CN102361926B - 用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物 - Google Patents

用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN102361926B
CN102361926B CN201080013749XA CN201080013749A CN102361926B CN 102361926 B CN102361926 B CN 102361926B CN 201080013749X A CN201080013749X A CN 201080013749XA CN 201080013749 A CN201080013749 A CN 201080013749A CN 102361926 B CN102361926 B CN 102361926B
Authority
CN
China
Prior art keywords
density polyethylene
polyethylene resin
power cable
joule
enthalpy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201080013749XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102361926A (zh
Inventor
曺圭哲
李文硕
金洪大
蔡圣锡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aiskai Zhixin Co., Ltd
SK Innovation Co Ltd
Original Assignee
Sk Comprehensive Chemistry
SK Energy Co Ltd
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 Sk Comprehensive Chemistry, SK Energy Co Ltd filed Critical Sk Comprehensive Chemistry
Publication of CN102361926A publication Critical patent/CN102361926A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102361926B publication Critical patent/CN102361926B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • 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
    • C08L23/06—Polyethene
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/005—Stabilisers against oxidation, heat, light, ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了用于电力电缆的非交联线性中密度聚乙烯树脂组合物，其可用于绝缘层、半导电层或护层。具体地，非交联聚乙烯组合物包括：100重量份的含有线性中密度聚乙烯树脂的聚合物和0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂，所述线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，差示扫描量热法(DSC)测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30。

Description

用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物
技术领域
本发明涉及用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其中广泛用于绝缘电力电缆领域的交联聚乙烯被非交联型聚乙烯树脂取代。
背景技术
直到二十世纪五十年代，非交联型聚乙烯树脂主要用于电力电缆的绝缘，但在长期耐热性和持久性上存在问题。在二十世纪五十年代，由于联合碳化物公司(Union Carbide)(美国)在用于改善聚乙烯的长期耐热性和持久性的固化技术的发展，电力电缆主是由交联聚乙烯制备的。
聚乙烯是用有机过氧化物或硅烷(美国专利No.6,284,178)通过化学反应或用电子束(美国专利No.4,426,497)进行交联。目前，在电缆业中，主要通过有机过氧化物进行交联制备交联聚乙烯。
由于交联聚乙烯树脂是热固性树脂，其具有优良的耐热性和耐化学性以及良好的电特性。
然而，由于热固性树脂是不可再循环的，因此交联聚乙烯树脂会引起环境污染。因此，需要有一种环境友好型的非交联型热塑性聚乙烯树脂。但是由于显著变差的耐热性，其仅限于用于电力电缆的绝缘。
然而，在一些欧洲国家包括法国，热塑性聚乙烯树脂用于电力电缆的绝缘，以避免交联聚乙烯树脂的环境问题。
在用有机过氧化物交联的聚乙烯生产电力电缆中，交联过程是必需的。交联过程需要高压、高温条件，并具有很低的生产率。即使加工条件的细微改变也会由于不一致的交联而引起产品一致性的降低。
在交联过程中，有机过氧化物被热分解，且从中产生进行交联的自由基。在这一过程中，产生了副产物异丙苯醇、甲烷等，并在绝缘体中形成气泡。为了将它们去除，应施加至少5atm的高压。如果没有去除，气泡会引起绝缘体的破裂。
由于韩国三面环海，空气中含有大量的盐，其经常腐蚀架空电缆的绝缘体并引起火灾。电力电缆绝缘体的腐蚀被称为电痕劣化(failure by tracking)。这是有机绝缘体的固有现象，由此，由碳化产物在绝缘体表面所形成的导电通路引起表面的介电击穿。尽管这是由于高温由表面放电或发出火花放电而引起的，但它的产生于各种因素有关，包括水分、盐、酸雨无机或纤维尘埃、化学品等。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的在于提供用于制备电力电缆的组合物，其具有优良的放电性，特别是耐电痕性(tracking resistance)，同时保持了用于电力电缆绝缘体的最重要和最基本的电特性，如绝缘性和介电性。
更具体地，本发明提供一种含有非交联型聚乙烯树脂的组合物，其是可回收的，因此环保并且可显著降低生产成本。因此，本发明旨在提供含有线性中密度聚乙烯树脂的组合物，所述聚乙烯含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，以改善现有聚乙烯树脂的长期热稳定性和持久性。
本发明的另一个目的在于提供还含有具有特殊性质的高密度聚乙烯树脂的组合物，以进一步改善电特性。
本发明再一个目的在于提供一种不仅可用于绝缘体还可用于半导电层或护层(sheath layer)的组合物。
技术方案
为实现上述的目的，本发明提供用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其含有：100重量份的含有线性中密度聚乙烯树脂的聚合物和0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂，所述聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，差示扫描量热法(DSC)测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30。
该组合物还可含有以100重量份的聚合物计5～40wt％的高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数为0.1～0.35g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为190～250焦耳/克，分子量分布为3～30。也就是说，线性中密度聚乙烯树脂可单独使用或和高密度聚乙烯树脂组合使用。当线性中密度聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂组合使用时，组合物还可含有60～95wt％的线性中密度聚乙烯树脂和5～40wt％的高密度聚乙烯树脂。
此外，如有必要，还可含有以100重量份的聚合物计1～5重量份的碳黑。
也就是说，本发明第一个实施方案的非交联聚乙烯组合物包括：100重量份的线性中密度聚乙烯树脂和0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂，所述聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30。
本发明第二个实施方案的非交联聚乙烯组合物包括：100重量份的聚合物和0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂，所述聚合物含有60～95wt％的线性中密度聚乙烯树脂和5～40wt％的高密度聚乙烯树脂，所述线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数为0.1～0.35g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为190～250焦耳/克，分子量分布为3～30。
本发明第三个实施方案的非交联聚乙烯组合物包括：100重量份的线性中密度聚乙烯树脂、0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂以及1～5重量份的碳黑，所述线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30。
本发明第四个实施方案的非交联聚乙烯组合物包括：100重量份的聚合物、0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂以及1～5重量份的碳黑，所述聚合物含有60～95wt％的线性中密度聚乙烯树脂和5～40wt％的高密度聚乙烯树脂，所述线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为130～190焦耳/克，分子量分布为2～30，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数为0.1～0.35g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为190～250焦耳/克，分子量分布为3～30。
本发明还提供含有前述组合物之一的应用于绝缘层、半导电层或护层的电力电缆。
有益效果：
本发明提供非交联型聚乙烯树脂组合物，其是可回收的，因此是环保的并具有极佳的绝缘性、介电性和放电性以及良好的耐热性。
具体实施方式
接下来，将参考附图对本发明的实施方案进行更详细的说明。
在本发明中，α-烯烃共聚单体被用于诱导缚结分子(tie-molecule)的形成，以显著提高长期耐热性和耐久性，而没有聚乙烯的固化。此外，添加所选的添加剂以提高耐热性。进一步地，为了保持最重要和最基本的电特性，即绝缘性和介电性能，特别是改善耐电痕性，将含有α-烯烃共聚单体的线性中密度聚乙烯树脂与高密度聚乙烯树脂复合(compound)。
线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃。所述具有4个或以上碳原子的α-烯烃选自丁烯、戊烯、甲基戊烯、己烯、辛烯和癸烯。
而且，线性中密度聚乙烯树脂的熔融指数(以下称为MI)为0.6～2.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)。如果MI低于0.6g/10min，由于聚合物产物的减少而变得不经济。如果MI超过2.2g/10min，耐电痕性降低。更优选地，当MI为1.4～1.9g/10min时，能获得优良的耐电痕性。
此外，线性中密度聚乙烯树脂用差示扫描量热仪(DSC)测定的焓为130～190焦耳/克。如果DSC测定的焓低于130焦耳/克，长期耐热性降低。如果DSC测定的焓超过190焦耳/克，蠕变特性降低。更优选地，当DSC测定的焓为150～190焦耳/克时，能获得优良的蠕变特性。
此外，线性中密度聚乙烯树脂的分子量分布为2-30。如果分子量分布低于2，在加工电力电缆过程中会在表面发生熔裂。如果超过30，聚乙烯的聚合变得困难。更优选地，当分子量分布为3.5～23时，树脂的合成以及将树脂加工成电力电缆更加容易。
含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃的线性中密度聚乙烯树脂能克服现有聚乙烯的缺点。具体地，可制备成
Figure BPA00001443255700051
或以上的层片厚度，从而可在95℃的水浴中承受3.5Mpa的圆周应力超过2,000小时，并在室温(23℃)和低温(-40℃)下分别具有至少1,250和1,700kg/cm的冲击强度。
在线性中密度聚乙烯树脂的聚合过程中，α-烯烃诱导缚结分子的形成，其和碳主链成键，并和树脂的晶体部分和非晶体部分牢固地连接，从而增强了长期耐热性和电特性。
线性中密度聚乙烯树脂可单独使用，但为了提供更加优异的绝缘性、尤其是耐电痕性，其可与MI为0.1～0.35g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为190～250焦耳/克以及分子量分布为3～30的高密度聚乙烯树脂组合使用。当60～95wt％的线性中密度聚乙烯树脂和5～40wt％的高密度聚乙烯树脂组合使用时，可获得优异的耐电痕性。如果线性中密度聚乙烯树脂的含量低于60wt％，或者高密度聚乙烯树脂的含量超过了40wt％，蠕变特性变差。如果线性中密度聚乙烯树脂的含量超过了95wt％，或高密度聚乙烯树脂的含量低于5wt％，可能无法显著改善耐电痕性。
高密度聚乙烯树脂的MI为0.1～0.35g/10min(在190℃，负荷为5kg下)。如果MI低于0.1g/10min，现有设备的加工型不好，而且生产率也会降低。如果MI超过0.35g/10min，耐电痕性的改善不是很显著。更优选地，当MI为0.2～0.3g/10min(在190℃，负荷为5kg下)时，耐电痕性优异。
如果高密度聚乙烯树脂经DSC测定的焓低于190焦耳/克，长期耐热性的改善不是很显著。如果DSC测定的焓超过250焦耳/克，长期蠕变特性降低。更优选地，当DSC测定的焓为200～220焦耳/克，能获得优良的长期蠕变特性。
而且，高密度聚乙烯树脂的分子量分布为3～30。如果分子量分布低于3，加工性变差。如果分子量分布超过30，长期耐热性改善不是很显著。更优选地，当分子量分布为5～23时，可获得优良的长期耐热性。
线性中密度聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂的分子量和密度可为单峰或双峰分布。
本发明的组合物含有0.1～10重量份的一种或多种选自阻燃剂，、氧化稳定剂，、紫外线稳定剂，、热稳定剂和加工助剂的添加剂。优选地，添加剂的用量以100重量份的树脂计为0.1～10重量份。如果用量小于0.1重量份，在超过20,000小时时，聚合物的分解会加速。如果用量超过10重量份，绝缘体的机械特性会降低。
氧化稳定剂、紫外线稳定剂和热稳定剂用于在电力电缆的运输、储存和使用中改善长期蠕变特性。作为具体的实施例，可使用受阻酚(hindered phenols)、亚磷酸盐、苯甲酮、受阻胺类光稳定剂(HALS)或硫酯。
阻燃剂用于提供阻燃性。作为具体的实施例，可使用氢氧化铝、氢氧化镁或纳米粘土。
加工助剂用于改善耐热性和降低加工负荷。作为具体的实施例，可使用氟橡胶或氟烯烃共聚物。
为了改善半导电性和长期耐候性，本发明的组合物还可含有碳黑。优选地，使用量以100重量份的聚合物计为1～5重量份。如果碳黑的使用量小于1重量份，在超过20,000小时时，聚合物的分解会加速。如果它的使用量超过5重量份，绝缘体的机械特性会降低。当碳黑和树脂混合形成母料时，可获得优良的相容性。
因为电缆的绝缘层应具有绝缘性，并且不会被例如UV影响，因此其可不含碳黑。
实施例
现在将描述实施例和实验例。下述的实施例和实验例仅作说明之用，并非旨在限制本发明的范围。
本发明组合物的电特性(绝缘性、介电性和放电性)评价如下。
表1：电特性测试
Figure BPA00001443255700081
a.介电击穿测试
介电击穿测试评价对电压的耐久性。更好的对电压的耐久性表示具有更好的绝缘性。
-测试方法
当电压升至500V/s时进行介电击穿测试。为了获得威布尔分布和减少误差，尽可能多的增加样本数量。测量仪器的电极是圆的以防止边缘的电场集中，且该测试在绝缘油中进行以防止空气层的排出。制备测试样品使其具有至少为10厘米×10厘米的足够大的面积，以防止与电极的直接传导。
b.绝缘电阻测试
绝缘电阻(体积电阻率，[Ωcm])也是用于高压电缆的绝缘材料的重要特性。它用于量度材料对抗电流流动的强度。更高的绝缘电阻表明是优良的绝缘材料。
-测试方法
测试样品安装在负荷为10kgf的电池内。施加500v电压1分钟后进行绝缘电阻测试。将测试样品制备成约为1mm厚度。测定5个样品，将结果进行平均。
c.介电常数测试
韩国使用交流电(AC)配电。这是因为AC与直流电(DC)相比可更有利地稳定供应电压。因此，电力电缆绝缘材料的介电常数是非常重要的。介电常数与电力电缆的分配性能和故障紧密相关。更低的介电常数表明是优良的绝缘材料。
-测试方法
使用介电分析仪(Dielectric analyzer，DEA)测定介电常数。将测试样品制备成长度约为200μm，并将银涂料涂到样品的表面以最小化接触电阻。测试在室温，1MHz下进行。
d.介电损耗测试
介电损耗对于AC电力电缆来说是非常重要的，并在预测电缆特性和故障方面也很重要。特别是，由于绝缘材料的介电损耗与实际事故密切相关，因此在设计电缆时选择介电损耗低的绝缘材料是必需的。
-测试方法
用与介电常数测试相同的方法进行介电损耗测试。使用DEA，并将测试样品制备成约200μm的长度。将银涂料涂到样品的表面以最小化接触电阻，在室温，10-1～107Hz下进行测定。
e.耐电痕试验
耐电痕试验用于预测绝缘材料在严酷的环境下的操作寿命。它是一种模拟失效的加速试验，例如在高压下用盐进行。
-测试方法
根据IEC60587进行耐电痕试验。在标准的恒压跟踪法(constanttracking voltage method)和逐级电压跟踪法(stepwise tracking voltagemethod)中，选择恒压跟踪法。利用热压将测试样品制备成50mm x120mm x 6mm大小，将0.1wt％NH4Cl+0.02wt％非离子剂(TritonX-100)的水溶液作为污染溶液。将五个样品以与地面成45°斜角进行固定。当以0.6mL/min的流速流动污染溶液时，在两个电极之间施加4.5kV的电压。观察在6小时内，是否有故障(failure)发生(IEC60587的1A 4.5类)。结果用通过或失败进行评价。
f.耐热测试I
根据KEPCO标准ES-6145-0006进行电力电缆绝缘体的耐热测试。如标准中的4.3.5中所述，根据KSC 3004，19进行室温测试，根据KSC 3004，20(高温)进行高温测试。对于高温测试，将测试样品置于120℃的对流烘箱中120小时，在室温(24℃)下放置4小时后，在10小时内测定抗张强度和延伸率。
g.耐热测试II
根据我们自己的方法测试电力电缆绝缘体的长期耐热性。
使用与耐热性测试I类似的方法进行测试，除将测试样品置于110℃的对流烘箱中5,000或10,000小时，在室温(24℃)下放置4小时后，在10小时内测定抗张强度和延伸率。
h.加工性能测试
用双螺杆挤压机进行挤压(螺杆直径＝19mm，L/D＝20，反向旋转，Brabender，德国)，机筒温度为190/200/210℃，螺杆RPM为60。观察挤出的线(strand)的表观。
i.耐候性(weather resistance)测试
用UV检测器(QUV，Q Pannel)进行耐候性测试。用紫外辐射4小时(60℃)，无紫外辐射4小时(50℃)的一个循环进行加速测试。
实施例1
对于线性中密度聚乙烯树脂(A1)，使用熔融指数为1.9g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，差示扫描量热法(DSC)测定的焓为150焦耳/克以及分子量分布为3.5，且含有作为共聚单体的具有8个碳原子的α-烯烃的树脂。
对于高密度聚乙烯树脂(B1)，使用熔融指数为0.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为220焦耳/克以及分子量分布为23的高密度聚乙烯树脂。
对于添加剂(C)，使用氧化稳定剂、热稳定剂和加工助剂。将添加剂和树脂混合制备用于电力电缆的组合物。
氧化稳定剂含有0.2重量份的作为一级抗氧化剂的Irganox 1330(Ciba-Geigy)和0.2重量份的作为二级抗氧化剂的Irganox 168(Ciba-Geigy)。热稳定剂含有0.3重量份的硫酯AO412s(Adeca，日本)。加工助剂含有0.1重量份的FX9613(Dynamar)。
对于碳黑(D)，使用涂布二氧化钛且平均粒径为18nm，表面积为100m2/g，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸收量为150cc/100g的碳黑。用前述的组分制备用于测试绝缘性、介电性和放电性的测试样品。结果如表5所示。
实施例2
使用与实施例1相同的树脂(A1，B1)。如表2所示制备测试样品，按照实施例1进行物理性质的测试。
实施例3
按照与实施例1相同的方法，制备测试样品，如表1所示，除了使用熔融指数为1.4g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为190焦耳/克以及分子量分布为19，且含有作为共聚单体的具有8个碳原子的α-烯烃的线性中密度聚乙烯(A2)，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
实施例4
按照与实施例1相同的方法，制备测试样品，如表1所示，除了使用熔融指数为0.3g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为200焦耳/克以及分子量分布为5的高密度聚乙烯树脂(B2)，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
实施例5
按照与实施例1相同的方法制备测试样品，除了仅使用线性中密度聚乙烯树脂(A1)，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
实施例6
按照与实施例5相同的方法制备测试样品，除了不使用碳黑，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
表2
Figure BPA00001443255700121
A：线性中密度聚乙烯
B：高密度聚乙烯树脂
C：添加剂
D：碳黑
MI：熔融指数(g/10min，在190℃，负荷为5kg下)
DSC：DSC测定的焓(焦耳/克)
MWD：分子量分布
pbw：重量份
比较例1
使用目前用于22.9kV架空电缆的绝缘层且耐电痕性改良到足以满足KEPCO标准(ES-6145-0021：ACSR/AW-TR/OC)的80％交联的聚乙烯树脂(过氧化物交联)。
比较例2
如表3所示，使用实施例1的线性中密度聚乙烯树脂(A1)和高密度聚乙烯树脂(B1)制备测试样品，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例3
如表3所示，按照与实施例1相同的方法制备测试样品，除了使用熔融指数为1.8g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为120焦耳/克以及分子量分布为3.5，且含有作为共聚单体的具有8个碳原子的α-烯烃的线性中密度聚乙烯(a1)，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例4
使用实施例1的线性中密度聚乙烯树脂(A1)和熔融指数为0.2g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为260焦耳/克以及分子量分布为3的高密度聚乙烯树脂(b1)制备测试样品，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例5
使用熔融指数为0.8g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为205焦耳/克以及分子量分布为3.0的线性中密度聚乙烯(a2)制备测试样品，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例6
使用熔融指数为3.0g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为150焦耳/克以及分子量分布为3.7的线性中密度聚乙烯(a3)制备测试样品，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例7
使用实施例1的线性中密度聚乙烯树脂(A1)和熔融指数为0.3g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为180焦耳/克以及分子量分布为4的高密度聚乙烯树脂(b2)制备测试样本，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
比较例8
使用实施例1的线性中密度聚乙烯树脂(A1)和熔融指数为0.1g/10min(在190℃，负荷为5kg下)，DSC测定的焓为210焦耳/克以及分子量分布为2.1的高密度聚乙烯树脂(b3)制备测试样品，并且按照实施例1进行物理性质的测试。
表3
Figure BPA00001443255700141
A：线性中密度聚乙烯
B：高密度聚乙烯树脂
C：添加剂
D：碳黑
MI：熔融指数(g/10min，在190℃，负荷为5kg下)
DSC：DSC测定的焓(焦耳/克)
MWD：分子量分布
pbw：重量份
表4
Figure BPA00001443255700142
A：线性中密度聚乙烯
B：高密度聚乙烯树脂
C：添加剂
D：碳黑
MI：熔融指数(g/10min，在190℃，负荷为5kg下)
DSC：DSC测定的焓(焦耳/克)
MWD：分子量分布
pbw：重量份
表5
Figure BPA00001443255700151
表6
Figure BPA00001443255700152
表7
从表5至表7中可以看出，本发明的组合物尽管使用了非交联型聚乙烯树脂，但与现有的交联聚乙烯树脂相比，表现出相当的或更优的物理性质。特别是，它们比实施例1中的现有交联聚乙烯树脂组合物表现出更优的绝缘性、放电性和耐热性。此外，本发明的组合物表现出优异的耐候性。
本申请含有2009年3月24日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.10-2009-0025128涉及的主题，其内容以参阅的方式全文并入本申请。
虽然本申请用具体的实施方案进行了描述，但在不背离所附权利要求所定义的精神和范围下，本领域技术人员显然可对本申请进行各种变型和改变。
工业实用性
本发明提供了非交联型聚乙烯树脂组合物，其可回收因而非常环保，并表现出优良的绝缘性、介电性、放电性以及良好的耐热性。

Claims (7)

1.用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其含有:
100重量份的含有线性中密度聚乙烯树脂的聚合物和0.1~10重量份的一种或多种选自阻燃剂、氧化稳定剂、紫外线稳定剂、热稳定剂和加工助剂的添加剂，所述线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数在190℃、负荷5kg下为0.6~2.2g/10min，差示扫描量热法（DSC）测定的焓为130~190焦耳/克，分子量分布为2~30；其中，所述α-烯烃选自丁烯、戊烯、甲基戊烯、己烯、辛烯和癸烯。
2.根据权利要求1所述的用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其还含有以100重量份的聚合物计5~40wt%的高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数在190℃、负荷5kg下为0.1~0.35g/10min，DSC测定的焓为190~250焦耳/克，分子量分布为3~30。
3.根据权利要求1或2所述的用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其还含有以100重量份的聚合物计1~5重量份的碳黑。
4.根据权利要求1所述的用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其中，线性中密度聚乙烯树脂含有作为共聚单体的具有4个或以上碳原子的α-烯烃，熔融指数在190℃、负荷5kg下为1.4~1.9g/10min，DSC测定的焓为150~190焦耳/克，分子量分布在3.5~23。
5.根据权利要求2所述的用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物，其中高密度聚乙烯树脂的熔融指数在190℃、负荷5kg下为0.2~0.3g/10min，DSC测定的焓为200~220焦耳/克，分子量分布为5~23。
6.使用权利要求1~5任一项所述的非交联聚乙烯组合物制备的电力电缆。
7.一种多层电力电缆，其含有用于绝缘层、半导电层或护层的权利要求1~5任一项所述的非交联聚乙烯组合物。
CN201080013749XA 2009-03-24 2010-03-22 用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物 Active CN102361926B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0025128 2009-03-24
KR1020090025128A KR101311230B1 (ko) 2009-03-24 2009-03-24 전력케이블용 비 가교 폴리에틸렌 조성물
PCT/KR2010/001738 WO2010110559A2 (en) 2009-03-24 2010-03-22 Uncrosslinked polyethylene composition for power cable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102361926A CN102361926A (zh) 2012-02-22
CN102361926B true CN102361926B (zh) 2013-06-26

Family

ID=42781642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080013749XA Active CN102361926B (zh) 2009-03-24 2010-03-22 用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8729393B2 (zh)
EP (1) EP2417194B8 (zh)
JP (1) JP5690807B2 (zh)
KR (1) KR101311230B1 (zh)
CN (1) CN102361926B (zh)
WO (1) WO2010110559A2 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2792990C (en) 2010-03-17 2019-05-14 Borealis Ag Polyethylene polymer composition and power cable with improved electrical properties
CN102947895B (zh) * 2010-03-17 2017-03-08 北欧化工股份公司 具有优良电特性的用于电力电缆应用的聚合物组合物
FR2972561A1 (fr) * 2011-03-08 2012-09-14 Nexans Cable electrique a moyenne ou haute tension
JP6080350B2 (ja) * 2011-10-31 2017-02-15 矢崎総業株式会社 ワイヤハーネス
KR101441085B1 (ko) 2012-03-26 2014-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 전력케이블용 비 가교 폴리에틸렌 조성물
JP6322650B2 (ja) * 2012-12-21 2018-05-09 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 収縮を低減しかつ加工性を高めたケーブル外被用ポリオレフィン系化合物
KR101553520B1 (ko) 2013-02-06 2015-09-16 에스케이이노베이션 주식회사 전력케이블용 비 가교 폴리에틸렌 조성물
ES2699984T3 (es) * 2013-05-23 2019-02-13 Dsm Ip Assets Bv Fibra de UHMWPE
US20140377577A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-25 Equistar Chemicals, Lp Blended polymer compositions suitable for use in wire and cable applications and methods of making the same
CN103881252A (zh) * 2014-02-14 2014-06-25 安徽旺达铜业发展有限公司 一种潜水电机用防水橡胶电缆料及其制备方法
EP3051538B1 (en) 2015-01-27 2017-06-14 Lapp Engineering & Co. Method for producing an insulation material
CN109348719B (zh) * 2016-06-30 2021-12-10 陶氏环球技术有限责任公司 无焊接线和突起的半导体屏蔽
CN108794691A (zh) * 2018-06-29 2018-11-13 重庆文理学院 用于电缆的非交联聚烯烃组合物
WO2020028013A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 Dow Global Technologies Llc Fused filament fabrication manufacturing method and polymer blend used therein
EP3604398B1 (en) 2018-08-04 2023-07-12 Petkim Petrokimya Holding Anonim Sirketi Method for producing high homogeneity crosslinkable polyethylene
BR112022011747A2 (pt) 2019-12-19 2022-09-13 Borealis Ag Mescla que compreende reciclado à base de polietileno
WO2021233818A1 (en) 2020-05-20 2021-11-25 Borealis Ag Upgraded polyethylene for jacketing
CN115516028B (zh) 2020-05-20 2023-06-13 北欧化工公司 护套用升级聚乙烯
US20230227636A1 (en) 2020-05-20 2023-07-20 Borealis Ag Upgraded polyethylene for jacketing
EP4023712A1 (en) * 2020-12-29 2022-07-06 Borealis AG Highly track resistant polyethylene compositions for wire and cable applications
CN118043395A (zh) 2021-10-06 2024-05-14 北欧化工公司 用于电缆应用的聚乙烯共混物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6228917B1 (en) * 1998-06-16 2001-05-08 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Polyethylene crosslinkable composition
JP2002109970A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Fujikura Ltd 電力ケーブル

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1157993A (en) 1981-05-01 1983-11-29 Eric G. Kent Polymeric covering material comprising a crosslinked mixture of polyethylene and polybutadiene
GB2174095A (en) 1985-03-20 1986-10-29 Dainichi Nippon Cables Ltd Flame-retardant resin compositions
JPH0637585B2 (ja) * 1988-12-17 1994-05-18 日産丸善ポリエチレン株式会社 電線被覆用エチレン共重合体組成物
IE920241A1 (en) * 1991-08-23 1993-02-24 Hitachi Cable Non-halogenated fire retardant resin composition and wires¹and cables coated therewith
US5288785A (en) * 1993-06-14 1994-02-22 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Low voltage power cables
DE19503672A1 (de) * 1995-01-25 1996-08-01 Siemens Ag Mehradriges, kunststoffisoliertes Niederspannungs-Starkstromkabel
US5707732A (en) * 1995-07-31 1998-01-13 Nippon Unicar Company Limited Flame retardant cable
FI962715A (fi) * 1996-07-01 1998-01-02 Nk Cables Oy Koaksiaalinen suurtaajuuskaapeli sekä sen eriste
JPH10334740A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd ケーブル用の非架橋型樹脂組成物
US6410651B1 (en) * 1997-07-23 2002-06-25 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Cables with a halogen-free recyclable coating comprising polypropylene and an ethylene copolymer having high structural uniformity
JPH11176250A (ja) * 1997-12-12 1999-07-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 直流電力ケーブル
KR100352785B1 (ko) * 1998-03-10 2002-09-16 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 에틸렌계 공중합체 조성물 및 그 용도
DK1116244T3 (da) * 1998-09-25 2003-03-31 Pirelli Selvslukkende elektrisk kabel med lav røgudvikling og flammehæmmende sammensætning anvendt deri
US6231978B1 (en) * 1999-03-31 2001-05-15 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Crosslinkable polyethylene composition
US6284178B1 (en) 1999-06-18 2001-09-04 United States Brass Corporation Methods of producing crosslinked polyethylene products
JP2001095395A (ja) * 1999-09-28 2001-04-10 Mitsubishi Chem Mkv Co 農業用多層フィルム
US6861143B2 (en) * 1999-11-17 2005-03-01 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Cable with recyclable covering
US20030173104A1 (en) * 2000-08-07 2003-09-18 Dell'anna Gaia Process for producing a cable, particularly for electrical power transmission or distribution, and cable produced therefrom
US20030113496A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-19 Harris Michael G. Polyethylene melt blends for high density polyethylene applications
TWI237033B (en) * 2002-03-01 2005-08-01 Asahi Kasei Chemicals Corp Modified hydrogenated copolymer
US7998579B2 (en) * 2002-08-12 2011-08-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polypropylene based fibers and nonwovens
JP2004175860A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃性樹脂組成物、その製造方法および電線、ケーブル
JP4036157B2 (ja) * 2003-07-30 2008-01-23 日立電線株式会社 樹脂組成物及びそれを用いた高周波同軸ケーブル
US8192813B2 (en) * 2003-08-12 2012-06-05 Exxonmobil Chemical Patents, Inc. Crosslinked polyethylene articles and processes to produce same
JP5191082B2 (ja) * 2004-12-24 2013-04-24 日本ポリエチレン株式会社 電線、電力ケーブル用ポリエチレン樹脂材料およびその組成物並びにそれらを用いた電線、電力ケーブル
CA2601275A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Dow Global Technologies Inc. Filled polymer compositions made from interpolymers of ethylene/alpha-olefins and uses thereof
AR054239A1 (es) * 2005-03-17 2007-06-13 Dow Global Technologies Inc Modificacion de la reologia de interpolimeros de etileno / alfa olefinas y articulos hechos a partir de los mismos
ATE427329T1 (de) * 2005-06-30 2009-04-15 Borealis Tech Oy Polyethylenzusammensetzung mit verbesserter verarbeitbarkeit
WO2008149943A1 (ja) * 2007-06-05 2008-12-11 Mitsubishi Plastics, Inc. フィルム、該フィルムを用いた成形品、延伸フィルム、熱収縮性フィルム、熱収縮性ラベル及び該ラベルを装着した容器
JP2009161599A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Riken Technos Corp 強磁性熱可塑性樹脂組成物及びその用途

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6228917B1 (en) * 1998-06-16 2001-05-08 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Polyethylene crosslinkable composition
JP2002109970A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Fujikura Ltd 電力ケーブル

Also Published As

Publication number Publication date
EP2417194A2 (en) 2012-02-15
WO2010110559A2 (en) 2010-09-30
KR20100106871A (ko) 2010-10-04
US20120012363A1 (en) 2012-01-19
WO2010110559A3 (en) 2010-12-23
EP2417194B1 (en) 2017-03-01
EP2417194A4 (en) 2014-04-09
EP2417194B8 (en) 2017-08-02
JP5690807B2 (ja) 2015-03-25
JP2012521632A (ja) 2012-09-13
KR101311230B1 (ko) 2013-09-24
US8729393B2 (en) 2014-05-20
CN102361926A (zh) 2012-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102361926B (zh) 用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物
KR101732756B1 (ko) 중간 전압 케이블용 절연체
JP5652452B2 (ja) ノンハロゲン難燃性絶縁電線
JP2007538361A (ja) 耐火ケーブル
KR20110020126A (ko) 전력케이블 절연층용 가교 폴리에틸렌 조성물
KR101441085B1 (ko) 전력케이블용 비 가교 폴리에틸렌 조성물
CN112795191A (zh) 一种高cti聚苯硫醚复合材料及其制备方法
KR101696122B1 (ko) 전도성 외피
CN104995252B (zh) 用于电缆的非交联聚乙烯组合物
CN1496570A (zh) 电线和电缆的绝缘材料
Nazir et al. Electrical tracking, erosion and flammability resistance of high voltage outdoor composite insulation: Research, innovation and future outlook
CN102324274A (zh) 强过载超柔软交联型环保电缆
CN102262936A (zh) 高阻燃超耐低温环保软电缆
CN110128793A (zh) 一种含有聚氨酯的耐热柔性高分子复合绝缘材料配方
CN104829909A (zh) 一种耐高温强度高的硅烷交联聚乙烯电缆料及其制作方法
CN116457898A (zh) 用于电线和线缆应用的高耐电痕化的聚乙烯组合物
CN106832808A (zh) 一种绝缘耐高温电缆料配方
CN107501710B (zh) 150℃耐热交联低烟无卤电子线料及其制作方法
Douar et al. Influence of the rise rate of voltage and leakage distance on flashover gradient and partial discharges level for various polymeric materials under AC stress
CN109370074A (zh) 一种电缆保护套制备配方
CN104558860B (zh) 用于制备具有增强的热稳定性的绝缘材料的聚合物树脂组合物
CA2844291A1 (en) Lead-free cable containing bismuth compound
KR20160086604A (ko) 재활용 가능한 절연애자
KR100747933B1 (ko) 내열성 절연재 제조용 조성물
CN103849079A (zh) 超细粉体改性抗腐蚀阻燃绝缘电缆专用料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: SK INNOVATION CO.,LTD.

Patentee after: Aiskai Zhixin Co., Ltd

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: SK INNOVATION CO.,LTD.

Patentee before: Sk Comprehensive Chemistry