CN103229250B - 具有电压稳定内层的包覆导体 - Google Patents

Abstract

公开了具有提高的击穿强度的聚合物组合物。所述聚合物组合物含有聚烯烃和电压稳定剂。所述电压稳定剂含有三嗪。所述三嗪可以包括能够实现酮-烯醇互变异构的取代基，所述酮-烯醇互变异构会给电压稳定剂提供额外的能量耗散能力。当作为电力电缆的绝缘层施用时，本发明的聚合物组合物表现出提高的击穿强度。

Description

具有电压稳定内层的包覆导体

背景技术

典型的电力电缆包括在电缆芯中的一根或多根导体，所述电缆芯被一个或多个聚合材料层包围。中电压(6-36kV)和高电压(大于36kV)和超高电压(大于220kV)电缆通常包括被内部半导电层包围的芯，所述内部半导电层外面是绝缘层，然后是外半导电层和最外层(或保护套)。

电缆系统的承载能力部分地受限于离开导体的热传递。聚烯烃(诸如聚乙烯)经常用于绝缘层和/或半导电层中。聚乙烯具有低电介质电容率和相对较高的电击穿强度。

已知聚烯烃组合物的电压稳定剂，其会增加电力电缆中的绝缘层的电击穿强度。但是，常规的电压稳定剂(诸如多环芳族化合物家族，例如并苯)与聚烯烃的相容性较差。本领域公知，持续需要与聚烯烃相容的电压稳定剂，用于(i)增加电缆绝缘材料的电击穿强度，(ii)增加现有电缆设计的可靠性，和/或(iii)提供能够输送增加的量的能量的高应力(high-stress)设计。

发明内容

本公开内容涉及具有提高的电击穿强度的聚合物组合物。本发明的聚合物组合物包括(i)聚合物组分和(ii)电压稳定剂(VSA)，且表现出提高的电击穿强度和增加的对高电应力的耐性。本发明的电压稳定剂与聚烯烃相容，且会增加聚烯烃的电击穿强度，同时对在电力电缆绝缘组合物中常用的交联化学剂几乎没有影响。本发明的聚合物组合物可以用作导线和电缆应用和尤其是电力电缆中的绝缘层。

在一个实施方案中，提供了一种包覆导体，其包括导体、最外面的不透明层和内层—位于所述导体上的层。所述内层位于导体和最外层之间。所述内层由聚合物组合物构成。所述聚合物组合物包括聚烯烃和具有下面结构(I)的三嗪。

(I)

R₁-R₇是相同的或不同的。R₁-R₇中的每一个选自：氢、C₁-C₃₀烃基、被取代的C₁-C₃₀烃基、羟基和它们的组合。

本公开内容的一个优点是，具有提高的击穿强度的聚合物组合物。

本公开内容的一个优点是，具有提高的与聚烯烃的相容性的电压稳定剂。

本公开内容的一个优点是，减少聚合物组合物中的电树枝化(treeing)的电压稳定剂。

附图说明

图1是根据本公开内容的一个实施方案的电力电缆的透视图。

图2是根据本公开内容的实施方案的实施例1和2的聚合物组合物的Weibull分析。

具体实施方式

本公开内容提供了一种聚合物组合物。所述聚合物组合物包括：(i)聚合物组分、(ii)电压稳定剂和(iii)任选的其它添加剂。

所述聚合物组分可以包括热塑性物质和/或热固性材料(诸如硅橡胶)。所述聚合物组分可以是交联的，或者可以是未交联的。合适的热塑性物质的非限制性实例包括：聚氨酯、聚烯烃、聚缩醛、聚碳酸酯、乙烯基聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸类聚合物、聚苯乙烯、聚砜、聚醚酮、纤维素材料、聚酯、聚醚、含氟聚合物、及它们的共聚物，诸如烯烃-乙烯基共聚物、烯烃-烯丙基共聚物以及聚醚和聚酰胺的共聚物。乙烯基聚合物的实例包括：聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇和聚乙烯基缩醛。

当希望使用交联聚合物组分时，可通过下述非限制性操作中的一个或多个进行交联：自由基交联(即过氧化物交联)；辐射交联反应(电子加速器、γ-射线、高能辐射，诸如X-射线、微波等)；热交联和/或水份固化交联(即硅烷接枝)。

在一个实施方案中，所述聚合物组分为聚烯烃。合适的聚烯烃的非限制性实例为含一种或多种C₂-C₂₀α-烯烃的均聚物和共聚物。为了本公开内容的目的，乙烯被视为α-烯烃。合适的α-烯烃的非限制性实例包括乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。合适的聚烯烃的非限制性实例包括基于乙烯的聚合物、基于丙烯的聚合物和它们的组合。“基于乙烯的聚合物”或“聚乙烯”和类似术语是含至少50摩尔%(mol%)衍生自乙烯的单元的聚合物。“基于丙烯的聚合物”或“聚丙烯”和类似术语是含至少50摩尔%(mol%)衍生自丙烯的单元的聚合物。

在一个实施方案中，所述聚合物组分是基于乙烯的聚合物。所述基于乙烯的聚合物可以是乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃互聚物。基于互聚物的重量，所述α-烯烃含量为自约5重量%或约10重量%或约15重量%或约20重量%或约25重量%至小于50重量%或小于约45重量%或小于约40重量%或小于约35重量%。所述α-烯烃含量是通过¹³C核磁共振(NMR)光谱法使用Randall(Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29(2&3))中所述的操作而测定。一般而言，所述互聚物的α-烯烃含量越大，所述互聚物的密度越低且无定形程度越高，且其会转化为保护性绝缘层的希望的物理与化学性质。

所述α-烯烃为C_3-20直链、支链或环状α-烯烃。合适的C_3-20α-烯烃的非限制性实例包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯和1-十八烯。所述α-烯烃也可含有环状结构诸如环己烷或环戊烷，从而形成α-烯烃，诸如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷。虽然并非该术语的传统意义上的α-烯烃，但是为了本公开内容的目的，某些环状烯烃(诸如降冰片烯和有关的烯烃，特别是5-乙叉-2-降冰片烯)为α-烯烃，且可用于替代部分或所有上述的α-烯烃。类似地，为了本公开内容的目的，苯乙烯及其相关烯烃(例如，α-甲基苯乙烯等)为α-烯烃。合适的基于乙烯的聚合物的非限制性实例包括下述共聚物：乙烯/丙烯、乙烯/丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、乙烯/苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-丙酸乙烯酯、乙烯-异丁酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯-甲基丙烯酸乙酯、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-烯丙基苯、乙烯-烯丙基醚、及乙烯-丙烯醛；乙烯-丙烯(EPR)或乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶；天然橡胶；丁基橡胶等。

合适的三元共聚物的非限制性实例包括：乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯、乙烯/丁烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/二烯单体(EPDM)及乙烯/丁烯/苯乙烯。所述共聚物/互聚物可是无规共聚物/互聚物或嵌段共聚物/互聚物。

所述基于乙烯的聚合物可以是高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和/或极低密度聚乙烯(VLDPE)。可单独使用或与一种或多种其它基于乙烯的聚合物一起使用用于实践本公开内容的基于乙烯的聚合物，例如2种或更多种彼此不同的基于乙烯的聚合物的共混物，其意指所述基于乙烯的聚合物经由至少一种下述的性质而显得特别，诸如：单体/共聚单体组成及含量、熔体指数、熔化温度、支化程度、制备的催化方法等。如果所述基于乙烯的聚合物为2种或多种基于乙烯的聚合物的共混物，则所述基于乙烯的聚合物可通过任何反应内工艺(in-reactor)或反应器后工艺(post-reactor)而共混。所述多个反应器可以投入相同催化剂，但是在不同条件(例如不同的反应物浓度、温度、压力等)下操作，或所述多个反应器可以在相同条件但投料不同催化剂的情况下操作。

经高压方法制成的基于乙烯的聚合物的实例包括(但不限于)低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、及乙烯硅烷丙烯酸酯三元共聚物。

基于乙烯的聚合物的非限制性实例包括极低密度聚乙烯(VLDPE)(例如由TheDowChemicalCompany生产的乙烯/1-己烯聚乙烯)、均质支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如由MitsuiPetrochemicalsCompanyLimited生产的和由ExxonChemicalCompany生产的均质支化的基本上线性的乙烯/α-烯烃聚合物(例如可从TheDowChemicalCompany得到的和聚乙烯)、和乙烯嵌段共聚物(例如可从TheDowChemicalCompany得到的聚乙烯)。基本上线性的乙烯共聚物描述在USP5,272,236、5,278,272和5,986,028中。

电压稳定剂

除所述聚合物组分外，所述聚合物组合物也包括电压稳定剂(或VSA)。文中使用的“电压稳定剂”是，当暴露于电场时可减少对聚合物材料的损害的化合物。已经认为，VSA可截获电子或使电子去活化，以抑制绝缘材料内的电树枝化，或者以其它方式提供高局域化电场(在缺陷或污染物附近)的有效筛检，由此减少可对聚烯烃产生损害的注入电子的能量和/或频率。将VSA与聚合物组分共混，会抑制或以其它方式阻滞电树枝化。不希望受限于特定理论，认为VSA会填满和/或包围所述聚合物组分内的缺陷，所述缺陷为树枝化的起点。缺陷包括存在于所述聚合物组分内的孔隙和/或杂质。

所述聚合物组合物包括：(i)聚烯烃，(ii)含有三嗪的VSA，和(iii)任选的添加剂。所述三嗪具有下面结构(I)。

(I)

R₁-R₇是相同的或不同的。R₁-R₇中的每一个选自：氢、C₁-C₃₀烃基、被取代的C₁-C₃₀烃基、羟基和它们的组合。

本文使用的术语“烃基”和“烃”是指仅含氢和碳原子的取代基，包括支化或未支化、饱和或不饱和、环状、多环、稠合或无环类物质，和它们的组合。烃基的非限制性实例包括烷基、环烷基、烯基、二烯基、环烯基、环二烯基、芳基、芳烷基、烷芳基和炔基。

本文使用的术语“被取代的烃基”或“被取代的烃”是被一个或多个非烃基取代基取代的烃基。非烃基取代基的非限制性实例是杂原子。本文使用的“杂原子”是除了碳或氢以外的原子。杂原子可以是周期表的IV、V、VI和VII族的非碳原子。杂原子的非限制性实例包括：卤素(F、Cl、Br、I)、N、O、P、B、S和Si。被取代的烃基也包括卤代烃基和含硅烃基。本文使用的术语“卤代烃基”是被一个或多个卤原子取代的烃基。被取代的烃基的一个实例是烷氧基。

在一个实施方案中，所述聚烯烃是聚乙烯。

在一个实施方案中，所述聚烯烃是交联聚乙烯。

在一个实施方案中，R₁-R₂中的至少一个是C₁-C₃₀烃基。

在一个实施方案中，R₁-R₂中的至少一个是被取代的C₁-C₃₀烃基。

在一个实施方案中，R₁和R₂中的至少一个包括芳基。

在一个实施方案中，R₁-R₂中的每一个包括芳基。

在一个实施方案中，所述三嗪能够发生酮-烯醇互变异构。在该实施方案中，R₃和R₇中的至少一个为羟基。不希望受限于特定理论，据信，酮-烯醇互变异构会提供具有增强的能量耗散的VSA。酮-烯醇互变异构可以给三嗪提供电子捕获的额外能力。

可进行酮-烯醇互变异构的三嗪的非限制性实例为具有以下结构(II)的三嗪

(II)

在一个实施方案中，所述聚合物组合物含有约0.1重量%(或约0.2重量%)至约3重量%(或约1重量%)的三嗪。所述三嗪可以是具有结构(I)和/或结构(II)的任何以前公开的三嗪。

在一个实施方案中，所述VSA可以是具有结构(I)和/或结构(II)的2种不同三嗪的混合物。

前述VSA会意料不到地改善含有本发明的聚合物组合物的绝缘层中的电击穿强度。在下文所述的实施例1和2中显示的增加的击穿电压，可证实电击穿强度的改善。

此外，本发明的VSA表现出在聚烯烃基质中的良好溶解性和低迁移倾向。本发明的VSA可以与所述聚合物组合物的其它组分(尤其是交联剂)一起有效地使用。

添加剂

前述聚合物组合物中的任一种可任选地含有一种或多种添加剂。合适添加剂的非限制性实例包括抗氧化剂、稳定剂、加工助剂、防焦剂和/或交联增效剂。作为抗氧化剂，可提到空间受阻的或半受阻的苯酚、芳族胺、脂族空间受阻的胺、有机亚磷酸酯、硫代化合物、及其混合物。典型的交联增效剂可包括具有乙烯基或烯丙基的化合物，例如三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二-、三-或四-丙烯酸酯。作为其它的添加剂，可提到阻燃添加剂、酸清除剂、无机填料、抗水树剂(water-treeretardant)及其它电压稳定剂。

本文使用的“防焦剂”是这样的化合物：与未使用所述化合物挤出的相同聚合物组合物相比，在所使用的典型挤出温度，其会减少在聚合物组合物的挤出期间的焦化形成。除焦化阻滞性质外，所述防焦剂可同时产生其它效用，如增效，即增强在所述交联步骤期间的交联效能。

所述聚合物组合物可包含2种或更多种本文公开的实施方案。

包覆导体

本公开内容提供了含有本发明的聚合物组合物的制品。在一个实施方案中，所述制品包括导体及在所述导体上的涂层。这形成包覆导体。所述导体可以是单一电缆或数条被捆在一起的电缆(即电缆芯或芯)。所述包覆导体可以具可挠性、半刚性或刚性。合适的包覆导体的非限制性实例包括可挠性导线，诸如用于消费性电子产品的可挠性导线、电力电缆、用于手机和/或计算机的电力充电器导线、计算机数据传输线、电源线、设备导线材料、及消费性电子产品附线。

涂层位于所述导体上。所述涂层可以是一个或多个内层，诸如绝缘层和/或屏蔽层和/或半导体层。所述涂层也可包括一个或多个外层(也被称作“护套”或“保护套”)。所述涂层包括本文公开的本发明的聚合物组合物中的任一种。文中使用的“在…上”包括：所述涂层(或层)与导体之间的直接接触或间接接触。“直接接触”为这样的构型：其中所述涂层直接接触所述导体，且在所述涂层与所述导体之间不存在中间层和/或中间材料。“间接接触”为这样的构型：其中中间层和/或中间结构或中间材料位于所述导体与所述涂层之间。所述涂层可全部或局部覆盖或以其它方式围绕或包围所述导体。所述涂层可以是围绕所述导体的唯一组分。可替换地，所述涂层可以是包围金属导体的多层结构、护套或保护套中的一层。

在一个实施方案中，提供了被包裹的的导体，其包括导体、内层及最外面的不透明层(或保护套)。所述最外面的不透明层为曝露层或与周围环境接触的层。所述内层位于所述导体与所述最外层之间。换而言之，所述内层未曝露于周围环境，和/或未曝露于日光。所述内层包括含如上文公开的聚烯烃及VSA的聚合物组合物。所述VSA可以是具有结构(I)和/或结构(II)的任何三嗪或2种如本文公开的不同三嗪的共混物。

在一个实施方案中，所述内层(含有聚烯烃和VSA)不包括曝露于曰光的层。

在一个实施方案中，所述内层的聚合物组合物含有聚乙烯。

在一个实施方案中，所述内层的聚合物组合物含有交联聚乙烯。

在一个实施方案中，所述被包裹的的导体为在以下电压工作的电力电缆：大于1kV、或大于6kV至36kV(中电压)、或大于36kV(高电压)、或大于220kV(超高电压)。图1显示了一种绝缘电力电缆10(即被包裹的的导体)，其包括金属导体12、内屏蔽层14、绝缘层16、外屏蔽层18、卷绕导线或导电带的金属屏蔽层20、及最外层22(也被称作保护套)。所述最外层22是不透明的。

在一个实施方案中，所述内屏蔽层14和/或绝缘层16和/或外屏蔽层18是由含聚乙烯和具有结构(I)和/或(II)的三嗪的聚合物组合物构成。换而言之，所述内层可以是绝缘层和/或屏蔽层、其中之一或两者含有本发明的聚合物组合物。

本发明被包裹的的金属导体可包含2个或多个本文公开的实施方案。

定义

本文对元素周期表的所有提及将是指由CRCPress,Inc.,2003出版并且保留版权的元素周期表。另外，对族的任何提及将是使用IUPAC体系进行族编号，反映在该元素周期表中的族。除非相反说明、从上下文暗示或者本领域中常规的之外，所有份和百分比基于重量。为了美国专利实践的目的，本文提及的任何专利、专利申请或公开物的内容以它们的整体在此引入作为参考(或者其等价US版本因此引入作为参考)，尤其是针对合成技术、定义(到与本文提供的任何定义一致的程度)和本领域的公知常识的公开而言。

本文列举的任何数值范围包括以一个单位的增量从下限值到上限值的所有数值，条件是在任何较低的值与任何较高的值之间分开至少2个单位。作为例子，如果描述组分的量或者组成或物理性能的值，例如共混物组分的量、软化温度、熔融指数等为1－100，则是指所有单个数值例如1、2、3等和所有子范围，例如1－20、55－70、197－100等明确地列举在本说明书中。对于小于1的值，如果合适，一个单位被认为是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体指明的例子，并且列举的最低值与最高值之间数值的所有可能组合将被认为在本申请中明确说明。换句话说，本文列出的任何数值范围包括所述范围内的任何值或子范围。如本文所述，数值范围描述了参考熔融指数、熔体流动速率和其它性能。

本文使用的术语“烷基”是指支化或未支化的饱和烃基。合适的烷基的非限制性实例包括，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基(或2-甲基丙基)等。所述烷基具有1-30个碳原子。

本文使用的术语“芳基”或“芳基团”是衍生自芳烃化合物的取代基。芳基具有总共6至20个环原子，且具有一个或多个分开的或稠合的环，且可被烷基和/或卤素基团取代。除了别的以外，所述芳族环可包括苯基、萘基、蒽基和联苯基。

本文使用的术语“芳烷基”或“芳基烷基”是兼含脂族和芳族结构的化合物。术语“芳基烷基”包括“芳烷基”(被至少一个芳基取代的烷基)和/或“烷芳基”(被至少一个烷基取代的芳基)。

本文使用的术语“共混物”或“聚合物共混物”是两种或多种聚合物的共混物。该共混物可以或可以不混溶(混溶即在分子水平不相分离)。该共混物可以或可以不相分离。该共混物可以或可以不包含一种或多种由透射电子显微法、光散射、x-射线散射和本领域已知的其它方法测量的畴结构。

绝缘体的“击穿电压”是导致绝缘体的一部分变成具导电性的最小电压。

“电缆”及类似术语是在防护绝缘体、护套或保护套的内部的至少一根导线或光纤。通常，电缆为被捆在一起的2根或更多根导线或光纤，通常在公用防护性绝缘体、护套或保护套的内部。在护套内的各条导线或光纤可以是裸露的、被覆盖的或绝缘的。组合电缆可兼含电导线及光纤。所述电缆等可设计成用于低、中及高电压应用。在USP5,246,783、6,496,629和6,714,707中解释了典型的电缆设计。

“组合物”及类似术语意指2种或更多种组分的混合物或共混物。

本文使用的术语“组合物”包括组成组合物的材料的混合物，以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。

术语“包括”及其衍生词无意排除任何另外的组分、步骤或方法的存在，无论其在本文公开与否。为了避免任何疑问，除非相反地说明，本文通过使用术语“包括”要求保护的所有组合物都可包括任何另外的添加剂、助剂或者化合物，所述添加剂、助剂或者化合物是聚合或者非聚合的。相反，术语“基本上由…组成”从任何其列举范围中排除除了对操作性不必要的那些之外的任何其它组分、步骤或方法。术语“由…组成”排除了没有具体描述或列举的任何组分、步骤或方法。除非另外说明，术语“或”是指单独以及以任意组合列出的要素。

“导体”是用于在任何电压(DC、AC或瞬电压)下转移能源的长形组件(导线、电缆、纤维)。所述导体通常为至少一根金属导线或至少一根金属电缆(诸如铝或铜)，但是可包括光纤。

“交联”、“固化”及类似术语意指，在使聚合物成形为产品之前或之后，对所述聚合物进行或使其暴露于可诱发交联的处置，且所述聚合物具有小于或等于90重量％的二甲苯或十氢萘萃取物(即，大于或等于10重量%凝胶含量)。

“绝缘层”为具有大于10¹⁰欧姆-cm或大于10¹²欧姆-cm的体积电阻率的层。

本文使用的“层”为包围导体的基于聚合物的层，例如电绝缘层、半导体层、保护套、保护层、阻水层、或执行合并功能的层，例如填充有导电性填料的保护层。

术语“中电压”通常意指在6kV和约36kV之间的电压，而“高电压”意指高于36kV的电压，“超高电压”通常意指大于220kV的电压。技术人员了解，在美国以外的地区，这些一般电压范围可不同。

本文使用的术语“不透明”是至少阻隔天然光线(即日光)的材料。换而言之，不透明的材料不可透过具有约250nm至约800nm的波长的光能。

术语“聚合物”是通过聚合相同或不同类型的单体制备的大分子化合物。“聚合物”包括均聚物、二元共聚物、三元共聚物、互聚物等。术语“互聚物”是通过至少两类单体或共聚单体聚合制备的聚合物。其包括，但不限于，二元共聚物(其通常是指由两种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物)、三元共聚物(其通常是指由三种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物)、四元共聚物(其通常是指由四种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物)，等等。

“屏蔽层”可以是半导电的或电阻性的。当在90℃测量时，具有半导电性能的屏蔽层具有小于1000Ω-m或小于500Ω-m的体积电阻率值。具有电阻性能的屏蔽层具有大于半导电层的体积电阻率值。具电阻性能的屏蔽层通常具有大于约10的介电常数。

试验方法

就基于乙烯的聚合物而言，根据ASTMD1238-01试验方法，在190℃，使用2.16kg重量，测量熔体指数(MI)。作为实例，但不具限制性，提供本公开内容的实施例。

实施例

样品制备

在Brabender混合器内，使聚乙烯均聚物(0.92g/cc,MI2.0g/10min)熔流，此后在目标混合温度和30rpm，历时5分钟使电压稳定剂熔混入所述聚乙烯内，以确保充分掺合。从所述混合器除去聚合物组合物，并压缩成0.25英寸厚的板。使用300-500psi的压力及140℃的温度，历时3分钟进行压缩，此后，使压力增加至高于2000psi，并使样品在140℃维持另外3分钟。然后在冷却样品的同时维持所述高压。

从所述板模切1平方英寸样品，并沿着主轴之一预钻至0.5英寸的深度。将钢针(60°锥体，3微米尖端半径)插入预钻孔内，并在高温下放入到夹具(jig)中以完成插入。在105℃在循环式空气烘箱内调理整个钻模1小时，此后以每5分钟约1毫米的速率，使所述针向前进入软化的聚合物内，同时保持在所述105℃烘箱内。使所述钢针前进至特定终点处，所述终点产生约1.9mm的点至面距离。

对一系列样品提供外施的6kV60Hz电压保持30分钟，继而每30分钟增加lkV的外施电压，直到最大18kV试验电压。记录各样品的击穿电压，用于评估可作为拟合的Weibull失效分布的刻度参数的特性电压。

实施例1为含有1.4重量%2-[4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)苯酚(CAS2725-22-6，可得自CytecIndustries)的LDPE。

实施例2为含有2.8重量%的LDPE。

对比样品A为不含在140℃的温度混合的电压稳定剂的LDPE。

对比样品B为含1重量%Chimassorb944(一种受阻胺稳定剂)的LDPE。

对比样品C为含1重量%CyassorbUV-3346(一种光稳定剂)的LDPE。

对比样品A(CS-A)

使对比样品A的一系列18个样品拟合2-参数Weibull失效分布。其数据表现出显著非线性，导致相关性差(r^2为0.75)的。发现3-参数Weibull失效分布更适于描述所述失效分布(r^2为0.88)，偏移t0=8.8kV。经测定，对比样品A的3-参数Weibull特性电压为11.7kV，其90%置信区间为10.7-13.7kV。

对比样品B(CS-B)

根据与所述LDPE对照物(对比样品A)相同的方式，使用140℃的混配温度制备对比样品B的组合物。制备10个样品，并根据所述钢针电压分段上升击穿试验进行评估。

对比样品C(CS-C)

根据与所述LDPE对照物(对比样品A)相同的方式，使用140℃的混配温度制备对比样品C的组合物。制备9个样品，并根据所述钢针电压分段上升击穿试验进行评估。

实施例1

评估实施例1的9个样品，然而这9个中只有4个通过使用最高18kV试验电压的电压升压。这些幸存物被包括在所述Weibull统计学分析中，以作为“悬浮体(suspension)”(其失效电压>18kV)。经测定，实施例1的2-参数特性电压为18.5kV，且得到失效分布的良好拟合(r^2=0.97)。

实施例2

评估实施例2的8个样品，然而这8个中只有3个通过使用最高18kV试验电压的电压升压。这些幸存物被包括在所述Weibull统计学分析中，以作为“悬浮体”(其失效电压>18kV)。经测定，实施例2的2-参数特性电压为17.5kV且得到失效分布的良好拟合(r^2=0.85)。

测得的实施例1和2的特性电压类似且高于对比样品A的特性电压。由于实施例1和2之间没有统计学差异，所以可用于将所述失效分布并入单一样品组内，以代表电压稳定剂的存在的影响。经发现，实施例1和2的复合失效分布可良好地拟合2-参数Weibull分布(r^2为0.97)，且其特性电压为17.7kV，90%置信区间为16.0-22.2kV。

如果将3-参数Weibull拟合用于所述复合失效分布(如对比样品A所使用的)，则所述复合分布的所得到的特性电压为18.7kV(r^2=0.97)，且90%置信区间为15.8-23.8kV。经估算，所述偏移t0为5.4kV。

对比样品A的复合分布的下置信界限与失效分布的上置信界限之间的分离，清楚地证明通过使用如本公开内容中所述的电压稳定剂而获得的有利特性电压。

所述击穿试验的结果示于下表1内。

表1

表1表明，并非所有光稳定剂都能有效作为电压稳定剂。各含一种光稳定剂的CS-B和CS-C并非有效的电压稳定组合物，因为CS-B和CS-C中的每一种的击穿电压小于单独LDPE(CS-A)的击穿电压。CS-B和CS-C的结果表明使用光稳定剂作为电压稳定剂的不可预测性。

令人惊讶地和意外地，考虑到(i)单独LDPE(CS-A)和(ii)表现出比其它光稳定组合物(CS-B、CS-C)提高的击穿强度，实施例1和2各自表现出提高的击穿强度。申请人已惊讶地发现，具有结构(I)的三嗪无法预见地为包覆导体的绝缘层提供了提高的电压稳定性。考虑到光稳定剂作为有效的电压稳定剂的不可预测性，由结构(I)的三嗪提供的电压稳定性是意料不到的。

本公开特别地并不意在受限于本文包含的实施方案和说明，而是包括那些实施方案的改进形式，包括出现在所附权利要求范围内的实施方案的部分和不同实施方案的要素组合。

Claims (12)

1.一种包覆导体，其包括：

导体；

最外面的不透明层；

内层，其在所述导体上且位于所述导体和所述最外层之间，所述内层包括含有下述组分的聚合物组合物

聚烯烃；和

结构I的三嗪

其中R₁-R₇是相同的或不同的，且R₁-R₇中的每一个选自：氢、C₁-C₃₀烃基、被取代的C₁-C₃₀烃基、羟基或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的包覆导体，其中所述聚烯烃是聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的包覆导体，其中所述聚烯烃是交联聚乙烯。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中R₁-R₂中的至少一个是C₁-C₃₀烃基。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中R₁-R₂中的至少一个是被取代的C₁-C₃₀烃基。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中R₁-R₂中的至少一个包括芳基。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中R₁-R₂中的每一个包括芳基。

8.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，所述聚合物组合物包含0.1重量％至3重量％的三嗪。

9.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中所述包覆导体选自：中电压电力电缆、高电压电力电缆或者超高电压电力电缆。

10.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中所述内层是绝缘层。

11.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中所述内层是屏蔽层。

12.根据权利要求1-3中的任一项所述的包覆导体，其中所述三嗪具有结构II