專利名稱：：具有改善的防水樹性的柔性電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種柔性電力電纜，尤其是一種中壓或高壓電力電纜，其包括含有具有改善的濕老化性質(zhì)，特別是改善的防水樹性質(zhì)和改善的交聯(lián)性質(zhì)的聚合物組合物的絕緣層。此外，本發(fā)明涉及這一組合物用于制備電力電纜的絕緣層的用途。
背景技術(shù)：
：通常用于636kV電壓的典型的屮壓電力電纜在電纜線芯中包括一根或多根導(dǎo)體，所述電纜線芯被多層聚合材料圍繞，包括內(nèi)部半導(dǎo)體層，接著是絕緣層，然后是外部半導(dǎo)體層。這些層通常是交聯(lián)的。這些層中可以加入另外的層，例如金屬帶或金屬線屏蔽層，以及最后的套層。電纜的這些層基于不同類型的聚合物?，F(xiàn)在，交聯(lián)的低密度聚乙烯是具優(yōu)勢的電纜絕緣材料。例如電纜擠出，可以在擠出之前或擠出過程中，通過將如過氧化物的自由基形成劑加入到聚合材料而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。聚烯烴用作絕緣材料的局限在于在水的存在下和強(qiáng)電場的作用下，它們趨于暴露而形成灌木狀缺陷，即所謂的水樹，這將導(dǎo)致更低的擊穿強(qiáng)度和可能的電路故障。由于低壓電纜經(jīng)受更低的電場，因此由于水樹導(dǎo)致的故障對(duì)于低壓電纜來說不是問題，然而，對(duì)于中壓和高壓電纜來說是個(gè)重要的問題。用于制備絕緣層的材料中的異質(zhì)物、微腔和雜質(zhì)的存在，嚴(yán)重影響水樹的趨勢。自二十世紀(jì)七十年代以來，水樹是被認(rèn)真研究的現(xiàn)象。在電應(yīng)變聚合材料中，由于水的存在，可以發(fā)生以"水樹化"為特征的過程。已知當(dāng)絕緣電纜安裝在聚合物暴露于水的環(huán)境中時(shí)，例如地面下或高濕度的場所，絕緣電纜的使用壽命將縮短。水樹結(jié)構(gòu)的外觀是多種多樣的。大體而言，可以分為兩種類型-"有孔樹"("Ventedtrees")，其起點(diǎn)在材料的表面并延伸到絕緣材料里面，禾口-"蝴蝶結(jié)樹"("Bow-tietrees")，其形成在絕緣材料內(nèi)部。所述水樹結(jié)構(gòu)形成了導(dǎo)致介電強(qiáng)度減小的局部損壞。因?yàn)榫垡蚁┚哂辛己玫慕殡娦阅?，尤其是高擊穿?qiáng)度和低功率因數(shù)，所以其通常不需要填料而用作電絕緣材料。然而，在水的存在下，電應(yīng)力下的聚乙烯均聚物易于"水樹化"。人們己提出許多方案來提高絕緣材料對(duì)由水樹弓I起的降解的抗性。例如US4,305,849和US4,812,505中所描述的一種方案涉及將作為水樹生長抑制劑的聚乙二醇加入到低密度聚乙烯中。此外，發(fā)明WO99/31675公開了特定的甘油脂肪酸酯和聚乙二醇的組合作為添加劑加入聚乙烯以改善防水樹性。EP449939中描述的加入例如乙烯基三甲氧基硅烷的游離硅氧烷是實(shí)現(xiàn)改善水樹性質(zhì)的一種方法。在描述共聚物混合物的WO85/05216中給出了另一種方案。然而，人們?nèi)韵Ｍ纳凭垡蚁┑姆浪畼湫砸猿^那些現(xiàn)有技術(shù)的材料和/或同時(shí)改善絕緣材料的其它性此外，用作絕緣材料的組合物應(yīng)表現(xiàn)出良好的柔性(例如，在其拉伸模量方面)以便易于處理和(尤其是)安裝最終的電纜。盡管現(xiàn)有技術(shù)提供了組合物以及它們所具有的防水樹性，但是需要能夠組合防水樹性和柔性的方案。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種在中壓電力電纜中用作絕緣材料的聚合物(尤其是聚乙烯)組合物，相比于現(xiàn)有技術(shù)的材料，該聚合物組合物提供了改善的防水樹性和改善的柔性的組合。因此，本發(fā)明提供一種包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜，其中，所述絕緣層包含含有下述單體單元的聚合物(i)乙烯單體單元；(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元；和(iii)含有硅烷基的單體單元。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，含有上述單體單元的三元共聚物固有地表現(xiàn)出改善的防水樹性，且同時(shí)也表現(xiàn)出改善的柔性，因此這種材料特別好地適合于制備中壓電力電纜的絕緣層。尤其是，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種中壓/高壓(尤其是中壓)電力電纜，其具有足夠程度的防水樹性而不需要向用于絕緣層的聚合物組合物中加入另外的防水樹性增強(qiáng)添加劑，同時(shí)該電纜具有改善的柔性。"含有極性基團(tuán)的單體單元"意指涵蓋了僅一種類型的極性基團(tuán)存在的情況和兩種或更多種不同類型的極性基團(tuán)存在的情況。同樣，"含有硅烷基的單體單元"意指涵蓋了僅一種類型的硅烷基存在的情況和兩種或更多種不同類型的硅烷基存在的情況。優(yōu)選地，所述極性基團(tuán)選自硅氧烷基、酰胺基、酸酐基、羧基、羰基、羥基、酯基和環(huán)氧基中。例如，通過將乙烯聚合物和含有極性基團(tuán)的化合物接枝，可以將極性基團(tuán)引入到聚合物中，即，主要在自由基反應(yīng)中通過加入含有極性基團(tuán)的化合物對(duì)聚烯烴進(jìn)行化學(xué)改性。接枝例如US3,646,155和US4,117,195中描述。但是，優(yōu)選地是通過烯屬(包括乙烯)單體與具有極性基團(tuán)的共聚單體的共聚，將所述極性基團(tuán)引入到聚合物中。作為具有極性基團(tuán)的共聚單體的實(shí)例，可以提及以下化合物(a)羧酸乙烯酯，例如乙酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯；(b)(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸羥乙酯；(C)烯化的不飽和羧酸，例如(甲基)丙烯酸、馬來酸和富馬酸；(d)(甲基)丙烯酸衍生物，例如(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酰胺，以及(e)乙烯基醚，例如乙烯基甲基醚和乙烯基苯基醚。在這些共聚單體中，優(yōu)選具有l(wèi)4個(gè)碳原子的一元羧酸的乙烯酯，例如乙酸乙烯酯；和具有14個(gè)碳原子的醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯。特別優(yōu)選的共聚單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯。兩種或更多種這些烯化的不飽和化合物可以組合使用。術(shù)語"(甲基)丙烯酸"意指包括丙烯酸和甲基丙烯酸。優(yōu)選地，所述含有極性基團(tuán)的單體單元選自丙烯酸酯。此外，優(yōu)選地，在所述絕緣層的聚合物中，含有極性基團(tuán)的單體單元以2.515mol%，更優(yōu)選310mo1。/。，且最優(yōu)選3.56mol。/。的量存在。如上所述，所述聚合物也包含含有硅烷基的單體單元。通過如US3,646,155和US4,117,195中描述的接枝，或者優(yōu)選通過將含有硅烷基的單體和其它的單體共聚，可以將所述硅烷基引入到聚合物中。優(yōu)選地，所述聚合物包含所有其它的單體。在本發(fā)明的電纜的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體層優(yōu)選包含組分(i)和(ii)以及炭黑。選擇炭黑的量以使這些層半導(dǎo)電。優(yōu)選地，所述內(nèi)部半導(dǎo)體層使用與絕緣層相同類型的交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。更優(yōu)選地，所述外部和內(nèi)部半導(dǎo)體層同時(shí)使用與絕緣層相同類型的交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。優(yōu)選地，使用下式表示的不飽和硅烷化合物進(jìn)行共聚7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，R'為乙烯化的不飽和烴基、烴氧基或(甲基)丙烯酰氧基烴基，W為脂肪族飽和烴基，Y可以為相同或不同的可水解的有機(jī)基團(tuán)，以及q為0、1或2。所述不飽和硅烷化合物的具體實(shí)例是具有如下特征的化合物其中R1為乙烯基、烯丙基、異丙烯基、丁烯基、環(huán)己烯基或Y-(甲基)丙烯酰氧基丙基；Y為甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、烷基氨基或芳基氨基；以及如果存在，W為甲基、乙基、丙基、癸基或苯基。優(yōu)選的不飽和硅烷化合物由下式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，A為具有l(wèi)8個(gè)碳原子，優(yōu)選14個(gè)碳原子的烴基。優(yōu)選地，所述含有硅垸基的單體單元選自乙烯基三烷氧基硅烷。最優(yōu)選的化合物為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-(甲基)丙烯酰氧基丙基王乙氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述絕緣層的聚合物中，所述含有硅烷基的單體單元以0.11.0mol。/。的量存在。例如乙烯的烯烴和所述不飽和硅烷化合物的共聚可以在導(dǎo)致這兩種單體共聚的任何適合的條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，所述聚合物除了乙烯單體單元、含有極性基團(tuán)的單體單元和含有硅烷基的單體單元之外，僅包含另外的a-烯烴單體單元，例如丙烯、1-丁烯、1-己烯或l-辛烯。最優(yōu)選地，所述聚合物由乙烯單體單元、含有極性基團(tuán)的單體單元和含有硅烷基的單體單元組成。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述絕緣層的聚合物通過單體單元(i)、(ii)和(iii)的反應(yīng)器共聚合(reactorcopolymerization)制備。在所述絕緣層中使用的聚合物的拉伸模量優(yōu)選為100MPa或更低，更優(yōu)選60MPa或更低。此外，優(yōu)選地，所述電力電纜在濕老化1000小時(shí)后的電擊穿強(qiáng)度(Eb(IOOO))為至少48kV/mm，更優(yōu)選至少50kV/mm，且仍更優(yōu)選至少60kV/mm。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述電力電纜被制備后(例如通過擠出制備)，所述絕緣層的聚合物交聯(lián)。可以通過本領(lǐng)域已知的所有方法進(jìn)行交聯(lián)，特別是通過將自由基引發(fā)劑引入到聚合物組合物中來實(shí)現(xiàn)，其在擠出之后通過加熱被分解從而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，或者通過引入硅烷醇縮合催化劑來實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，在電纜制備后，其基于水分侵入到電纜而與水解的硅烷基連接。優(yōu)選地，制備電纜之前，所述交聯(lián)劑僅加入到用于制備絕緣層的組合物中。然后，在制備所述電力電纜的過程中或之后，所述交聯(lián)劑從絕緣層遷移進(jìn)入半導(dǎo)體層。此外，優(yōu)選地，所述電纜的半導(dǎo)體層完全交聯(lián)。酸性硅烷醇縮合催化劑的實(shí)例包括路易斯酸，例如硫酸和氫氯酸的無機(jī)酸，以及例如檸檬酸、硬脂酸、醋酸、磺酸和如十二烷酸的鏈烷酸的有機(jī)酸。硅垸醇縮合催化劑的優(yōu)選實(shí)例為磺酸和有機(jī)錫化合物。優(yōu)選地，布郎斯臺(tái)德酸(即充當(dāng)質(zhì)子給體的物質(zhì))或其母體用作硅烷醇縮合催化劑。該布郎斯臺(tái)德酸可以包括例如硫酸和氫氯酸的無機(jī)酸，以及例如檸檬酸、硬脂酸、醋酸、磺酸和如十二烷酸的鏈垸酸的有機(jī)酸，或者任何所述的化合物的母體。優(yōu)選地，所述布郎斯臺(tái)德酸為磺酸，更優(yōu)選為有機(jī)磺酸。仍更優(yōu)選地，所述布郎斯臺(tái)德酸為含有10個(gè)或更多個(gè)C-原子，更優(yōu)選12個(gè)或更多個(gè)C-原子，且最優(yōu)選14個(gè)或更多個(gè)C-原子的有機(jī)磺酸，所述磺酸進(jìn)一步包含至少一個(gè)芳基，其可以例如是苯基、萘基、菲基或蒽基。在所述有機(jī)磺酸中，可以存在一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)磺酸基，且所述磺酸基可以連接到有機(jī)磺酸的非芳基上，或者優(yōu)選連接到芳基上。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述芳族有機(jī)磺酸包含下述結(jié)構(gòu)單元Ar(S03H)x(II)其中，Ar為取代或未取代的芳基，且x至少為l，優(yōu)選為14。所述有機(jī)芳族磺酸硅烷醇縮合催化劑可以包含一個(gè)或多個(gè)根據(jù)式(II)的結(jié)構(gòu)單元，例如兩個(gè)或三個(gè)。例如，根據(jù)式(n)的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元可以通過例如亞烷基的橋基相互連接。優(yōu)選地，Ar為由至少個(gè)C4C3()烴基，更優(yōu)選C4C3。烷基取代的芳基。芳基Ar優(yōu)選為苯基、萘基或包含三個(gè)稠環(huán)的芳基，例如菲和蒽。優(yōu)選地，在式(II)中，x為l、2或3，且更優(yōu)選地，x為l或2。此外，優(yōu)選地，用作有機(jī)芳族磺酸硅垸醇縮合催化劑的化合物具有10200個(gè)C-原子，更優(yōu)選14100個(gè)C-原子。進(jìn)一步優(yōu)選地，Ar為烴基取代的芳基，且總的化合物含有1428個(gè)碳原子，且仍進(jìn)一步優(yōu)選地，Ar基為烴基取代的苯或萘環(huán)，在苯的情況下，所述烴基含有820個(gè)碳原子，且在萘的情況下，所述烴基含有418個(gè)碳原子。進(jìn)一歩優(yōu)選地，所述烴基為具有1018個(gè)碳原子的烷基取代基，且仍更優(yōu)選地，所述烷基取代基含有12個(gè)碳原子并且選自十二烷基和四丙基中。由于商業(yè)可利用性，最優(yōu)選的是，所述芳基為含有12個(gè)碳原子的烷基取代基取代的苯。目前最優(yōu)選的化合物為十二烷基苯磺酸和四丙基苯磺酸。所述硅烷醇縮合催化劑也可以是磺酸化合物的母體，即通過水解轉(zhuǎn)化為這一化合物的化合物，所述磺酸化合物包括所提及的其所有優(yōu)選實(shí)施方式。例如，這一母體是磺酸化合物的酸酐，或者具有例如乙?；目伤獾谋Ｗo(hù)基的磺酸，所述保護(hù)基可以通過水解去除。此外，優(yōu)選的磺酸催化劑是在EP1309631和EP1309632中描述的那些，即，a)選自下述的化合物(i)由14個(gè)烷基取代的垸基化的萘單磺酸，其中各垸基為具有520個(gè)碳的直鏈或支鏈的垸基，各烷基可相同或不同，且其中烷基中碳的總數(shù)為2080個(gè)碳；(ii)芳基垸基磺酸，其中所述芳基為苯基或萘基并且被14個(gè)烷基取代，其中各垸基為具有520個(gè)碳的直鏈或支鏈的烷基，各烷基可相同或不同，且其屮烷基中碳的總數(shù)為1280;(iii)(i)或(ii)的衍生物，選自其酸酐、酯、乙酰化物、環(huán)氧封端酯及銨鹽中，其可水解為相應(yīng)的烷基萘單磺酸或芳基烷基磺酸；(iv)(i)或(ii)的金屬鹽，其中所述金屬離子選自銅、鋁、錫和鋅中；以及b)選自下述的化合物(i)垸基化的芳基二磺酸，選自以下結(jié)構(gòu)和以下結(jié)構(gòu):S03HS03H其中，R,和R2各自相同或不同，且為具有616個(gè)碳的直鏈或支鏈的烷基，y為03，z為03，且y+z為l4，n為03，X為選自下述的二價(jià)結(jié)構(gòu)-C(R3)(R4)-，其中R3和R4各自為H或獨(dú)立地為14個(gè)碳的直鏈或支鏈的烷基，且n為l;-C(二O)-，其中n為l;-S-，其中n為13禾卩-S(0)2-，其中n為l;以及(ii)(i)的衍生物，選自其酸酐、酯、環(huán)氧封端磺酸酯、乙?；锛颁@鹽中，其可水解為烷基化的芳基二磺酸，和所提及的歐洲專利中描述的那些磺酸的所有優(yōu)選實(shí)施方式。然而，最優(yōu)選的是，通過將例如偶氮組分或優(yōu)選過氧化物的自由基引發(fā)劑作為交聯(lián)劑引入到用于制備電力電纜的絕緣層的聚合物組合物屮而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。正如所提及的，制備電纜之后，自由基引發(fā)劑通過加熱分解，依次實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。因此，在所述電力電纜的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合物已用自由基引發(fā)劑，優(yōu)選過氧化物，作為交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。此外，交聯(lián)之前，用于制備絕緣層的聚合物的MF&為0.115g/10min，更優(yōu)選0.58g/10min，且最優(yōu)選16g/10min。用于絕緣層的聚合物可通過任何常規(guī)的聚合方法制備。優(yōu)選地，所述聚合物是高壓聚合物，即，它是通過自由基聚合制備的，例如高壓自由基聚合。在管狀反應(yīng)器或反應(yīng)釜反應(yīng)器中可以實(shí)現(xiàn)高壓聚合。優(yōu)選為管狀反應(yīng)器。WO93/08222中給出了關(guān)于高壓自由基聚合的進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其以參考的方式引入此處。在高壓方法中，所述聚合通常在1200~3500巴的壓力和150350。C的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選地，所述電纜或本發(fā)明為所謂的"鍵合結(jié)構(gòu)(bondedconstruction)",即，不可能以清潔方式(即，無脫落)從交聯(lián)的絕緣體剝離特別設(shè)計(jì)的外部半導(dǎo)體材料("可剝離的屏障")而不使用機(jī)械剝離工具。本發(fā)明進(jìn)一步涉及制備包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜的方法，該方法通過將所述層擠出到導(dǎo)體上進(jìn)行制備，其中，所述絕緣層包含含有下述單體單元的聚合物(i)乙烯單體單元(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元，和(iii)含有硅烷基的單體單元。所述方法的優(yōu)選實(shí)施方式涉及制備任一上述優(yōu)選實(shí)施方式中的電力電此外，優(yōu)選地，在制備交聯(lián)的電力電纜的優(yōu)選實(shí)施方式的方法中，在所述層擠出之前，將交聯(lián)劑加入到用于制備絕緣層的組合物屮，且在電纜擠出之后，實(shí)現(xiàn)層的交聯(lián)。更優(yōu)選地，擠出之前，所述交聯(lián)劑僅加入到ffi于制備絕緣層的組合物中，且擠出之后通過所述交聯(lián)劑從絕緣層的遷移實(shí)現(xiàn)相鄰的半導(dǎo)體層的交聯(lián)。優(yōu)選地，制備所述電力電纜的方法包括其中在交聯(lián)條件下處理擠出的電纜的步驟。更優(yōu)選地，實(shí)現(xiàn)交聯(lián)以使半導(dǎo)體層完全交聯(lián)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種聚合物組合物，其包含(A)—種聚合物，其含有(i)乙烯單體單元(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元，和13(iii)含有硅烷基的單體單元，以及(B)作為交聯(lián)劑的自由基引發(fā)劑，其特別適合于構(gòu)成具有提高的防水樹性和柔性的包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜的絕緣層。仍進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及以下聚合物在用于制備包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜的絕緣層中的用途，該聚合物包含(i)乙烯(ii)含有極性基團(tuán)，和(iii)含有硅烷基的單體單元。具體實(shí)施方式試驗(yàn)例和實(shí)施例1、定義和測試方法a)熔體流動(dòng)速率熔體流動(dòng)速率(MFR)根據(jù)ISO1133測定且以g/10min表示。MFR是聚合物的流動(dòng)性，且由此是加工性的指標(biāo)。熔體流動(dòng)速率越高，聚合物的粘度就越低。在190。C測定MFR，且可以在如2.16kg(MFR2)、5kg(MFRs)或21.6kg(MFR^的不同負(fù)荷下測定。b)柔性使用兩種測試方法測量電纜的柔性。在兩種方法中，使用具有下述構(gòu)造的20kV電纜鋁線芯7線，總直徑8.05mm，內(nèi)部半導(dǎo)體層厚度0.9mm，絕緣層厚度5.5mm，外部半導(dǎo)體層厚度1.0mm。柔性測試方法A:將長度1.0m的電纜樣品置于夾持器(金屬管)中。夾持器覆蓋40cm的電纜且電纜的其余部分(60cm)自由懸掛。此時(shí)測量自由電纜末端的垂直位置。然后，將1kg的重量連接到電纜的末端且慢慢地加力。2min后，再次測量自由電纜末端的垂直位置。兩次測量的垂直位置之間的差給出電纜的柔性值。較大的值表示較高的柔性。柔性測試方法B:該測試方法基于ISO178:1993。將電纜置于距離200mm的兩個(gè)支架上。測力元件以2mm/min的速度施加到電纜的中部。測量彎曲電纜需要的力并計(jì)算拉伸模量(E-模量)。c)防水樹性以LandH.G.和SchMlichH.于1991年6月24至28日在法國凡爾賽Jicable91會(huì)議文集中的論文"評(píng)價(jià)用于中壓電纜的化合物在水影響下的老化性能的模型電纜試驗(yàn)(ModelCableTestforEvaluatingtheAgeingBehaviourunderWaterInfluenceofCompoundsforMediumVoltageCables)"所述的濕老化試驗(yàn)測試防水樹性。所述濕老化性質(zhì)基于(模型電纜)微型電纜進(jìn)行評(píng)價(jià)。這些電纜由其上涂覆有內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的Cu線組成。擠出并硬化所述電纜，即，所述材料是交聯(lián)的。所述微型電纜具有下述構(gòu)造0.7mm的內(nèi)部半導(dǎo)體層、1.5mm的絕緣層和0.15mm的外部半導(dǎo)體層。所述電纜的制備和老化如下所述。預(yù)老化80°C，72h施加電壓9kV，50Hz電應(yīng)力(最大值)9kV/mm電應(yīng)力(平均值)6kV/mm導(dǎo)體溫度85°C水浴溫度70°C老化時(shí)間1000h如果沒有另外的說明，導(dǎo)體中和外界為去離子水。對(duì)各電纜具有0.50m工作長度的5個(gè)樣品進(jìn)行老化。所述樣品經(jīng)過AC擊穿試驗(yàn)(電壓變速100kV/min)，且在老化之前和之后測定威布爾(Weibull)63.2%的值。擠出之后，除去微型電纜中的Cu線并用更細(xì)的Cu線替換。在電應(yīng)力和70。C的溫度下將所述電纜置于水浴中1000h。測定最初的擊穿強(qiáng)度和濕老化1000h之后的擊穿強(qiáng)度。d)拉伸模量所述拉伸模量根據(jù)ISO527-2測量。在具有延伸儀和測力元件的測量裝置中評(píng)價(jià)預(yù)先老化的樣品"狗骨頭(dogbones)"?；谌斯y量的樣品的尺度以及從延伸儀和測力元件得到的結(jié)果計(jì)算材料的性質(zhì)。2、測試電纜和結(jié)果為了測試防水樹性，用列于表l中的聚合物組合物制備模型電纜樣品表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表2的結(jié)果顯示根據(jù)本發(fā)明的電纜老化之后保持優(yōu)異的電擊穿強(qiáng)度，這表示高的防水樹性。相比較而言，Eb(1000h)為45kV/mm被認(rèn)為是中壓電力電纜的良好結(jié)果。此外，為了測試柔性，使用表3中列舉的聚合物組合物制備了三根另外的電纜(一根根據(jù)本發(fā)明制備，兩根作為比較)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>所述柔性試驗(yàn)得到的結(jié)果列于表4中:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由表4中給出的結(jié)果可以看出根據(jù)本發(fā)明的電纜在測試方法A和B中均具有提高的柔性。權(quán)利要求1、一種電力電纜，該電力電纜包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層，通過將所述層擠出到導(dǎo)體上制備而成，其中，所述絕緣層包含含有下列單體單元的聚合物(i)乙烯單體單元(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元，和(iii)含有硅烷基的單體單元。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜，其中，所述聚合物的拉伸模量為100MPa或更小。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力電纜，其屮，所述電纜在濕老化1000小時(shí)之后的電擊穿強(qiáng)度(Eb(1000》為至少48kV/mm。4、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述聚合物已用自由基引發(fā)劑，優(yōu)選過氧化物作為交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力電纜，其中，在制備電纜之前，所述交聯(lián)劑僅加入到用于制備絕緣層的組合物中。6、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述半導(dǎo)體層7、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述含有極性基團(tuán)的單體單元在聚合物中以2.515mol。/o的量存在。8、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述含有硅烷基的單體單元在聚合物中以0.11.0mol。/。的量存在。9、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述含有極性基團(tuán)的單體單元選自丙烯酸酯。10、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述含有硅烷基的單體單元選自乙烯基三烷氧基硅烷。11、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述聚合物的MFR2為0.1~15g/10min。12、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述聚合物為高壓聚乙烯。13、根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電力電纜，其中，所述聚合物通過單體單元(i)、(ii)和(iii)的反應(yīng)器共聚合制備。14、一種制備包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜的方法，該方法通過將所述層擠出到導(dǎo)體上進(jìn)行制備，其中，所述絕緣層包含含有下述單體單元的聚合物(i)乙烯單體單元(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元，和(iii)含有硅烷基的單體單元。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述制備的電力電纜是交聯(lián)的，在所述層擠出之前，將交聯(lián)劑加入到用于制備絕緣層的組合物中，且在電纜擠出之后實(shí)現(xiàn)層的交聯(lián)。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，擠出之前，所述交聯(lián)劑僅加入到用于制備絕緣層的組合物中，且擠出后通過所述交聯(lián)劑從絕緣層的遷移實(shí)現(xiàn)相鄰的半導(dǎo)體層的交聯(lián)。17、根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，所述方法包括在交聯(lián)條件下處理擠出的電纜的步驟。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，實(shí)現(xiàn)交聯(lián)以使半導(dǎo)體層完全交聯(lián)。19、包含(i)乙烯、(ii)含有極性基團(tuán)和(iii)含有硅烷基的單體單元的聚合物在用于制備包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜的絕緣層中的用途。全文摘要本發(fā)明涉及一種包括導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層的電力電纜，其中，所述絕緣層包含含有(i)乙烯單體單元、(ii)含有極性基團(tuán)的單體單元和(iii)含有硅烷基的單體單元的聚合物。文檔編號(hào)H01B3/44GK101529533SQ200780039180公開日2009年9月9日申請日期2007年10月26日優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日發(fā)明者烏爾夫·尼爾松,奈杰爾·漢普頓,彼得·賴丁申請人:北方科技有限公司