RU2262145C2 - Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции - Google Patents

Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции Download PDF

Info

Publication number
RU2262145C2
RU2262145C2 RU2002129093/09A RU2002129093A RU2262145C2 RU 2262145 C2 RU2262145 C2 RU 2262145C2 RU 2002129093/09 A RU2002129093/09 A RU 2002129093/09A RU 2002129093 A RU2002129093 A RU 2002129093A RU 2262145 C2 RU2262145 C2 RU 2262145C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethylene
copolymer
olefin
polymer composition
polyolefin
Prior art date
Application number
RU2002129093/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002129093A (ru
Inventor
Йоицу СЕКИГУТИ (JP)
Йоицу СЕКИГУТИ
Кен-ити ХИРОЦУ (JP)
Кен-ити ХИРОЦУ
Цуйоси УОЗУМИ (JP)
Цуйоси УОЗУМИ
Хирофуми ХИРОТА (JP)
Хирофуми ХИРОТА
Тосиказу СИБАТА (JP)
Тосиказу СИБАТА
Original Assignee
Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. filed Critical Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд.
Publication of RU2002129093A publication Critical patent/RU2002129093A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2262145C2 publication Critical patent/RU2262145C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation
    • C08L2314/02—Ziegler natta catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation
    • C08L2314/06—Metallocene or single site catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

Описываются электроизоляционная полимерная композиция, превосходная по электрическим эксплуатационным свойствам и технологичности, и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции. Электроизоляционная полимерная композиция содержит от 60 до 90 мас.% сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с помощью одноцентрового катализатора, и от 40 до 10 мас.% иной полиолефиновой смолы (В), чем сополимер (А), и содержит полиолефин, содержащий привитые к нему заместители, имеющие дипольный момент 4 Д или выше. В одном из вариантов выполнения изобретения в качестве полупроводящего слоя использована полупроводящая композиция. В частном случае сополимер этилена и α-олефина получен сополимеризацией с помощью катализатора Циглера-Натти. Техническим результатом является улучшение технологичности. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к электроизоляционным полимерным композициям и электрическим проводам и кабелям с покрытиями из таких полимерных композиций.
Уровень техники
Сшитый полиэтилен широко используют в качестве изоляционного материала для силовых кабелей. Такой сшитый полиэтилен получают путем смешивания полиэтилена низкой плотности, полученного при высоком давлении (называемого далее LDPE от англ. low-density polyethylene) и обладающего превосходными изоляционными свойствами, со сшивающим агентом (как правило, органическим пероксидом) и антиоксидантом, и сшивания молекулярных цепей LDPE таким образом, что у него улучшается теплостойкость. Сшитый полиэтилен является превосходным изоляционным материалом в случае передачи переменного тока (alternative current, AC).
В последние годы активно исследуют передачу постоянного тока (direct current, DC), что является очень эффективным для длинных линий; однако сшитый полиэтилен для кабелей АС является неустойчивым при изменении полярности и, таким образом, не применим на практике для передачи DC.
Пробой диэлектрика во время изменения полярности происходит вследствие того, что электрическое поле вблизи электрода искажается пространственным зарядом, накопившимся в изоляционном материале, и электрическое поле усиливается до двух раз при изменении полярности. Проблему пробоя диэлектрика можно решить, создавая ловушки пространственного заряда в изоляционном материале, как описывается в не прошедших экспертизу опубликованных заявках на патент Японии №№1999-134942 и 1993-198217.
В связи с последними разработками в области каталитических методов разработан сополимер этилена и α-олефина, полученный с использованием «single-site» катализатора, т.е катализатора с единым центром полимеризации на металле или одноцентрового катализатора (называемый далее sLLDPE). По сравнению с сополимером этилена и α-олефина, полученным с использованием обычного катализатора Циглера-Натты (Ziegler-Natta) и называемым далее zLLDPE, становится возможным получение LLDPE с равномерным молекулярно-массовым распределением и равномерным распределением по составу, так как реакционноспособный участок является однородным по причине использования одноцентрового катализатора. Известно, что высоко равномерный sLLDPE обнаруживает улучшенную ударопрочность, он содержит уменьшенное количество низкомолекулярного компонента, снижающего механическую прочность, и в нем возрастает число связанных молекул в слоистой структуре. Таким образом, так как можно предвидеть улучшение импульсного сопротивления при электрическом ударе, предлагается применять sLLDPE в качестве электроизоляции (не прошедшая экспертизу опубликованная заявка на патент Японии №№1999-29616).
Можно ожидать, что сочетание двух описанных выше технологий позволит получить изоляционный материал, обладающий улучшенными свойствами в случае DC; однако выяснилось, что такой материал обнаруживает исключительно плохую экструдируемость. Иными словами, равномерность молекулярно-массового распределения sLLDPE вызывает некоторые проблемы: сжатие (давление) смолы возрастает, если экструзию осуществляют при такой же температуре, как в случае LDPE; поверхность отформованных экструзией изделий имеет тенденцию к образованию шероховатости из-за низкого натяжения расплава и технологичность является плохой из-за низкого натяжения расплава (подобно сахарному сиропу).
Предпринят ряд попыток улучшить технологичность путем смешивания sLLDPE с другими полиолефиновыми смолами, однако полезная технология, совмещающая электрические свойства для DC и технологичность, не разработана.
Сущность изобретения
Как описано выше, пространственный заряд, накопившийся в изоляционном материале во время подачи постоянного тока (DC), вызывает искажение электрического поля в изоляционном материале и генерирует локализованную часть сильного электрического поля при изменении полярности с положительной на отрицательную; следовательно, может произойти пробой диэлектрика.
Авторы изобретения осуществили углубленные исследования для решения указанных проблем и обнаружили, что накопление пространственного заряда существенно снижается путем прививки во время полимеризации заместителей, имеющих дипольный момент не менее 4 дебай, к полимерной композиции, главным образом состоящей из сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием так называемого «single-site» катализатора, т.е. катализатора с единым центром полимеризации на металле, для краткости называемого далее одноцентровым катализатором. Авторы изобретения осуществили настоящее изобретение в результате дальнейших исследований, основанных на таком открытии.
Настоящее изобретение включает в себя перечисленные далее позиции.
(1) Электроизоляционная полимерная композиция, содержащая 60-90 мас.% сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, и 40-10 мас.% полиолефиновой смолы (В), которая является иным полиолефином, чем сополимер (А) этилена и α-олефина, причем полимерная композиция содержит полиолефин, к которому с помощью привитой сополимеризации привит заместитель, имеющий дипольный момент не менее 4 дебай.
(2) Электроизоляционная полимерная композиция согласно позиции (1), в которой скорость течения расплава сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, составляет от 2 до 10.
(3) Электроизоляционная полимерная композиция согласно позиции (1), в которой полиолефиновая смола (В) представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности, полученного при высоком давлении; сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием катализатора Циглера-Натты; и сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора и имеющего по меньшей мере в 2,5 раза меньшую скорость течения расплава, чем сополимер (А) этилена и α-олефина.
(4) Электроизоляционная полимерная композиция согласно позиции (1), в которой скорость течения расплава полиолефиновой смолы (В) составляет от 0,1 до 10.
(5) Электроизоляционная полимерная композиция согласно позиции (1), в которой заместитель, имеющий дипольный момент не менее 4 дебай, получен привитой полимеризацией одного или нескольких веществ, выбранных из группы, состоящей из нафталевой кислоты, нафталевого ангидрида, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты и нафтойной кислоты.
(6) Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что проводник покрыт электроизоляционной полимерной композицией согласно любой из позиций (1)-(5).
(7) Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что в качестве полупроводящего слоя между проводником и изолирующим слоем и между изолирующим слоем и защитным слоем предусмотрена полупроводящая полимерная композиция, полученная из электроизоляционной полимерной композиции согласно любой из позиций (1)-(5) путем добавления обеспечивающего проводимость материала, такого как уголь.
Электроизоляционная полимерная композиция согласно позициям (1)-(5) обнаруживает высокое сопротивление напряжению DC, импульсному напряжению и устойчивость к изменению полярности. Кроме того, так как электроизоляционная полимерная композиция имеет превосходную экструдируемость, ее можно выгодно использовать в качестве изоляционного материала для покрытия проводников электрических проводов или кабелей.
Когда в качестве полупроводящего слоя используют полупроводящую полимерную композицию, состоящую, например, из обычно используемых сополимера этилена и винилацетата (EVA) или сополимера этилена и этилакрилата (ЕЕА), к каждому из которых добавлен обеспечивающий проводимость материал, тогда примеси, содержащиеся в полупроводящей полимерной композиции, мигрируют в изоляцию, в результате чего возникают проблемы, такие как повышенное накопление пространственного заряда в изоляции и снижение изолирующих характеристик изоляционного материала. Таким образом, уменьшаются преимущества электроизоляционной полимерной композиции по настоящему изобретению.
Если в качестве полупроводящего слоя используют полупроводящую полимерную композицию, полученную посредством добавления обеспечивающего проводимость материала (такого как уголь) к электроизоляционной полимерной композиции согласно позициям (1)-(5), как описано выше в позиции (7), то накопление пространственного заряда в изоляционном материале можно уменьшить благодаря составу полупроводящего слоя.
Соответственно, электрический провод или кабель, в котором в качестве изоляционного материала используют электроизоляционную полимерную композицию, описанную в позициях (1)-(5), а электроизоляционную полимерную композицию, описанную в позициях (1)-(5), к которой добавлен обеспечивающий проводимость материал (такой как уголь), используют в качестве полупроводящего слоя, расположенного между проводником и изоляционным слоем и между изоляционным слоем и защитным слоем, обнаруживает особенно высокое сопротивление напряжению DC, импульсному напряжению и устойчивость к изменению полярности.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает электрический провод или кабель с пластиковой изоляцией, имеющий высокие эксплуатационные свойства для передачи DC.
Полимерная композиция согласно настоящему изобретению, обладающая высокими электроизоляционными свойствами, содержит 60-90 мас.% сополимера (А) этилена и α-олефина и 40-10 мас.% другой полиолефиновой смолы (В). Вышеуказанные характеристики удовлетворительно достигаются при указанном содержании данных компонентов. При содержании компонента (А) менее 60 мас.% электрические свойства и/или технологичность заметно снижаются. Предположительные причины описываются далее.
(1) Причиной улучшения электрических свойств с помощью сополимера (А) является то, что применение одноцентрового катализатора (в частности, металлоценового катализатора) приводит к тому, что молекулярно-массовое распределение и распределение по составу в сополимере этилена и α-олефина являются равномерными, а содержание низкомолекулярного компонента является низким, а, следовательно, доля связанных молекул в слоистой структуре возрастает, и, соответственно, усиливаются («армируются») аморфные части.
(2) Предполагается, что резкое ухудшение электрических свойств при содержании компонента (А) менее 60 мас.% вызывается увеличением (расширением) электрически слабых аморфных частей, определяющих электрические свойства.
В данном описании скорость течения расплава (от англ. melt flow rate, MFR) представляет собой количество, в единицах массы (г), гранул полиолефиновой смолы, которое экструдируется за 10 минут при 190°С при нагрузке 2,16 кг согласно стандарту ASTM D1238-65T.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Теперь настоящее изобретение будет описано подробнее.
[Сополимер (А) этилена и α-олефина]
Сополимер (А) этилена и α-олефина согласно настоящему изобретению получают статистической сополимеризацией мономеров этилена и α-олефина в присутствии катализатора с единым центром полимеризации на металле, для краткости называемого далее одноцентровым катализатором. Сополимер (А) этилена и α-олефина предпочтительно имеет MFR от 2 до 10, так что его можно использовать для нанесения покрытия на электрические провода или кабели, как описано выше.
Мономер α-олефин предпочтительно содержит от 3 до 20 атомов углерода. Примерами α-олефиновых мономеров являются пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен, 1-ундецен, 1-додецен, 1-тридецен, 1-тетрадецен, 1-пентадецен, 1-гексадецен, 1-гептадецен, 1-октадецен, 1-нонадецен, 1-эйкозен, 3-метил-1-пентен, 3-этил-1-пентен, 4-метил-1-пентен, 4-метил-1-гексен, 4,4-диметил-1-пентен, 4,4-диэтил-1-пентен, 4-этил-1-гексен, 3-этил-1-гексен, 9-метил-1-децен, 11-метил-1-додецен и 12-этил-1-тетрадецен. Можно использовать один из таких a-олефиновых мономеров, или можно использовать два или больше в сочетании.
Среди таких α-олефиновых мономеров особенно предпочтительны мономеры с 4-10 атомами углерода, например пропилен, 1-бутен, 1-пентен и 1-октен.
Сополимеризацию этилена и α-олефина можно осуществить известным способом с использованием одноцентрового катализатора.
[Полиолефиновая смола (В)]
Полиолефиновая смола (В), используемая с сополимером (А) этилена и α-олефина, предпочтительно имеет MFR от 0,1 до 10, предполагая обрабатываемость, такую как экструдируемость.
Такой сополимер (В) может представлять собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из (1) полиэтилена низкой плотности, полученного при высоком давлении; (2) сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием катализатора Циглера-Натты; и (3) сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора и имеющего по меньшей мере в 2,5 раза меньшую скорость течения расплава, чем сополимер этилена и α-олефина (А).
Полиэтилен (1) низкой плотности, полученный при высоком давлении, может представлять собой полиэтилен, который получают полимеризацией этилена с помощью инициатора радикальной полимеризации, такого как кислород или органический пероксид, в условиях высокой температуры и высокого давления и который имеет плотность в интервале от 0,910 г/см3 до менее 0,930 г/см3 согласно промышленному стандарту Японии (JIS) К 6748.
Сополимер этилена и α-олефина, полученный сополимеризацией с использованием катализатора Циглера-Натты (обозначенный выше (2)), получают путем добавления α-олефина при полимеризации этилена и введения боковых цепей, имеющих заданную длину относительно полиэтилена, как это определяется JIS К 6748. Примерами α-олефиновых мономеров являются 1-бутен, 1-гексен, 4-метилпентен и 1-октен.
В качестве полиолефиновой смолы (В), обозначенной выше (3), можно использовать сополимер этилена и α-олефина, полученный сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, если MFR такого сополимера по меньшей мере в 2,5 раза меньше, чем у вышеуказанного сополимера (А). Иными словами, когда смешивают два сополимера этилена и α-олефина, полученных сополимеризацией с использованием одноцентровых катализаторов и имеющих разные MFR, полученная полимерная композиция имеет электрические свойства и технологичность, нужные для настоящего изобретения.
Смолы (А) и (В) в настоящем изобретении могут быть сшитыми или несшитыми. Когда смолы сшивают, разложившийся остаток сшивающего агента перед применением удаляют путем испарения. Сшивание можно осуществить известным способом с использованием органического пероксида, такого как пероксид дикумила, α,α-бис-(трет-бутилперокси-п-изопропил)бензол или 2,5-диметил-2,5-ди-(трет-бутилперокси)гексин-3.
[Заместитель, имеющий дипольный момент не менее 4 дебай]
Электроизоляционная полимерная композиция настоящего изобретения содержит полиолефин, к которому методом привитой полимеризации привиты заместители, имеющие дипольный момент не менее 4 дебай. Посредством этого полярные группы равномерно распределяются в полимерной композиции, и пространственный заряд захватывается в этих полярных группах. Содержание привитого компонента предпочтительно находится в интервале от 10 до 10000 ч/млн (частей на миллион) относительно композиции. Содержание привитого компонента, превышающее верхний предел указанного интервала, может вызвать увеличение количества примесей (повышенное число частиц (unbar number)), которые не проходят через сито во время экструзии и ухудшают физические свойства, т.е. кристалличность, в то время как содержание привитого компонента менее указанного нижнего предела приводит к утрате эффекта улавливания заряда. Как описано выше, примерами заместителей являются одна или несколько остаточных групп, выбранных из группы, состоящей из остаточных групп нафталевой кислоты, нафталевого ангидрида, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты и нафтойной кислоты.
[Получение электроизоляционной полимерной композиции]
Электроизоляционную полимерную композицию по настоящему изобретению можно получить путем смешивания смол (А) и (В), а также смолы (А) или (В), к которой привит малеиновый ангидрид, например, с использованием вальцев при температуре 140°С-180°С. В процессе получения при необходимости можно известным способом добавить антиоксидант; однако снижения свойств, вызываемого таким добавлением, в электроизоляционной полимерной композиции по настоящему изобретению не обнаружено.
[Нанесение покрытия на проводник]
Электроизоляционную полимерную композицию можно нанести на проводники, такие как электрические провода или кабели, любым обычным способом формирования покрытия методом экструзии. Покрытие методом экструзии можно нанести непосредственно на проводники или на полупроводящие слои, или на защитные слои, формируемые на проводниках.
ПРИМЕРЫ 1-5 И ПРИМЕРЫ 1-3 ДЛЯ СРАВНЕНИЯ
Полимерные материалы (А) и (В) и маточную смесь, в которой присутствует привитый методом привитой полимеризации малеиновый ангидрид, разминают на вальцах при 150°С таким образом, чтобы получить композиции, указанные в табл.1 (примеры 1-5) и табл.2 (примеры 1-3 для сравнения) соответственно, и из полученных таким образом композиций формуют образцы в виде листов.
Образец сшитого полиэтилена (XLPE от англ. crosslinked polyethylene) в примере 3 для сравнения разминают при 120°С.
Каждый образец испытывают согласно описанным далее методам. Результаты приводятся в таблицах 1 и 2.
(Электрические свойства)
Устойчивость при изменении полярности. Устойчивость при изменении полярности оценивают по явлению накопления пространственного заряда, вызывающего искажение электрического поля при изменении полярности. Иными словами, ее оценивают путем измерения увеличения напряжения из-за накопления пространственного заряда. Чем ближе увеличение напряжения к 1, тем лучше.
Сопротивление напряжению DC. Сопротивление напряжению DC представляют с помощью относительной величины при сравнении с XLPE при комнатной температуре. Предпочтительно, чтобы указанная величина была настолько высока, насколько возможно.
Сопротивление импульсному напряжению. Сопротивление импульсному напряжению представляют с помощью относительной величины при сравнении с XLPE при комнатной температуре. Предпочтительно, чтобы указанная величина была настолько высока, насколько возможно.
(Технологичность)
Длительная технологичность. Длительную технологичность оценивают по числу частиц (относительная величина), улавливаемых ситом 635 меш во время испытания путем экструзии без направляющей головки с использованием экструдера диаметром 20 мм. Предпочтительно, чтобы указанная величина была настолько мала, насколько возможно.
Технологичность. Технологичность оценивают путем сжатия смолы и обратного двигательного момента распределительной решетки во время испытания путем экструзии без направляющей головки с использованием экструдера диаметром 20 мм. Температура экструзии 140°С (130°С в случае примера 3 для сравнения).
Таблица I
  ПРИМЕРЫ
1 2 3 4 5
Смола (А)          
MFR 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
Мас.% 70 60 70 70 70
Смола (В)          
Тип (1) LDPE LDPE sLLDPE LDPE zLLDPE
MFR 0,2 1,0 1,3 0,2 0,8
Мас.% 30 30 30 30 30
Тип (2)   sLLDPE      
MFR   1,3      
Мас.%   10      
Малеиновый ангидрид мол/г ×10-7 10 10 10 1 10
(Электрические          
свойства)          
- Сопротивление          
напряжению DC 1,47 1,51 1,45 1,42 1,5
- Сопротивление          
импульсному напряжению 1,32 1,22 1,36 1,30 1,31
- Усиление напряжения          
из-за пространственного          
заряда 1,11 1,13 1,11 1,24 1,10
(Технологичность)          
- Число частиц 0,09 0,09 0,05 0,08 0,12
- Сжатие смолы 135 140 130 135 145
- Двигательный момент 5,8 6,2 5,2 5,7 6,3
Figure 00000001
В приведенных выше таблицах 1 и 2 используют LDPE, zLLDPE и sLLDPE, представляющие собой материалы, описанные далее.
LDPE: полиэтилен низкой плотности, полученный при высоком давлении [W2000 (MFR 1,0) и С110 (MFR 0,2), произведены Japan Polyolefins Co., Ltd.].
zLLDPE: линейный полиэтилен низкой плотности, полученный полимеризацией с использованием катализатора Циглера-Натты [FZ103-0 (MFR 0,8), произведен Sumitomo Chemical Co., Ltd.].
sLLDPE: линейный полиэтилен низкой плотности, полученный полимеризацией с использованием металлоценового одноцентрового катализатора [FV103 (MFR 1,3) и FV401 (MFR 4,0), произведены Sumitomo Chemical Co., Ltd.].
Сшитый полиэтилен: 100 мас. частей W2000, 2,0 мас. части пероксида дикумила и 0,2 мас. части 4,4'-тиобис(2-трет-бутил-5-метилфенола).
Как видно из примера 3 для сравнения в табл.2, сшитый полиэтилен, не содержащий сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, имеет большое усиление напряжения, т.е. 1,42, из-за накопления пространственного заряда, что указывает на плохую устойчивость к изменению полярности.
Как видно из примера 1 для сравнения в табл.2, в случае, когда содержание сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, составляет 50%, а в качестве смолы (В) используют LDPE, сопротивление импульсному напряжению низкое, т.е. 0,84.
Как видно из примера 2 для сравнения в табл.2, в случае, когда содержание сополимера (А) этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, составляет 50%, а в качестве смолы (В) используют линейный полиэтилен низкой плотности, полученный полимеризацией с использованием металлоценового катализатора, сжатие смолы высокое, т.е. 160, что указывает на плохую технологичность.
По сравнению с композициями примеров для сравнения, композиции примеров 1-5, приведенных в табл.1, обнаруживают превосходные сопротивление напряжению DC и импульсному напряжению, устойчивость к усилению напряжения и технологичность.

Claims (8)

1. Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что в качестве полупроводящего слоя между проводником и изолирующим слоем и между изолирующим слоем и наружным защитным слоем соответственно использована полупроводящая полимерная композиция, полученная путем добавления обеспечивающего проводимость материала к электроизоляционной полимерной композиции, содержащей полимерную композицию, содержащую первый сополимер этилена и α-олефина, полученный сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, полиолефиновую смолу, представляющую собой иной полиолефин, чем первый сополимер этилена и α-олефина, и полиолефин с привитым полимеризацией заместителем, имеющим дипольный момент не менее 4 дебай.
2. Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что в качестве полупроводящего слоя между проводником и изолирующим слоем и между изолирующим слоем и наружным защитным слоем соответственно использована полупроводящая полимерная композиция, полученная путем добавления обеспечивающего проводимость материала к электроизоляционной полимерной композиции, содержащей от 60 до 90 мас.% первого сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, от 40 до 10 мас.% полиолефиновой смолы, представляющей собой иной полиолефин, чем первый сополимер этилена и α-олефина, и полиолефин с привитым полимеризацией заместителем, имеющим дипольный момент не менее 4 дебай.
3. Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что на проводник нанесено покрытие из электроизоляционной полимерной композиции, содержащей первый сополимер этилена и α-олефина, полученный сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, полиолефиновую смолу, представляющую собой иной полиолефин, чем первый сополимер этилена и α-олефина, и полиолефин с привитым полимеризацией заместителем, имеющим дипольный момент не менее 4 дебай, а также тем, что в качестве полупроводящего слоя между проводником и изолирующим слоем и между изолирующим слоем и наружным защитным слоем соответственно использована полупроводящая композиция, полученная путем добавления обеспечивающего проводимость материала к указанной электроизоляционной полимерной композиции.
4. Электрический провод или кабель, отличающийся тем, что на проводник нанесено покрытие из электроизоляционной полимерной композиции, содержащей от 60 до 90 мас.% первого сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, от 40 до 10 мас.% полиолефиновой смолы, представляющей собой иной полиолефин, чем первый сополимер этилена и α-олефина, и полиолефин с привитым полимеризацией заместителем, имеющим дипольный момент не менее 4 дебай, а также тем, что в качестве полупроводящего слоя между проводником и изолирующим слоем и между изолирующим слоем и наружным защитным слоем соответственно использована полупроводящая композиция, полученная путем добавления обеспечивающего проводимость материала к указанной электроизоляционной полимерной композиции.
5. Электрический провод или кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что скорость течения расплава первого сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора, составляет от 2 до 10.
6. Электрический провод или кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полиолефиновая смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности, полученного при высоком давлении, сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием катализатора Циглера-Натты, и сополимера этилена и α-олефина, полученного сополимеризацией с использованием одноцентрового катализатора и имеющего по меньшей мере в 2,5 раза меньшую скорость течения расплава, чем первый сополимер этилена и α-олефина.
7. Электрический провод или кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что скорость течения расплава полиолефиновой смолы составляет от 0,1 до 10.
8. Электрический провод или кабель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что заместитель, имеющий дипольный момент не менее 4 дебай, получен привитой полимеризацией одного или нескольких веществ, выбранных из группы, состоящей из нафталевой кислоты, нафталевого ангидрида, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты и нафтойной кислоты.
RU2002129093/09A 2000-03-31 2001-03-29 Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции RU2262145C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-099236 2000-03-31
JP2000099236 2000-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002129093A RU2002129093A (ru) 2004-03-10
RU2262145C2 true RU2262145C2 (ru) 2005-10-10

Family

ID=18613613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002129093/09A RU2262145C2 (ru) 2000-03-31 2001-03-29 Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7196267B2 (ru)
EP (1) EP1283527B1 (ru)
JP (1) JP4341203B2 (ru)
KR (1) KR100756786B1 (ru)
CN (1) CN1215487C (ru)
AT (1) ATE318445T1 (ru)
AU (2) AU4460501A (ru)
DE (1) DE60117365T2 (ru)
DK (1) DK1283527T3 (ru)
NO (1) NO328136B1 (ru)
RU (1) RU2262145C2 (ru)
WO (1) WO2001075904A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464287C2 (ru) * 2007-05-02 2012-10-20 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Композиции на основе полиэтилена высокой плотности, способ их получения, литьевые формованные изделия из них и способ получения данных изделий
RU2571663C2 (ru) * 2010-03-17 2015-12-20 Бореалис Аг Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами
RU2579146C2 (ru) * 2010-03-17 2016-04-10 Бореалис Аг Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами
RU2656335C2 (ru) * 2013-08-02 2018-06-05 Р&Д Инновактион С.Р.Л. Гранулированный материал на основе полиэтилена, способ его получения и его применение для изготовления кабелей
RU2670101C1 (ru) * 2017-09-26 2018-10-18 Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" Полиэтиленовая композиция для наружной оболочки кабеля и наружного изоляционного покрытия стальных труб
US11299616B2 (en) 2017-06-29 2022-04-12 Dow Global Technologies Llc Moisture-cured wire and cable constructions

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6670554B1 (en) * 2002-10-07 2003-12-30 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation High-voltage direct current cable insulation
WO2009023448A1 (en) 2007-08-13 2009-02-19 Polyone Corporation Electrically conductive polyolefin blends
IN2012DN03434A (ru) * 2009-11-11 2015-10-23 Borealis Ag
US8388868B2 (en) * 2010-02-01 2013-03-05 General Cable Technologies Corporation Vulcanizable copolymer semiconductive shield compositions
CN102532637B (zh) * 2010-12-10 2013-12-18 浙江万马高分子材料有限公司 高压直流输电电缆用绝缘材料
CN107001728A (zh) * 2014-10-27 2017-08-01 北欧化工股份公司 具有优越电性能的用于电缆应用的聚合物组合物
CN116102818A (zh) * 2014-10-27 2023-05-12 北欧化工股份公司 具有优越电性能的聚合物组合物以及电缆
US11410788B2 (en) * 2014-12-19 2022-08-09 Borealis Ag Polymer composition for W and C application with advantageous electrical properties
JP6205032B1 (ja) 2016-08-09 2017-09-27 株式会社Ｎｕｃ 直流電力ケーブル用絶縁性樹脂組成物、樹脂架橋体、直流電力ケーブル、直流電力ケーブル接続部の補強絶縁層形成用部材および直流電力ケーブル接続部
CN109438807B (zh) * 2018-10-29 2020-12-01 北京科技大学 一种绝缘材料及其制备方法和应用
KR102209153B1 (ko) * 2019-11-06 2021-01-28 한화토탈 주식회사 직류 절연 특성이 개선된 연질 폴리올레핀 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품
CN113419147B (zh) * 2021-06-29 2022-07-19 广西电网有限责任公司电力科学研究院 基于雷达谱图式的可视化电缆绝缘状态诊断评估方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1031991A1 (ru) 1982-02-08 1983-07-30 Башкирский государственный университет им.40-летия Октября Полимерна электроизол ционна композици
JPS59226413A (ja) 1983-06-06 1984-12-19 住友電気工業株式会社 光複合ケ−ブル
JPH01243305A (ja) 1987-11-20 1989-09-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気絶縁ケーブル
JP3275342B2 (ja) 1992-01-17 2002-04-15 住友電気工業株式会社 直流電力ケーブル
JPH06349336A (ja) 1993-06-07 1994-12-22 Nippon Petrochem Co Ltd 電気絶縁用樹脂組成物
JP3345737B2 (ja) 1995-07-12 2002-11-18 新日本石油化学株式会社 電気絶縁材およびそれを用いた電力ケーブル
EP0858081A3 (en) * 1997-02-07 1999-02-03 Mitsubishi Chemical Corporation Semiconductive resin composition and process for producing the same
JPH10279769A (ja) * 1997-02-07 1998-10-20 Mitsubishi Chem Corp 易剥離性半導電性樹脂組成物及びその製造方法
JPH10237237A (ja) 1997-02-24 1998-09-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 難燃性樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル
JPH1129816A (ja) 1997-07-15 1999-02-02 Harima Ceramic Co Ltd 溶鋼真空脱ガス装置敷部の内張り構造
US6372344B1 (en) * 1997-07-23 2002-04-16 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Cables with a halogen-free recyclable coating comprising polypropylene and an ethylene copolymer having high elastic recovery
JP4347920B2 (ja) 1997-10-31 2009-10-21 住友電気工業株式会社 直流電力ケーブル
JPH11224543A (ja) 1998-02-04 1999-08-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 直流電力ケーブル
JPH11339564A (ja) 1998-03-25 1999-12-10 Nippon Unicar Co Ltd ポリエチレン系樹脂組成物および自己支持型ケーブル

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464287C2 (ru) * 2007-05-02 2012-10-20 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Композиции на основе полиэтилена высокой плотности, способ их получения, литьевые формованные изделия из них и способ получения данных изделий
RU2571663C2 (ru) * 2010-03-17 2015-12-20 Бореалис Аг Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами
RU2579146C2 (ru) * 2010-03-17 2016-04-10 Бореалис Аг Полимерная композиция для изготовления проводов и кабелей, обладающая преимущественными электрическими свойствами
RU2656335C2 (ru) * 2013-08-02 2018-06-05 Р&Д Инновактион С.Р.Л. Гранулированный материал на основе полиэтилена, способ его получения и его применение для изготовления кабелей
US11299616B2 (en) 2017-06-29 2022-04-12 Dow Global Technologies Llc Moisture-cured wire and cable constructions
RU2670101C1 (ru) * 2017-09-26 2018-10-18 Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" Полиэтиленовая композиция для наружной оболочки кабеля и наружного изоляционного покрытия стальных труб

Also Published As

Publication number Publication date
NO20024637D0 (no) 2002-09-27
EP1283527B1 (en) 2006-02-22
US7196267B2 (en) 2007-03-27
EP1283527A4 (en) 2003-07-09
US20030149176A1 (en) 2003-08-07
NO20024637L (no) 2002-11-14
DE60117365T2 (de) 2006-08-03
AU2001244605B2 (en) 2006-04-13
CN1215487C (zh) 2005-08-17
AU4460501A (en) 2001-10-15
JPWO2001075904A1 (ja) 2004-01-08
DE60117365D1 (de) 2006-04-27
ATE318445T1 (de) 2006-03-15
NO328136B1 (no) 2009-12-14
CN1421038A (zh) 2003-05-28
EP1283527A1 (en) 2003-02-12
KR100756786B1 (ko) 2007-09-07
WO2001075904A1 (fr) 2001-10-11
DK1283527T3 (da) 2006-07-03
JP4341203B2 (ja) 2009-10-07
KR20030087178A (ko) 2003-11-13
RU2002129093A (ru) 2004-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2262145C2 (ru) Электроизоляционная полимерная композиция и электрический провод или кабель с покрытием из такой композиции
US4526707A (en) Semiconducting compositions and wires and cables using the same
KR101909012B1 (ko) 새로운 조성물 및 이의 용도
CA2578002C (en) Semiconductive polymer composition
JP3334052B2 (ja) 調合エチレン／α−オレフィンエラストマーコンパンド
JP5431419B2 (ja) 高電圧直流ケーブル絶縁体および半導電性遮蔽体
CN109912881B (zh) 包含异种橡胶成分的用于包覆电缆的聚烯烃树脂组合物
KR20200091930A (ko) 유리한 전기적 특성을 갖는 와이어 및 케이블 용도를 위한 중합체 블렌드 조성물
Mori et al. Electrical breakdown of ethylene-acrylic acid copolymer and blend polymer films
KR102695878B1 (ko) 전력 케이블용 폴리프로필렌 수지 조성물
EP4194500A1 (en) High frequency weldable polyolefin composition
JPH08185712A (ja) 電線・ケーブル
KR20050018338A (ko) 수트리 억제 특성과 열산화 안정성이 우수한 가교폴리올레핀 수지 조성물
EA045193B1 (ru) Композиция из смеси полимеров для применения в области проводов и кабелей с преимущественными электрическими свойствами
JP3963228B2 (ja) 絶縁電線
JP2013035944A (ja) 架橋樹脂組成物及びそれを用いた電線・ケーブル
JPH08111125A (ja) 電線・ケーブル
MXPA99005388A (en) Cable resistant to a
JPH02121210A (ja) 耐水トリー性架橋ポリオレフィンケーブル
JP2000067654A (ja) 電気絶縁材料
KR20000016537A (ko) 트리 내성 케이블

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120330