專利名稱：：基于聚丙烯的電線和電纜絕緣或套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及導(dǎo)電裝置的絕緣和套管。一方面，本發(fā)明涉及基于聚丙烯的絕緣和套管，另一方面，本發(fā)明涉及用于電線和電纜的基于聚丙烯的絕緣和套管。再一方面，本發(fā)明涉及具有改善的抗碾性的絕緣電線和電纜。
背景技術(shù)：
：今天商用的許多導(dǎo)電裝置，例如電線和電纜，通常包括周圍包著一或多層或套的聚合材料的金屬芯。USP5,246,783是其例證。該芯通常為周圍包著許多不同的聚合物層的銅或鋁，其每層具有特定的功能，例如半導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、金屬帶屏蔽層(metallictapeshieldlayer)和聚合物套管。也公知存在非金屬芯，例如纖維光纜的各種金屬摻雜的二氧化硅芯。電纜可以包括一個(gè)或多個(gè)聚合物層。特定的層可以提供一種以上的功能和/或兩層或多層的功能可以疊加，例如任意阻抗(abuse-resistance)的套管也可以用作絕緣層，絕緣層和外部套管都可以提供任意阻抗。例如，低電壓電線和電纜(額定電壓等于或低于5千伏(Kv))通常用既可以用作絕緣層又可以用作任意阻抗套管的單層聚合物層包圍或封裝，但是中等(額定電壓大于5Kv至69Kv)、高(額定電壓大于69Kv至225Kv)和超高(額定電壓大于225Kv)電壓電線和電纜通常用至少分離的絕緣和套管層包圍或封裝。USP5,246,783提供了后一種電纜制作的例子。多種不同的聚合材料可用于電線和電纜的制造中。選擇要用何種聚合材料當(dāng)然由聚合材料的性能與將達(dá)到的功能相匹配來決定。電線和電纜的絕緣和/或套管層必須具有良好的介電和樹形阻抗(tree-resistant)性能，未填充的聚乙烯和填充的乙烯-丙烯橡膠(EPR)通常用作這種層(例如見USP5,246,783和5,266,627)。在其它的性能中，電線和電纜套管需要具有好的耐水和耐溶劑性、柔韌性、抗碾性，為了達(dá)到這些目的，電線和電纜套管通常用硅垸交聯(lián)的聚乙烯來制造。USP4,144,202是乙烯聚合物的硅烷交聯(lián)的例子。而且，制備這些材料中的一些比其它的更困難和昂貴。例如，中等電壓電源電纜的絕緣或套管套(sheath)的制備通常要求含有過氧化物的聚合物組合物的熔融加工。然后要求這些材料在連續(xù)硫化管(vulcanizationtube)中暴露于熱中以影響聚合物的交聯(lián)。在這個(gè)過程中重要的是避免焦化，即熔融過程(如擠出)中的早期交聯(lián)。在聚合物的熔點(diǎn)之上相對(duì)較低的溫度(如對(duì)用于電纜的絕緣層的低密度聚乙烯，為140C)下擠出，并采用在這種溫度下緩慢分解的過氧化物，通?？梢员苊膺@種情況。但是，這在高溫下(如180C)需要很多額外的時(shí)間，以分解剩余的過氧化物并確保絕緣層所需要的交聯(lián)度。結(jié)果，總的加工過程的擠出速率相對(duì)較低而且增加了成本。盡管這些已知的材料可用，人們?nèi)猿掷m(xù)關(guān)注確定取代材料，所述取代材料不僅具有更好的物理性能，特別是壓碎強(qiáng)度(crushstrength),而且制造效率更高、成本更低。聚丙烯是公知和長(zhǎng)期使用的(long-established)商業(yè)聚合物。它以均聚物和共聚物的形式被廣泛應(yīng)用。均聚物和共聚物都具有也可由下述衡量的多種性能分子量，分子量分布(MWD或Mw,/M》，熔體流動(dòng)速率(MFR)，彎曲模量，結(jié)晶度，立構(gòu)規(guī)整度，和(如果是共聚物)共聚單體類型、量和分布?？梢圆捎迷S多公知的催化劑(如齊格勒-納塔；茂金屬；限制幾何構(gòu)型(constrainedgeometry);非茂金屬、金屬中心、吡啶基(pyridinyl)配體等)中的任一種或多種在氣體、溶液、淤漿或懸浮聚合方法中制造聚丙烯。已知聚丙烯可用于各種應(yīng)用中，其中一些更常見的包括薄膜、纖維、汽車和儀表零件、繩、纜繩(cordage)、網(wǎng)(webbing)和毯。另外，聚丙烯是用作粘合劑、填料及類似物的許多組合物中的公知組分。與其它聚合物相似，特定聚丙烯的最終用途將由它的各種化學(xué)和物理性能來決定。然而，至今還未發(fā)現(xiàn)聚丙烯廣泛地用作電線或電纜，特別是電源電纜(powercable)的絕緣或套管殼。7
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明概述在第一具體實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及導(dǎo)電裝置，例如抗碾性為至少約18磅每平方英寸(psi)的電線或電纜，該裝置包括A.包括至少一種導(dǎo)電基材的導(dǎo)電構(gòu)件，如一根電線股(wirestand)或一對(duì)纏繞的電線股；和B.基本包圍導(dǎo)電構(gòu)件的至少一種電絕緣構(gòu)件，例如至少一種聚合物涂層或?qū)佑米魈坠芎?或絕緣層，電絕緣構(gòu)件包括聚合物摻合物，所述聚合物摻合物包括1.至少約50重量％的聚丙烯，和2.至少約10重量％的彈性體。通常，導(dǎo)電構(gòu)件包括銅或鋁，且彈性體包括至少一種乙烯和(x-烯烴的共聚物，例如乙烯和辛烯的共聚物。聚丙烯可以是均聚物或共聚物，或包括均聚物和共聚物的摻合物，并可以通過任意聚合方法制備。聚合物摻合物既可以是反應(yīng)器中(in-reactor)或反應(yīng)器后(post-reactor)摻合物。在第二具體實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及導(dǎo)電裝置，其中聚合物摻合物的彈性體組分優(yōu)選為乙烯/ct-烯烴共聚物，聚合物摻合物的丙烯組分通過非茂金屬、金屬中心、吡啶基催化制備，且摻合物具有(i)150C下小于200%的熱蠕變，(ii)在60赫茲和90C下小于約2.5的介電常數(shù)，(iii)在60赫茲和90C下小于約0.005的損耗因子(dissipationfactor),禾n(iv)大于約600伏特/密耳(v/mil)的交流(AC)破壞強(qiáng)度(breakdownstrength)。優(yōu)選地，慘合物也具有性能(v)小于約6,000磅每平方英寸(psi)的拉伸強(qiáng)度，和(vi)大于約50%的拉伸長(zhǎng)度中的至少一種。優(yōu)選聚丙烯組分為均聚物。圖1是比較對(duì)比實(shí)施例4-5和實(shí)施例4-6的壓模板(compressionmoldedplaque)的拉伸強(qiáng)度和百分比伸長(zhǎng)(percentelongation)的柱狀圖。圖2是比較對(duì)比實(shí)施例4和實(shí)施例5-6的壓模板的熱蠕變的柱狀圖。圖3是比較對(duì)比實(shí)施例4-5和實(shí)施例4-6的壓模板的介電常數(shù)的線狀圖。圖4是比較對(duì)比實(shí)施例4-5和實(shí)施例4-6的壓模板的損耗因子的線狀圖。圖5是比較對(duì)比實(shí)施例4-5和實(shí)施例4-6的壓模板的AC破壞強(qiáng)度的柱狀圖。發(fā)明詳述在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的聚合物摻合物的彈性體組分包括乙烯共聚物和橡膠、熱塑性氨基甲酸乙酯、聚氯丁二烯、丁腈橡膠、丁基橡膠、聚硫橡膠、順式1,4-聚異戊二烯(cis-l,4-polyisoprene)、硅橡膠及類似物。乙烯(CH2=CH2)和至少一種C3-C2。a-烯烴(優(yōu)選脂肪族ot-烯烴)共聚單體和/或多烯共聚單體(如共軛二烯、非共軛二烯、三烯等)的共聚物是本發(fā)明優(yōu)選的彈性體組分。術(shù)語"共聚物"包括包含衍生自兩種或多種單體的單元的聚合物，例如，共聚物如乙烯/丙烯、乙烯/辛烯、丙烯/辛烯等；三元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯、乙烯/丙烯/丁二烯；四元共聚物如乙烯/丙烯/辛烯/丁二烯；及類似物。C3-C2[)a-烯烴的例子包括丙烯、l-丁烯、4-甲基-l-戊烯、l-己烯、l-辛烯、1-癸烯、l-十二碳烯、l-十四碳烯、l-十六碳烯、1-十八碳烯和l-二十碳烯。a-烯烴也可以包含環(huán)結(jié)構(gòu)，如環(huán)己烷或環(huán)戊烷，得到(x-烯烴如3-環(huán)己基-l-丙烯(烯丙基-環(huán)己烷)和乙烯基-環(huán)己烷。雖然不是傳統(tǒng)意義上的ot-烯烴，為了本發(fā)明的目的，某些環(huán)烯烴(如降冰片烯及相關(guān)烯烴)是ot-烯烴，且能用于代替一些或所有上述ci-烯烴。相似地，苯乙烯及其相關(guān)的烯烴(例如(x-甲基苯乙烯等)是用于達(dá)到本發(fā)明的目的的cx-烯烴。多烯是在分子鏈中含有多于4個(gè)碳原子和具有至少2個(gè)雙鍵和/或三鍵的不飽和脂肪族或脂環(huán)族化合物，例如共軛和非共軛的二烯和三烯。非共軛二烯的例子包括脂肪族二烯如1,4-戊二烯、1，4-己二烯、1，5-己二烯、2-甲基-l,5-己二烯、1,6-庚二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、7-甲基-l,6-辛二烯、1,13-十四碳二烯、1,19-二十碳二烯及類似物；環(huán)二烯如1,4-環(huán)己二烯、二環(huán)[2.2.1]庚-2,5-二烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、5-亞甲基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、二環(huán)[2.2.2]辛-2,5-二烯、4-乙烯基環(huán)己-l-烯、二環(huán)[2.2.2]辛-2,6-二烯、1,7,7-三甲基二環(huán)[2.2.1]庚-2,5-二烯、二環(huán)戊二烯、甲基四氫茚(methyltetrahydroindene)、5-烯丙基二環(huán)[2.2.1]庚-2-烯、1，5-環(huán)辛二烯及類似物；芳族二烯如1,4-二烯丙基苯、4-烯丙基-l氫-茚(4扁allyl-lH隱indene);和三烯如2,3-二亞異丙烯基-5-降冰片烯(2，3隱diisopropenylidiene-5-norbornene)、2-亞乙基-3-異丙-基-5-降/水片烯、2-丙烯基-2，5-降冰片二烯、1，3,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯及類似物；其中優(yōu)選的非共軛二烯是5-亞乙基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯和7_甲基-1,6-辛二烯。共軛二烯的例子包括丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,2-二甲基-1,3-丁二烯、1,4-二甲基-1,3-丁二烯、l-乙基-l,3-丁二烯、2-苯基-l,3-丁二烯、1,3-己二烯、4-甲基-l,3-戊二烯、1，3-戊二烯(CH3CH=CH-CH=CH2，通常叫做戊間二烯)、3-甲基-l，3-戊二烯、2,4-二甲基-l,3-戊二烯、3-乙基-l,3-戊二烯及類似物；其中優(yōu)選的共軛二烯是1,3-戊二烯。'三烯的例子包括1,3,5-己三烯、2-甲基-l,3,5-己三烯、1,3，6-庚三烯、1,3，6-環(huán)庚三烯、5-甲基-l,3，6-庚三烯、5-甲基-l,4,6-庚三烯、1,3,5-辛三烯、1,3,7-辛三烯、1,5,7-辛三烯、1,4,6-辛三烯、5-甲基-l，5，7-辛三烯、6-甲基-l,5，7-辛三烯、7-甲基-l,5,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯和1,5，9-環(huán)癸三烯。通常，用于本發(fā)明的實(shí)踐的彈性體包括至少約51重量％，優(yōu)選至少約60重量％和更優(yōu)選至少約70重量％(wt%)的乙烯；至少約1重量％，優(yōu)選至少約3重量％和更優(yōu)選至少約5重量％的至少一種a-烯烴；以及如果是含有多烯的三元共聚物，大于0重量％優(yōu)選至少約0.1重量%和更優(yōu)選至少約0.5重量％的至少一種多烯。通常，用本發(fā)明的方法制造的摻合物組分包括不大于約99重量％，優(yōu)選不大于約97重量％和更優(yōu)選不大于約95重量％的乙烯；不大于約49重量％，優(yōu)選不大于約40重量％和更優(yōu)選不大于約30重量％的至少一種(X-烯烴；以及如果是三元共聚物，不大于約20重量％，優(yōu)選不大于約15重量％和更優(yōu)選不大于約12重量％的至少一種多烯。在本發(fā)明的實(shí)踐中用作彈性體的優(yōu)選的乙烯共聚物是均勻的線型或基本線型的聚合物(linearorsubstantiallylinearpolymer)。兩種聚合物都是本領(lǐng)域公知的，且在USP5,986,028中兩者均有詳細(xì)描述。優(yōu)選基本線型的乙烯共聚物，TheDowChemicalCompany生產(chǎn)和銷售的Engage⑧和Affinity乙烯共聚物是這類乙烯共聚物的代表。乙烯共聚物的密度根據(jù)ASTMD-792進(jìn)行測(cè)量。乙烯共聚物的密度通常不超過約0.92克/立方厘米，優(yōu)選其不超過約0.90克/立方厘米和更優(yōu)選其不超過約0.88克/立方厘米(g/cm3)。乙烯共聚物的結(jié)晶度優(yōu)選小于約40%，更優(yōu)選小于約30%，和優(yōu)選組合有小于約115C，更優(yōu)選小于約105C的熔點(diǎn)。進(jìn)一步優(yōu)選結(jié)晶度為0至約25%的乙烯共聚物。通過將示差掃描量熱法(DSC)測(cè)定的共聚物樣品的熔化熱除以該聚合物的總?cè)刍療醽頊y(cè)定百分比結(jié)晶度。高密度均聚物聚乙烯(結(jié)晶度100%)的總?cè)刍療崾?92焦耳/克(J/g)。聚合物摻合物的聚丙烯組分是丙烯的均聚物，或丙烯與至多約35摩爾％的乙烯或其它具有至多約20個(gè)碳原子的a-烯烴的共聚物，或均聚物與一種或多種共聚物的摻合物，或兩種或多種共聚物的摻合物。如果是共聚物，聚丙烯可以是無規(guī)、嵌段或接枝的。聚合物摻合物的聚丙烯組分的熔體流動(dòng)速率(根據(jù)ASTMD-1238，條件L，在溫度230C下測(cè)量)通常為至少約0.01，優(yōu)選為至少約0.1和更優(yōu)選為至少約0.2。聚丙烯組分的MFR通常不超過約1,000，優(yōu)選其不超過約500，和更優(yōu)選其不超過約100。優(yōu)選聚丙烯為均聚物。"丙烯均聚物"和類似術(shù)語指含僅由，或基本由衍生自丙烯的單元組成的聚合物。"聚丙烯共聚物"和類似術(shù)語指包括衍生自丙烯和乙烯和/或一種或多種不飽和共聚單體的單元的聚合物。術(shù)語"共聚物"包括三元共聚物、四元共聚物等。本發(fā)明的實(shí)踐中使用的不飽和共聚單體包括C4.2Qa-烯烴，特別是Cma-烯烴，如l-丁烯、l-戊烯、l-己烯、4-甲基-l-戊烯、l-庚烯、1-辛烯、l-癸烯、1-十二碳烯及類似物；<:4.2。二烯，優(yōu)選l,3-丁二烯、1,3-戊二烯、降冰片二烯、5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)和二環(huán)戊二烯；C8-40乙烯基芳族化合物，其包括苯乙烯，鄰、間、對(duì)甲基苯乙烯，二乙烯基苯、乙烯基聯(lián)苯、乙烯基萘(vinylnapthalene);和鹵素取代的C8-40乙烯基芳族化合物，如氯苯乙烯和氟苯乙烯。為了本發(fā)明的目的，乙烯和丙烯不包括在不飽和共聚單體的定義中。本發(fā)明的實(shí)踐中使用的丙烯共聚物通常包括衍生自丙烯(其量為共聚物的至少約65摩爾％，優(yōu)選至少約75摩爾％和更優(yōu)選至少約80摩爾％)的單元。在丙烯/乙烯共聚物中衍生自乙烯的單元的量通常為共聚物的至少約2摩爾％，優(yōu)選至少約5摩爾％和更優(yōu)選至少約10摩爾％，存在于這些共聚物中的衍生自乙烯的單元的最大量通常不超過共聚物的約35摩爾％，優(yōu)選不超過約25摩爾％和更優(yōu)選不超過約20摩爾％。衍生自不飽和共聚單體的單元的量(如果存在)通常為共聚物的至少約0.01摩爾％，優(yōu)選至少約0.1摩爾％和更優(yōu)選至少約1摩爾％，衍生自不飽和共聚單體的單元的典型最大量通常不超過共聚物的約35摩爾％，優(yōu)選其不超過約20摩爾％和更優(yōu)選其不超過約10摩爾％。衍生自乙烯和任意不飽和共聚單體的單元的組合量通常不超過共聚物的約35摩爾％，優(yōu)選其不超過約25摩爾％和更優(yōu)選其不超過約20摩爾%。包括丙烯和一種或多種不飽和共聚單體(乙烯除外)的本發(fā)明的實(shí)踐中使用的共聚物，通常也包括衍生自丙烯的單體單元，其量為共聚物的至少約65摩爾％，優(yōu)選至少約75摩爾％和更優(yōu)選至少約80摩爾％。共聚物的一種或多種不飽和共聚單體包括共聚物的至少約2摩爾%，優(yōu)選至少約5摩爾％和更優(yōu)選至少約10摩爾％，且不飽和共聚單體的最大數(shù)量通常不超過共聚物的約35摩爾％，優(yōu)選其不超過約25摩爾％。雖然聚合物摻合物的丙烯組分可以用任意公知的催化劑(如齊格勒-納塔、限制幾何構(gòu)型、茂金屬及類似物)通過任意常用的聚合方法制造，在一個(gè)具體實(shí)施方案中丙烯組分用非茂金屬、金屬中心、吡啶基配體催化劑制造。在這個(gè)具體實(shí)施方案中，丙烯均聚物的特征通常在于具有在約14.6ppm和約15.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤(regio-error)的13CNMR峰，這些峰的強(qiáng)度大約相等(偶爾稱之為"P*均聚物"或類似術(shù)語)。優(yōu)選地，^均聚物的特征為具有基本全同立構(gòu)的丙烯序列，即用13CNMR測(cè)量的序列的全同立構(gòu)三單元組(mm)12大于0.85。這些丙烯均聚物與用齊格勒-納塔催化劑制備的對(duì)比聚丙烯均聚物相比，通常具有至少多50%的這種區(qū)域-錯(cuò)誤。此處使用的"對(duì)比"聚丙烯指具有相同重均分子量(即在加上或減去10%的范圍內(nèi))的全同立構(gòu)丙烯均聚物。在USSN10/]39,786和10/289,122中更詳細(xì)的描述了p4均聚物。在聚丙烯是共聚物的具體實(shí)施方案中，該聚丙烯包括衍生自丙烯、乙烯、和任選的一種或多種不飽和共聚單體(例如C4.2。a-烯烴、C4-2。二烯、乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯)等)的單元。這些共聚物的特征是包括至少約65摩爾％(mol%)的衍生自丙烯的單元，約0.1-35摩爾％的衍生自乙烯的單元，和0摩爾％至約35摩爾％的衍生自一種或多種不飽和共聚單體的單元，條件是衍生自乙烯和不飽和共聚單體的單元的組合摩爾百分?jǐn)?shù)不超過約35摩爾％。這些共聚物的特征還在于具有下列特性中的至少一種(i)在約14.6ppm和約l5.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤的"CNMR峰，所述峰具有大約相等的強(qiáng)度，(H)大于約-1.20的斜扭指數(shù)(skewnessindex)Six，禾n(iii)當(dāng)共聚物中共聚單體(即衍生自乙烯和/或不飽和共聚單體的單元)的量增加時(shí)，Tme基本保持不變而T皿,F降的DSC曲線。這個(gè)具體實(shí)施方案的共聚物是丙烯/乙烯共聚物，且它們的特征通常在于這三種特性中的至少二種。在另一個(gè)聚丙烯是共聚物的具體實(shí)施方案中，聚丙烯包括丙烯和一種或多種不飽和共聚單體。這些共聚物的特征在于具有至少約65摩爾°/。的衍生自丙烯的單元，和約0.1摩爾％至35摩爾％的衍生自不飽和共聚單體的單元。這些共聚物的特征還在于具有下列特性中的至少一種(i)在約14.6ppm和約15.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤的"CNMR峰，所述峰具有大約相等的強(qiáng)度，(ii)大于約-1.20的斜扭指數(shù)(skewnessindex)Six，禾卩(iii)當(dāng)共聚物中共聚單體(即衍生自不飽和共聚單體的單元)的量增加時(shí)，Tme基本保持不變而T自下降的DSC曲線。這個(gè)具體實(shí)施方案的共聚物是丙烯/不飽和共聚單體共聚物。通常這個(gè)具體實(shí)施方案的共聚物的特征在于這三種特性中的至少二種。上述丙烯/乙烯/任選的不飽和共聚單體共聚物和/或丙烯/不飽和共聚單體共聚物偶爾單獨(dú)地或共同地被稱為"P/E^共聚物"或類似術(shù)語。P/E'共聚物是丙烯/乙烯(P/E)共聚物的唯一的子集(subset),在USSN10/139,786中對(duì)其進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。為了本公開的目的，P/E共聚物包括50重量％或更多的丙烯，而EP(乙烯/丙烯)共聚物包括51重量％或更多的乙烯。此處使用的"包括...丙烯"、"包括...乙烯"及類似術(shù)語是指聚合物包括衍生自丙烯、乙烯及類似物的單元(對(duì)應(yīng)于各自的化合物)。在另一具休實(shí)施方案中，聚合物摻合物的聚丙烯組分本身是兩種或多種聚丙烯的摻合物。在這種具體實(shí)施方案中的某些具體變化中，摻合物的至少一種組分，即第一組分包括至少一種P/K共聚物，另一種組分，即第二組分包括一種或多種丙烯均聚物，優(yōu)選為P+均聚物。雖然優(yōu)選第二組分占摻合物的至少約50重量％，但是摻合物中的每種聚丙烯的量可以依需要寬范圍地變化。摻合物可以是均相或多相的。如果是后者，丙烯均聚物和/或P/K共聚物可以是連續(xù)相或不連續(xù)相(即分散相)。聚合物摻合物包括至少約50重量％，通常至少約60重量％和優(yōu)選至少約70重量％的聚丙烯組分。聚合物摻合物包括至少約10重量％，通常至少約15重量％和優(yōu)選至少約20重量％的彈性體組分。除了聚丙烯和彈性體組分，聚合物摻合物還可以包含其它的聚合物組分，但是'如果這些聚合物組分存在，那么它們存在的量相對(duì)較小，如以聚合物摻合物的總重量計(jì)小于約5重量％?？梢园ㄔ趽胶衔镏械钠渌木酆衔锝M分的代表是乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。本發(fā)明的實(shí)踐中使用的聚丙烯和/或彈性體也可以用烷氧基硅烷和/或類似材料官能化從而使其能濕氣交聯(lián)(moisturecrosslinking)。本發(fā)明的實(shí)踐中使用的聚丙烯和/或彈性體優(yōu)選不含或含有少量的可對(duì)濕電性能(wetelectricalproperties)產(chǎn)生有害影響的水溶性鹽。例子包括各種鈉鹽，例如常用作聚丙烯的成核劑的苯甲酸鈉。聚合物摻合物可以在反應(yīng)器中或反應(yīng)器后中形成。如果在反應(yīng)器中形成，可以采用單一或多個(gè)反應(yīng)器。如果是前者，通常首先制造一種摻合物組分，然后在第一組分存在下，在同一反應(yīng)器中制造第二組分。如果是后者，多個(gè)反應(yīng)器可以設(shè)置成串聯(lián)或并聯(lián)的。聚合反應(yīng)可以在任意相中進(jìn)行，例如溶液、淤漿、氣體等；可以使用單一或混合的催化劑體系；且可以釆用常用的設(shè)備和條件。如果聚合物摻合物是在反應(yīng)器后中形成的，即，使其復(fù)合(compounded),然后可使用任意常用混合方式，例如靜態(tài)混合器(staticmixer)、擠出機(jī)及類似設(shè)備。通常，將每種組分與合適的加工助劑、交聯(lián)劑和其它的添加劑一起加入擠出機(jī)，然后摻合成相對(duì)均勻的塊料(mass),通常是交聯(lián)的或至少可用任意常用的方法(例如暴露于濕氣或輻射中等)擠出機(jī)后交聯(lián)的(post-extrudercrosslinking)。在加入添加劑前，聚合物摻合物具有組合的所需特性。這些特性中有(i)在150C下小于200y。，優(yōu)選小于150%和更優(yōu)選小于100%的熱蠕變，(ii)在60赫茲(Hz)和90C下小于約2.5，優(yōu)選小于約2.4和更優(yōu)選小于約2.3的介電常數(shù)，(iii)在60Hz和90C下小于約0.005，優(yōu)選小于約0.004和更優(yōu)選小于約0.003的損耗因子，禾n(iv)大于約600，優(yōu)選大于約700和更優(yōu)選大于約800伏特/密耳(v/mil)的交流(AC)破壞強(qiáng)度。優(yōu)選地，摻合物也具有性能(v)小于約6,000，優(yōu)選小于約5000和更優(yōu)選小于約4000磅/平方英寸(psi)的拉伸強(qiáng)度，和(vi)大于約50%，優(yōu)選大于約75%和更優(yōu)選大于約100%的拉伸長(zhǎng)度中的至少一種。通過ICEAT-28-562("TestMethodforMeasurementofHotCreepofPolymericInsulations"1995年3月版)在150C由50密耳的板測(cè)量熱蠕變。在60Hz和90C下通過ASTMD-150測(cè)量介電常數(shù)和損耗因子(DC/DF)。AC破壞強(qiáng)度通過ASTMD-149測(cè)定。拉伸強(qiáng)度(最大負(fù)載的應(yīng)力)和拉伸長(zhǎng)度通過ASTMD-638-00由50密耳的板在室溫和位移速率(displacementrate)為2英寸/分鐘下測(cè)定。聚合物摻合物的熔體流動(dòng)速率(MFR用ASTMD-1238，條件L，230C,2.16公斤進(jìn)行測(cè)定)通常為小于約100，優(yōu)選小于約50和更優(yōu)選小于約30克/10分鐘(g/10min)。聚合物摻合物的聚丙烯組分的彎曲模量(通過ASTMD-790A測(cè)定)通常為小于約300,000，優(yōu)選小于約250,000和更優(yōu)選小于約200,000psi。導(dǎo)電裝置的絕緣涂層或套管可以包括組合了一種或多種添加劑的聚合物摻合物。通常聚合物摻合物包括至少約30重量％，優(yōu)選至少約40重量％和更優(yōu)選至少約50重量％的絕緣涂層或套管。通常的添加劑包括填料、顏料、交聯(lián)劑、加工助劑、金屬去活化劑、增量油、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑及類似物等材料。如果使用填料，絕緣或套管優(yōu)選包括大于0重量％至約70重量％，更優(yōu)選約10重量％至約70重量％，和更優(yōu)選約20重量％至約70重量％的至少一種填料。代表性的填料包括炭黑、二氧化硅(例如玻璃珠)、滑石、碳酸鈣、粘土、碳氟化合物、硅氧垸及類似物。合適的增量油(或增塑劑)包括芳族、環(huán)垸族、鏈垸族、或氫化的(白)油和兩種或多種這些材料的混合物。如果在絕緣或套管組合物中加入增量油，那么加入的水平通常為約0.5重量％至約25重量％，優(yōu)選為約5重量％至15重量％。合適的抗氧化劑包括受阻酚類，如2,6-二叔丁基-4-甲基酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3，,5，-二叔丁基-4，-羥基苯基)-苯、四[(亞甲基3，5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)]甲烷(IRGANOX1010，由Ciba-Geigy售出)、十八垸基-3,5-二叔丁基-4-羥基肉桂酸酯(IRGANOX1076，也由Ciba-Geigy售出)、以及類似公知材料?？寡趸瘎┐嬖跁r(shí)，對(duì)每100重量份絕緣或套管組合物，以約0.05至約2重量份的優(yōu)選的水平使用抗氧化劑。本發(fā)明的實(shí)踐中使用的穩(wěn)定添加劑、抗氧化劑、金屬去活化劑禾Q/或UV穩(wěn)定劑是公知的、常用的并在文獻(xiàn)(例如USP5,143,968和5,656,698)中有所描述?？捎糜诒景l(fā)明的實(shí)踐中的交聯(lián)劑包括常用的硅垸，如USP5,266,627中所述的乙烯基三烷氧基硅烷，和過氧化物，如二枯基過氧化物和USP6,124,370中所述的其它過氧化物。以公知方法和公知量使用交聯(lián)劑和可交聯(lián)的聚合物。導(dǎo)電裝置的導(dǎo)電構(gòu)件通常是導(dǎo)電金屬電線或電纜，例如銅或鋁，但是它也可以是導(dǎo)電的非金屬材料，如用一種或多種金屬物質(zhì)(例如鍺、鎵、砷、銻及類似物)摻雜的二氧化硅，如纖維光纜(fiberopticcable)的芯。電線和電纜之間的不同之處通常是標(biāo)準(zhǔn)不同。構(gòu)件可以包括單一股和多股，例如一對(duì)纏繞的銅線。導(dǎo)電裝置用任意常用的方法形成，所述導(dǎo)電裝置通常帶有絕緣構(gòu)件，例如涂層，形成導(dǎo)電構(gòu)件時(shí)在其周圍擠出，通過拉伸或加工以使絕緣構(gòu)件包圍導(dǎo)電構(gòu)件。制造這種裝置的設(shè)備和條件是本領(lǐng)域公知的。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的導(dǎo)電裝置的抗碾性為至少約18，優(yōu)選至少約20和更優(yōu)選至少約22psi，抗碾性在14AmericanWireGauge(AWG)固體銅線上的45密耳壁絕緣或套管上用測(cè)試方法SAEJ1128(夾捏試驗(yàn)(pinchtest))測(cè)量。以下提供的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩說明，但是不將這些實(shí)施例解釋為限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非特別指出，所有的份數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示為以重量為基礎(chǔ)。具體實(shí)施方式實(shí)施例實(shí)施例1-3和對(duì)比實(shí)施例1-3表2所列的組合物由表1中所述的組分制成。用帶有聚乙烯螺桿和Maddock混合頭的DavisStandard單螺桿2.5英寸擠出機(jī)(長(zhǎng)度直徑(L/D)為24:1)將四種該組合物擠出在14AWG固體銅線上。對(duì)比實(shí)施例1和2的通常的熔體溫度(melttemperature)為185C，但是將實(shí)施例1和2的熔體溫度調(diào)節(jié)至形成平滑的表面，熔體溫度通常為215C。將45密耳(0.045英寸)壁絕緣或套管擠出在固體銅線上。收集樣品并將對(duì)比實(shí)施例1和2在90C水浴中固化1小時(shí)。實(shí)施例1和2不在水浴中固化。將所有的樣品放置在環(huán)境條件下至少24小時(shí)。根據(jù)SAE-J1128在夾捏試驗(yàn)設(shè)備上測(cè)定電線樣品。測(cè)得的數(shù)值如表3所示。將實(shí)施例3和對(duì)比實(shí)施例3的組合物擠出在19股的1/0鋁導(dǎo)體上。然后對(duì)這種電纜樣品進(jìn)行各種物理測(cè)試，測(cè)得的結(jié)果列于表4。改進(jìn)因子是相對(duì)于對(duì)比實(shí)施例3(DGDA-5800NT，一種用于抗震電纜制造的常用的高密度聚乙烯)的改進(jìn)。表l表2的組合物的組分<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>八所有聚合物為TheDowChemicalCompany的產(chǎn)品5*TheDowChemicalCompany的注冊(cè)商標(biāo)MB-母煉膠(Masterbatch)HDPE-高密度聚乙烯LLDPE-線型低密度聚乙烯ICP-抗沖共聚物聚丙烯10hPP-均聚物聚丙烯200680032363.7轉(zhuǎn)滔也被13/1751:表2摻合物組合物<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3的數(shù)據(jù)是由具有45密耳的絕緣或套管的14AWG固體銅線得到的。從4邊測(cè)得四組數(shù)據(jù)并取平均值以計(jì)算夾捏量(pinchnumber)(以psi表示)。測(cè)量實(shí)際厚度并用來計(jì)算psi/mil。本發(fā)明的實(shí)施例的夾捏值(pinchvalue)比對(duì)比實(shí)施例的夾捏值要高得多，且夾捏值越高，抗碾強(qiáng)度越大。表4的數(shù)據(jù)是由套管厚度為70至75密耳的1/0鋁導(dǎo)體得到的。針對(duì)所列的7種試驗(yàn)中的每種試驗(yàn)，本發(fā)明的組合物套管都大大勝過HDPE套管。對(duì)比實(shí)施例4(過氧化物交聯(lián)的LDPE)將低密度聚乙烯(246.9克，2.4dg/minMI，0.9200g/cc密度)加入到之前用氮?dú)獯祾叩腂rabender混合器中。在125C熔融(fluxing)3分鐘后，將3.1克LuperoxL130過氧化物(Arkema，Inc.制造)加入容器，且將LDPE和過氧化物在125C下再混合4分鐘。由該混合物在125C下壓模10分鐘，接著在180C下壓模70分鐘得到兩塊50密耳的板。從一塊板剪出7個(gè)狗骨(dogbone)樣品來測(cè)定拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)和熱蠕變。其它的板可以用來測(cè)量介電常數(shù)和耗損因子?；旌衔镆部梢栽谙嗤臈l件下壓模成40密耳板，且該板用來測(cè)量交流破壞強(qiáng)度。這些測(cè)量的結(jié)果如圖1-5所示。對(duì)比實(shí)施例5(濕氣交聯(lián)的乙烯-硅烷共聚物)將SI-LINKDFDA-5451NT乙烯-硅烷共聚物(249.13克)加入到之前用氮?dú)獯祾叩腂rabender混合器中。在160C下熔融(fluxing)3分鐘后，將0.5克IrganoxlOlO(受阻酚類抗氧化劑，購自CibaSpecialtyChemicals)和0.38克的月桂酸二丁基錫(DBTDL加入容器，且將所得混合物在160C下再摻合3分鐘。由這種混合物在160C下立即壓模10分鐘得到許多塊50密耳板。從每一塊板剪出7個(gè)狗骨(dogbone)樣品，在90C水浴中固化4小時(shí)然后測(cè)量拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、熱蠕變介電常數(shù)、損耗因子和測(cè)量交流破壞強(qiáng)度。這些測(cè)量的結(jié)果如圖1-5所示。實(shí)施例4(70/30hPP/POE摻合物)將DOWH314-02Z丙烯均聚物(hPP，70重量％)和30重量％的Affinity8150聚烯烴彈性體(POE)在Banbury混合器中在180C下熔融慘合3.5分鐘，并通過擠出機(jī)，然后通過水下造粒機(jī)。然后收集由造粒機(jī)得到的顆粒，并在170C下壓模10分鐘形成50密耳的板。從每一塊板剪出5個(gè)狗骨樣品，然后測(cè)定樣品的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、熱蠕變介電常數(shù)、損耗因子和測(cè)量交流破壞強(qiáng)度。這些測(cè)量的結(jié)果列入圖1-5。實(shí)施例5(55/45hPP/POE摻合物)將DOWH314-02Z丙烯均聚物(137.50克)和Affinity8150(112.50克)加到之前用氮?dú)獯祾叩腂rabender混合器中。在170C熔融3分鐘后，立即在170C下壓模10分鐘形成50密耳的板。從每一塊板剪出7個(gè)狗骨樣品，并測(cè)定拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、熱蠕變介電常數(shù)、損耗因子和測(cè)量交流破壞強(qiáng)度。這些測(cè)量的結(jié)果列入圖1-5。實(shí)施例6(94/6ICP/POE)將DOW7C54H抗沖擊共聚物聚丙烯(235克)和Affinity8150(15克)加到之前用氮?dú)獯祾叩腂rabender混合器中。在170C熔融3分鐘后，立即在170C下壓模10分鐘形成50密耳的板。從每一塊板剪出7個(gè)狗骨樣品，并測(cè)定拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、熱蠕變介電常數(shù)、損耗因子和測(cè)量交流破壞強(qiáng)度。這些測(cè)量的結(jié)果列入圖1-5。在所有例子中，本發(fā)明的壓模板或達(dá)到或超過對(duì)比實(shí)施例板的性能。雖然通過說明書和實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)知道在不偏離如權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以作出許多的變化和改進(jìn)。說明書或?qū)嵤├幸玫乃械拿绹鴮＠蜏?zhǔn)許的美國專利申請(qǐng)都并入本文作為參考。權(quán)利要求1、一種導(dǎo)電裝置，其抗碾性為至少約18psi，所述裝置包括A.包括至少一種導(dǎo)電基材的導(dǎo)電構(gòu)件；和B.基本包圍導(dǎo)電構(gòu)件的至少一種電絕緣構(gòu)件，所述電絕緣構(gòu)件包括聚合物摻合物，所述聚合物摻合物包括1.至少約50重量％的聚丙烯，和2.至少約10重量％的彈性體。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電裝置，其中彈性體是乙烯和ct-烯烴的共聚物。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中彈性體是乙烯和C4-20(x-烯烴的共聚物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中彈性體是乙烯和C4.1()a-烯烴的共聚物。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電裝置，其中彈性體是乙烯和辛烯的共聚物。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電裝置，其中彈性體的密度不大于約0.92克/立方厘米。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯是丙烯和除丙烯之外的ot-烯烴的共聚物。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯是丙烯與乙烯和04.2。01-烯烴中的至少一種的共聚物。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯通過齊格勒-納塔、限制幾何構(gòu)型和茂金屬催化中的至少一種制備。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯通過非茂金屬、金屬中心、吡啶基催化制備。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯的特征在于包括至少約65摩爾％(mol%)衍生自丙烯的單元，約0.1-35摩爾％衍生自乙烯的單元，和0至約35摩爾％衍生自一種或多種不飽和共聚單體的單元，條件是衍生自乙烯和不飽和共聚單體的單元的組合摩爾百分?jǐn)?shù)不超過約35摩爾％。12、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯的特征在于具有下列特性中的至少一種(i)在約14.6ppm和約15.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤的"CNMR峰，所述峰具有大約相等的強(qiáng)度，(ii)大于約-1.20的斜扭指數(shù)Six，和(iii)當(dāng)共聚物中共聚單體的量增加時(shí)，Tme基本保持不變而T隨下降的DSC曲線。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯的特征在于包括至少約65摩爾％衍生自丙烯的單元，和約0.1摩爾％至35摩爾％衍生自不飽和共聚單體的單元。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯的特征在于具有下列特性中的至少一種(i)在約14.6ppm和約15.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤的"CNMR峰，所述峰具有大約相等的強(qiáng)度，(ii)大于約-1.20的斜扭指數(shù)Six，禾ti(m)當(dāng)共聚物中共聚單體的量增加時(shí)，Tme基本保持不變而T咖x下降的DSC曲線。15、根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯是均聚物。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯通過齊格勒-納塔、限制幾何構(gòu)型和茂金屬催化中的至少一種制備。17、根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯通過非茂金屬、金屬中心、吡啶基催化制備。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯的特征是(i)在約14.6ppm和約15.7ppm處的對(duì)應(yīng)于區(qū)域-錯(cuò)誤的13CNMR峰，所述峰具有大約相等的強(qiáng)度，(ii)基本全同立構(gòu)的丙烯序列，和(iii)與用齊格勒-納塔催化劑制備的對(duì)比聚丙烯均聚物相比，至少多50%的所述區(qū)域-錯(cuò)誤。19、根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯包括至少約60重量％的聚合物摻合物。20、根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電裝置，其中聚丙烯包括至少約70重量％的聚合物摻合物。21、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中絕緣構(gòu)件進(jìn)一歩包括填料、顏料、交聯(lián)劑、抗氧化劑、加工助劑、金屬去活化劑、油增量劑、穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑中的至少一種。22、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中聚合物摻合物包括至少約30重量％的絕緣構(gòu)件。23、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中導(dǎo)電構(gòu)件是電線和電纜中的至少一種。24、根據(jù)權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電裝置，其抗碾性為至少約20psi。25、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中聚合物摻合物是反應(yīng)器后摻合物。26、根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中聚合物摻合物是反應(yīng)器中摻合物。27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電裝置，其中聚合物摻合物含有不大于能對(duì)裝置的濕電性能產(chǎn)生有害影響的量的水溶性鹽。28.—種導(dǎo)電裝置，其包括A.包括至少一種導(dǎo)電基材的導(dǎo)電構(gòu)件；和B.基本包圍導(dǎo)電構(gòu)件的至少一種電絕緣構(gòu)件，所述電絕緣構(gòu)件包括聚合物摻合物，所述聚合物摻合物包括1.至少約50重量％的聚丙烯，禾口2.至少約10重量％的彈性體，摻合物的特征在于具有(i)150C下小于200。/。的熱蠕變，(ii)在60Hz和90C下小于約2.5的介電常數(shù)，(m)在60Hz和卯C下小于約0.005的損耗因子，和(iv)大于約600v/mil的AC破壞強(qiáng)度。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中摻合物的特征進(jìn)一步在于具有(v)小于約6,000磅/平方英寸(psi)的拉伸強(qiáng)度，和(vi)大于約50%的拉伸長(zhǎng)度中的至少一種。30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中彈性體是乙烯/cx-烯烴共聚31、根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其存在的形式為低、中、高或超高壓電線或電纜。32、根據(jù)權(quán)利要求28所述的導(dǎo)電裝置，其中聚合物慘合物含有不大于能對(duì)裝置的濕電性能產(chǎn)生有害影響的量的水溶性鹽。33、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其存在的形式為低、中、高或超高壓電線或電纜。全文摘要本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電裝置，例如電線或電纜，其抗碾性為至少約18磅/平方英寸(psi)，該裝置包括A.包括至少一種導(dǎo)電基材的導(dǎo)電構(gòu)件，例如一根電線股或一對(duì)纏繞的電線股；和B.基本包圍導(dǎo)電構(gòu)件的至少一種電絕緣構(gòu)件，例如聚合物涂層或?qū)樱鲭娊^緣構(gòu)件包括聚合物摻合物，所述聚合物摻合物包括1.至少約50重量％的聚丙烯，和2.至少約10重量％的彈性體。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述摻合物的特征在于具有(i)150C下小于200％的熱蠕變，(ii)在60赫茲和90C下小于約2.5的介電常數(shù)，(iii)在60赫茲和90C下小于約0.005的損耗因子，和(iv)大于約600v/mil的AC破壞強(qiáng)度。文檔編號(hào)H01B3/44GK101258561SQ200680032363公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2006年7月27日優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日發(fā)明者B·I·喬達(dá)里,D·P·賴特,J·基勒申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司