CN102947384B

CN102947384B - 具有优异电特性的适于电线电缆应用的聚和物组合物

Info

Publication number: CN102947384B
Application number: CN201180019496.1A
Authority: CN
Inventors: 阿尔夫·尼尔森; 佩尔奥拉·哈格斯特兰德; 维尔戈特·恩隆德; 安德烈亚斯·法卡斯; 贾尼斯·里图姆斯
Original assignee: Borealis AG
Current assignee: Borealis AG
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: US20130087362A1; KR101959473B1; RU2571663C2; US10208196B2; EP2547729B1; EP2547729A1; CN102947384A; US10626265B2; US20190169414A1; CA2792990A1; WO2011113686A1; BR112012023374B1; RU2012142301A; CA2792990C; KR20130051928A

Abstract

本发明涉及一种具有改善的DC电性能的聚合物组合物，涉及聚合物组合物在生产电缆包层中的应用，还涉及一种至少一个包括所述聚合物组合物的包层围绕的电缆。

Description

具有优异电特性的适于电线电缆应用的聚和物组合物

发明领域

本发明涉及一种用于生产电力电缆优选为直流（DC）电力电缆的包层的聚合物组合物的应用，聚合物组合物优选为可交联的并且后续交联得到直流（DC）电力电缆，聚合物组合物优选为可交联的且后续交联，以进行电缆制备过程，还涉及聚烯烃组合物的子群（subgroup）。

背景技术

通过高压（HP）过程生产的聚烯烃在严苛要求的聚合物应用中得到广泛应用，其中聚合物必须达到高机械和/或电性能要求。例如，在电力电缆应用中，特别是中压（MV）以及尤其是高压（HV）和超高压（EHV）电缆应用中，聚合物组合物的电性能非常重要。

而且，在不同的电缆应用中，例如交流电（AC）和直流电（DC）电缆中的应用中，重要的电性能不同。

一种典型的电力电缆包括至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体，所述电缆通常通过包层在导体上挤出成型。

电缆的交联

所述电缆的一层或多层中的聚合物材料常常是交联的，以改善电缆的包层中聚合物的耐热性和耐变形性、蠕变性、机械强度、耐化学性和抗磨损性。在聚合物的交联反应中，共聚体交联键（桥键）初步形成。交联受到通过诸如产生自由基的化合物的影响。通常，在将包层挤出成型在导体上之前，自由基生成试剂会被优先并入包层材料中。层式电缆形成后，接下来对电缆进行交联处理步骤，引发自由基，从而发生交联反应。过氧化物通常被当做产生自由基化合物。过氧化物分解的产物可能包含挥发性的非期待的副产物，因为，可能对电缆的电性能产生消极的影响。因此，挥发性分解产物，如甲烷，按照惯例在交联和冷却步骤后减小到最低限度，或者除去。这样的排气步骤耗费时间和能量，增加额外的支出。

电导率

DC电导率是一个重要的材料属性，例如对用于高压直流电缆的绝缘材料来说。首先，这种属性的强的温度和电场依存性将影响电场。第二点，由于漏电电流在内外半导体层之间流动，将导致绝缘材料产生热量，该漏电电流依赖于电场强度和绝缘材料的电导率。在高压/高温条件下，绝缘材料的高导电率甚至会导致热失控，因此，为了避免热失控，电导率必须足够低。

因此，在高压直流电缆中，绝缘体因漏电电流受热。在特定电缆设计中，产热量和绝缘材料电导率×(电场强度)²成比例，因此，在电压增大时，会产生更多的热。

JP2018811A公开了用于DC电缆的绝缘层，包括了一个重量分数为2-20%高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的混合物。其记载了该混合物改善直流击穿，提供了脉冲属性。该混合物还混合了质量分数为2-3%的交联剂。电缆的类型和层式结构没有详述。

WO0137289公开了一种用于电缆包层材料的专门的热塑性的丙烯均聚或共聚物。该材料在DC应用上的适用性没有被论述，主要集中在LV、MV和HVAC电缆和电信电缆上。

增加电力电缆特别是直流电力电缆的电压有很高的要求，因此，持续要求找到一种可供选择的具有低电导性的聚合物组合物。该聚合物组合物应当更可取地具有满足于电力电缆实施例要求的好的机械特性。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种新的具有优异电特性、即低电导率的聚合物组合物在生产电力电缆包层、优选为直流（DC）电力电缆包层中的应用。本发明还提供了一种具有优异电特性的聚合物组合物的附属子群。

本发明的另一个目的是提供一种电力电缆、优选为直流电力电缆，其中，至少有一个包层包括了所述的具有优异电特性、即低电导率的聚合物组合物。同时也提供了该电力电缆的制备方法。

本发明及其进一步的目的和其有益效果将会在下述内容中详细论述。

发明内容

本发明提供了一种高度适于电力电缆包层、优选为绝缘层的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：

（a) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯（LDPE），以及

（b）一种异于聚烯烃（a）第二种聚烯烃。

意想不到的是，当非LDPE的聚烯烃（a）与第二聚烯烃（b）混合时，所得聚合物组合物，比起单独的第二聚烯烃（b），表现出改善的电特性。也就是说，本发明的聚合物组合物具有减少的、即低的电导性。在此使用的“减少的”或者“低的”电导性也就是从下述内容所叙述“测定方法”中的直流电导性测量法（1）和（2）中得到的值。低电导率能将不期望的产热降到最低，例如电力电缆优选为DC电力电缆绝缘层中的产热。

低电导率使得聚合物组合物非常适于电力电缆的应用。电力电缆是在任何电压下，通常在高于1k的电压，传送能量的电缆。施加在电力电缆上的电压可以是交流（AC）、直流（DC）或瞬态（脉冲）的。而且聚合物组合物对于AC 或DC电力电缆来说是非常优异的包层材料，该电力电缆可以是低电压（LV）、中电压（MV）、高电压（HV）或者超高电压（EHV）电缆，众所周知的，这些术语代表了工作电压的水平。对于在任何电压工作的HV电力电缆、优选为高于36kV下工作的HV AC或DC电力电缆，聚合物组合物甚至是更优选的包层材料。对于HV AC电缆，工作电压在此是指在AC三相电缆***中两个导体间的电压（RMS）。对于HVDC电缆，工作电压在此是指地面和高压电缆导体之间的电压。优选的电缆是HVDC电力电缆。.

因此，本发明进一步针对一种聚合物组合物用于生产电力电缆、优选为直流（DC）电力电缆的至少一个包层、优选为绝缘层中的应用。其中电力电缆至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体。其中，聚合物组合物包括：

（a) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯（LDPE），以及

（b）一种不同于聚烯烃（a)第二种聚烯烃。

本发明提供一种电力电缆、优选为直流（DC）电力电缆，包括至少被内半导电层，绝缘体层、外半导电层按顺序围绕的导体。其中，至少一个包层、优选为至少绝缘层包括一种聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括：

（a) 一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯（LDPE），和

（b）一种不同于聚烯烃（a)第二种聚烯烃。

“低密度聚乙烯”，LDPE，是高压聚合工艺下生产的聚乙烯。通常，乙烯和可选择性使用的其它共聚单体在高压下的聚合是在引发剂存在下进行的。LDPE聚合物的含义是众所周知的，也被文献记载了。尽管术语LDPE是低密度聚乙烯的缩写，但是，这个术语不能理解为对密度范围的限制，也覆盖了类似LDPE的、具有低、中、加入更高密度的HP聚乙烯。术语LDPE仅仅描述和区别了具有典型特征——如不同的支化结构的HP聚乙烯的类别，与在烯烃聚合催化剂存在下生成的PE相比。

优选地，聚合物组合物用于工作电压40kV或更高、甚至50kV或更高的HV电力电缆的包层。更优选地，该聚合物组合物用于工作电压60kV或更高的HV电力电缆的包层。本发明在高要求电缆的应用中非常可行，可以用于工作电压大于70kV 的HV电力电缆的包层。上限是不受限制的。实际上限能达到900kV。对于在75-400 kV、优选为75-350kV电压下工作的HV电缆的应用，本发明是优异的。对于在工作电压为400-850 kV的高要求的超HV电力电缆应用，本发明也被发现是优异的。在上述任一电压区间工作的优选的HV或超HV电力电缆是指HV DC电力电缆或超HV DC电力电缆。

在下文或权利要求中使用的HV DC电力电缆，在此指HV DC电力电缆、并优选在上述限定的电压下工作，或超高HV DC电力电缆、并优选在上述限定的电压下工作。因此，该术语独立覆盖了HV DC电缆和EHV DC电缆的应用的工作领域。

在此所述的本发明聚合物组合物是指接下来提及的缩写“聚合物组合物”，其聚合物组分如上述定义，并分别缩写为“聚烯烃（a）”和“聚烯烃（b）”。

按照下述“测定方法”中所述的使用1mm厚的薄板样品的DC电导率方法（1）测量，聚合物具有更好的电导性≤160 fS/m，优选地≤150 fS/m，更优选地≤140 fS/m，更优选地≤130 fS/m，更优选地≤120 fS/m，更优选地≤110 fS/m，更优选地≤100 fS/m，更优选地≤90 fS/m，更优选地0.01~80 fS/m。在高要求电特性的实施例中，如在高压下工作，优选地，按照测定方法中所述的使用1mm厚的薄板样品的DC电导率方法（1）测量，聚合物组合物具有低电导率0.01~70 fS/m，更优选地0.05~60 fS/m，更优选地0.05~50 fS/m，更优选地0.05~40 fS/m，更优选地0.05~30 fS/m，更优选地0.05~20 fS/m，更优选地0.05~15 fS/m，更优选地0.05~10 fS/m。

因此本发明还进一步针对一种降低、即提供一种低的用于电力电缆、优选为DC电力电缆聚合物组合物电导率的方法，通过使用本发明的聚合物组合物生产至少一个包层、优选为绝缘层。

基于聚烯烃（a）和可可选择性使用的聚烯烃（b）的组合重量，优选地，聚合物组合物中聚烯烃（a）的量为0.1 to 99.9wt%，优选为≥0.5wt%，优选为0.5-80wt%，更优选为1.0-70 wt%，更优选为1.0-50 wt%，更优选为1.0-40 wt%，更优选为1.0-30 wt%，更优选为1.0-25 wt%，甚至更优选为1.0-20 wt%，甚至更优选为1.0-17 wt%。

聚烯烃（a）优选为由烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯，选自乙烯均聚物或者乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物；或者C3-20 α-烯烃的均聚物或共聚物，优选从丙烯均聚物、丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的异相共聚物、或丁烯均聚物或共聚物中选择。“烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯”经常被叫做“低压聚乙烯”，来明确区别LDPE。两种表达方式在聚乙烯领域都是众所周知的。

根据一个优选的实施例，聚烯烃（a）是从超低密聚乙烯(VLDPE)共聚物、线性低密度聚乙烯(LLDPE)共聚物、中密度聚乙烯(MDPE)共聚物、高密度聚乙烯(HDPE)均聚物或共聚物中选择的聚乙烯。低压聚乙烯具有单峰或多峰分子质量分布。

依照另一个优选的实施例，聚烯烃（a）是丙烯均聚物、丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的异相共聚物。

最优选的聚烯烃（a）是在烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯，从乙烯均聚物或者乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物中选择，如上下文所记载的。更优选地，聚烯烃（a）是MDPE聚合物或HDPE聚合物，甚至更优选为单峰或多峰分子质量分布的HDPE聚合物，如上下文所记载的。

基于聚烯烃（a）和可选择性使用的聚烯烃（b）的组合重量，进一步优选地，聚合物组合物中聚烯烃（b）的量为0.1-99.9wt%，优选为≤99.5wt%，优选为20-99.5wt%，更优选为30-99.099.5wt%，更优选为50-99.0wt%，更优选为60-99.0wt%，更优选为70-99.0wt%，更优选为75-99.0wt%，甚至更优选为80-99.0wt%，更优选为83-99.0wt%。

优选地，第二聚烯烃（b）是为上下文限定聚烯烃（a）范围中的一种不同于聚烯烃（a）的聚烯烃，或者是一种从可选择性非饱和LDPE均聚物或可选择性地乙烯与一种或多种共聚单体的非饱和LDPE共聚物中选择的低密度聚乙烯（LDPE）聚合物。在优选的聚烯烃（b）的实施例中，聚烯烃（b）是从可选择性非饱和LDPE均聚物或可选择性地乙烯与一种或多种共聚单体的非饱和LDPE共聚物中选择的LDPE。

聚烯烃（a）、可选择性使用的第二聚烯烃（b）、进一步的性质和其优选的实施例，将在后续内容中进一步叙述。

优选地，本发明的聚合物组合物是可交联的。

“可交联”意思是，在聚合物组合物在最终应用前，能使用交联剂进行交联。可交联聚合物组合物进一步包括交联剂。优选地，聚合物组合物中的聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）是交联的。而且，交联的聚合物组合物，或者分别地，聚烯烃（a）和可选择性使用的第二聚烯烃（b），更优选地，通过与自由基生产试剂进行的自由基反应交联。本领域众所周知，交联聚合物组合物有典型的网状结构，尤其是互聚交联键（桥键）。根据上下文，技术人员明显可知，交联聚合物组合物可以是，并在此通过聚合物组合物、在交联前或交联后的聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b）具有的性质进行定义。例如，聚合物组合物中交联剂的量或聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b）的组合属性如MFR、密度和/或不饱和度，除非有其他说明，规定为交联前的。“交联的”意味着，交联步骤为交联聚合物组合物进一步提供了技术特征，这使得与现有技术有了其它不同。

交联后，聚合物组合物也具有优异的低电导率。

在实施例中，其中，聚合物组合物不包括交联剂，下述的“测定方法”中所述的电导率，测自于非交联的（换言之，不包含交联剂，也没有和交联剂交联）所述聚合物组合物的一个样品。在实施例中，其中，聚合物组合物是可交联的包括交联剂，电导率测自于所述交联的聚合物组合物的一个样品（换言之，聚合物组合物的一个样品与聚合物组合物中最初含有的交联剂交联，然后测量所获得的交联样品的电导率）。非交联或交联聚合物组合物样品的电导率测量方法在下述“测量方法”中叙述。如果存在，交联剂的用量可以变化、优选在下文给定的范围内变化。

所述“没有交联剂”在此上下文是指，聚合物组合物中不含有任何被添加到聚合物组合物中用于交联所述聚合物组合物的交联剂。

意想不到的是，聚合物组合物，其中交联聚合物组合物包括聚烯烃（a），混合到第二聚烯烃（b）中，比起单独的交联第二聚烯烃（b）具有降低的电导率。

交联也能改善聚合物组合物的机械特性、耐热性和耐变形性。

因此，聚合物组合物优选包括交联剂，交联剂优选为过氧化物。聚合物组合物优选包括过氧化物的含量为，110mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为90 mmo-O-O-/kg聚合物组合物l，优选为0-75mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于50mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于40mmol-O-O-/kg聚合物组合物。

在优选的实施例中，聚合物组合物优选包括过氧化物的含量为，少于37mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于35mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.1-34mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.5-33mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为5.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为7.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为10.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物。

单位“mmol-O-O-/kg聚合物组合物”在此的意思是，测量交联前的聚合物组合物，每千克聚合物组合物中过氧化物官能团的含量。例如，基于聚合物组合物总量（100wt%），含35mmol–O-O-/kg聚合物组合物相当于被熟知的过氧化二异丙苯基的重量百分比为0.95%。

低含量过氧化物可以获得优异的低电导率，可以将现有技术中在电力电缆中使用交联剂而导致的缺陷降到最小。而且，如果需要，使用更低含量的过氧化物可以缩短电缆生产和交联所需的除气步骤。

这种聚合物组合物可以包括一种过氧化物、或两种或多种不同的过氧化物，根据上下文或权利要求中所述的每千克聚合物组合物中过氧化物–O-O-的量（mmol），是每千克聚合物组合物中每种过氧化物–O-O-的总量。合适的有机过氧化物的不受限制的举例为，二叔戊基过氧化物，2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧基）-3-己炔，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷，叔丁基异丙苯基过氧化物，二叔丁基过氧化物，二异丙苯基过氧化物，4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸丁酯，1,1-二（叔丁基过氧基）-3,3,5-三甲基环己烷，过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化二苯甲酰，二（叔丁基过氧基异丙基）苯，2,5-二甲基-2,5-二(过氧化甲苯酰)己烷，1,1-二(叔丁基过氧基)环己烷，1,1-二（叔戊基过氧基）环己烷或者其任意混合物。过氧化物优选为选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，二（叔丁基过氧异丙基）苯，过氧二异丙苯基，叔丁基异丙苯基过氧化物，二叔丁基过氧化物或者其任意混合物，但并不限于这些。最优选为过氧二异丙苯基。

此外，本发明的聚合物组合物可以在聚烯烃（a）、第二聚烯烃（b）和可选择性使用的过氧化物的基材上，进一步包括其它成分，如聚合物成分和/或添加剂，优选添加剂，如聚合物领域熟知的抗氧化剂、防焦剂、交联促进剂、稳定剂、加工助剂、滞燃添加剂、水树抑制添加剂、除酸离子剂、无机填料、稳压剂。聚合物包括优选地通常用于电线电缆应用的添加剂，如一种或多种抗氧化剂，任选地一种或多种防焦剂，或交联促进剂，优选为至少一种或多种抗氧化剂。添加剂的使用量是技术人员熟知的。

作为抗氧化剂的非限制的例子，如空间位阻或半位阻酚类、芳香胺类、脂肪族空间位阻胺类、有机亚磷酸盐、亚磷酸二脂（phosphonite）、硫代物和其混合物可能会被提及。

在本发明的聚合物共聚物中聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）总量，通常占聚合物组合物中组合物成分总重量的至少50%，优选为80-100%，更优选为85-100%。优选地，聚合物组合物只由聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）作为中聚合物组分组成。也就是说，聚合物组合物中除了聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）作为独有的中聚合物组分之外，不含其它聚合物成分。可是，在此应当理解的是，聚合物组合物可能包括除聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）组分之外的其它成分，例如可选地被添加到被称作母料的载体聚合物中的添加剂。

聚合物组合物，优选聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）的一种或两种，优选为第二聚烯烃（b），在选择***联前可选地可以是不饱和的（含有碳碳双键），如将在“第二聚烯烃（b）”中进一步所述。

本发明还提供具有优异电特性的聚合物组合物的子群（subgroup），包括

（a）一种聚烯烃，不是低密度聚乙烯（LDPE），从烯烃聚合催化剂存在下形成的聚乙烯或聚丙烯中选择，优选为MDPE聚合物或HDPE聚合物，最优选为HDPE聚合物，

（b）不同于聚烯烃（a)的第二种聚烯烃，优选为LDPE聚合物，更优选为可选地非饱和LDPE均聚物或可选地乙烯与一种或多种单体的非饱和LDPE共聚物；以及过氧化物，含量为少于37mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于35mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.1-34 mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.5-33 mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为5.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为7.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为10.0-30mmol-O-O-/kg聚合物组合物。该子群优选为可交联的，当交联时，能高度地减小电导率。聚合物组合物的子群是新颖的并且优选的。

在聚合物组合物的这个子群中，基于聚烯烃（a）和可选择性使用的聚烯烃（b）总重量，聚烯烃（a）的含量优选为≤50wt%，更优选为1.0-40wt%，更优选为1.0-30 wt%，更优选为1.0-25 wt%，甚至更优选为1.0-20 wt%。同样优选地，在这个子群中，基于聚烯烃（a）和可选择性使用的聚烯烃（b）总重量，聚烯烃（b）的含量优选为≥50 wt%，更优选为60-99.0wt%，更优选为70-99.0wt%，更优选为75-99.0wt%，甚至更优选为80-99.0wt%。

本发明聚合物组合物的独立的子群也是存在于上下文或权利要求定义的本发明电力电缆的至少一个包层优选为至少绝缘层中聚合物组合物的优选子群。

总的来说，优选地，根据上下文或权利要求的记载的本发明的聚合物组合物和其子群被用来生产绝缘层。优选地，聚合物组合物避免、换言之不包括、炭黑，优选地，聚合物组合物避免、即不包括、通常用作阻燃剂的量的滞燃添加剂，例如包含的阻燃剂的量的金属氢氧化物。

适合于聚合物组合物的聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）成分的接下来的优选实施例、性质和子群是无关联可推广的，这样它们可以按任何顺序、任意组合来进一步限定聚合物组合物和使用该聚合物组合物生产的电缆的优选实施例。而且，很明显指定的聚烯烃（a）和（b）的描述适用于先前的任选地交联的聚烯烃。

如果低压PE或PP，优选低压PP，更有选低压HDPE，作为优选的聚乙烯（a），尽管没有采用任何理论，应当认为：在低压PE或PP中，优选为在低压PE，甚至更优选为在低压HDPE中，存在的晶体的晶片厚度和晶体的重量分数，能进一步促成降低（改善）聚合物组合物的电导率（按照所述DC电导率方法确定）。而且，当聚合物组合物中使用少量优选的聚烯烃（a），能改善聚合物组合物的电导率特性。因此，在一个优选的实施例中，聚合物组合物包括至少3wt%的、通过下述“测定方法”中的DSC方法测量晶体晶片厚度至少为10nm的晶体。晶片厚度至少为10nm的晶体的上限没有限制，可以高达100wt%，在这个实施例中，更优选地聚合物组合物包括通过下述“测定方法”中的DSC方法测量晶体晶片厚度> 10 nm的晶体的分数至少为0.5wt%，优选至少为3%，更优选为5-100%，更优选为10-95%。在这个实施例中，更优选地，聚合物组合物包括聚烯烃（a），该聚烯烃（a）是低压PE或PP，更优选为低压PE，甚至更有选为低压HDPE，其中，聚烯烃（a）包括通过下述“测定方法”中的DSC方法测量晶体晶片厚度>10nm的晶体的分数至少为3wt%，优选至少 5wt%，更优选为10-100wt%，甚至更优选为15-95wt%。甚至更优选地，在这个实施例中，聚合物组合物包括聚烯烃（a），该聚烯烃（a）是低压PE或PP，更优选为低压PE，甚至更有选为低压HDPE，聚烯烃（a）包括通过下述“测定方法”中的DSC方法测量晶片厚度>10nm的晶体的质量分数至少为1wt%，优选至少为wt3%，甚至更优选为5-100%，最优选为10-95%。这些聚合物可以通过商业途径获得，如由北欧化工（Borealis）、英利士（Ineos）、道达石化（Total Petrochemicals）、埃克森美孚（Exxonmobil）、道化学（Dow）等提供。

在上述内容中使用的定义有下列意思：

“晶片厚度”=在材料中晶体晶片厚度（分数*< 0.1 wt%忽略）。

*适用于1摄氏温度区间的晶体分数

“晶片厚度> 10 nm的晶体分数”=在聚合物结晶部分量的基础上厚度> 10 nm的晶体的分数。

“结晶度”=结晶的聚合物的重量分数

“晶片厚度> 10 nm的晶体的重量分数”=晶片厚度> 10 nm的晶体分数x结晶度

这些规定的特性通过下述“测定方法”中的DSC方法测定。

聚烯烃（a）

优选地，聚烯烃（a）是低压聚乙烯，即，在烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯。或者聚烯烃（a）是C3-20 α-烯烃均聚物或共聚物，优选为聚丙烯或丁烯的均聚或共聚物。更优选地，聚烯烃（a）是低压聚乙烯或聚丙烯。

“烯烃聚合催化剂”在此是习用的配位催化剂，优选为齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂、单活性催化剂包括金属茂络合物和非金属茂络合物催化剂、铬催化剂或者其任意的混合物。

术语“聚乙烯”（PE）是乙烯均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物。“聚丙烯”（PP）是丙烯均聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的异相共聚物。

低压PE或PP可以具有单峰或多峰（multimodal）分子量分布（MWD= Mw/Mn)。一般地，聚合物包括至少两种聚合物组分，他们在不同的聚合条件下生产，导致不同的（重均）分子量和分子量分布，为“多峰”。前缀“多（multi）”与聚合物中不同聚合物组分的数量有关。因此，例如，多峰聚合物包括由两种组分组成的所说的“双峰”聚合物。分子量分布曲线图，换言之，表示多峰聚合物分子量的聚合物重量分数曲线图，与单个组分的曲线图相比，有两个或多个最大值，或者通常明显地变宽。例如，如果一种聚合物是利用串联反应器，每个反应器使用不同的条件，在连续多级工艺下生产的，在不同反应器中生产的聚合物组分将有自己的分子量分布和重均分子量。记录每个聚合物的分子量分布曲线，一般情况下，来自于这些组分的独立曲线一起形成较宽的总聚合物产物的分子量分布。

术语“多峰”，除非另作说明，在此指多峰性，至少与分子量分布（MWD= Mw/Mn）有关，也包括双峰聚合物。

本发明可用的多峰低压PE或PP包括一种较低重均分子量（LMW）成分（a）和一种较高重均分子量（HMW）成分（b）。所述LMW成分具有比所述HMW成分低的分子量。

自然地，多峰的低压PE或PP，多峰性与MWD有关，和/或与密度和共聚单体有关。换言之，LMW和HMW组分有不同的共聚单体含量和/或密度。

优选地，低压PE或PP分别具有的分子量分布至少为2.0，优选至少为2.5，优选至少为2.9，优选为3-30，更优选为3.5-20，优选为3.5-15。单峰PE或PP通常具有3.0-10.0的分子量分布。

低压PE或PP可以分别是与一种或多种共聚单体的乙烯共聚物或丙烯共聚物（无规或异相）。在此使用的共聚单体分别是除了乙烯或丙烯的单体单元，能与分别与乙烯或丙烯共聚。

低压PE共聚物优选为乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物，共聚单体优选为至少C3-20 α-烯烃，更优选为至少一种C4-12 α-烯烃，更优选为至少一种C4-8 α-烯烃，例如，含1-丁烯，1-己烯或1-辛烯。PE共聚物中共聚单体的量为0.1-15mol%，通常为0.25-10mol%。

PP共聚物优选为丙烯与一种或多种烯烃共聚单体的共聚物，优选为，共聚单体含有至少一种乙烯或C4-20 α-烯烃，更优选为，含有至少一种乙烯或C4-12 α-烯烃，更优选为，含有至少一种乙烯或C4-8 α-烯烃，例如，含有乙烯、1-丁烯，1-己烯或1-辛烯。

优选地，低压PE或PP共聚物是二元共聚物，换言之，PE共聚物包括乙烯和一种共聚单体，或三元共聚物，换言之，共聚物包括乙烯和两种或三种共聚单体。

在一个优选的实施例中，聚烯烃（a）是低压PE，选自超低密聚乙烯共聚物(VLDPE)、线性低密度聚乙烯共聚物(LLDPE)、中密度聚乙烯共聚物(MLDPE)、高密度聚乙烯均聚物或共聚物(HLDPE)。这些众所周知的类型按照它们的密度区间命名。术语VLDPE在此包括被称为塑性体、弹性体的PEs，覆盖的密度范围为850-909 kg/m³。LLDPE密度范围为909-930kg/m³，更优选为915- 929kg/m³。MLDPE密度范围为930-945kg/m³，优选为931- 945kg/m³。HDPE密度大于945kg/m³，优选为大于946kg/m³，优选为946-977kg/m³，更优选为946-965kg/m³。

MDPE或HDPE是作为本发明聚烯烃（a）使用的低压PE的优选类型。更优选的聚烯烃（a）是HDPE均聚物或共聚物，优选为HDPE均聚物。这种HDPE可以是单峰的或多峰的。

低压PE优选地具有高达1200g/10 min 的MFR₂，例如高达1000g/10min，优选高达500g/10 min，优选高达400g/10min，优选高达300g/10min，优选高达200g/10min，优选高达150g/10min，优选0.01-100g/10min，优选0.01-50g/10min，优选0.01-40.0g/10min，优选0.05-30.0g/10min，优选0.1-20.0g/10min，更优选0.2-15.0g/10 min。

在另一个优选实施例中，聚烯烃（a）是丙烯均聚物、丙烯与一种或多种共聚单体的无规共聚物或丙烯与一种或多种共聚单体的异相共聚物。这些类型的聚丙烯在本领域是众所周知的。

在“无规共聚物”中，共聚单体在共聚物中是随机分布的，换言之，通过共聚单体在聚合物链上统计学嵌入。所述“丙烯异相共聚物”包括一个可以是丙烯均聚物或丙烯共聚物的基体相，和一个丙烯共聚物的弹性相，也就是橡胶部分，分散在所述的基体相中。

作为聚烯烃（a）的丙烯均聚物，基于丙烯均聚物的量，通常具有的二甲苯溶解量(XS, in wt%)，例如，低于5 wt%，如0.1-3 wt%。

作为聚烯烃（a）的丙烯无规共聚物，基于丙烯无规共聚物的量，优选地含有常用量的共聚单体，例如，所述丙烯无规共聚物中的量最大为30 wt%，例如0.5-20 wt%，优选1.0-10.0 wt%，更优选为2.0-7 wt%。基于丙烯无规共聚物的量，所述丙烯无规共聚物的二甲苯溶解量优选地达到20 wt%，优选为15 wt%，例如0.5-10.0 wt%。

作为聚烯烃（a）的丙烯异相共聚物，基于丙烯异相共聚物的量，包括有最高95.0wt%、优选为20-90 wt%的丙烯均聚物或丙烯共聚物的基体相，和最高80 wt%、优选为10-40wt%的丙烯共聚物的弹性相。如果所述丙烯异相共聚物的所述基体相是丙烯无规共聚物，那么所述基体相的共聚单体含量和XS（wt%）量优选为如上述聚烯烃组分（a）中对无规共聚物的限定一样。如果基体相是丙烯均聚物，那么XS（wt%）量优选为如上述聚烯烃组分（a）中对丙烯均聚物的限定一样。

丙烯异相共聚物通常总二甲苯溶解量最高为50 wt%、优选最高为30 wt%，基于所述丙烯异相聚合物的量。

作为聚烯烃（a）的PP，优选地具有最高1200g/10 min的 MFR₂，例如最高1000g/10min，优选最高500g/10min，优选最高400g/10min，优选最高300g/10min，优选最高200g/10min，优选最高150g/10min，优选0.01-100 g/10min，优选0.01-50g/10min优选0.01-40.0g/10min，优选0.05-30.0g/10 min，优选0.1-20.0g/10min，更优选0.2-15.0g/10min。

优选的聚烯烃（a）是在烯烃聚合催化剂创造性聚合形成的聚乙烯，选自上下文所述的乙烯均聚物或者乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物，包括上下文所述其优选的子群。

作为聚烯烃（a）的合适的低压PE和PP是已知的，例如可以商业上得到，或者，可以通过或类似地用文献中记载的常用聚合工艺生产。

催化剂可以选择众所周知的配位催化剂，优选为Ziegler-Natta、包括众所周知的金属茂络合物和非金属茂络合物催化剂的单活性催化剂、或者铬催化剂，或者其任意混合物。催化体系包括助催化剂，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。适合低压PE的Ziegler-Natta催化剂被记载于EP0810235 或者 EP0688794，其通过引用被合并。适合低压PP的Ziegler-Natta催化剂被记载于，例如WO03000754或者 EP1484345，其通过引用被合并。已知的，PP催化剂通常可能包含内或外给电子体。众所周知的具有催化活性的催化剂活性成分，如Ziegler-Natta催化剂的具有催化活性的活性成分，通常与触媒剂结合。而且催化体系可以没有负载或负载与载体上，例如，外给电子体，如硅基载体或镁基载体。

单峰低压PE和PP可以按照众所周知以及文献记载的在单反应器中通过单级聚合生产。多峰（例如双峰）低压PE和PP如可以通过两种或多种独立的聚合物组分机械混合，或者优选地在组分聚合过程中现场掺混。机械混合和现场掺混在本领域都是众所周知的。因此，优选的现场掺混是指在不同聚合条件下的聚合物组分的聚合反应，例如在多级、的换言之两级或更多级聚合反应，或者通过在一级聚合反应中使用两种或多种不同聚合催化剂、包括多活性中心或双活性中心催化剂，或者使用多级聚合以及使用两种或更多种不同的聚合催化剂的组合。在多级聚合过程中，聚合物在包括至少两个聚合阶段的聚合过程中进行聚合，每个聚合阶段可以在一个或在至少两个分开的反应器中的至少两个不同的聚合区间内进行。优选地，多级聚合过程在至少两个级联的聚合区间内进行。聚合区间可以平行连接，或优选地，聚合区间在级联模式下运行。聚合区间可以在固体、浆料、溶液、气相条件或其任意组合下运行。在优选的多级过程中，第一聚合步骤至少在浆料、例如回路反应器中进行，第二聚合步骤在一个或多个气相反应器中进行。在EP517868记载了一个优选地多级过程。关于作为所述聚烯烃（a）的合适的聚丙烯，其制备过程参考，例如Nello Pasquini(Ed.) Polypropylene Handbook, Hanser, Munich, 2005, pages 15 – 141（内罗·帕斯奎尼《聚丙烯手册》，慕尼黑商业同业公会，2005年， 15-141页）。

通常，低压PE和PP聚合的温度通常是50-115℃，优选地60-110℃。气压为1-150bar，优选为10-100bar。通过使用不同催化剂和不同共聚单体和/或氢气给料（hydrogenfeed）精确控制聚合条件。

如本领域众所周知的，预聚合可以在实际聚合步骤之前。

丙烯异相共聚物的情况下，丙烯均聚物或无规共聚物可以在、例如单级或如上所述的多级过程中生产，丙烯共聚物的弹性体（橡胶）部分可以现场掺混聚合生产，例如在分离反应器中，例如气相反应器中，在先前步骤中生产的母体聚合物存在的情况下。或者，在本领域众所周知的，丙烯弹性体共聚物部分可以机械混合到基体相材料中。

获得低压PE或PP聚合产物可以用已知的方法以及可选地与，添加剂混合，造粒，以得到进一步应用。

第二聚烯烃（b）

第二聚烯烃（b）可以是聚烯烃（a）所限定的聚烯烃的任意一种或者是低密度聚乙烯（LDPE）聚合物。

作为第二聚烯烃（b）的合适的聚烯烃可以是任何聚烯烃，例如任一常用的可用于电缆、优选为电力电缆包层、优选为绝缘层的聚烯烃。

作为第二聚烯烃（b）的合适的聚烯烃是众所周知的，可以通过商业途径获得，或者，可以通过或类似地用化学文献中记载的常用聚合工艺生产。

优选的第二聚烯烃（b）是LDPE聚合物，其可以是低密度乙烯均聚物（在此指LDPE均聚物），或乙烯与一种或多种共聚单体的低密度共聚物（在此指LDPE共聚物）。

LDPE共聚物的一个或多个共聚单体优选为选自极性共聚单体、非极性共聚单体中或极性共聚单体和非极性共聚单体的混合物，如上下文中所限定的。而且，作为所述第二聚烯烃（b）的所述LDPE均聚物或LDPE共聚物可选择性的地为不饱和的。

众所周知，“共聚单体”是指可聚合的共聚单体单元。

作为所述第二聚烯烃（b）的所述LDPE共聚物的极性共聚单体，含有羟基、烷氧基、羰基、羧基、醚基、酯基或它们的任意组合的共聚单体常用的。更优选地，含有羰基和/或酯基的共聚单体作为所述极性共聚单体使用。更优选地，LDPE共聚物的极性共聚单体选自：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙酸酯或其任意混合物。如果在所述LDPE共聚物中存在，极性共聚单体优选地选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯或其混合物。进一步优选地，所述极性共聚单体选自丙烯酸C₁-C₆烷基酯、甲基丙烯酸C₁-C₆烷基酯或乙酸乙烯酯。更优选地，所述极性共聚单体是乙烯与有丙烯酸C₁-C₄烷基酯（如甲基、乙基、丙基或丁基），或者乙酸乙酯，或者它们的任意混合物的共聚物。

作为所述第二聚烯烃（b）的所述LDPE共聚物的非极性共聚单体，不是上述定义的极性共聚单体被使用。优选地，非极性共聚单体不是含有羟基、烷氧基、羰基、羧基、醚基、酯基的共聚单体。优选的非极性共聚单体的组包括、并优选组成为：单不饱和的（=一个双键）共聚单体，优选烯烃，优选α-烯烃，更优选为C3-C10 α-烯烃，例如，丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、1-辛烯、1-壬烯；多元不饱和的（=多于一个双键）共聚单体；含硅烷基的共聚单体；或者其任意混合物。多不饱和共聚单体将在下面关于不饱和LDPE共聚物中进一步讨论。

如果LDPE聚合物是共聚物，它优选地含有一种或多种共聚单体，共聚单体量为0.001-50wt%，更优选为0.05-40wt%，更优选为少于35wt%，更优选为少于30wt%，更优选为少于25wt%。

聚合物组合物，优选为至少其第二聚烯烃（b）组分，更优选为LDPE共聚物，可选地可以为不饱和的，换言之，聚合物组合物，优选地为第二聚烯烃（b），更优选为LDPE共聚物可以包括碳-碳双键(-C=C-)。“不饱和”在此是聚合物组合物，优选为第二聚烯烃（b）含有的碳-碳双键/1000碳原子的量总计为至少0.4/1000碳原子。

众所周知的，非饱和可以提供给聚合物组合物，尤其是，通过聚烯烃的组分、低分子量化合物如交联促进剂、防焦剂或其任意添加制品的方式。已知的，双键总量在此指由已知的特意添加以带来不饱和结构的原料决定的双键。如果选择两个或多个含双键的原料来改善不饱和结构，那么该聚合物组合物双键的总量是指双键原料中双键的总量。显然，为了对选定的原料使用红外定量方法，需要采用用来校准的特殊模型化合物。

任何双键的测量都在可选的交联前进行。

如果聚合物组合物是不饱和的（在可选的交联前），那么，优选地，不饱和结构至少来自于不饱和的第二聚烯烃（b）组分。更优选地，不饱和的第二聚烯烃（b）是不饱和聚乙烯，更优选地，是不饱和LDPE聚合物，更优选地是不饱和LDPE均聚物或不饱和LDPE共聚物。当在作为所述不饱和烯烃的LDPE聚合物中存在多元不饱和共聚单体时，那么LDPE聚合物是不饱和LDPE共聚物。

在一个优选的实施例中，术语“碳-碳双键总量”是限定于不饱和第二聚烯烃（b），如果没有其他规定，是指来自于乙烯基、亚乙烯基（vinylidene group）和反式乙烯基的双键的总量，如果存在。自然地，第二聚烯烃（b）不必要包含所有上述三种双键。然而，如果存在，三种中的任一种都计算到“碳碳双键总量”当中。每种双键的总量通过下述“测定方法”测量。

如果LDPE均聚物是不饱和的，那么不饱和结构可以、例如通过链转移剂（CTA）如丙烯提供，和/或通过聚合条件提供，如果LDPE共聚物是不饱和的，那么不饱和结构可以通过下述方法的一种或多种提供：通过链转移剂（CTA），通过一种或多种多元不饱和共聚单体或者通过聚合条件。众所周知，选择的聚合条件如峰值温度和压力，能影响不饱和度。如果是不饱和LDPE共聚物，优选为乙烯与至少一种多元不饱和共聚单体、以及可选的其他共聚单体如优选选自丙烯酸酯或乙酸酯共聚单体的极性共聚单体的LDPE共聚物。更优选地，不饱和LDPE共聚物是乙烯与至少多元不饱和共聚单体的不饱和乙烯LDPE共聚物。

适合不饱和第二聚烯烃（b）的多元不饱和共聚单体由含至少8个碳原子的碳直链组成，至少4个碳原子位于非共轭双键之间，至少有一个双键在末端。更优选地，所述多元不饱和共聚单体是二烯，优选二烯包括至少8个碳原子，第一个碳-碳双键位于末端，第二和第一个碳-碳双键非共轭。优选地，二烯选自C8 -C14非共轭二烯或者其混合物，更优选地选自1,7-辛二烯，1,9-癸二烯，1,11-十二碳二烯，1,13-十四碳二烯，7-甲基-1,6-辛二烯，9-甲基-1,8-癸二烯或者其混合物。甚至更优选地，二烯选自1,7-辛二烯，1,9-癸二烯，1,11-十二碳二烯，1，13-十四碳二烯或者其任意混合物，但是并不仅限于上述二烯。

众所周知，例如丙烯可作为共聚单体和/或作为链转移剂。它能增加碳-碳不饱和双键的总数，优选地增加乙烯基的总数。在此，当化合物可以作为共聚单体又可以作为链转移剂、如丙烯提供双键，那么所述可共聚的共聚单体不计算在共聚单体的含量中。

如果第二聚烯烃（b）、更优选为LDPE聚合物是不饱和的，那么如果存在，来源于乙烯基、亚乙烯基和反式乙烯基的碳-碳双键的总量，优选地超过0.4/1000碳原子，优选地超过0.5/1000碳原子。存在于聚烯烃的碳-碳双键的量的上限没有限制，可以优选地低于5/1000碳原子，优选地低于3/1000碳原子。

在一些实施例中，例如，其中低含量过氧化物情况下的较高交联度是所期待的，在不饱和LDPE中，如果存在，来源于乙烯基、亚乙烯基和反式乙烯基的碳-碳双键的总量优选地高于0.4/1000碳原子，优选地超过0.5/1000碳原子，优选地超过0.6/1000碳原子。

在一个非常优选的实施例中，第二聚烯烃（b）是上文所述的非饱和LDPE聚合物，聚合物组合物包括上文或权利要求所述本发明的优选的“低”含量过氧化物。高含量双键结合“低”含量过氧化物进一步改善低电导率。实施例也优选为，如需要高电缆生产速度或长挤压时间，或二者皆有。这实施例同样改善包层材料、优选为绝缘层材料所需机械性能和/或耐热性。

更优选地，第二聚烯烃（b）是上文所述的不饱和LDPE，至少含有乙烯基，乙烯基总量优选为高于0.05/1000碳原子，更优选为高于0.08/1000碳原子，最优选为高于0.11/1000碳原子。优选地，乙烯基总量低于0.4/1000碳原子。更优选地，交联前的第二聚烯烃（b）含有总量大于0.20/1000碳原子、优选为大于0.30/1000碳原子的乙烯基。

应用于聚合物组合物的优选的第二聚烯烃（b）是乙烯与至少一种多元不饱和共聚单体、优选为上文所述的二烯，以及可选择性使用的其它共聚单体的不饱和LDPE共聚物，且如上文所述的自于乙烯基、亚乙烯基和反式乙烯基（如果存在）的碳-碳双键的总量，优选为具有如上文所述的乙烯基的碳-碳双键的总量。所述不饱和LDPE共聚物高度适用于本发明，作为优选地用于电力电缆、优选为DC电力电缆的绝缘层中共聚物组合物的第二聚烯烃（b）。

一般地，以及优选地，在电线电缆应用中，第二聚烯烃（b）、优选为LDPE聚合物的密度高于860kg/m³。优选地，第二聚烯烃（b）、优选为LDPE均聚物或共聚物的密度不高于960kg/m³，优选为900-945kg/m³。第二聚烯烃（b）、优选为LDPE聚合物的MFR₂(2.16 kg，190 °C)，优选为0.01-50g/10min，更优选为0.01-40.0g/10min，更优选为0.1-20g/10min，最优选为0.2-10g/10min。

因此，本发明的第二聚烯烃（b）的LDPE聚合物，优选地在高压下通过自由基引发聚合反应生产（涉及高压（HP）自由基聚合反应）。HP反应器可以是，例如，众所周知的管式反应器或高压釜或其组合，优选为管式反应器。高压（HP）聚合和为了进一步适合聚烯烃达到最终应用所具有的其它性质而对工艺条件的调整，是众所周知的，在文献中已记载，本领域的技术人员可以轻易地利用。合适的聚合温度范围最高为400 ºC，优选80-350 ºC，压力从70MPa、优选为100至400MPa，更优选为100-350 MPa。压力在至少在加压阶段后和/或管式反应器后测量。温度可以在整个步骤中的几个位置测量。

分离后，获得的LDPE通常是聚合物熔体形式，通常在造粒部分、例如与高压反应器***连接的造粒挤出机中混合、造粒。可选择地，添加剂，例如抗氧化剂，可以用已知方法加入到混合物中。

通过高压自由基聚合反应制成乙烯（共）聚合物的生产细节能被找到，在：Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6 (1986), pp 383-410，Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 2001和Elsevier ScienceLtd.: “Polyethylene: High-pressure, R.Klimesch, D.Littmann and F.-O. Mählingpp. 7181-7184。

当不饱和乙烯PE共聚物被制备，那么，众所周知地，碳-碳双键含量可以通过聚合乙烯来调整，例如在一种或多种多元不饱和共聚单体、链转移剂、或二者皆存在下，按照要求的不饱和LDPE共聚物的碳-碳双键的量和类型，在单体优选为乙烯和多元不饱和共聚单体和/或链转移剂之间使用要求的进料效率。尤其是，WO 9308222记载了乙烯与多元不饱和共聚单体的高压自由基聚合反应。因此，不饱和结构可以沿着聚合物链以无规共聚方式随机分配。例如，WO 9635732记载了乙烯和某一类型的α,ω-二乙烯基硅氧烷的高压自由基聚合反应。

本发明聚合物组合物的最终用途和最终应用

如上、下文或在权利要求中所述的，本发明聚合物组合物可以用来生产电力电缆、优选为直流（DC）电力电缆的包层。

本发明进一步提供一种电力电缆、优选为直流电力电缆，包括至少被内半导体层、绝缘体层和外半导体层按顺序围绕的导体，其中至少一个包层、优选为至少绝缘层包括、并优选为组成为如上下文或权利要求所述的聚合物组合物，该聚合物组合物包括

（a) 一种聚烯烃，其不是低密度聚乙烯（LDPE），以及

（b）不同于聚烯烃（a)第二种聚烯烃。

因此，电力电缆的内半导体层包括、并优选组成为第一半导体组合物，绝缘体层包括、并优选组成为绝缘组合物，外半导体层包括、并优选组成为第二半导体组合物，这样，这些组合物中的一种、优选至少绝缘组合物包括本发明的聚合物组合物。

上下文提及的术语“导体（conductor）”在此是指，包括一个或多个电线的导体。而且，电缆包括一个或多个这样的导体。优选地，该导体是导电体，包括一个或多个金属电线。

第一和第二半导体组合物可以不相同或相同，并包括一种聚合物，优选为一种聚烯烃或聚烯烃的混合物，还包括导电填料，优选为炭黑。合适的聚烯烃是，例如低压过程生产的聚乙烯或高压过程生产的聚乙烯（LDPE）。如上分别有关聚烯烃（a）和可选择性使用的第二聚烯烃（b）的聚合物的一般说明同样也适用于半导体层的聚合物。炭黑可以是电力电缆、优选为DC电力电缆半导体层常用的炭黑。优选地，炭黑具有下述一个或多个特性：a）按数量平均粒子直径定义，按照ASTM D3849-95a, dispersion procedure D部分，原颗粒粒径至少为5nm；b）按照ASTM D1510，碘值至少为30 mg/g；c）按照ASTM D2414测量，吸油量至少为30 ml/100g。碳黑的非限制性例子，如乙炔黑、炉法炭黑（furnace carbon）和凯金（Ketjen）碳黑，优选为炉法炭黑和乙炔黑。优选地，基于半导体组合物的重量，聚合物组合物包括10-50 wt%炭黑。

本发明的电力电缆、优选为DC电力电缆优选为可交联的，其中，至少一个包层、优选为绝缘层优选地包括并优选地组成为上下文或权利要求所述的聚合物组合物，该聚合物组合物包括

（a）一种聚烯烃，其不是LDPE，和

（b）上下文或权利要求所述的，不同于聚烯烃（a）第二种聚烯烃，和

一种交联剂，该交联剂优选为过氧化物，含量最高达到110mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为最高达到90mmol–O-O-/kg聚合物组合物，更优选为1.0-75mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于50mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于40mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于37mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于35mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.1-34 mmol–O-O-/kg聚合物组合物或者更少，优选为0.5-33mmol–O-O-/kg聚合物组合物或者更少，优选为7.0-30mmol–O-O-/kg聚合物组合物，更优选为10.0-30 mmol–O-O-/kg聚合物组合物。

自然地，在上下文中对聚合物组合物或聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b）限定的上述特性、进一步的特性、变体（variant）和实施例的进一步优选的子群，同样适用于本发明的电力电缆、优选为DC电力电缆。

众所周知，电缆可选择性地包括更多的包层，例如围绕绝缘层或外半导体层（如果外半导体层存在）的包层，如屏蔽层、套层、其它保护层或其任意组合。

本发明还提供了一种生产如上文或权利要求记载的电力电缆、优选为DC电力电缆的方法，其中，该方法包括如下步骤：

-至少一个包层，优选地，包括第一半导体组合物的内半导体层、包括绝缘组合物的绝缘体层、和包括第二半导体组合物的外半导体层按顺序优选地通过挤出制造，围绕在导体上，其中，至少一个包层、优选为至少绝缘体层的组合物包含并优选组成为聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：

（a）一种聚烯烃，其不是LDPE，和

选择性使用地、优选地，一种交联剂。该交联剂优选为过氧化物，含量最高达到110mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为最高达到90mmol-O-O-/kg聚合物组合物，更优选为0-75mmol–O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于50 mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于40mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于37mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为少于35mmol-O-O-/kg聚合物组合物，优选为0.1-34mmol–O-O-/kg聚合物组合物或者更少，优选为0.5-33 mmol–O-O-/kg聚合物组合物或者更少，优选为5.0-30mmol–O-O-/kg聚合物组合物，更优选为7.0-30mmol–O-O-/kg聚合物组合物，更优选为10.0-30 mmol–O-O-/kg聚合物组合物。优选地，聚合物组合物包括交联剂，生产方法还包括交联的步骤：至少所述绝缘层的聚合物组合物，在交联剂存在下，优选地以上文所述的量，在交联条件下交联。选择性地，优选地，至少内半导体层的第一半导体组合物和外半导体层的第二半导体组合物的一种或两种，在交联剂存在下，在交联条件下交联。

更优选地，可交联的DC电力电缆、优选为可交联的HVDC电力电缆的生产方法包括步骤：

（a）

-供给和混合（优选地在挤出机（extruder）中熔融混合）用于内半导体层的一种可选择性地、优选地可交联的第一半导体组合物，其包括一种聚合物、炭黑和可选择性使用的其它成分；

-供给和混合（优选地在挤出机中熔融混合）用于绝缘层的一种本发明可交联聚合物组合物；

-供给和混合（优选地在挤出机中熔融混合）用于外半导体层的一种可选择性地、优选地可交联第二半导体组合物，其包括一种聚合物、炭黑和可选择性使用的其它成分；

（b）应用于导体上，优选通过共挤出（（co）extrusion），

-从步骤（a）获得的第一半导体组合物的熔融混合，形成内半导体层；

-从步骤（a）获得的聚合物组合物熔融混合，形成绝缘体层；

-从步骤（a）获得的第二半导体组合物熔融混合，形成外半导体层；以及

（c）所得到电缆的绝缘层的绝缘组合物、内半导体层的第一半导体组合物和外半导体层的第二半导体组合物，在交联剂存在下，在交联条件下可选择性地进行交联。优选为至少绝缘层的聚合物组合物，更优选为绝缘层的聚合物组合物、内半导体层的第一半导体组合物和外半导体层的第二半导体组合物交联。

熔融混合是指在上述所获得的混合物中至少主要聚合物的熔点以上混合，例如，但并不局限于，高于聚合物成分熔点或软化温度至少15 ºC的温度下完成。

术语“（共）挤出”在此指，所述包层的一个或多个包层可以再分开的步骤中被挤出，或者至少所述包层的两个或所有包层可以在同一个挤出步骤中被挤出，这在本领域是众所周知的。术语“（共）挤出”在此也指，全部或部分包层使用一个或多个挤出头（extrusion head）同时形成。例如，三层挤出可以用来形成三个包层。假设一个包层使用多于一个挤出头制成，例如包层使用两个挤出头制成，那么，第一个挤出头用来制成内半导体层和内绝缘层，第二个挤出头用来制成外半导体层和外绝缘体层。

众所周知，本发明的聚合物组合物和可选择性的以及优选的第一、第二半导体组合物可以在电缆生产过程之前或之中制造。而且，本发明的聚合物组合物和可选择性的以及优选的第一、第二半导体组合物，在电缆生产步骤熔融混合步骤（a）之前，可以分别包括最终组合物成分的部分或全部。

优选地，本发明的聚合物组合物和可选择性地、可选的第一、第二半导体组合物以粉末、颗粒（grain）、球粒（pallet）的形式参与到电缆生产过程。球粒在此指，通常在制备聚合物反应器中生产的聚合物（直接从反应器中得到）通过后续反应器处理，形成聚合物固体颗粒。众所周知，后续反应器处理使聚合物产物和可选择性使用的添加剂熔融混合，在造粒装置中形成固体颗粒。球粒可以是任何形状和大小。而且聚烯烃（a）和（b），能以相同的粉末、颗粒或球粒产品的形式混合，这样就包括聚烯烃（a）和聚烯烃（b）的固体聚合物的混合物。或者、并且优选地，聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b），分别地，例如，分别作为两种球粒产品参与到电缆生产过程中。可选择性使用的添加剂能全部或部分存在于任何这样的粉末、颗粒、球粒中，或分别加入。

因此，聚合物组合物的聚烯烃（a）和第二聚烯烃（b），可以预混合，例如，在参与到混合步骤（a）之前熔融混合造粒。或者、并且优选地，这些成分分别以颗粒形式参与到（熔融）混合步骤（a）中，在步骤（a）中这些球粒混合在一起。

本发明的聚合物组合物和可选择性地、可选的第一、第二半导体组合物的（熔融）混合步骤（a）优选地在电缆挤出机中进行。电缆生产过程步骤（a）可以选择性地包括一个独立的混合步骤，例如，在电缆生产线的电缆挤出机之前连接一个混合器中混合。在前置独立混合器中混合可以在与外加热（用外源加热）结合或不结合条件下进行。如果，本发明的聚合物组合物的聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b），或者可选择性使用、并优选使用的过氧化物，或者其它选择性使用的其它成分如其它添加剂中的一种，分别和第一或第二半导体组合物的部分或全部成分，在电缆生产过程中加入到聚烯烃中，那么可以在混合步骤（a）的任何阶段添加，例如，可选择性使用的位于电缆挤出机之前的混合器中或者电缆挤出机的任何点。可选择性使用的抗氧化剂或可选择性使用的添加剂的添加可以同时或者分别优选以液体形式或母料形式在混合步骤（a）的任何阶段进行。

聚合物组合物优选地包括交联剂，优选为过氧化物。交联剂可以在电缆生产过程之前或（熔容）混合步骤（a）中加入。例如，优选地，交联剂和可选择性使用的其它组分如添加剂，在使用于电缆生产过程之前，可以先存在于聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b）的至少一种中。交联剂可以，例如，与聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b）的一种或两种、或其混合物，以及可选择性使用的添加剂熔融混合在一起，然后所述熔融混合物造粒。或者、并优选地，交联剂添加、优选地灌注在聚烯烃组分或聚合物组合物的聚合物固体粒（particle）、优选为球粒上。

优选地，从熔融混合步骤（a）中得到的聚合物组合物的熔融混合物，由本发明的聚烯烃（a）或第二聚烯烃（b）作为单独的聚合物组分组成。可选择性使用的、并优选使用的添加剂可以单独或与载体聚合物混合（换言之，以所说的母料形式）添加到聚合物组合物中。

在电缆生产过程的一个优选实施例中，可交联的电力电缆、优选为DC电力电缆、更优选为HVDC电力电缆被生产，其中绝缘层包括、优选地组成为本发明的含有上下文所述含量过氧化物的可交联聚合物组合物，其中，第二聚烯烃（b）可选择性地、以及优选地为不饱和LDPE均聚物或共聚物，其中，至少所获得的电缆的可交联绝缘层在步骤c）中在交联条件下交联。

在可交联实施例中，更优选地，还提供了一种交联电力电缆、优选为交联DC电力电缆、更优选为交联HVDC电力电缆。

绝缘层的聚合物组合物优选地在上文或下述权利要求中所述量的过氧化物存在下进行交联。内半导体的第一半导体成分的可选择性进行的以及优选进行的交联，在交联剂存在下进行，优选地在产生自由基化合物、优选为过氧化物存在下进行。

交联剂可以在交联步骤（c）之前已经存在于可选择性使用的第一和第二半导体组合物中，或者在交联步骤中加入。对于第一和第二半导体组合物来说，过氧化物是优选的交联剂，并且优选地，在半导体成分用于上文所述电缆生产过程之前，包含在半导体成分的球粒中。

选择***联可以在增加的温度下进行，众所周知，温度的选择由交联剂的类型决定。例如，通常温度高于150 ºC，如160-350 ºC，但是没有限制。

工艺温度和装置在本领域是众所周知的，例如习用的混合设备和挤出机，如单或双螺杆挤出机，适于本发明的方法。

本发明进一步提供了一种交联电力电缆，优选为交联DC电力电缆，更优选交联HVDC电力电缆，其中内半导体层包括并优选地组成为一种可选择性进行交联的第一半导体组合物，绝缘层的聚合物组合物包括并优选地组成为上文或权利要求所述的本发明的交联聚合物组合物，外半导体层包括并优选地组成为可选择性进行交联的第二半导体组合物。更优选地，内半导体层包括并优选地组成为交联的第一半导体组合物，绝缘层的聚合物组合物包括并优选地组成为任一在前的权利要求所述的交联聚合物组合物，外半导体层包括并优选地组成为可选择性进行交联的、优选为交联的第二半导体组合物。

非交联或优选为交联的电力电缆的至少一个包层、优选为绝缘层，包括非交联、优选为交联的本发明的聚合物组合物，这种电力电缆具有、尤其是：

-优异的电学性能，

-如果本发明的聚合物组合物是交联的，那么优选的交联前的低含量过氧化物能够使非常高速挤出成为可能，由于降低了（或没有）在挤出机和/或包层中聚合物组合物过早硫化（不期望的过早的交联，scorch）的风险，从而带来在更高挤出速度和质量下具有更长的稳定生产周期。

-如果本发明的聚合物组合物是交联的，那么优选的交联前的低含量过氧化物带来更少量的从交联剂中形成的不期望的副产物、换言之分解产物。这样，可以省去除气步骤，这样加快了整个生产过程。

-非交联的，或用优选的低含量过氧化物交联的电力电缆，在DC电缆应用上，意想不到地具有足够良好的机械特性和热开裂特性，表示为TSCR(热应力裂缝)。

本发明优选的DC电力电缆是HVDC电力电缆。优选地，HVDC电力电缆在上述HVDC电力电缆或超HVDC电力电缆的电压下运行，由最终需要的电缆应用决定。

而且，如上文所述，本发明的电力电缆，优选为DC电力电缆，更优选为HVDC电力电缆是交联的。

测量电缆绝缘层的横截面，DC电力电缆、更优选为HVDC电力电缆的绝缘层的厚度通常为2mm或更大，优选为至少3mm，优选为至少5至100mm，更优选为5-50mm，通常为5-40mm，例如5-35mm。内、外半导体层的厚度通常小于绝缘层的厚度，在HVDC电力电缆中可以是，例如大于0.1mm，如0.3-20mm，0.3-10mm的内半导体层和外半导体层。内半导体层的厚度优选为0.3-5.0mm，优选为0.5-3.0mm，优选为0.8-2.0mm。外半导体层的厚度优选为0.3-10mm，如0.3-5mm，优选为0.5-3.0mm，优选为0.8-3.0mm。对本领域技术人员来说，很明显的，DC电力电缆的包层的厚度由最终应用电缆的电压水平决定，可以照此选择。

测定方法

除非另作说明，下述方法描述和实验性部分用来测定性质。

质量百分数

熔体流动率（Melt Flow Rate）

熔体流动率（MFR）按照ISO 1133测定，表示为g/10 min。MFR表示聚合物的流动性和因此的加工性能。MFR越高，聚合物的粘性越低。聚烯烃的MFR在190°C下确定，聚丙烯的MFR在230°C下确定。MFR可以在不同载荷如2.16kg(MFR₂)或21.6kg(MFR₂₁)下测定。

分子量

Mz、Mw、Mn和 MWD通过凝胶渗透色谱法（GPC）按照下述方法测定：

重量平均分子量Mw和分子量分布（MWD= Mw/Mn，其中Mn是数均分子量，Mw是重均分子量；Mz是z均分子量）按照ISO 16014-4:2003 和 ASTM D 6474-99测量。装备有折光率检测器和联机黏度计的Waters GPCV2000仪器被使用，配合产自Tosoh Bioscience公司的2 xGMHXL-HT和1x G7000HXL-HT TSK-凝胶柱，和1,2,4-三氯苯（TCB，用250 mg/L 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚稳定）作为溶剂，在140°C，以1 mL/min的恒定流速。每次分析注入209.5 μL的样品溶液。凝胶柱通过普适标定校正（按照ISO 16014-2:2003），在1 kg/mol-1200 kg/mol的范围内，用至少15个窄MWD聚苯乙烯（PS）标准品。Mark Houwink常数按照ASTM D6474-99所述使用。样品制备：在4mL（在140℃）稳定TCB（和流动相相同）溶解0.5-4mg聚合物，在进样到GPC仪器中之前，在最高温度160°C下，持续温和摇动最大值3小时。

共聚物单体含量

a）聚丙烯无规共聚物共聚单体含量：

定量傅里叶变换红外（FT-IR）光谱用来测定共聚单体的量。通过定量核磁共振（NMR）光谱确定的共聚单体含量的相关性进行校准。

基于定量¹³C-NMR光谱获得的结果，校正过程按照文献记载的习用方法进行。

共聚单体的量（N）像重量分数(wt%)一样，通过N = k1 (A / R) + k2确定。

其中，A是共聚单体谱带的最大吸光率，R是参考峰峰高定义的最大吸光率，和线性常数k1和k2通过校正得到。用于乙烯含量谱带的选择决定于，乙烯含量是无规的(730 cm^-1)还是类似于嵌段（如在异相聚丙烯共聚物中）(720 cm^-1)。在4324 cm^-1的吸光率作为参考谱带。

b）通过NMR光谱测定在线型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯中α-烯烃的含量：

共聚单体含量在基本任务后通过定量¹³C-NMR光谱测定(J. Randall JMS - Rev.Macromol. Chem. Phys., C29(2&3), 201-317 (1989))。校正试验参数确保具体工作中定量光谱的测定。

具体地，液态（solution-state）NMR光谱采用Bruker AvanceIII 400光谱仪。均匀样品被制备：在10mm样品管中将溶解大约0.200g聚合物在2.5ml氘代四氯乙烯中，利用加热器（heat block）和旋转管炉在140℃下。带有NOE（电源闸控，powergated）的质子解耦¹³C单脉冲NMR光谱带使用如下采集参数记录：90°偏折角、4次假扫描（dummy scan）、收集时间为1.6s的4096 瞬间信息、20kHz谱宽、温度125℃、双层WALTZ质子解耦体系、3.0s延迟时间。FID结果使用如下处理参数进行处理：使用高斯窗函数，零填充32K数据点和指数变迹；使用限定在研究区的第五阶多项式，自动归零和一阶相位校正和自动基线校正。

按照本领域众所周知的方法，使用具有代表性位置的积分信号的简单校正比，来计算量。

c）测定在低密度聚乙烯中极性共聚单体的共聚单体含量

（1）含有>6 wt%极性共聚单体单元的高分子材料

共聚单体含量(wt%)，基于使用定量NMR光谱校正的傅里叶转换红外光谱（FT-IR），使用已知的方法测定。下面是举例说明乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物极性共聚单体含量的测定。为FTIR测量准备了聚合物薄膜样品：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的厚度为0.5-0.7mm，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的厚度为0.10mm，用量>6wt%。薄膜通过光谱薄膜压制机（Specac film press）在150℃下压制成，大约压力5吨，1-2分钟，用冷水冷却，以没有控制方式。薄膜样品的精确厚度被测量。

FT-IR分析后，绘制吸光度模式基线用来分析峰值。共聚单体的吸光率峰值用聚乙烯吸光率峰值归一化（例如丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯在3450 cm^-1的峰高，被聚乙烯在2020cm^-1的峰高区分），NMR光谱校正过程在常用方法下进行，这在文献中被充分记载了，在下面进行介绍。

为了测量丙烯酸甲酯的含量，制备了厚度为0.10mm的薄膜样品。解析丙烯酸甲酯在3450 cm^-1的峰值的最大吸光率，减去基线在2475 cm^-1的吸光率值（A丙烯酸甲酯– A₂₄₇₅）。聚乙烯在2660 cm^-1的最大吸收峰减去基线在2475 cm^-1的吸光率值（A₂₆₆₀ – A₂₄₇₅）。采用被文献充分记载了的常用方法，计算（A丙烯酸甲酯– A₂₄₇₅）和（A₂₆₆₀ – A₂₄₇₅）的比率。

通过计算将重量百分比转换为摩尔百分比，这在文献中有详细记载。

通过NMR光谱测定在聚合物中共聚单体含量

共聚单体含量在基本任务）后通过定量¹³C-NMR光谱测定（，A. J. Brandolini andD. D. Hills, 2000, Marcel Dekker, Inc. New York）。校正试验参数确保具体工作中定量光谱的测定(例如 “200 and More NMR Experiments: A Practical Course”, S.Berger and S. Braun, 2004, Wiley-VCH, Weinheim)。按照本领域众所周知的方法，使用代表位置的积分信号的简单校正比，来计算定量。

（2）包含≤6 wt%极性共聚单体单元的高分子材料

共聚单体含量(wt%)，基于使用定量NMR光谱校正的傅里叶转换红外（FTIR）光谱，使用已知的方法测定。下面是举例说明乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物极性共聚单体含量的测定。为FT-IR测量准备了厚度为0.05-0.12mm聚合物薄膜样品（如上述方法1所述）。薄膜样品的精确厚度被测量。

FT-IR分析后，绘制吸光度模式基线用来分析峰值。共聚单体的最大吸光率峰值（例如丙烯酸甲酯在1164 cm^-1，丙烯酸丁酯在1165 cm^-1）减去基线在1850 cm-1的吸光率值（A极性共聚单体– A1850）。然后聚乙烯在2660 cm^-1的最大吸收峰减去基线在1850 cm^-1的吸光率值（A₂₆₆₀ – A₁₈₅₀）。计算（A极性共聚单体– A₁₈₅₀）和（A₂₆₆₀ – A₁₈₅₀）的比率。如方法1）所述的，NMR光谱校正过程采用方法在文献中也被充分记载。

通过计算，重量分数可以转换为mol%，这在文献中被充分记载。

下面是举例说明通过上述方法（1）或方法（2）——由其量决定——获得极性共聚单体的含量，如何能转换成微摩尔或mmol每g极性共聚单体的，如本发明内容和权利要求中所使用的：

毫摩尔（mmol）和微摩尔的计算如下所述。

例如，如果1g聚（乙烯-丙烯酸丁酯）聚合物含有20wt%丙烯酸丁酯，那么，这种材料包括0.20/M丙烯酸丁酯 (128 g/mol) = 1.56 x 10^-3 mol. (=1563微摩尔)

在极性共聚物中极性共聚单体单元的含量C极性共聚单体用mmol/g（共聚物）表示。例如极性聚（乙烯-丙烯酸丁酯）聚合物，包括20wt%丙烯酸丁酯，含有1.56mmol/g C极性共聚单体。使用的分子重量是M丙烯酸丁酯=128 g/mol，M丙烯酸乙酯=100 g/mol，M丙烯酸甲酯 =86 g/mol。

密度

低密度基乙烯(LDPE)：密度依照ISO 1183-2标准测定。样品的制备依照ISO 1872-2 表3 Q（压塑）标准。

低压过程聚乙烯密度依照ISO 1183 / 1872-2B标准测定。

二甲苯溶解性（XS）

二甲苯溶解性依照ISO 6427标准在23 °C测定。

测量聚合物组合物或聚合物中双键数量的方法

A)通过红外光谱测定碳-碳双键的数量

定量红外（IR）光谱用来测定碳-碳双键（C=C）的数量。通过在先测定已知结构的代表性的低分子量模型化合物中C=C官能团的摩尔消光系数来校正。

这些基团中每一种的数目（N）由每1000个碳原子中碳-碳双键的数目来确定：

N = (A x 14 ) / (E x L x D)

其中，A是定义为峰高的最大吸光率，E是被讨论基团的摩尔消光系数(l·mol^-1·mm^-1)，L是薄膜厚度（mm），D是材料密度(g·cm^-1)

每1000个碳原子中C=C的总量可以通过各种含有C=C的组分的N的和来计算。

使用FT-IR光谱仪(Perkin Elmer 2000)，模压薄膜（0.5-1.0mm），分辨率4 cm^-1，在吸收模式下分析，记录聚乙烯样品的固态红外光谱。

1）含有聚乙烯共聚物和均聚物的聚合物组合物，除了包含>0.4 wt%极性共聚单体的聚乙烯共聚物

测定聚乙烯三种类型的C=C官能团的量，由于具有不同的消光系数，每种都具有特征吸收，每种通过不同的模型化合物校正：

乙烯基(R-CH=CH₂)特征吸收910cm_-1，模型化合物1-癸烯[十-1-烯]，E=13.13 l·mol-1·mm-1

亚乙烯基(RR’C=CH₂) 特征吸收888cm_-1，模型化合物2-甲基-1-庚烯[2-甲基庚-1-烯]，E = 18.24 l·mol-1·mm-1

反式亚乙烯基(R-CH=CH-R’) 特征吸收965cm_-1，模型化合物反式4-癸烯[（E）十-4-烯]，E = 15.14 l·mol-1·mm-1

对于具有< 0.4 wt%极性共聚单体的聚乙烯均聚物或共聚物，线性基线校正适于大约980-840 cm^-1。

2）含有包含>0.4 wt%极性共聚单体聚乙烯共聚物的聚合物组合物

对于包含>0.4 wt%极性共聚单体的聚乙烯共聚物，测定聚乙烯两种类型的C=C官能团的量，由于具有不同的消光系数，每种都具有特征吸收，每种通过不同的模型化合物校正：

乙烯基(R-CH=CH₂)特征吸收910cm^-1，模型化合物1-癸烯[十-1-烯]，E=13.13 l·mol-1·mm-1

亚乙烯基(RR’C=CH₂) 特征吸收888cm^-1，模型化合物2-甲基-1-庚烯[2-甲基庚-1-烯]，E = 18.24 l·mol-1·mm-1

EBA：

对于聚（乙烯-共聚-丙烯酸丁酯）（EBA）体系，线性基线校正适于大约920-870 cm^-1。

EMA：

对于聚（乙烯-共聚-丙烯酸甲酯）（EMA）体系，线性基线校正适于大约930-870 cm^-1。

3）聚合物组合物包括不饱和低分子量分子

对于包含低分子量C=C类型的体系，用低分子量类型的C=C吸收的摩尔消光系数来直接校正。

通过红外光谱测定摩尔消光系数

摩尔消光系数依照ASTM D3124-98 和ASTM D6248-98记载的过程测量。使用FT-IR光谱仪(Perkin Elmer 2000)，含路径长度为0.1mm液体池，分辨率4 cm^-1，记录液态红外光谱。

摩尔消光系数（E）表示为l·mol^-1·mm^-1，通过E = A / (C x L)计算。

其中，A是定义为峰高的最大吸光率，C为浓度(mol·l^-1)，L为液体池厚度(mm)。

至少3种在二硫化碳（CS2）中的0.18 mol·l^-1的溶液用来测定摩尔消光系数。

方法：晶片厚度和结晶度测量方法

晶片厚度分布按照下述进行分析。

通过DSC（差示扫描量热法）分析5mg样品得到的熔解曲线和温度用来计算薄层厚度分布。对于热塑性材料，DSC的分析循环如下：第一次加热以10°C/min的速度从30°C到180°C，然后样品保持在180°C2min，再降温以10°C/min的速度从180°C到-30°C，样品保持在-30°C2min，第二次加热以10°C/min的速度从-30°C到220°C。对于包含过氧化物材料的DSC分析周期如下：第一次加热以10°C/min的速度从30°C到130°C，然后样品保持在130°C2min，再降温以10°C/min的速度从130°C到-30°C，样品保持在-30°C2min，第二次加热以10°C/min的速度从-30°C到220°C。

每个熔融温度的晶片厚度通过Thompson-Gibbs公式计算：

T_m = T°_m(1 - 2σ_e / ΔH°_m L_c)

其中，T°_m是无限晶体的平衡熔点，σ_e基面的比表面自由能，ΔH°_m是每单位质量熔化的热焓，他们都是常数，L_c是薄层厚度，T_m是晶片熔融温度。

聚乙烯晶片厚度计算参数

T°_m [m / K] 415

σ_e [J/m² ] 93 x 10^-3

ΔH°_m [J/m³] 300 x 10⁶

参考J.A. Parker, D.C. Bassett, R.H. Olley, P. Jaaskelainen; On highpressure crystallization and the characterization of linear low-densitypolyethylenes; Polymer 1994, 35 (19), 4140-4145.

使用上述值，使用Thompson-Gibbs公式测定PE晶片厚度的方程式是：

L_c = 0.62 x 10^-9 x 415 / (415 – T_m)

熔融温度为绝对温度，晶片厚度的单位是nm。

晶片厚度分布在DSC分析中使用第二种加热周期计算，确保除去样品的受热历程。晶片厚度分布在从-20到2201°C的每1°C区间计算。对于每一个依照Thompson-Gibbs公式和某一晶片厚度区间有关的温度区间，相应的比热焓ΔH_i从DSC分析中计算。在某一晶片厚度区间的熔融晶体的质量分数通过ΔH_i除以晶体熔融的总比热焓ΔH_total计算。

从ΔH_total，可以测量材料的结晶度：结晶度[%]=100 x H_total / H_100%，其中，对于PE，H_100%(J/g) 是290.0（L.Mandelkem, Macromolecular Physics, Vol. 1-3,AcademicPress, New York 1973,1976 &1980）。

这种类型的分析结果通常以制图形式展示作为晶片厚度函数的晶体分数。数据能便利地用于确定“晶片厚度>10nm的晶体分数”材料的总结晶度。用材料的总结晶度乘以这个分数得到总“晶片厚度>10nm的晶体重量分数”。

使用DSC方法测定使用的属性：

在本文中上述使用的定义有下面几种：

“晶片厚度”=在材料中晶体薄层的厚度（分数*< 0.1 wt%的忽略）

*指一摄氏度区间晶体分数

“晶片薄层厚度>10nm的晶体分数”=基于聚合物结晶部分，厚度大于10nm的晶体分数

“结晶度”=结晶聚合物的wt %

“薄层厚度>10nm的晶体重量分数[wt %]”=“薄层厚度>10nm的晶体分数”x“结晶度”。

电导率法（1）

薄板由测试聚合物组合物颗粒模压制成，薄板由测试聚合物组合物组成，厚度1mm，直径330mm。

电导率测量方法使用包含或没有包含可选择性使用的交联剂的测试聚合物组合物进行。如果没有交联剂，电导率的测量采用非交联薄板使用下述步骤。如果测试聚合物组合物是交联的，那么交联发生在薄板样品制备过程中，电导率通过采用所得交联薄板使用下述步骤进行测量。交联剂，如果在聚合物组合物中存在，在此优选过氧化物。

薄板在130°C下模压12min成型，其中，压力逐步由2MPa增加到20MPa。接着，5min后，升高温度到180°C。温度在180°C保持15min，在这个过程中，如果聚合物组合物中存在过氧化物，薄板通过过氧化物充分交联。最终温度以15 °C/min速度降至室温，解除压力。当压力解除后，迅速地将薄板包裹在金属箔中，防止易挥发物质的流失。

高压电源与上电极相连，以在测试样品上施加电压。通过样品的电流通过静电计测量。测量单元是具有黄铜电极的3个电极***。黄铜电极上装置有与加热循环器相连的加热管，为样品提供均一的温度，并能在高温下进行测量。电极的直径为100mm。在黄铜电极边缘和测试样品之间设置有硅橡胶边缘，防止从电极边缘跳火。

施加电压30kV是指平均电场为30 kV/mm。温度为70°C，记录了在整个持续24小时的试验中通过电板的电流。24小时后的电流用来计算绝缘材料的电导率。

电导率测量的方法和测试装置的示意图已被充分记载在出版物中：NordicInsulation Symposium 2009 (Nord-IS 09), Gothenburg, Sweden, June 15-17, 2009,page 55-58: Olsson et al, “Experimental determination of DC conductivity forXLPE insulation”。

电导率法（2）

作为绝缘层的交联试验聚合物组合物和作为内外半导体层的交联试验半导体组合物5.5mm模型电缆样品的电导率，和在70 °C和27 kV/mm下测量的电场

模型电缆制备：

三层式电缆芯线通过在中试CCV生产线上使用1+2生产模式生产。导体由铝制成，面积为50 mm²。

内外半导体层由相同的半导体组合物组成：LE0550，商品级，Borealis公司，含有乙炔黑，密度1100 kg/cm³，DC体积电阻系数为23°C 下小于100Ωcm且90°C 下小于1000 Ωcm（ISO3915），热延伸试验(200 °C，0.20 MPa，IEC 60811-2-1)：载负25%延长率，永久性变形0%，高特福塑性形变（Göttfert Elastograph）1.2Nm。

内半导体层厚度为1.0mm，绝缘层为5.5mm，外半导体层为0.8mm。用来生产电缆芯线的流程速度为2 m/min。这种CCV生产线有两个用来干养护（在氮气下交联）的加热区，每个为3m，在这两个区域的温度分别为450和400 ºC。冷却区长12.8m，电缆用水冷却以将温度保持在25-30℃。电缆芯线生产后马上用铝箔（厚度为0.15mm）紧紧地包裹，以保持过氧化物的副产物处在电缆芯线中。

在测量前，电缆先进行两次热处理：

1）第一次热处理，暂时移去铝箔，电缆在烤炉中、70℃条件下去气18小时。

2）第二次热处理，电缆芯线用铝箔紧紧地包裹，这在烤炉中、70℃条件下进行120小时。

传导电流测量：

在烤炉中70°C下，使用三端电池测量，150 kVDC电压施加在导体上，紧紧地包裹的铝箔与低压电极相连。这相当于2kV/mm平均电场（外施电压和绝缘层厚度的比率）。测试电路由高压发动机、空气绝缘电压分压器、测试电缆及其终端、和测流计及其放大器组成。在测试电路中也包括以防失败的保护装置。测流计在每个电缆末端与电缆外屏蔽层（outerscreen）相连，并和地面相连。保护电极用来避免终端漏电电流干扰测量。电缆电极的距离（测量范围）是50m，这部分电缆置于烤炉中，电缆末端置于烤炉外部。

电导率通过方程式1和2从施加电压24小时后的传导电流（漏电流）计算。

电导率σ (S/m)使用如下公式计算

方程式1

R = U/I = Applied voltage(V)/leakage current(A) 方程式2

L：测试范围的长度（50m）

U：外施电压（150kV）

D和d：绝缘层内径和外径

试验部分

本发明和参考的聚合物组合物成分的制备

聚烯烃是在高压反应器中生产的低密度聚乙烯。本发明和参考的聚合物的生产在下述内容中记载。关于CTA给料，如PA含量可以为L/h或kg/h提供，使用PA密度0,807 kg/L再计算，两单位可以互相转换。

含有重复利用CTA的乙烯在5-阶预压器和带有中间冷却的2-阶高压压缩器中压缩以达到大约2628 bar初始反应压力。总压缩生产能力为30吨/小时。在压缩区域大约4.9L/h的乙二醛(PA，CAS号：123-38-6)与大约81kg/h的丙烯一起加入，丙烯在此作为链转移剂，以保持MFR为89 g/10 min。1,7-辛二烯也以27kg/h的量加入到反应器中。压缩的混合物在前给料两区域管式反应器（front feed two-zone tubular reactor）的预热段中加热到157℃。溶解在异十二烷中、可商业获得的过氧化物自由基引发剂的混合物，在预热阶段后，注入足够的量使放热聚合反应的达到大约275℃的峰值温度，然后再冷却到大约200℃。反应混合物通过启动阀减压，冷却，然后从未反应的气体中分离。

纯化后的乙烯加压冷却液化至90bars压力和-30 °C温度，分成相等的粗略为14吨每小时的两流。溶解在溶剂中的CTA(甲基乙基酮 (MEK))、空气和商业化过氧化物自由基引发剂，以各自的量加入到两条乙烯流。在此，1,7-辛二烯也以40 kg/h的量加入到反应器中。两种混合物分别通过4个增强器阵列达到2200-2300bars压力，大约40 °C的出口温度。两条乙烯流分别输入到分路馈给（split-feed）两区域管式反应器的前区（区域1）(50%)和侧区（区域2）(50%)。

MEK以190 kg/h的量加入到前区乙烯流中，以保持MFR₂大约为2 g/10 min。前区原料流通过加热部件，达到足够使聚合放热反应开始的温度。在第一和第二区域中，反应达到的最高温度分别为251 °C 和290 °C。侧区给料流冷却反应到第二区域的初始温度162 °C。将足够量的空气和过氧化物溶液加入到乙烯流中，以达到目标最高温度。反应混合物通过产品阀减压，冷却，将聚合物从未反应气体中分离。

表1：LDPE1和LDPE2的聚合物特性

基体塑料	LDPE1	LDPE2
			MFR₂, 190°C [ g/10min ]	1.89	1.90
密度 [kg/m³]	923	922
			乙烯基 [C=C/1000C]	0.54	0.33
亚乙烯基[C=C/1000C]	0.16	0.27
			反式亚乙烯基[C=C/1000C]	0.06	0.07

HDPE：通常单峰高密度聚乙烯（0.8 mol%的1-丁烯作为共聚单体）在气相反应器中生产。HDPE的MFR₂ 为12g/10min (190 °C /2,16 kg) ，密度为962 kg/m³。相同的基质塑料，除了与表2规定的以外的其它添加剂体系结合外，被用于商用级Bormed HE9621-PH (供应商 Borealis)。

聚合物组合物的混合：测试聚合物组合物中每种聚合物成分分别以单独的球粒加入到中试挤出机（Prism TSE 24TC）中与除交联剂以外的添加剂混合，如果添加剂不存在于球粒中。所述混合物在下表中给定的条件下熔融混合，通过常用方法挤出造粒。

温度设置值[℃]						挤压机
										区域1	区域2	区域3	区域4	区域5	区域6	rpm	产量[kg/h]	压力[bar]	过滤[筛孔]
80	155	165	175	175	180	225	7.5	60	325

交联剂，在此为过氧化物，如果存在，加到球粒中，所得球粒用于试验部分。

聚合物成分、过氧化物、添加剂（AO和SR）的用量在表2中给出。

表2：本发明聚合物组合物、标准组合物和电导率结果：

组分	本发明组合物1	本发明组合物2	本发明组合物3	本发明组合物4	本发明组合物5	参照组合物1	参照组合物2
								LDPE1，wt%*	95	90	85	80		100
LDPE2，wt%*					80		100
								HDPE，wt%*	5	10	15	20	20
AO，wt%**	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
								SR，wt%**	0.05	0.05	0.05	0.05	0.35	0.05	0.35
交联剂，mmol-O-O-/kg聚合物组合物(wt%**)	28(0.75)	28(0.75)	28(0.75)	28(0.75)	50(1.35)	28(0.75)	50(1.35)
								晶片厚度[nm]	1.9-14	1.9-15	1.9-16	1.9-16	1.9-16	1.9-8.5	1.8-8.6
晶片厚度＞10nm的晶体分数[wt%]	5.3	9.9	17.3	20.1	18	0	0
								结晶度[wt%]	44.2	46.1	47.6	47.6	47.5	45.3	40
晶片厚度＞10nm的晶体重量分数[wt%]	2.3	4.6	8.2	9.6	8.5	0	0
								电特性
DC电导率，fS/m
								方法（1），1mm薄板，S/m	7.5	3.9	3.9	5.6	47	26	122
方法（1），5.5mm薄板，S/m				15.3		41.6

交联剂：过氧化二异丙苯基(CAS号80-43-3)

抗氧化剂：4,4’-硫代双（2-叔丁基-5-甲基苯酚）(CAS号96-69-5)

防焦剂：2,4-二苯基-4-甲基-1戊烯(CAS 6362-80-7)

*表中聚合物成分的量是基于所用聚合物成分的总量。在表1中，聚合物成分量100wt%是指聚合物只含有一种聚合物成分。

**过氧化物（wt%）、AO和SR的含量是基于最终组合物的量。

在本文中上述使用的定义的意思如下：

“晶片厚度”=在材料中晶体晶片的厚度（分数*< 0.1 wt%的忽略）

*指一摄氏度区间晶体分数

“薄层厚度>10nm的晶体分数”=基于聚合物结晶部分，厚度大于10nm的晶体分数

“结晶度”=结晶聚合物的wt %

Claims

1.一种电力电缆，包括至少被内半导体层、绝缘体层和外半导体层按顺序围绕的导体，其特征在于，至少绝缘体层包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：

(a)一种低压聚乙烯；

(b)一种不同于组分(a)低密度聚乙烯LDPE，和

(c)一种交联剂。

2.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于，所述交联剂为一种过氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其特征在于，所述内半导体层包括组成为可选择性进行交联的第一半导体组合物，绝缘层的聚合物组合物包括任一在前的权利要求所述的交联聚合物组合物，外半导体层包括可选择性进行交联的第二半导体组合物。

4.根据权利要求1或2所述的电力电缆，为直流(DC)电力电缆，其特征在于，所述内半导体层包括第一半导体组合物，所述绝缘层包括绝缘聚合物组合物，外半导体层包括第二半导体组合物，其中，所述的绝缘层的绝缘组合物包括所述的聚合物组合物，所述的聚合物组合物包括：

(a)一种低压聚乙烯，和

(b)一种低密度聚乙烯LDPE；和

(c)一种交联剂。

5.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述聚合物组合物具有电导性≤90fS/m。

6.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，基于所述的低压聚乙烯(a)和所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)组合重量，所述的低压聚乙烯(a)的含量为0.1-99.9wt％。

7.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，基于所述的低压聚乙烯(a)所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)组合重量，所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)的含量为0.1-99.9wt％。

8.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述的低压聚乙烯(a)是烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的聚乙烯，并选自乙烯均聚物或者乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物的。

9.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述的低压聚乙烯(a)是选自超低密聚乙烯(VLDPE)共聚物、线性低密度聚乙烯(LLDPE)共聚物、中密度聚乙烯(MDPE)共聚物或高密度聚乙烯(HDPE)均聚物或共聚物的聚乙烯。

10.据在权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述聚合物组合物中，晶片厚度>10nm的晶体的重量份数至少为0.5wt％。

11.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)是一种选自可选择性不饱和的LDPE均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的可选择性不饱和的LDPE共聚物的LDPE聚合物。

12.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)是不饱和LDPE多聚物，选自不饱和的LDPE均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的不饱和LDPE共聚物；第二聚烯烃(b)中碳-碳双键/1000碳原子的总量高于0.4/1000碳原子。

13.根据权利要求1或2所述的电力电缆，其中，所述的低密度聚乙烯(LDPE)(b)是乙烯与至少一种多元不饱和共聚单体、以及可选择的与一种或多种其它单体的不饱和低密度聚乙烯(LDPE)共聚物。

14.一种生产权利要求1或2所述的电力电缆的方法，其中，该方法包括如下步骤：

-包括第一半导体组合物的内半导体层、包括绝缘组合物的绝缘层和包括第二半导体组合物的外半导体层，按顺序围绕在导体上；其中，至少绝缘层的绝缘组合物包含权利要求1或2所述的聚合物组合物。

15.一种聚合物组合物在制备电力电缆的至少绝缘层中的应用，所述电力电缆包括至少内半导体层、绝缘层和外半导体层依序围绕的导体，其特征在于，所述的聚合物组合物包括：

(a)一种低压聚乙烯，和

(b)一种低密度聚乙烯LDPE；和

(c)一种交联剂。

16.一种聚合物组合物，包括：

(a)占组分(a)和(b)的总重量的1wt％至30wt％的一种烯烃聚合催化剂存在下聚合形成的低压聚乙烯；

(b)占组分(a)和(b)的总重量的70wt％至99wt％的MFR₂为0.2-10g/10min的低密度聚乙烯LDPE；以及

(c)一种交联剂，其中，所述交联剂为一种过氧化物；并且其中所述的过氧化物以含量为少于37mmol-O-O-/kg聚合物组合物存在。