用于电气装置的聚合物组合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及聚合物组合物优选地在电气装置中的用途，并且涉及一种由包含该聚合物组合物的至少一个层所围绕的电缆。
【专利说明】用于电气装置的聚合物组合物
发明领域
[0001]本发明涉及一种聚合物组合物，其用于制备电气或通讯装置，优选地用于制备电缆，优选地电力电缆，更优选地直流(DC)电力电缆的层，涉及一种电缆，优选电力电缆，更优选直流(DC)电力电缆，其包含该聚合物组合物并且任选地是可交联的和随后交联的，还涉及该电缆的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚烯烃被广泛用于要求苛刻的聚合物应用中，其中该聚合物必须满足高的力学和/或电气要求。例如，在电力电缆应用中，特别是在中压(MV)和尤其在高压(HV)和超高压(EHV)电缆应用中，该聚合物组合物的电气性能具有显著的重要性。此外，具有重要性的电性能在不同的电缆应用中可能不同，正如交流(AC)和直流(DC)电缆应用之间的情况。
[0003]典型的电力电缆包含至少由以这样的顺序地内半导电层、绝缘层和外半导电层围绕的导线。电缆一般通过在导线上挤出该层而制备。电力电缆被定义为传输在任意电压等级下工作的能量的电缆。施加于电力电缆的电压可以是交流的(AC)、直流的(DC)或瞬变的(脉冲)。另外，电力电缆通常根据它们工作电压的等级来表示，例如低压(LV)、中压(MV)、高压(HV)和或超高压(EHV)电力电缆，该术语是众所周知的。EHV电力电缆在甚至比通常用于HV电力电缆应用更高的电压下工作。LV电力电缆和在一些实施方案中中压(MV)电力电缆通常包括用绝缘层包覆的电导线。典型的MV和HV电力电缆包括至少由内半导电层、绝缘层和外半导电层以这样的顺序围绕的导线。
[0004]电导率
[0005]在DC电力电缆中，DC电导率是对用于高压直流(HV DC)电缆的绝缘材料而言重要的材料性能。首先，该性能的强的温度和电场依赖性将影响电场。第二个问题是这样的事实，即在该绝缘材料内将通过在内半导电层和外半导电层之间流动的漏电电流产生热量。此漏电流取决于该绝缘材料的电场和电导率。绝缘材料的高电导率甚至可以导致在高应力/高温条件下的热失控(thermal runaway)。因此该电导率必须足够低以避免热失控。
[0006]因此，在HV DC电缆中，该绝缘材料被漏电流加热。对于特定的电缆设计而言，该加热是与绝缘电导率X (电场)2成正比的。因而，如果升高电压，则将产生多得多的热量。
[0007]JP2018811A公开了一种用于DC电缆的绝缘层，其包含2_20wt%的高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的共混物。所声明的是，该共混物提供了改进的DC击穿和脉冲性能。该共混物与2-3wt%的交联剂混合。该电缆的类型和层结构未被详细说明。
[0008]W00137289公开了特定的用于在LV、MV和HV AC电缆以及在电信电缆中的电缆层材料的热塑性丙烯均聚物或共聚物。该材料对DC应用的适用性未被讨论。
[0009]对升高电力电缆和特别是直流(DC)电力电缆的电压有高的要求，因此对发现可替代的具有降低的电导率的聚合物组合物有持续的需求。这样的聚合物组合物应当优选地还具有要求苛刻的电力电缆实施方案所需要的良好的力学性能。
[0010]本发明及其进一 步的目的和益处如下详细地进行描述和限定。[0011]附图
[0012]图1为两个薄片和介于两者之间的夹层的示意性部分剖视图，以一般地说明作为离子交换剂添加剂(b)的优选的阴离子交换剂添加剂的层状结构。该稳定的薄片层被示为连续的层，该圆形种类图示了夹层的可交换的阴离子。
[0013]图2示出在DC电导率法(如在“测定方法”下所述的)中使用的测量设置的示意图。编号部分“1-6”的说明:“1”与高压的连接；“2”测量电极；“3”静电计/皮安计；“4”黄铜电极；“5”测试样品；“6”硅橡胶。
【发明内容】
[0014]如以上、以下或在权利要求中所限定的，本发明提供了聚合物组合物用于制备包含所述聚合物组合物的电气或通讯装置的用途，优选地用于制备电气或通讯装置的绝缘材料的用途，该聚合物组合物包含:
[0015](a)聚合物，和
[0016](b)离子交换剂添加剂。这样的装置例如为电缆、连接件(包括在电缆应用中的终端连接件)、电容器膜等。
[0017]出乎意料地，包含(a)聚合物连同(b)离子交换剂添加剂的聚合物组合物具有有利的电气性能。也就是说，本发明的聚合物组合物具有令人惊讶地降低的，即低的DC电导率。如本文互换所使用的“降低的”或“低的”DC电导率是指由DC电导率测量(如以下在“测定方法”下所定义的)所获得的值是低的，即降低的。在不束缚于任何理论的情况下，所相信的是，离子交换剂添加剂(b)捕获了劣化(升高)DC电导率的可存在于聚合物(a)中的离子种类，例如阴离子种类，如氯。
[0018]因此，该聚合物组合物对于电气和通讯应用，优选对于电线和电缆应用，特别是对于电力电缆的层，是非常期望的。另外，低的DC电导率有利于最小化在电缆的层中，例如在电力电缆的绝缘层中，特别是在DC电力电缆中所不期望的热量的形成。另外并且出乎意料地，该聚合物组合物在未用交联剂例如过氧化物交联的情况下具有低的电导率。进一步出乎意料地，该未交联的聚合物组合物仍然可以满足例如对于电力电缆，优选地DC电力电缆的层，优选地绝缘层而言所期望的力学性能。
[0019]因此，优选的用途是用于制备选自以下的电缆:
[0020](i)电缆(A)，其包括由至少一个层所围绕的导线，该层包含所述聚合物组合物，优选地由所述聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含:
[0021](a)聚合物，和
[0022](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；
[0023]或
[0024](ii)电缆(B)，其包括由内半导电层、绝缘层和外半导电层所围绕的导线，其中至少该绝缘层包含该聚合物组合物，优选地由该聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0025](a) 聚合物，和
[0026](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0027]本发明的聚合物组合物在本文以下也简短地称为“聚合物组合物”。如上所限定的其聚合物组分在本文中也分别简短地称为“聚合物(a) ”，或作为优选的“聚合物(a) ”的“聚烯烃(a)”，和“离子交换剂添加剂(b)”。
[0028]聚合物(a)优选地为聚烯烃(在本文中也称为聚烯烃(a))，更优选为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的聚烯烃或用高压工艺(HP)通过聚合所制备的聚乙烯(在本文中也称为低密度聚乙烯，LDPE)。
[0029]“在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的聚烯烃”也通常被称为“低压聚烯烃”，以使其清楚地区分于LDPE。两种表达在聚烯烃领域都是众所周知的。此外，“低密度聚乙烯”，LDPE，因此是用高压工艺(HP)所制备的聚乙烯。通常乙烯和任选的另外的共聚单体(或多种共聚单体)在该高压工艺中的聚合是在引发剂(或多种引发剂)的存在下进行的。LDPE聚合物的意思是众所周知的并且记载在文献中。虽然术语LDPE是对低密度聚乙烯的简称，但是该术语被理解为并非用于限制密度范围，而是用于覆盖具有低密度、中密度和更高密度的LDPE类的HP聚乙烯。与在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的PE相比，术语LDPE仅描述并区分了具有典型的特征例如不同的支化结构(branching architecture)的HP聚乙烯的性质。
[0030]例如，在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚烯烃通常包含催化剂残留物，例如阴离子种类，一般为卤素，通常为氯。因此，酸清除剂已被加入所制备的聚烯烃，以保护例如加工设备免受由不期望的残留物所引起的腐蚀，该残留物例如为由氯基残留物形成的盐酸。已发现在现有技术中惯常使用的酸清除剂增加聚合物的DC电导率，这对电力电缆层材料是高度不期望的，并且限制了由烯烃聚合催化剂制备的聚烯烃在MV和特别是HV等级下，更特别是在HV和EHV直流(DC)电缆应用中工作的电力电缆中的用途。本发明的聚合物组合物的离子交换剂添加剂(b)有效地捕获了该不期望的离子催化剂残留物，并且显著地降低了由烯烃聚合催化剂制备的聚烯烃的DC电导率。因此，可以避免使用常规的、对DC电导率具有不期望的影响的酸清 除剂。本发明因此还对于已由烯烃催化剂制备的聚烯烃，以及特别是对于其在电缆应用中的用途而言非常有利。
[0031]因此，在本发明的优选实施方案中，聚合物(a)更优选为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备(聚合)的聚乙烯；或者为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的C3-20 α -烯烃的均聚物或共聚物，还优选为聚丙烯的均聚物或共聚物或者丁烷的均聚物或共聚物。最优选的聚烯烃(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的聚乙烯或者在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的聚丙烯，以及甚至更优选为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的聚乙烯。
[0032]优选的聚烯烃(a)和进一步的性能及其优选实施方案随后在下面进一步描述。
[0033]关于该聚合物组合物的离子交换剂添加剂(b):
[0034]本发明的聚合物组合物的离子交换剂添加剂(b)可以以其本身，即净的加入到聚合物组合物，或作为如由添加剂生产商供应的添加剂组合物加入到该聚合物组合物，该添加剂组合物可包含例如载体材料，例如载体聚合物，和任选地另外的添加剂。此外,该离子交换剂添加剂(b)或其添加剂组合物可以以其本身，如由添加剂生产商所供应的那样加入该聚合物组合物，或者在另外的载体材料中，例如在聚合物载体中，例如在所谓的色母粒(MB)中加入该聚合物组合物。如以下和权利要求所给出的离子交换剂添加剂(b)的量为基于该聚合物组合物的总重量(量)(100wt%)的所述离子交换剂添加剂(b)本身(即净的)的重量(量X
[0035]本发明的聚合物组合物的离子交换剂添加剂(b)优选为无机离子交换剂添加剂，更优选为无机阴离子交换剂添加剂。此外优选地，该离子交换剂添加剂(b)可通过卤素(SP捕获卤素)，优选至少氯基种类来交换阴离子。进一步优选地，离子交换剂添加剂(b)具有层状结构。
[0036]离子交换剂添加剂(b)的优选实施方案为层状阴离子交换剂，优选包含阴离子夹层的层状阴离子交换剂。优选的层状阴离子交换剂添加剂(b)包含层状的形成稳定的主晶格的层，并且可交换的阴离子夹层介于所述薄片之间。阴离子夹层在本文中是指该夹层包含微弱地结合到该薄片层并且可与存在于该聚合物组合物的聚合物(a)中的阴离子种类进行交换的阴离子。图1 一般地说明了作为优选的离子交换剂添加剂(b)的阴离子交换剂添加剂的层状结构(示出两个薄片和介于两者之间的夹层的示意性的部分剖视图)。在该优选实施方案中，层状阴离子交换剂(b)的夹层优选地包含可与存在于该聚合物组合物中，例如存在于聚合物(a)中的阴离子种类进行交换的CO/—阴离子。此外，在该优选实施方案中，稳定的薄片优选地包含例如选自镁、铝、铁、铬、铜、镍或锰阳离子中任一种，或其任意混合物的阳离子种类，更优选地至少选自基于镁(Mg2+)阳离子的种类，和更优选地选自镁(Mg2+)和铝(Al3+)基阳离子种类。
[0037]在该优选实施方案中，最优选的离子交换剂添加剂(a)为水滑石型的层状阴离子交换剂添加剂，优选为包含阴离子夹层的合成水滑石型的层状阴离子交换剂添加剂，该阴离子夹层包含可交换的C032_阴离子，甚至更优选为具有以下通式的合成水滑石型的层状阴离子交换剂添加剂=MgxRy(3+) (OH)z(CO3)k*nH20，其中R(3+)为铝、铬或铁，优选为铝。在所述通式中，优选地，X为4-6 ;y为2 ;z为6-18 ；k为I以及η为3_4。显而易见地是,该比例可以根据例如结晶水的量等变化。作为非限制性实例，可仅提及通式Mg6R2(3+) (OH) 16C03*4H20，其中R(3+)为铝、铬或铁，优选为铝。
[0038]另外，在该优选实施方案中，离子交换剂添加剂(b)，优选地如以上、以下或在权利要求中详细说明的水滑石，可进行改性，例如在本领域中众所周知的那样进行表面处理。
[0039]适于本发明的离子交换剂添加剂(b)例如为市售的。在优选的离子交换剂添加剂(b)中，可提及市售的合成水滑石(IUPAC名:十六氢氧化二招六镁碳酸盐(dialuminiumhexamagnesium carbonate hexadecahydroxide), CAS n0.11097-59-9),例如由 KisumaChemicals供应的商品名为DHT-4V的合成水滑石。
[0040]聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)在本发明的聚合物组合物中的量通常为存在于该聚合物组合物的聚合物组分的总重量的至少50wt%,优选地至少60wt%,更优选地至少70wt%,更优选地至少75wt%,更优选地80_100wt%和更优选地85_100wt%。优选的聚合物组合物由作为唯一的聚合物组分的聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)组成。该表述是指该聚合物组合物不包含另外的聚合物组分，而包含聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)作为唯一的聚合物组分。然而，在本文中要理解的是，除了聚合物(a)和离子交换剂添加剂(b)，该聚合物组合物可包含另外的组分，例如作为离子交换剂添加剂(b)任选地加入具有载体聚合物的混合物(即加入所谓的色母粒)的另外的添加剂。
[0041]如以上、以下或在权利要求中所限定的离子交换剂添加剂(b)，优选地水滑石的量自然地取决于所期望的终端应用(例如所期望的电导率等级)并且可以由本领域技术人员调节。优选地，如以上、以下或在权利要求中所限定，该聚合物组合物包含离子交换剂添加剂(b)，优选地水滑石本身(即净的)，其量为基于该聚合物组合物总重量的小于 lwt%,优选地小于 0.8wt%,优选地 0.000001-0.7wt%,优选地 0.000005-0.6wt%,更优选地 0.000005-0.5wt%,更优选地 0.00001-0.lwt%,更优选地 0.00001-0.08wt%,更优选地 0.00005-0.07wt%,更优选地 0.0001-0.065wt%,更优选地 0.0001-0.06wt%,更优选地 0.0003-0.055wt%,更优选地 0.0005-0.05wt%,更优选地 0.001-0.05wt%,更优选地 0.0015-0.05wt%,更优选地 0.0020-0.05wt%,更优选地 0.0030-0.05wt%,更优选地 0.0035-0.05wt%,更优选地 0.0040-0.05wt%,更优选地 0.0045-0.05wt%,更优选地0.005-0.05wt%o
[0042]优选地，当按照如“测定方法”下所描述的DC电导率方法测量时，该聚合物组合物的电导率优选地为50fS/m或更少，更优选地〈0.01 (更低的值不能通过DC电导率测量来检出)-40fS/m,更优选地〈0.01-30fS/m,更优选地〈0.01-20fS/m,更优选地〈0.01-1OfS/m,更优选地〈0.01-8.00fS/m,更优选地〈0.01-6.00fS/m,更优选地〈0.01-5.00fS/m,优选地<0.01-4.00fS/m,更优选地<0.01-3.5fS/m,更优选地<0.01-3.0fS/m,甚至更优选地〈0.01-2.5fS/m,甚至更优选地〈0.01-2.0fS/m,甚至更优选地〈0.01-1.0fS/m,甚至更优选地 <0.01-0.5fS/m。 [0043]该聚合物组合物可以为交联的或未交联的，优选为未交联的。
[0044]因此，在其中该聚合物组合物不包含交联剂的实施方案中，如“测定方法”下所描述的DC电导率是由所述未交联(即不包含交联剂并且未用交联剂进行过交联)的聚合物组合物的样品测量的。在其中该聚合物组合物为可交联的并且包含交联剂的实施方案中，则该电导率是由交联的聚合物组合物的样品测量的(即，该聚合物组合物的样品首先在样品制备过程中用起初存在于聚合物组合物中的交联剂进行交联，并且然后由所获得的交联的样品测量电导率)。由未交联或交联的聚合物组合物样品的电导率的测量描述于“测定方法”下。交联剂(如果存在)的量可以变化，优选在以下给出的范围内。
[0045]在本文中“交联的”是指，至少聚合物(a)在交联剂的存在下被交联，该交联剂为了交联的目的而被添加到该聚合物组合物。如以上、以下或在权利要求中所使用的“没有交联的(Without crosslinking)”、“非交联的(not crosslinked)” 或“未交联的(non-crosslinked)”在本文中是指，没有交联剂为了交联该组合物(也称为热塑性塑料)的目的而被添加到该聚合物组合物。类似地，“不包含交联剂”在本文中是指该聚合物组合物不包含任何可能添加以交联该组合物的交联剂。
[0046]“可交联的”是指该聚合物组合物可在其终端应用中的用途之前用交联剂(或多种交联剂)进行交联。可交联的聚合物组合物进一步包含交联剂。此外，如果是交联的，则该聚合物组合物或分别地聚合物(a)最优选地使用自由基生成剂通过自由基反应交联。该交联的聚合物组合物具有典型的网络，尤其是如本领域中众所周知的聚合物间的交联(桥联)。如对本领域技术人员显而易见的，交联的聚合物组合物可以具有和在本文中定义为具有在交联之前或之后存在于该聚合物组合物或聚合物(a)中的特征，如所说明的或从上下文中显而易见的。例如，除非另有说明，在交联之前限定了交联剂在该聚合物组合物中的量或者聚合物(a)的组成性质，例如MFR，或密度。
[0047]“交联的”是指该交联步骤向交联的聚合物组合物(由方法限定的产品)提供了使其进一步区别于现有技术的另外的技术特征。
[0048]因此，如果是交联的，则聚合物(a)最优选为聚烯烃(a)，该聚烯烃(a)为如以上、以下或在权利要求中所限定的LDPE聚合物。另外，如果是交联的，则该聚合物组合物包含交联剂，该交联剂还优选地为过氧化物，该过氧化物的量为0-110毫摩尔-0-0-/kg聚合物组合物，优选0-90毫摩尔-0-0-/kg聚合物组合物(相当于基于该聚合物组合物的0-2.4wt%的过氧化二枯基)，优选0-75毫摩尔-0-0-/kg聚合物组合物。
[0049]当交联之前由该聚合物组合物测量时，单位“毫摩尔_0-0-/kg聚合物组合物”在本文中是指每公斤聚合物组合物中过氧化物官能团的含量(毫摩尔)。例如，35毫摩尔-0-0-/kg聚合物组合物相当于基于该聚合物组合物的总量(100wt%)的0.95wt%的众所周知的过氧化二枯基。
[0050]这种聚合物组合物，如果任选地是交联的，则可包含一种类型的过氧化物或两种或更多种不同类型的过氧化物，在该情况下-0-0-/kg聚合物组合物的量(以毫摩尔计)，如以上、以下或在权利要求中所限定的，为每一种过氧化物类型的-0-0-/kg聚合物组合物的量的总和。作为适合的有机过氧化物的非限制性实施例，可以提及二-叔戊基过氧化物、2，5- 二(过氧化叔丁基)~2, 5_ 二甲基_3_己块、2，5- 二 (过氧化叔丁基)~2, 5- 二甲基己烷、叔丁基枯基过氧化物、二 (叔丁基)过氧化物、过氧化二枯基、丁基_4，4-双(过氧化叔丁基)_戊酸酯、1，1-双(过氧化叔丁基)_3，3，5-三甲基环己烷、过氧化叔丁基苯甲酸酯、过氧化二苯甲酰、二 (过氧化叔丁基异丙基)苯、2，5- 二甲基-2，5- 二 (过氧化苯甲酰基)己烷、1，1-二 (过氧化叔丁基)环己烷、1，1-二 (过氧化叔戊基)环己烷、或其任意混合物。优选地，该过氧化物选自2，5- 二 (过氧化叔丁基)-2，5- 二甲基己烷、二 (过氧化叔丁基异丙基)苯、过氧化二枯基、叔丁基枯基过氧化物、二 (叔丁基)过氧化物或其混合物。最优选地，该过氧化物为过氧化二枯基。
[0051]然而，如以上提及的，未交联的聚合物组合物的电导率出乎意料地低。
[0052]此外，本发明的聚合物组合物可包含除了聚合物(a)、离子交换剂添加剂(b)和任选的过氧化物外的另外的组分(或多种组分)，例如聚合物组分(或多种)和/或添加剂(或多种)，优选添加剂(或多种)，例如任意的如在聚合物领域已知的抗氧化剂(或多种抗氧化剂)、防焦剂(SR)(或多种防焦剂)、交联促进剂(或多种交联促进剂)、稳定剂(或多种)稳定剂、加工助剂(或多种加工助剂)、阻燃添加剂(或多种阻燃添加剂)、抗水树添加剂(或多种抗水树添加剂)，另外的酸清除剂(或多种另外的酸清除剂)或离子清除剂(或多种离子清除剂)、无机填料(或多种无机填料)和电压稳定剂(或多种电压稳定剂)。该聚合物组合物优选地包含常规用于W&C应用的添加剂(或多种添加剂)，例如一种或多种抗氧化剂和任选地一种或多种防焦剂，优选至少一种或多种抗氧化剂。所用的添加剂的量是常规的和对本领域技术人员是众所周知的。
[0053]作为抗氧化剂的非限制性实施例，可提及例如位阻酚或半受阻酚、芳香胺、脂肪族位阻胺、有机亚磷酸酯或有机亚膦酸酯、硫代化合物及其混合物。
[0054]最优选地，该聚合物组合物用于电缆中，优选用于电力电缆中，更优选用于DC电力电缆中。另外，该聚合物组合物是对DC电力电缆非常有利的层材料，该DC电力电缆可以是例如低压(LV)、中压(MV)、高压(HV)或超高压(EHV)DC电缆，这些术语如众所周知地表示工作电压的等级。该聚合物组合物还为更优选的用于在高于IOkV下工作的DC电力电缆，例如HV DC电缆的层材料。对HV DC电缆而言，工作电压在本文中定义为介于高压电缆的地线和导线之间的电压。[0055]本发明进一步提供了一种电缆，该电缆选自:
[0056](i)电缆(A)，其包括由至少一个层所围绕的导线，该层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0057](a)聚合物，和
[0058](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；
[0059]或
[0060](ii)电缆(B)，其包括由内半导电层、绝缘层和外半导电层所围绕的导线，其中至少该绝缘层包含聚合物组合物，优选地由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0061](a)聚合物，和
[0062](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0063]优选地，如以上、以下或在权利要求中所限定，所述电缆(A)或(B)的层为交联的或未交联的，优选为未交联的，如以上、以下或在权利要求中所限定，该层包含该聚合物组合物，优选由该聚合物组合物组成。
[0064]本发明最优选的电缆为电缆(B )，优选电力电缆(B )，更优选DC电力电缆(B )，如以上、以下或在权利要求中所限定。甚至更优选地，该聚合物组合物用于在40kV或更高的电压，甚至在50kV或更高的电压下工作的HV DC电力电缆(B)的层中。更优选地，该聚合物组合物用于在60kV或更高的电压下工作的HV DC电力电缆(B)的层中。本发明在非常苛刻的电缆应用中也是高度可行的，并且可用于在高于70kV的电压下工作的HV DC电力电缆的层中。该上限是不受限的。实际的上限可最高达900kV。本发明有利于在75-400kV，优选75-350kV下工作的HV DC电力电缆(B)应用中的用途。还发现本发明即使在苛刻的在400-850kV下工作的超HV DC电力电缆(B)应用中也是有利的。
[0065]如以下或在权利要求中所用的HV DC电力电缆(B)在本文中是指，或者HV DC电力电缆(B)，优选在如上限定的电压下工作的HV DC电力电缆(B)，或者超HV DC电力电缆(B)，优选在如上限定的电压下工作的超HV DC电力电缆(B)。因此，该术语独立地覆盖了 HV DC电缆应用和EHV DC电缆应用两者的工作范围。
[0066]另外优选地，如以上、以下或在权利要求中所限定，至少电缆(B)，优选电力电缆(B)，更优选DC电力电缆(B)的层是未交联的，该层包含该聚合物组合物，优选由该聚合物组合物组成，如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0067]本发明的电缆和进一步的性能及其优选实施方案，还有该电缆的制备方法随后在以下进一步描述。
[0068]因此，本发明还涉及一种方法，该方法通过使用本发明的聚合物组合物制备至少一个层，优选绝缘层，来用于降低，即用于提供低的DC电力电缆(A)或(B)，优选地DC电力电缆(B)，更优选地HV DC电力电缆(B)的聚合物组合物的电导率，该聚合物组合物包含:
[0069](a)聚合物，和
[0070](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0071]因此，在最优选的实施方案中该聚合物组合物是未交联的。
[0072]因此，优选的是，该聚合物组合物不包含交联剂。在该实施方案中，该未交联的聚合物组合物具有非常有利的低的电导率并且不需要为了用于电缆(A)或(B)，优选地DC电力电缆(A)或(B)，更优选地DC电力电缆(B)的层(优选绝缘层)而被交联，如以上、以下或在权利要求中所限定。在该实施方案中可以避免现有技术关于交联剂在电缆层中的使用的缺陷。当然，该实施方案使得电缆制备方法的简化成为可能。优选的未交联的聚合物组合物为根据第二实施方案的聚合物组合物。
[0073] 优选的是，该聚合物组合物和及其优选的子组群用于制备电缆(A)或(B)，优选地DC电力电缆(A)或(B)，更优选地DC电力电缆(B)，更优选地HV DC电力电缆(B)的绝缘层，如以上、以下或在权利要求中所限定。优选地，该聚合物组合物缺少(即不包含)碳黑。还优选地，该聚合物组合物缺少(不包含)以常规用于充当“阻燃剂”的这样的量的阻燃添加剂(或多种添加剂)，例如，包含以阻燃的量的添加剂的金属氢氧化物。
[0074]适于本发明聚合物组合物的聚合物(a)和离子交换剂添加剂(b)组分的以下优选的实施方案、性能和子组群各自独立地为可概括的，以便可以以任意次序或组合使用它们来进一步限定该聚合物组合物和用该聚合物组合物制备的电缆的优选实施方案。此外，明显的是，所给出的聚合物(a)的描述适用于在任选的交联之前的聚合物。
[0075]聚合物(a)
[0076]聚合物(a)优选为聚烯烃(在本文中也简短地作为聚烯烃(a))，更优选在烯烃聚合催化剂存在下制备的(聚合的)聚烯烃或通过用高压工艺聚合而制备的聚乙烯(在本文中也称为低密度聚乙烯，LDPE).[0077]作为聚合物(a)适合的优选聚烯烃(a)可以是任意聚烯烃，例如任意常规的可用于电缆的电缆层的聚烯烃，优选可用于电缆的绝缘层的聚烯烃。
[0078]适合的聚烯烃(a)例如为像那些众所周知的并且例如可以有市售或可以根据或类似于在化学文献中描述的已知聚合工艺而制备。
[0079]如果聚烯烃(a)为LDPE，则该LDPE聚合物可以是乙烯的低密度均聚物(在本文中称为LDPE均聚物)或乙烯与一种或多种共聚单体的低密度共聚物(在本文中称为LDPE共聚物)。优选地，LDPE共聚物的一种或多种共聚单体选自极性共聚单体(或多种极性共聚单体)、非极性共聚单体(或多种非极性共聚单体)或选自极性共聚单体(或多种极性共聚单体)和非极性共聚单体(或多种非极性共聚单体)的混合物，如以上或以下所限定。另外，所述LDPE均聚物或LDPE共聚物作为所述第二聚烯烃(b)可任选地为不饱和的。
[0080]如众所周知的“共聚单体”是指可共聚的共聚单体单元。
[0081]如果优选的聚烯烃(a)为LDPE共聚物，则其优选地包含0.001_50wt.-%，更优选地0.05-40wt.-%,还更优选地少于35wt.-%,还更优选地少于30wt.-%，更优选地少于25wt.-%的一种或多种共聚单体。
[0082]作为聚烯烃(a)的LDPE聚合物优选在高压下通过自由基引发的聚合(称为高压(HP)自由基聚合)而制备。该HP反应器可以是例如众所周知的管式反应器或高压釜反应器或其混合，优选管式反应器。该高压(HP)聚合以及用于根据所期望的终端应用进一步调节该聚烯烃的其它性质的工艺条件的调整是众所周知的且描述于文献中，并且可由本领域技术人员容易地使用。适合的聚合温度范围最高达400°C，优选80-350°C和适合的聚合压力为70MPa-400MPa，优选100_400MPa，更优选100_350MPa。压力可至少在压缩阶段之后和/或在管式反应器之后测量。温度可在所有步骤的多个位点处测量。
[0083]通过高压自由基聚合制备乙烯(共)聚合物的进一步的细节可在以下的文献中找至Ij,即 Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol.6 (1986)，第 383-410页和Encyclopedia of Materials:Science and Technology, 2001Elsevier Science Ltd.:“Polyethylene:High-pressure，R.Klimeschj D.Littmann和F.-0.Miihling 第 7181-7184页。
[0084]更优选地，聚烯烃(a)为“低压聚乙烯”，即在烯烃聚合催化剂的存在下制备(聚合)的聚乙烯；或者为在烯烃聚合催化剂的存在下所制备的C3-20 α -烯烃的均聚物或共聚物，还优选为聚丙烯的均聚物或共聚物或者丁烷的均聚物或共聚物。最优选的聚烯烃(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯或者在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚丙烯，以及甚至更优选地为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯。
[0085]“烯烃聚合催化剂”在本文中是指常规的配位催化剂。它优选地选自Ziegler-Natta催化剂、单活性中心催化剂(该术语包含茂金属催化剂和非茂金属催化剂)、或铬催化剂或其任意混合物。
[0086]术语“聚乙烯”(PE)是指乙烯的均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物。“聚丙烯”(PP)是指丙烯均聚物、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多相共聚物。
[0087]低压PE或PP可以关于分子量分布(MWD=Mw/Mn)是单峰的或多峰的。一般地，包含至少两种在导致对该级分(fraction)的不同(重均)分子量和分子量分布的不同聚合条件下制备的聚合物级分的 聚合物称为“多峰”。该前缀“多”是指存在于聚合物中的不同聚合物级分的数目。因此，例如，多峰聚合物包括所谓的由两个级分组成的“双峰”聚合物。多峰聚合物的分子量分布曲线的形状，即该聚合物重量级分作为其分子量的函数的图的外观，将示出两个或更多个最大值或通常与单级分的曲线相比明显变宽。例如，如果在相继的多阶段工艺中利用串联联接的反应器并在每一反应器中使用不同的条件来制备聚合物，则在不同的反应器中制备的聚合物级分将各自具有它们自己的分子量分布和重均分子量。当记录这样的聚合物的分子量分布曲线时，来自这些级分的单个曲线通常一起形成对于整个生成的聚合物产物的变宽的分子量分布曲线。
[0088]除非另有说明，术语“多峰”在本文中是指至少关于分子量分布(MWD=Mw/Mn)的多峰性并且还包括双峰聚合物。
[0089]可用于本发明的多峰低压PE或PP包含较低的重均分子量(LMW)组分(A)和较高的重均分子量(HMW)组分(B)。所述LMW组分的分子量低于HMW组分。
[0090]当然，多峰低压PE或PP除了或供选择地关于MWD的多峰性之外可以关于密度和共聚单体含量是多峰的。即LMW和HMW组分可具有不同的共聚单体含量或密度，或两者兼有。
[0091]优选地，低压PE和PP独立地具有至少2.0,优选地至少2.5，优选地至少2.9，优选地3-30，更优选地3.3 - 25，甚至更优选地3.5 - 20，优选地3.5 - 15的MWD。单峰PE或PP通常具有3.0-10.0的MWD0
[0092]低压PE或PP可以分别是乙烯或丙烯与一种或多种共聚单体的共聚物(无规的或多相的)。如在本文中所使用的共聚单体是指分别除了乙烯或丙烯以外的单体单元，该单体单元可分别与乙烯或丙烯共聚。在“无规共聚物”中，所述共聚物中的共聚单体(或多种共聚单体)在共聚物链内无规分布，即通过共聚单体单元的统计学上的嵌入而分布。所述“丙烯的多相共聚物”包含可为丙烯均聚物或丙烯共聚物的基体相和分散于所述基体相中的丙烯共聚物的弹性体相，该弹性体相还称为橡胶部分。
[0093]优选地，低压PE或PP共聚物，如果用作聚烯烃(a)，则通常可为二元共聚物，即例如PE共聚物包含乙烯和一种共聚单体，或三元共聚物，即例如PE共聚物包含乙烯和两种或
三种共聚单体。
[0094]优选地，聚烯烃(a)为低压PE均聚物或共聚物。该低压PE共聚物，如果用作聚烯烃(a)，则优选为乙烯与一种或多种烯烃共聚单体的共聚物，优选乙烯与至少C3_20a -烯烃的共聚物，更优选乙烯与至少一种C4-12 a-烯烃的共聚物，更优选乙烯与至少一种C4-8 a -烯烃的共聚物，例如乙烯与1- 丁烯、1-己烯或1-辛烯的共聚物。存在于PE共聚物中的共聚单体(或多种共聚单体)的量为0.l-15mol%，通常为0.25-10mol-%。
[0095]在一个优选的实施方案中，聚烯烃(a)为选自甚低密度乙烯共聚物(VLDPE)、线性低密度乙烯共聚物(LLDPE)、中密度乙烯共聚物(MDPE)或高密度乙烯均聚物或共聚物(HDPE)的低压PE。这些众所周知的类型是根据它们的密度范围来命名的。术语VLDPE在本文中包括PE，所述PE还称为塑性体和弹性体的PE并且覆盖了 850-909kg/m3的密度范围。LLDPE 的密度为 909-930kg/m3，优选 910-929kg/m3，更优选 915-929kg/m3。MDPE 的密度为 930-945kg/m3，优选 931_945kg/m3。HDPE 的密度大于 945kg/m3，优选大于 946kg/m3，优选946-977kg/m3,更优选 946_965kg/m3。
[0096]LLDPE、MDPE或HDPE是用作本发明的聚烯烃(a)的低压PE的优选类型。这种LLDPE, MDPE或HDPE可以是单峰的 或多峰的。该多峰性有助于力学和加工性能，例如热应力开裂(TSCR)。
[0097]最优选的作为本发明的聚合物组合物的聚合物(a)的聚烯烃(a)是单峰或多峰HDPE或者单峰或多峰MDPE聚合物，优选HDPE均聚物，其可以是单峰的或多峰的。
[0098]低压PE的MFR2优选最高达1200g/10分钟，例如最高达1000g/10分钟，优选最高达500g/10分钟，优选最高达400g/10分钟，优选最高达300g/10分钟，优选最高达200g/10分钟，优选最高达150g/10分钟，优选0.01 - 100g/10分钟，优选0.01_50g/10分钟，优选0.01-40.0g/10分钟，优选0.05-30.0g/10分钟，优选0.1-20.0g/10分钟，更优选0.2-15.0g/10 分钟。
[0099]作为聚烯烃(a)的适合的低压PE和PP是像这样众所周知的并且可以例如是有市售的或供选择地可以根据或类似于详尽记载于文献中的常规聚合工艺来制备。
[0100]烯烃聚合催化剂可选自众所周知的配位催化剂,优选地选自Ziegler-Natta催化剂、单活性中心催化剂(该术语包含众所周知的茂金属催化剂和非茂金属催化剂)、或铬催化剂或其任意混合物。对本领域技术人员显而易见的是，该催化剂系统包含共催化剂。用于低压PE的适合的Ziegler Natta催化剂例如描述于EP0810235或EP0688794中，将其全部引入本文作为参考。用于PP的适合的Ziegler Natta催化剂例如描述于W003000754或EP1484345中，将其全部引入本文作为参考。如已知地，PP催化剂通常可包含内供体或外供体。如众所周知地，催化活性催化剂组分(或多种组分)，例如Ziegler Natta催化剂的催化活性组分，通常与活化剂结合。另外，催化剂体系可以是未负载的或负载在载体上的，该载体例如是外载体，如二氧化硅基或Mg基载体。
[0101 ] 单峰低压PE和PP，优选地PE，可以以众所周知和详尽记载的方式通过单段聚合在单一反应器中来制备。多峰(例如双峰)低压PE或PP，优选地PE，可例如通过将两种或更多种单独的聚合物组分机械共混在一起，或优选地，在该组分的聚合工艺过程中通过原位共混来制备。机械和原位共混均为本领域中众所周知的。因此，优选的原位共混是指，聚合物组分在不同聚合条件下例如在多段(即两个或多个阶段)聚合中来聚合，或在单段聚合中通过使用两种或更多种不同的聚合催化剂(包括多活性中心和双活性中心催化剂)来聚合，或通过使用多段聚合和两种或更多种不同聚合催化剂的组合来聚合。在多段聚合工艺中，聚合物在包含至少两个聚合阶段的工艺中聚合。每一聚合阶段可在至少两个不同的在一个反应器中或在至少两个单独的反应器中的聚合区中进行。优选地，多段聚合工艺在至少两个级联(cascaded)聚合区中进行。聚合区可并联连接，或者优选地聚合区以级联模式运行。聚合区可在本体(bulk)、淤浆、溶液、或气相条件下或以其任意组合来运行。在优选的多段工艺中，第一聚合步骤在至少一个淤浆(例如环流)反应器中进行，并且第二聚合步骤在一个或多个气相反应器中进行。一个优选的多段工艺描述于EP517868。对于作为所述聚烯烃(a)的适合的聚丙烯及其制备工艺,还要参考例如NelloPasquini (编辑)PolypropyleneHandbook, Hanser, Munich, 2005,第 15 - 141 页。
[0102]一般而言，在低压PE和PP聚合中的温度通常为50_115°C，优选60-110°C。压力为1-150巴，优选10-100巴。聚合条件的精确控制可通过使用不同类型的催化剂和使用不
同共聚单体和/或氢进料来进行。 [0103]在实际的聚合步骤(或多个步骤)之前可以进行预聚合，如本领域中众所周知的。
[0104]在丙烯的多相共聚物的情况下，丙烯均聚物的基体或无规共聚物可在例如单段工艺中或在如上所述的多段工艺中来制备，并且丙烯共聚物的弹性(橡胶)部分可如原位聚合例如在单独的反应器如气相反应器中在先前阶段中制备的基体聚合物的存在下来制备。供选择地，丙烯部分的弹性共聚物可被机械配混到基体相材料，如在本领域中众所周知的。
[0105]所得到的低压PE或PP (优选地PE)的聚合产物为了进一步的用途可以以已知方式且任选地与添加剂(或多种添加剂)配混并造粒。
[0106]本发明的聚合物组合物的终端用途和终端应用
[0107]本发明的聚合物组合物最优选用于制备电缆，优选地电力电缆，更优选地直流(DC)电力电缆的层，如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0108]因此，本发明进一步提供了一种电缆，优选地直流(DC)电力电缆，该电缆选自:
[0109](i)电缆(A)，其包含由至少一个层所围绕的导线，该层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0110](a)聚合物，和
[0111](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；或
[0112](ii)电缆(B)，其包含由内半导电层、绝缘层和外半导电层所围绕的导线，其中至少该绝缘层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0113](a)聚合物，和
[0114](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；
[0115]优选地，电缆(A)为电力电缆(A)，更优选地DC电力电缆(A)，并且电缆(A)的至少
一个层为绝缘层。
[0116]所述电缆(A)或电缆(B)，如以上、以下或在权利要求中所限定，为交联的或未交联的，该层包含本发明的聚合物组合物，优选地由本发明的聚合物组合物组成，如以上、以下或在权利要求中所限定。更优选地，该电缆为:
[0117](i)电缆(A)，其任选地为可交联的，其中至少一个层为未交联的；更优选地，该电缆为:
[0118](ii)电缆(B)，其任选地为可交联的，其中至少该绝缘层为未交联的。
[0119]优选的电缆为电缆(B)，优选电力电缆(B)，更优选DC电力电缆(B)，甚至更优选HV直流(DC)电力电缆(B);如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0120]因此，电力电缆的内半导电层包含第一半导电组合物，优选由第一半导电组合物组成，绝缘层包含绝缘组合物，优选由绝缘组合物组成，并且外半导电层包含第二半导电组合物，优选由第二半导电组合物组成。因此，该组合物中的一种，优选至少绝缘组合物包含本发明的聚合物组合物，更优选地由本发明的聚合物组合物组成。
[0121]第一和第二半导电组合物可以是不同的或相同的并且包含聚合物(或多种聚合物)和导电填料，所述聚合物优选为聚烯烃或聚烯烃的混合物的聚合物，所述导电填料优选为碳黑。适合的聚烯烃(或多种聚烯烃)例如是在低压工艺中制备的聚乙烯或在HP工艺中制备的聚乙烯(LDPE)。如以上关于聚合物(a)，优选地关于聚烯烃(a)给出的通用的聚合物描述也适用于适合的用于半导电层的聚合物。碳黑可以是在DC电力电缆的半导电层中，优选地在DC电力电缆的半导电层中使用的任何常规的碳黑。优选地，碳黑具有一种或多种以下性质:a)初级粒度为至少5nm，其定义为根据ASTM D3849_95a的分散程序D的数均粒径，b)根据ASTM D1510的碘值为至少30mg/g，c)按照ASTM D2414测量的吸油值为至少30ml/100g。碳黑的非限定性实例是例如乙炔碳黑、炉法碳黑和凯金(Ketjen)碳黑，优选炉法碳黑和乙炔碳黑。优选地，基于半导电组合物的重量，第一和第二半导电聚合物组合物包含10-50wt%的碳黑。
[0122]因此，本发明的电缆的最优选的实施方案是HV DC电缆(B)，其中，以这样的顺序，内半导电层包含第一半导电组合物，绝缘层包含绝缘组合物并且外半导电层包含第二半导电组合物，并且其中绝缘层的绝缘组合物包含所述聚合物组合物，优选由所述聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含:
[0123](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选低压聚乙烯，和
[0124](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0125]在该实施方案中优选的是，至少绝缘层的绝缘组合物包含所述聚合物组合物，优选由所述聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含:
[0126](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选低压聚乙烯，和
[0127](b) 离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定，其为未交联的。进一步优选地，在该实施方案中内半导电层包含未交联的第一半导电组合物，优选地由未交联的第一半导电组合物组成。另外，在该实施方案中，外半导电层包含未交联或交联的第二半导电组合物，优选地由未交联或交联的第二半导电组合物组成。更优选地，在该实施方案中，绝缘层包含本发明的聚合物组合物，优选地由本发明的聚合物组合物组成，本发明的聚合物组合物包含未交联的聚合物(a)，优选未交联的聚烯烃(a)，更优选未交联的低压聚乙烯，如以上或在权利要求中所限定，和离子交换剂添加剂(b)，如以上、以下或在权利要求中所限定。在该实施方案中进一步优选的是，内半导电层的第一半导电组合物为未交联的，绝缘层包含本发明的聚合物组合物，优选地由本发明的聚合物组合物组成，本发明的聚合物组合物包含未交联的低压聚乙烯作为聚烯烃(a)，如以上或在权利要求中所限定，和离子交换剂添加剂(b)，如以上、以下或在权利要求中所限定。另外，优选地，根据所期望的终端应用，在该实施方案中外半导电层包含未交联或交联的第二半导电组合物，优选地由未交联或交联的第二半导电组合物组成，优选交联的第二半导电组合物。
[0128]如已提及的，表述“没有交联”、“没交联的”或“未交联的”，如上文和下文所使用，是指没有交联剂为了交联该组合物的目的而被添加到该聚合物组合物。类似地，表述“没有交联剂”在本文中是指该聚合物组合物不包含为了交联该聚合物组合物的目的已被添加到该聚合物组合物的任何交联剂。例如，未交联的聚烯烃(a)不包含交联剂。
[0129]当然，如以上或以下所限定，对于该聚合物组合物或对于聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地对于低压聚乙烯，及其离子交换剂添加剂(b)组分，另外优选的以上性质的子组群、 另外的性质、变体和实施方案类似地适用于本发明的电缆(A)和(B)，优选地DC电力电缆(B)，更优选地HV DC电力电缆(B)。
[0130]术语“导线”在本文中以上和以下是指，包含一根或多根线的导线。此外，电缆可包含一根或多根这样的导线。优选地，导线是电导线并且包含一根或多根金属线。
[0131 ] 如众所周知的，本发明的电缆可任选包括另外的层，例如围绕该绝缘层的层或(如果存在)外半导电层，例如屏蔽层(或多个屏蔽层)、护套层(或多个护套层)、其它保护层(或多个保护层)或其任意组合。
[0132]本发明还提供了用于制备电缆的方法，该方法选自:
[0133](i)用于制备电缆(A)的方法，其中该方法包括以下步骤:
[0134]-在导线上，优选地通过(共)挤出，施加至少一个层，该层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0135](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和
[0136](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定，和
[0137]-任选地将所获得电缆(A)的所述至少一个层在交联剂的存在下并且在交联条件下进行交联，优选地未交联所获得电缆(A)的所述至少一个层的所述聚合物组合物；或
[0138](i i )用于制备电缆(B )的方法，所述电缆(B )优选电力电缆(B )，更优选DC电力电缆(B)，甚至更优选HV DC电力电缆(B)，其中该方法包括以下步骤:
[0139]-在导线上以这样的顺序，优选通过(共)挤出，施加包含第一半导电组合物的内半导电层、包含绝缘组合物的绝缘层和包含第二半导电组合物的外半导电层，其中至少一个层的组合物，优选地绝缘层的绝缘组合物，包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0140](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和
[0141](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；
[0142]和
[0143]-任选地将所获得的电缆的一个或多个层的聚合物组合物在交联剂的存在下和在交联条件下进行交联，优选地未交联至少所获得的层的聚合物组合物，该所获得的层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:[0144](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和
[0145](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定，更优选地未交联至少所获得的绝缘层的绝缘组合物，该绝缘层优选包含聚合物组合物，更优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0146](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和
[0147](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0148]最优选的方法是用于制备HV DC电缆(B)，其中该方法包括以下步骤:
[0149]-在导线上以这样的顺序，优选通过(共)挤出，施加包含第一半导电组合物的内半导电层、绝缘层和包含第二半导电组合物的外半导电层，该绝缘层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，该聚合物组合物包含:
[0150](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和
[0151](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中所限定；和
[0152]-任选地交联内半导电层的第一半导电组合物和外半导电层的第二半导电组合物中的一种或两种，而未交联绝缘层的所述绝缘组合物，优选地未交联至少内半导电层的第一半导电组合物和绝缘层的所述绝缘组合物。另外优选地，外半导电层的第二半导电组合物为未交联或交联的，更优选交联的，而未交联绝缘层的本发明的聚合物组合物。还优选地，内半导电层的第一半导电组合物没有交联。
[0153]更优选地，制备了任选可交联的电缆，优选电力电缆，优选电力电缆(B)，更优选DC电力电缆(B)，甚至更优选HV DC电力电缆(B)，其中该方法包括以下步骤:
[0154](a)
[0155]-提供并混合(优选地在挤出机中熔融混合)任选地可交联的第一半导电组合物，该第一半导电组合物包含聚合物、碳黑和任选地用于内半导电层的另外的组分(或多种组分)，
[0156]-提供并混合(优选地在挤出机中熔融混合)任选地可交联的本发明的聚合物组合物，本发明的聚合物组合物包含:
[0157](a)聚合物，优选聚烯烃(a)，更优选低压聚乙烯，和
[0158](b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上、以下或在权利要求中针对绝缘层所限定，
[0159]-提供并混合(优选地在挤出机中熔融混合)第二半导电组合物，该第二半导电组合物任选地为可交联的并且包含聚合物、碳黑和任选地用于外半导电层的另外的组分(或多种组分)，
[0160](b)在导线上施加，优选通过共挤出施加，
[0161]-得自步骤(a)的第一半导电组合物的熔融混合物，以形成内半导电层，
[0162]-得自步骤(a)的本发明的聚合物组合物的熔融混合物，以形成绝缘层，和
[0163]-得自步骤(a)的第二半导电组合物的熔融混合物，以形成外半导电层，和[0164](c)任选地在交联条件下交联所得电缆的内半导电层的第一半导电组合物和外半导电层的第二半导电组合物中的一种或两种，并且任选地交联绝缘层的聚合物组合物，更优选地至少未交联绝缘层的聚合物组合物。优选地在步骤(C)中，外半导电层的第二半导电聚合物组合物为未交联或交联的，更优选交联的，而未交联绝缘层的聚合物组合物。还优选地，在步骤(C)中，外半导电层的第二半导电聚合物组合物为未交联或交联的，更优选交联的，而未交联绝缘层的聚合物组合物和内半导电层的第一半导电组合物。
[0165]术语“(共)挤出”在本文中是指，在两个或更多层的情况下，所述层可在单独的步骤中被挤出，或者所述层的至少两个或全部可在同一挤出步骤中被共挤出，如在本领域中众所周知的。术语“(共)挤出”在本文中也指，使用一个或多个挤出头同时形成全部或部分的层。
[0166]如众所周知的，施加聚合物组合物或其组分(或多种组分)的熔融混合物以形成层。熔融混合是指在所获得混合物的至少主要的聚合物组分(或多种组分)的熔点以上进行的混合，并且例如，但不限于，在聚合物组分(或多种组分)的熔点或软化点以上至少10-15°C的温度下进行。混合步骤(a)可在电缆挤出机中进行。熔融混合步骤可包括在单独的搅拌器(例如捏合机)中的单独的混合步骤，将该搅拌器设置连接到并先于电缆生产线的电缆挤出机。在先前、单独的搅拌器中的混合可通过在使用或不用该组分的外部加热(用外源加热)的情况下混合来进行。
[0167]如众所周知的，本发明的聚合物组合物以及任选和优选的第一和第二半导电组合物可在电缆制备方法之前或期间来制备。另外，在引入电缆制备方法的(熔融)混合步骤a)之前，本发明的聚合物组合物以及任选和优选的第一和第二半导电组合物可各自独立地包含最终组合物的部分或全部组分。
[0168]优选地，将本发明的聚合物组合物以及任选地，该任选的第一和第二半导电组合物以粉末、颗粒或粒料(pellets)的形状提供到电缆制备方法中。粒料在本文中通常是指通过补充反应器改进(post-reactor modification)由反应器制备的聚合物(直接从反应器获得的)成型为固体聚 合物颗粒的任何聚合物产品。众所周知的补充反应器改进是将聚合物产品和任选的添加剂(或多种添加剂)的熔融混合物在造粒设备中造粒成固体粒料。粒料可以是任意尺寸和形状。另外，聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯，和离子交换剂添加剂(b)可在同一粉末、颗粒或粒料产品中合并，因此其包含聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯，和离子交换剂添加剂(b)的固体聚合物混合物。供选择地，在电缆制备过程期间分别提供并合并聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯，和离子交换剂添加剂(b)，如以上、以下或在权利要求中所限定。
[0169]优选地，该聚合物组合物的聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯，和离子交换剂添加剂(b)，在提供到混合步骤(a)之前可以预混合，例如熔融混合在一起并造粒。
[0170]如以上、以下或在权利要求中所限定，包含聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯，和离子交换剂添加剂(b)的聚合物组合物还可包含任选的另外的组分(或多种组分)，例如过氧化物或另外的添加剂(或多种添加剂)。在电缆制备方法中，如果本发明的聚合物组合物的任选的另外的组分(或多种组分)，例如过氧化物或另外的添加剂(或多种添加剂)，和第一或第二半导电组合物的部分或全部组分被分别地添加到聚烯烃，则该添加 (或多次添加)可在混合步骤(a)期间的任意阶段进行，例如在先于电缆挤出机的任选的单独搅拌器处或在电缆挤出机的任意位点(或多个位点)处。任选的过氧化物和任选的添加剂(或多种添加剂)的添加可同时地或单独地以本身，优选地以液体形式，或在众所周知的色母粒中，和在混合步骤(a)期间的任意阶段进行。
[0171]优选的是，得自(熔融)混合步骤(a)的聚合物组合物的熔融混合物由作为唯一聚合物组分的本发明的聚合物(a)，优选地聚烯烃(a)，更优选地低压聚乙烯所组成。任选的和优选的添加剂(或多种添加剂)可以本身或作为与载体聚合物的混合物，即以所谓的色母粒的形式，添加到聚合物组合物。
[0172]如果制备了可交联的DC电力电缆(B)，其中绝缘层包含本发明的聚合物组合物，优选由本发明的聚合物组合物所组成，如以上、以下或在权利要求中所限定。优选地，绝缘层是未交联的并且不包含交联剂。则内或外半导电层的其中之一或两者可以被交联。
[0173]任选的交联剂(或多种交联剂)可以是在引入到交联步骤c)之前已经存在于任选的第一和第二半导电组合物中，或者在交联步骤期间被引入。
[0174]任选的交联可在升高的温度下进行，该温度如众所周知地根据交联剂的类型来选择。例如高于150°C，例如160-350°C的温度是典型的，然而并不限制于此。
[0175]加工温度和装置是本领域中众所周知的，例如常规的搅拌器和挤出机，例如单螺杆或双螺杆挤出机，适合用于本发明的方法。
[0176]本发明进一步提供任选地交联DC电力电缆(B)，优选地交联HV DC电力电缆，其包含由一个或多个层，优选地至少由绝缘层，更优选地至少由内半导电层、绝缘层和外半导电层以这样的顺序所围绕的导线，其中至少绝缘层包含未交联的本发明的聚合物组合物，如以上或在权利要求中所限定，并且其中内半导电组合物和外半导电组合物的其中一种或两种是任选地交联的。优选地 ，外半导电层的第二半导电聚合物组合物根据所期望的终端应用为未交联或交联的，优选为交联的，并且本发明的聚合物组合物为未交联的。更优选地，内半导电层的第一半导电组合物为未交联的。
[0177]本发明优选的DC电力电缆是HV DC电力电缆(B)，如以上、以下或在权利要求中所限定。优选地，该HV DC电力电缆根据所期望的终端电缆应用在如上针对HV DC电缆或超HV DC电缆所限定的电压下工作。
[0178]当从电缆的绝缘层的截面测量时，DC电力电缆(B)，更优选地HV DC电力电缆(B)的绝缘层厚度通常为2mm或更多,优选至少3mm,优选至少5-100mm,更优选5-50mm,并且常规地5-40mm，例如5-35mm。内半导电层和外半导电层的厚度通常小于绝缘层的厚度，并且在HV DC电力电缆(B)中可以例如是大于0.1mm，例如0.3-20mm,0.3_10mm的内半导电层和外半导电层。内半导电层的厚度优选0.3-5.0mm,优选0.5-3.0mm,优选0.8-2.0mm。外半导电层的厚度优选0.3-10mm,例如0.3_5mm,优选0.5-3.0mm,优选0.8-3.0mm。对本领域技术人员的技术显而易见并且在本领域技术人员的技术范围内的是，DC电缆(B)的层的厚度取决于终端应用电缆的所期望的电压等级并且可相应地选择。
[0179]测定方法
[0180]除非在描述或实验部分中另有说明，以下方法用于性质的确定。
[0181 ] Wt%:按重量计％
[0182]熔体流动速率
[0183]熔体流动速率(MFR)是根据IS01133测定的，并且以g/ΙΟ分钟表示。MFR是聚合物的流动性的指示，从而是聚合物的加工性能的指示。熔体流动速率越高，聚合物的粘度越低。在190°C下测定聚乙烯的MFR和在230°C下测定聚丙烯的MFR。MFR可在不同的负载例如 2.16kg (MFR2)或 21.6kg (MFR21)下测定。
[0184]分子量
[0185]Mz,Mw,Mn和MWD是通过凝胶渗透色谱法(GPC)根据以下方法测定的:
[0186]重均分子量Mw和分子量分布(MWD=Mw/Mn,其中Mn是数均分子量和Mw为重均分子量；Mz为Z-均分子量)是根据IS016014-4:2003和ASTM D6474-99测量的。在140°C并且在ImL/分钟的恒定流动速率下，使用装配有折光率检测器和在线粘度计的WatersGPCV2000 仪器，该仪器使用来自 Tosoh Bioscience 的 2x GMHXL-HT 和 Ix G7000HXL-HTTSK-凝胶柱，并使用1，2，4-三氯苯(TCB，用250mg/L的2，6- 二叔丁基-4-甲基-苯酚来稳定化)作为溶剂。每次分析注入209.5 μ L的样品溶液。该柱组件使用通用校准法(按照IS016014-2:2003)用 lkg/mol-12000kg/mol 的至少 15 个窄 MWD 聚苯烯(PS)标样来校准。使用例如在ASTM D6474-99中给出的Mark Houwink常数。所有样品的制备如下:在4mL(在140°C下)稳定化的TCB (与流动相相同)中溶解0.5 - 4.0mg聚合物，并且在采样到GPC仪器之前，于160°C的最高温度下在持续的轻微振摇下保持最多3小时。
[0187]共聚单体含量
[0188]a)在聚丙烯的无规聚合物中的共聚单体含量:
[0189]使用定量傅里叶变换红外(FTIR)光谱来定量共聚单体的量。校准是通过相关到由定量核磁共振(NMR)光谱测定的共聚单体来实现的。基于从定量13C-NMR光谱获得的结果的校准程序是以详尽记载于文献中的常规方法来进行的。
[0190]通过下式将共聚单体(N)的量测定为重量百分比(wt%):
[0191]N=kl (A/R)+k2
[0192]其中，A为共聚单体带的所限定的最大吸光度，R是定义为参考峰的峰高的最大吸光度，并且kl和k2为通过校准获得的线性常数。用于定量乙烯含量的带根据乙烯含量是无规的(730CHT1)还是块状的(如在多相PP共聚物中)(720CHT1)进行选择。在4324CHT1的吸光度用作参考带。
[0193]b)通过NMR光谱定量在线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的α-烯烃含量
[0194]在基本赋值(basic assignment)后,共聚单体的含量由定量13C核磁共振(NMR)光谱来测定(J.Randall JMS-Rev.Macromol.Chem.Phys.，C29 (2&3), 201-317 (1989))。调节实验参数以确保用于该特定任务的定量光谱的测量。
[0195]特别地，使用Bruker AvanceIIHOO光谱仪，采用溶液态NMR光谱。利用加热块和在140°C下的旋转管炉，通过在IOmm样品管中将约0.200g的聚合物溶于2.5ml的氘代四氯乙烯中制备均质样品。使用以下采集参数记录具有NOE (功率门限的)的质子去耦的13C单脉冲NMR光谱:翻转角90°，4次虚拟扫描，4096次瞬变，采集时间1.6s，光谱宽度20kHz，温度125°C，双层WALTZ质子去耦方案和弛豫延迟3.0s。所得的FID用以下的处理参数来处理:充零至32k数据点和使用高斯窗函数进行切趾；使用限制于感兴趣区域的五阶多项式进行自动零阶和一阶相校正和自动基线校正。
[0196]数量是基于本领域中众所周知的方法，使用代表性位点的信号积分的简单校正比例来计算的。
[0197]c)在低密度聚乙烯中极性共聚单体的共聚单体含量
[0198]( I)包含>6wt%的极性共聚单体单元的聚合物[0199]共聚单体含量(wt%)是基于用定量核磁共振(NMR)光谱校准的傅里叶转换红外光谱(FTIR)测定，以已知的方式来测定的。以下举例说明乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的极性共聚单体含量的测定。制备聚合物的膜样品用于FTIR测量:以>6wt%的量,对于乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸乙酯采用0.5-0.7mm厚度，以及对于乙烯丙烯酸甲酯采用0.1mm厚度。使用Specac膜冲床(film press)在150°C、约5吨下压制膜1-2分钟，然后用冷水以非控制的方式冷却。测量所得到的薄膜样品的准确厚度。
[0200]在用FTIR分析后，对于待分析的峰绘制在吸光度模式中的基线。将共聚单体的吸光度峰与聚乙烯的吸光度峰进行归一化(例如，将在3450CHT1处的丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯的峰高除以在2020CHT1处的聚乙烯的峰高)。以常规方式进行NMR光谱校准程序，所述常规方式详细记载于文献中，解释如下。
[0201]为了测定丙烯酸甲酯的含量，制备了 0.1Omm厚的薄膜样品。在分析后，在3455CHT1处的丙烯酸甲酯峰的最大吸光度减去在2475CHT1处的基线的吸光度值-A2475).然后在2660CHT1处的聚乙烯峰的最大吸光度峰值减去在2475CHT1处的基线的吸光度值
(A2660 -A2475)ο然后以详尽记载于文献中的常规方式计算(Awiigf酷-A2475)和(A266tl - A2475)的比值。
[0202]通过计算，重量-%可转换成mol-%。这在文献中得以详尽记载。
[0203]通过NMR光谱定量聚合物中共聚物的含量
[0204]在基本赋值后，通过定量核磁共振(NMR)光谱来测定共聚单体含量(例如“NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives，，，A.J.Brandolini 和D.D.Hills, 2000, Marcel Dekker, Inc.New York)。调节实验参数以确保用于该特定任务的定量光谱的测量(例如 “200and More NMR Experiments: A Practical Course”，S.Berger和S.Braun, 2004, ffiley-VCH, Weinheim)。使用代表性位点的信号积分的简单校正比来计算数量。
[0205](2)包含6wt.%或更少的极性共聚单体单元的聚合物
[0206]共聚单体含量(wt%)是基于用定量核磁共振(NMR)校准的傅里叶转换红外光谱(FTIR)测定，以已知的方式来测定的。以下举例说明乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的极性共聚单体含量的测定。为了 FT-1R测量，如以上在方法(I)中所描述，制备0.05-
0.12mm厚的膜样品。测量所得到的膜样品的准确厚度。
[0207]在用FT-1R分析后，对于待分析的峰绘制在吸光度模式中的基线。共聚单体的峰的最大吸光度(例如在1164CHT1处的丙烯酸甲酯和在1165CHT1处的丙烯酸丁酯)减去在1850cm-1处的基线的吸光度值(Atstett^w-A185tlX然后在2660(^1处的聚乙烯峰的最大吸光度峰减去在1850CHT1处的基线的吸光度值(A266Q-A185Q)。然后计算(Aiasw-A185tl)和(A2660-A1850)之间的比值。以常规方式进行NMR光谱校准程序，所述常规方式详细记载于文献中，如以上在方法(I)中所描述的。
[0208]通过计算，重量_%可转换成mol-%。这在文献中得以详尽记载。
[0209]以下举例说明如何将获得自以上方法(I)或(2)的极性共聚单体含量根据其量转换成微摩尔或毫摩尔每克极性共聚单体，如在说明书正文和权利要求中的定义中所使用:
[0210]如下所述已进行了毫摩尔(mmol)和微摩尔计算。
[0211]例如，如果Ig的聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)聚合物包含20wt%的丙烯酸丁酯，则该材料包含 0.20/M_酸丁酷(128g/mol) =1.56xl(T3mol.( = 1563 毫摩尔)。
[0212]极性共聚物中极性共聚单体的含量一__#以毫摩尔/g (共聚物)来表示。例如，包含20wt.%丙烯酸丁酯共聚单体单元的极性聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)聚合物具有1.56晕摩尔/g的C极性共聚单体。所使用的分子星为M_酸丁酷=l28g/摩尔，M_酸^=100g/摩尔，酸鴨=86g/摩尔。
[0213]密度
[0214]低密度聚乙烯(LDPE):密度是按照IS01183-2测量的。
[0215]样品制备是按照IS01872-2表3Q (压塑成型)进行的。
[0216]低压工艺聚乙烯:聚合物的密度是按照IS01183/1872-2B测量的。
[0217]DC电导率法
[0218]在70°C和30kV/mm下测量的电导率是指来自未脱气或脱气的、Imm试验样板样品的平均电场，该样品由聚合物组合物组成。
[0219]试验样板样品的制备:
[0220]由测试聚合物组合物的粒料压塑成型该试验样板。最终试验样板具有Imm厚度和200X200mmo
[0221]该试验样板 在130°C压塑成型12分钟，同时压力逐渐从2MPa升高至20MPa。然后升高温度，5分钟后达到180°C。接着在180°C下恒温15分钟。最后用15°C /分钟的冷却速率降低温度直至室温，此时释放压力。在压力释放之后迅速对该试验样板的厚度变化进行控制，然后放置到用于电导率测量的测试单元(test cell),以防止挥发性物质的损失(用于未脱气的测定)。
[0222]如果试验样板是待脱气的，则将其在大气压下置于70°C下的通风炉中24h。然后在将试验样板包在金属箔中，以防止挥发性物质在试验样板和周围环境之间的进一步交换。
[0223]测量程序:
[0224]将高压电源连接到上电极，以将电压施加到测试样品。所产生的通过样品的电流用静电计或皮安计测量。测量元件是具有黄铜电极的三电极系统。将黄铜电极置于烘箱中以便于在升高温度下测量并提供测试样品的均匀温度。测量电极的直径为100mm。硅橡胶裙(silicone rubber skirts)置于黄铜电极边缘和测试样品之间，以避免来自电极圆边的闪络。
[0225]施加电压为30kV DC，其是指平均电场为30kV/mm。温度为70°C。在持续24小时的整个试验过程中记录通过试验样板的电流。在24小时后的电流用于计算绝缘的电导率。测量装置的示意图示于图2。编号部分“1-6”的说明:“1”与高压的连接；“2”测量电极；“3”静电计/皮安计；“4”黄铜电极；“5”测试样品；“6”硅橡胶。
[0226]实验部分
[0227]本发明的聚合物组合物的组分:
[0228]HDPE:用常规的ZN催化剂在气相反应器中制备的常规的单峰高密度聚乙烯(低压HDPE)ο 密度为 963kg/m3，MFR2 为 8g/10 分钟。
[0229]离子交换剂添加剂(b):由Kisuma Chemicals以商品名称DHT-4V供应的合成水滑石(IUPAC名:十六氢氧化二招六续碳酸盐(dialuminium hexamagnesium carbonatehexadecahydroxide), CAS n0.11097-59-9)。
[0230]抗氧化剂(AO):1ranox B561是市售的抗氧化剂共混物，其由20%Irganox 1010( CASn0.6683-19-8)和 80%Irgafosl68 (CAS n0.31570-04-4)所组成。
[0231]本发明的参考组合物的组分:
[0232]HDPE:用常规的ZN催化剂在气相反应器中制备的常规的单峰高密度聚乙烯(低压HDPE)，密度为 963kg/m3，MFR2 为 8g/10 分钟。
[0233]酸清除剂(CaSt):硬脂酸钙CAS n0.1592_23_0，有市售
[0234]酸清除剂(ZnSt):硬脂酸锌CAS n0.557-05-1，有市售
[0235]抗氧化剂(A0):1ranox B561是市售的抗氧化剂共混物,其由20%Irganoxl010(CASn0.6683-19-8)和 80%Irgafosl68 (CAS n0.31570-04-4)所组成。
[0236]组合物的配混
[0237]将聚合物粒料与添加剂一起加入到中试规模挤出机(Prism TSE24TC)。将所获得
的混合物在下表中给出的条件下熔融混合并以常规的方式挤出成粒料。
[0238]
【权利要求】
1.一种聚合物组合物用于制备包含所述聚合物组合物的电气或通讯装置，优选用于制备电气或通讯装置的绝缘材料的用途，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物， (b)离子交换剂添加剂。
2.根据权利要求1所述的用途，其用于制备选自以下的电缆: (i)电缆(A)，其包含由至少一个层所围绕的导线，所述层包含聚合物组合物，优选地由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，和 (b)离子交换剂添加剂； 或 (ii )电缆(B)，其包含由内半导电层、绝缘层和外半导电层所围绕的导线，其中至少所述绝缘层包含聚合物组合物，优选地由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，和 (b)离子交换剂添加 剂。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述离子交换剂添加剂(b)为无机离子交换剂添加剂；更优选地为无机阴离子交换剂添加剂；更优选地，所述阴离子交换剂添加剂(b)可以通过卤素(即捕获卤素)，优选地至少氯基种类来交换阴离子；进一步优选地，所述阴离子交换剂添加剂(b)具有层状结构；并且进一步优选地为层状阴离子交换剂添加剂，优选地为包含阴离子夹层的层状阴离子交换剂添加剂；甚至进一步优选地，层状阴离子交换剂(c)的所述夹层包含CO/—阴离子，所述CO/—阴离子可与存在于所述聚合物组合物中的阴离子种类交换。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述离子交换剂添加剂(b)为水滑石型阴离子交换剂添加剂，优选地为合成水滑石型的阴离子交换剂添加剂，所述阴离子交换剂添加剂包含阴离子夹层，所述阴离子夹层包含可交换的CO/—阴离子。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述聚合物组合物以基于聚合物组合物的总重量的小于lwt%，优选地小于0.8wt%，优选地0.000001-0.7wt%的量包含离子交换剂添加剂(b)本身，即净的离子交换剂添加剂(b)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述聚合物(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚烯烃(a)或用高压工艺制备的聚乙烯(LDPE)，更优选地为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯并且选自乙烯均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物；或在烯烃聚合催化剂的存在下制备的C3-20 α -烯烃的均聚物或共聚物，其还优选地选自丙烯均聚物、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多相共聚物、或丁烷的均聚物或共聚物；甚至更优选地，所述聚烯烃(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯或在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚丙烯，并且甚至更优选地，所述聚烯烃(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯并且选自乙烯均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述聚合物(a)为聚烯烃(a)，所述聚烯烃(a)为在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯并且选自甚低密度聚乙烯(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，其中每种类型的聚乙烯可以关于分子量分布是单峰的或多峰的；更优选地,所述聚烯烃(a)选自单峰或多峰MDPE共聚物或单峰或多峰HDPE聚合物，更优选地，所述聚烯烃(a)选自关于分子量分布是单峰的或多峰的HDPE聚合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述聚合物组合物包含的所述聚合物(a)的量为存在于该聚合物组合物中的聚合物组分的总重量的至少50wt%，优选地至少60wt%,更优选地至少70wt%,更优选地至少75wt%。
9.一种电缆，所述电缆选自: (i )电缆(A)，其包含由至少一个层所围绕的导线，所述层包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如在前述权利要求1-8任一项中所限定；或 (ii)电缆(B)，其包含由内半导电层、绝缘层和外半导电层以这样的顺序所围绕的导线，其中至少所述绝缘层包含所述聚合物组合物，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如在前述权利要求1-8任一项中所限定。
10.根据权利要求9所述的电缆，其中所述电缆(A)为电力电缆(A)，更优选地为DC电力电缆(A)，并且所述电缆(A)的至少一层为绝缘层。
11.根据权利要求9或10所述的电缆，其中，所述电缆为: (i)电缆(A)，其为任选地可交联的，其中至少一层是优选地未交联的；更优选地，所述电缆为: (ii)电缆(B)，其为任选地可交联的，其中至少所述绝缘层是未交联的。
12.根据权利要求9或11所述的电缆，所述电缆为电缆(B)，优选地为电力电缆(B)，更优选地为DC电力电缆(B)，甚至更优选地为HV DC电力电缆(B)。
13.—种用于制备电缆的方法,所述方法选自: (i)用于制备电缆(A)的方法，其中所述方法包括以下步骤: -在导线上，优选地通过(共)挤出，施加至少一个层，所述层包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定，和 -任选地将所获得电缆(A)的所述至少一个层在交联剂的存在下并且在交联条件下进行交联，优选地未交联所获得电缆(A)的所述至少一个层的所述聚合物组合物；或 (i i )用于制备电缆(B )，优选地电力电缆(B )，更优选地DC电力电缆(B )，甚至更优选地HV DC电力电缆(B)的方法，其中所述方法包括以下步骤: -将包含第一半导电组合物的内半导电层、包含绝缘组合物的绝缘层和包含第二半导电组合物的外半导电层以这样的顺序，优选地通过(共)挤出，施加在导线上，其中至少一个层的所述组合物，优选地所述绝缘层的绝缘组合物，包含聚合物组合物，优选由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和(b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定， 和 -任选地将所获得的电缆的一个或多个层的聚合物组合物在交联剂的存在下并且在交联条件下进行交联，优选地未交联至少所获得的层的聚合物组合物，所述所获得的层包含聚合物组合物，优选地由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定，更优选地，未交联至少所获得的绝缘层的绝缘组合物，所述绝缘层优选地包含聚合物组合物，更优选地由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和 (b)离子 交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定。
14.如权利要求13中所限定的方法，其用于制备HVDC电缆(B)，其中所述方法包括以下步骤: -将包含第一半导电组合物的内半导电层、绝缘层和包含第二半导电组合物的外半导电层以这样的顺序，优选地通过(共)挤出，施加在导线上，所述绝缘层包含聚合物组合物，优选地由聚合物组合物组成，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定；和 -任选地交联所述内半导电层的第一半导电组合物和所述外半导电层的第二半导电组合物中的一种或两种，而未交联所述绝缘层的所述绝缘组合物，优选地未交联至少所述内半导电层的第一半导电组合物和所述绝缘层的所述绝缘组合物。
15.一种方法，所述方法通过使用本发明的聚合物组合物制备至少一个层，优选地绝缘层，而用于降低，即用于提供低的DC电力电缆(A)或(B)，优选地DC电力电缆(B)，更优选地HV DC电力电缆(B)的聚合物组合物的电导率，所述聚合物组合物包含: (a)聚合物，优选地聚烯烃(a)，更优选地在烯烃聚合催化剂的存在下制备的聚乙烯，和 (b)离子交换剂添加剂；所述聚合物组合物如以上在前述权利要求1-8任一项中所限定。
【文档编号】C08K3/26GK103649192SQ201280029022
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月3日 优先权日:2011年5月4日
【发明者】V·英格伦, P-O·哈格斯特兰德 申请人:博里利斯股份公司