚基团或脂肪族硫基团。这些化合物在ep1254923中公开，它们是适合用于稳定用硅烷醇缩合催化剂(例如酸性硅烷醇缩合催化剂)进行交联的含有可水解硅烷基团的聚烯烃的抗氧化剂。wo2005003199中公开了其它示例性的抗氧化剂。
此外，抗氧化剂可以以0.01至3重量％、例如0.05至2重量％或例如0.08至1.5重量％的量存在于聚合物组合物中。
此外，所述催化剂为能够使携带硅烷部分的聚烯烃材料进行交联的硅烷醇缩合催化剂。可以使用的常规催化剂为例如锡-、锌-、铁-、铅-或钴-有机化合物，例如二月桂酸二丁基锡(dbtdl)和二月桂酸二辛基锡(dotdl)。
更进一步合适的催化剂包括连同作为交联增强剂的羧酸一起的脒缩合催化剂，参见例如ep1985666；
仲胺交联催化剂，参见例如ep1306392；和
连同抗氧化剂一起的酸性硅烷醇缩合催化剂(例如有机磺酸)，参见例如wo2006101754。
作为酸性硅烷醇缩合催化剂的有机磺酸的其它示例被包括在ep1849816(含磺酸的芳香族基团)、ep1254923(磺酸催化剂和稳定剂)、ep2657283(磺酸和羧酸)和ep1256593(具有烃基取代的芳香族基团的磺酸)。
此外，发泡体系包括一定量的发泡剂，该量使得所提供的共混物包括相对于聚烯烃材料的总重量的至少0.1重量％的发泡剂。
发泡体系可以是包括一种或多种发泡剂的化合物或化合物的混合物。此外，发泡体系可以包括任何合适的放热发泡剂和/或任何合适的吸热发泡剂。
“放热发泡剂”在本文中是指热不稳定且在一定温度范围内分解产生气体和热量的化合物或化合物的混合物。
此外，“吸热发泡剂”在本文中是指热不稳定且在一定温度范围内吸收热量同时产生气体的化合物或化合物的混合物。
发泡体系可以包括任何合适的发泡剂，该发泡剂例如可以是偶氮化合物，例如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈或重氮氨基苯；可以基于肼或酰肼化合物；或基于柠檬酸钠/柠檬酸，基于碳酸氢钠或基于柠檬酸钠/柠檬酸和碳酸氢钠的组合。
在一个实施方案中，发泡体系包括放热发泡剂。
在另一个实施方案中，发泡体系包含吸热发泡剂。
相对于聚烯烃材料的总重量，发泡剂可以以等于或小于1重量％的量存在。
在另一个实施方案中，相对于聚烯烃材料的总重量，发泡剂可以以0.05至0.8重量％的量存在。
在另一个实施方案中，相对于聚烯烃材料的总重量，发泡剂以0.1至0.6重量％、0.15至0.5重量％或可选地0.2至0.4重量％存在。
在另一个实施方案中，相对于聚烯烃材料的总重量，发泡剂以0.15至0.5重量％的量存在。
发泡体系可加入到聚烯烃材料中作为包括聚合物材料的母料，该聚合物材料为例如乙烯均聚物或共聚物，诸如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(eva)、乙烯-丙烯共聚物(epr)和乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(eba)。相对于聚合物材料的总重量，所述母料包括1重量％至80重量％、例如5重量％至50重量％、例如10重量％至40重量％的量的发泡剂(放热的或吸热的)。
此外，发泡体系可以进一步包括至少一种活化剂(即发泡催化剂，kicker)。适合用于本发明的发泡体系中的活化剂可以是过渡金属化合物。
此外，本发明方法的发泡体系可以进一步包括至少一种成核剂。所述成核剂可以是活性成核剂。
在用于制造电力电缆的方法的第一实施方案中，携带硅烷部分的聚烯烃材料和发泡体系适当地通过以常规方式配混而组合在一起，例如通过用螺杆挤出机或捏合机挤出而组合在一起。然后可以将得到的携带硅烷部分的聚烯烃材料和发泡体系的熔融混合物适当地进行造粒。此外，所获得的粒料可以具有任意的尺寸和形状。然后通过直接将催化剂和所述粒料进料至挤出机，或在挤出步骤之前将例如母料形式的催化剂加入到所述粒料中或可选地在挤出步骤中例如通过单独地将催化剂母料进料至挤出机中而将催化剂与所述粒料组合在一起。
在用于制造电力电缆的方法的第二实施方案中，提供所述共混物包括将发泡体系与催化剂、载体树脂和例如其它添加剂组合以形成母料。母料中的载体树脂例如是聚烯烃材料，例如低密度聚乙烯树脂。发泡体系、催化剂、载体树脂和例如其它添加剂可例如通过以常规方式配混而组合在一起，例如通过用螺杆挤出机或捏合机将组分挤出而组合在一起。所获得的母料的熔融混合物可例如进行造粒。然后可在挤出步骤之前或在挤出步骤中将母料与携带硅烷部分的聚烯烃材料组合以提供共混物。
在用于制造电力电缆的方法的又一个实施方案中，提供所述共混物包括聚合物组合物的组合或共混物的其它组分的部分(诸如发泡体系、催化剂或添加剂或它们的任意混合物)的添加可以在制造过程中例如在电缆生产线上(例如在电缆挤出机之前的混合机中或在电缆挤出机中，或者在两者中)实现。所获得的共混物用于形成至少一个绝缘层。
用于制造电力电缆的方法包括将所提供的共混物挤出到导体上以形成绝缘层。
如本文所述，根据用于制造电力电缆的方法的合适方法包括例如通过(共)挤出在导体上施加一个层或多个层的步骤，其中至少一个层包括以下物质的所提供的共混物，例如由以下物质的所提供的共混物组成：包括携带硅烷部分的聚烯烃材料的聚合物组合物、催化剂和发泡体系，其中相对于聚烯烃材料的总重量，所提供的共混物包括至少0.1重量％的发泡剂。
术语“(共)挤出”在本文中表示在两个或更多个层的情况下，所述层可在单独的步骤中挤出，或者可以在同一挤出步骤中共挤出所述层的至少两个层或所有层，如本领域所熟知的。术语“(共)挤出”在本文中还表示使用一个或多个挤出头同时形成全部或部分层。例如三重挤出可用于形成三个层。在使用多于一个挤出头形成层的情况下，则例如，可以使用两个挤出头挤出层，第一挤出头用于形成内部半导体层和绝缘层的内部部分，第二挤出头用于形成外部绝缘层和外部半导体层。(共)挤出可在任意常规的电缆挤压机(例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机)中进行。
众所周知，所提供的共混物或其组分的熔融混合物可以用于形成层。熔融混合是指在所得混合物的至少主要聚合物组分的熔点以上进行混合，并且例如，但不限于在高于聚合物组分的熔点或软化点至少15℃的温度下()进行混合。熔融混合可以在电缆挤出机中或在挤出机之前的例如捏合机的混合器中进行，或在两者中进行。
此外，用于制造电力电缆的方法包括使绝缘层发泡，所述发泡发生在所提供的共混物的熔体离开电缆挤出机时，因为这会由于大气压低于挤出机内部的压力从而导致压力降。当熔体压力降低到大气压时，由发泡体系在挤出机中形成的气体将不再溶解在熔体中。相反，气体将在聚合物熔体中形成气泡(即孔)，其会生长直到熔体被冷却到熔体的粘度太高而不允许进一步的孔生长的温度。所产生的绝缘材料将会是经发泡的，这意味着它含有分散的气泡，即气孔。
对于如本文所述的在根据本发明的用于制造电力电缆的方法中，将步骤a)中的共混物挤出到导体上，ep2562209a1也作为参考并入本文。
根据本发明的方法还包括使绝缘层交联。
交联在催化剂(诸如硅烷醇缩合催化剂)和水的存在下进行。因此，在硅烷醇缩合催化剂的存在下且在水的影响下，存在于聚烯烃材料的硅烷部分中的含硅烷基团的单元被水解，导致醇的分裂和硅烷醇基团的形成，然后硅烷醇基团在随后的缩合反应中交联，其中水分裂并且在聚烯烃材料中存在的其它水解的硅烷基团之间形成si-o-si键。根据本发明得到的交联绝缘层具有典型的网络，即互聚物交联(桥)，如本领域所公知的。适用于本发明的硅烷醇缩合催化剂可以是公知的并且可以商购获得，或者可以根据或类似于本领域中任意文献中所述进行制备。
对于使绝缘层交联，ep2508566a1也作为参考并入本文。
在另一个实施方案中，根据本发明的方法包括所述发泡体系，所述发泡体系包括0.1至0.7重量％的发泡剂。
在又一个实施方案中，根据本发明的方法包括所述发泡体系，所述发泡体系包括0.1至0.5重量％的发泡剂。
根据本发明的另一个实施方案包括所述聚合物材料，所述聚合物材料包括0.001至15重量％的硅烷化合物。
在本发明的其它实施方案中，所述聚合物材料包括0.01至5重量％的硅烷化合物或0.1至2重量％的硅烷化合物。
在本发明的其它实施方案中，绝缘层的所述交联是在环境条件下、在蒸汽浴中或可选地在水浴中实现的。
本发明还涉及如本文所述的电力电缆，并且该电力电缆可以通过也如本文所述的方法获得。
在根据本发明的实施方案中，如本文所述的所述绝缘层具有3至40％的膨胀度。
在本发明的又一个实施方案中，如本文所述的所述绝缘层与导体接触。
在本发明的另一个实施方案中，如本文所述的电力电缆是低压电缆或中压电缆。
在本发明的另一个实施方案中，如本文所述的电力电缆包括三个芯，其中每个芯包括导体。
在本发明的又一个实施方案中，如本文所述的所述绝缘层具有5％至30％的膨胀度。
在本发明的又一个实施方案中，如本文所述的所述绝缘层具有5％至25％的膨胀度。
在本发明的另一个实施方案中，如本文所述的绝缘层具有等于或小于150μm的平均孔径。该孔含有气体。
在本发明的另一个实施方案中，如本文所述的绝缘层具有等于或小于100μm的平均孔径。
如本文所述，本发明还涉及电力电缆的用途。
以下实施例说明但不用于限制本发明。
附图说明
图1显示了断裂应力随膨胀度的变化。
具体实施方案
实施例
1、方法
a.热变定伸长率
本发明的聚合物组合物(即绝缘层)的交联是根据iec-60811-2-1(热变定法和永久变定)通过在200℃和0.2mpa的负荷下测量热变形而测定的。将导体从绝缘体(即本发明的绝缘层)上去除，得到管状绝缘试样。在管状测试试样上以20mm的间距标记参考线，并测量内径和外径。将来自本发明的绝缘层的测试样品从其上端垂直固定在加热到200℃的烘箱中，并将0.2mpa的负荷附加到测试样品的下端。分别加持样品和负荷的上端夹具和下端夹具之间的距离为5mm。在烘箱中15分钟后，测量预标记线之间的距离并计算热变定伸长百分比，热变定伸长率％。对于永久变形％，有时也称为永久变定，去除测试样品上的拉力(重力)，并且在200℃恢复5分钟后，将样品从烘箱中取出并在室温下冷却到环境温度。永久变定％是根据冷却后的标记线之间的距离计算的。记录的值为三次测试的平均值。
b.根据en60811-100的拉伸测试
在doli-alwetrontct25拉伸试验机上在250mm/min的速度下根据iso527-1:1993在23℃和50％的相对湿度下测量来自经剥离的电缆样品(即源自本发明的绝缘层)的150mm长的管状绝缘测试试样的拉伸强度和断裂伸长率。使用起始距离为50mm的数字延伸仪测定断裂伸长率。拉伸试验机的夹具间的起始距离为115mm。使用1千牛负荷传感器用于测量。测试前，使样品在23+/-2℃和50％的相对湿度下适应至少16小时。本文记录了6-10个样品的平均值。
c.mfr
熔体流动速率mfr2根据iso1133在190℃和2.16kg的负荷下测量。
d.密度
密度根据iso1183a对根据iso1872-2制备的样品进行测量。
2、材料
携带硅烷部分且包含在用于根据本发明的方法中的聚合物组合物中的聚烯烃材料在本文的实施例中为由borealis提供的乙烯-乙烯基硅烷共聚物visicole4423tm，即具有可水解硅烷基团的可交联聚烯烃，其具有922.5kg/m3的密度、1.0g/10min的mfr2.16，并且vtms共聚单体含量为1.1重量％。
在根据本发明的方法中使用的催化剂包含在催化剂母料中，其在本文的实施例中是：
市售可得的有机锡催化剂的母料，即由borealis提供的催化硅烷交联反应的le4438，和
市售可得的硅烷缩合催化剂的母料，即由borealis提供的le4476，其中活性催化剂组分基于磺酸。
在根据本发明的方法中使用的发泡体系在本文的实施例中是：在低密度聚乙烯中含有15重量％adc的偶氮二甲酰胺(adc)母料。作为ncore7155-m1-300可从供应商americhem商购获得。
3、样品制备
在测试之前，使用型号为pr46b-11d/h1的bussag共捏合机(50mm螺杆)将本发明实施例中使用的发泡体系配混入携带硅烷部分的聚烯烃材料中。配混是聚合物熔融混合的一种类型，其中一种或多种聚合物和/或添加剂在熔融状态下混合。其通常用于添加剂和填料在聚合物熔体中的分散和分配。在配混过程中将2重量％的发泡体系ncore7155-m1-300混合到98重量％的le4423-se05中。
通过采用含有携带硅烷部分的聚烯烃材料和发泡体系的混合物并将所述混合物与5重量％的含有硅烷交联催化剂和其它添加剂的催化剂母料干混，获得用于制备示例性发泡绝缘样品的共混物。然后在nokia-maillefer60mm挤出机上将共混物挤出到预热至110℃的1.5mm2固体铜导体上。将挤出的电缆在位于距模头出口60cm处的50℃水浴中冷却。对每个样品的温度设置、绝缘体厚度、模头尺寸和线速度可以在表1中看到。在热变定和力学测试之前，将挤出后的电缆样品在90℃水浴中交联24小时，形成本发明的绝缘层。
对比实施例ce1以相同的方式制备，不同之处在于没有发泡体系被加入到携带硅烷部分的聚烯烃材料中，也不进行任何配混。
表1
表1示出了本发明实施例ie1至ie4(即本发明的绝缘层)与固体evs共聚物绝缘体(即对比实施例ce1)的比较。根据en60811-50测试热变定并根据en60811-100进行拉伸测试。这些测试的结果呈现在表1。
发泡绝缘体可以看作是在聚合物基体中包含气孔的复合材料。人们会认为发泡样品的热变定会更高，因为发泡导致绝缘体中更少的能够在测量过程中承受负荷的聚合物材料。因此非常惊人地观察到用有机锡催化剂交联的本发明样品ie1、ie2和ie3的热变定值等于在相同条件下以相同催化剂交联的固体ce1。含有磺酸催化剂的本发明发泡实施例ie4在热变定试验期间产生应变断裂。该结果在预料之中，由于发泡剂偶氮二甲酰胺的分解导致碱性分解产物，并且已知的是在碱性物质的存在下磺酸催化剂的活性会降低。
每个绝缘体横截面的平均孔径和孔数量也可以在表1中看到。不同绝缘样品之间的孔径和孔数量存在很大变化：ie2含有很少的大孔，而ie1和ie3含有更多和更小的孔。令人惊讶的是，孔径和孔数量似乎对拉伸性能没有任何影响，而似乎重要的仅为膨胀度。图1显示了断裂应力随膨胀度的变化，这里可以看出断裂应力随膨胀度线性下降，似乎与空气如何在绝缘体中分布无关。
因此，据此显示，根据本文所述的本发明的包括膨胀和交联的共混物的膨胀和交联的绝缘层满足电缆绝缘材料的一般热变定和拉伸要求。