TW201007774A - Improved method for degassing cables - Google Patents

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201007774 六、發明說明： 【發明所屬之技彳衧領域】 發明領域 本發明係關於電纜的除氣方法。更明確而言，本發明 係關於在高於習知使用溫度將電纜除氣的方法。 【前好;j 發明背景 高壓電纜的除氣時間經常為製造高壓電纜的逮率決定 步驟。其除氧時間通常高達一個月。縮短除氣時間將直接 影響其產量。 已認為除氣時間取決於交聯副產物的氣體產生數量以 及氣體能擴散出電纜成品的速率。該氣體擴散速率決定於 溫度。 有些人曾藉由降低用於交聯電纜組成物的過氣化物數 量以解決除氣的問題。然而，此降低通常需要併入對電纜 電性具有不良影響的添加物。此係一種重大的缺點。 增加溫度已被證明為無法接受的途徑。值得注意的 疋，由於纜線在南溫時易產生自焊接或變形，因此電纜除 氣的處理溫度被限制在約60至7(rc。 較佳為在不影響電纜的物理特性之下增加用於電纜除 氣的處理溫度。明確而言，較佳為將處理溫度上升至高於 6〇至7〇t之傳統處理溫度的至少5〇c。又更佳為將溫度上升 至少10°C。提高贼的處理溫度預期可將某些電規的除氣 時間縮短多達30%。 3 201007774 I：發明内容3 發明概要 本發明係一種在高於習知除氣溫度下之改良交聯半導 電屏蔽層的除氣法。在第一具體實施例中，本發明方法的 步驟包含在高於約70°C的溫度進行交聯半導電屏蔽層的除 氣。該溫度可高於或等於約75°C。此外，該溫度可高於或 等於約80°C。 在第二具體實施例中，本發明方法的步驟包含在高於 習知乙烯/不飽和共聚基質半導電屏蔽組成物之除氣溫度 的至少約5°C溫度進行交聯半導電屏蔽層的除氣。 【實施方式3 較佳實施例之詳細說明 就上述兩種具體實施例而言，該方法較佳為使用述於 WO/2007/092454中的半導電屏蔽組成物。該組成物包含： (i) 基本上由乙烯的極性共聚物和具有4至20個碳原子之 不飽和S旨所構成的第I相材料， (ii) 基本上由非極性、低密度聚乙烯所構成的第Π相材 料；以及 (iii) 以等於或大於在第I和II相材料内產生連續導電網絡 所需量的足夠量分散於第I相材料及/或第II相材料内 的導電填充材料。 該第I相材料基本上由乙烯的極性共聚物和不飽和酯 所構成。一種習知高壓法已被述於隶合#/6學#論，Stille、 Wiley和Sons，紐約，1962，第149〜151頁。該高壓法為進 201007774 行於管式反應器或攪拌反應蚤内的典型自由基引發聚合反 應。在攪拌反應釜内，其壓力為每平方吋在10,〇〇〇至30,000 碌(psi)的範圍内及溫度為在175至250°C的範圍内，以及在 管式反應器内’該壓力為在25,000至45,000psi的範圍内及該 溫度為在200至350°C的範圍内。 該不飽和酯可為烧基丙烯酸酯、烧基丙稀酸甲醋和缓 酸乙浠醋。該烧基具有1至8個碳原子以及較佳為具有1至4 個碳原子。該羧酸基具有2至8個碳原子以及較佳為具有2至 φ 5個碳原子。 歸因於酯共聚單體的共聚物部分根據該共聚物的重量 可在約10至約55重量百分比的範圍内，以及較佳為在約15 - 至約30重量百分比的範圍内。就莫耳百分數而言，該醋共 — 聚單體的含量可為5至30莫耳百分數。該酯具有4至2〇個碳 原子，及較佳為具有4至7個碳原子。 乙烯酯（或缓酸酯）的實例為醋酸乙稀酯、丁酸乙烯醋、 新戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯和2_己酸乙 酯。其中以醋酸乙烯酯較佳。丙烯酸和甲基丙烯酸醋的實 例為甲基丙烯酸月桂酯；甲基丙稀酸肉莖蔻酸醋；甲基丙 缔酸棕橺基醋；甲基丙稀酸硬脂酿基醋；3-甲基丙稀醯氧 基丙基三甲氧基石夕院；3 -甲基丙婦醯氧基丙基三乙氧基石夕 烷；甲基丙烯酸環己酯；正甲基丙烯酸己酯；甲基丙稀酸 異癸酯；2-甲基丙烯酸甲氧基乙酯；甲基丙烯酸四氫吱喃 酯；甲基丙烯酸辛酯；2-甲基丙烯酸苯氧乙酯；異&基甲 基丙稀酸醋；甲基丙稀酸異辛醋；曱基丙稀酸辛醋；甲基 5 201007774 丙稀酸異辛gg ’油烯基甲基叫義；丙烯酸乙醋；丙稀 西夂曱Sa ’丙稀酸第二丁g旨；丙稀酸正丁醋；以及2_乙基己 基丙稀酸8日。較佳為丙烯酸甲s旨丙稀酸乙s旨和丙稀酸正 丁醋或丙雜第三。轉基可被例减氧基三烧氧石夕 烷所取代。 β亥共聚物每立方釐米具有〇 9〇〇至〇 99〇克範圍内的密 度，以及較佳為每立方釐米具有〇 92〇至〇 97〇克範圍内的密 度。该共聚物亦具有每10分鐘〇1至1〇〇克範圍内的熔融指 數，較佳為具有每10分鐘1至5〇克範圍内，以及更佳為每1〇 分鐘在5至21克範圍内的熔融指數。複合物内第〗相材料的 含量根據複合物的重量為1〇至80重量百分比，以及較佳為 20至60重量百分比的含量。 該第II相材料基本上通常藉由高壓法被製備成乙烯均 聚物的非極性、低密度聚乙烯(LDPE)所構成。如前所述， 藉由述於衮含#/ά學#榦，Stille、Wiley和Sons，紐約， 1962，第149〜151頁中的習知高壓法。該高壓法為進行於 管式反應器或擾拌反應爸内的典型自由基引發聚合反應。 在搜拌反應蚤内’其壓力為在10,000至30,000psi的範圍内及 溫度為在175至250 C的範圍内，以及在管式反應器内，兮 壓力為在25,000至45，000psi的範圍内及該溫度為在2〇〇至 350°C的範圍内。 這些LDPE聚合物藉由ASTM D-792測量時具有每立方 釐米約0.910克至約0.940克之間的密度。 該非極性低密度聚乙烯較佳為具有Ui10範圍的多 201007774 分散性(Mw/Mn)。Mw被定義為重量平均分子量以及Μη被 定義為數目平均分子量。該Mw較佳為在10,000至1，000,000 的範圍内。其亦具有每10分鐘在0.25至30克範圍内，較佳 為每10分鐘在1至20克範圍内，以及更佳為每10分鐘在5至 10克範圍内的熔融指數。 _ 複合物内第II相材料的含量根據複合物的重量為10至 80重量百分比，以及較佳為20至60重量百分比的含量。 視需要’若其具有相當於第I或II相材料的性質時該複 〇 合物可併入其他聚合材料的附加相。 較佳為該第11相材料具有高於第〗相材料之熔點的熔 點。 ， 該共聚物可藉由使樹脂可水解化被製成可濕固化，其 ' 藉由加入可水解基而完成例如-Si(OR)3其中R係經由共聚合 或接枝至樹脂結構的羥基團。適當的接枝劑為有機過氧化 物例如過氧化二異丙苯；2,5-二甲基·2,5-雙（第三丁基過氧 化）己烷；過氧化第三丁基異丙苯；以及2,5-二甲基-2,5-雙 ® (第三丁基過氧化）己烷-3。其中以過氧化二異丙苯較佳。可 加入水解基’例如藉由共聚合乙烯與具有一或多個_Si(〇R)3 基例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷和r-甲 基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷的乙烯化不飽和化合物或 存在上述有機過氧化物之下將這些矽烷化合物接枝至樹 脂。然後於存在矽烷醇縮合催化劑例如二月桂酸二丁基 錫、馬來酸二辛基錫、二醋酸二丁基錫、醋酸亞錫、環烧 酸鉛和辛酸鋅之下交聯該可水解樹脂。較佳為使用二月桂 7 201007774 酸二丁基錫。 6亥導電填充材料（導電粒子）可為通常被用於半導電屏 蔽的習知導電碳黑。通常已藉由微粒碳黑提供這些導電粒 子。每克的有用碳黑具有50至1000平方米的表面積。該表 面積係在在ASTM D 4820-93a(多點Β·Ε·Τ.氮氣吸附法)之下 進行測定。在WO/2007/092454中，已述及根據該組成物的 重1用於半導電屏蔽組成物内的碳黑數量為至45重量百 分比’以及較佳為15至45重量百分比，更佳為25至35重量 百分比的數量。此可被稱為導電填充負載量，以及最佳為 27至33重量百分比。 雖然WO/2007/092454的碳黑負載量被有效用於本發 明’但是當應用於本發明的方法時可使用較用於習知半導 電屏蔽組成物内更低的碳黑負載量。依此以及當需要較低 碳黑負載量時’該碳黑的含量較佳為低於25重量百分比； 更佳為低於15重量百分比的含量；以及最佳為低於1〇重量 百分比的含量。 可使用標準導電或高導電碳黑，其中以標準導電碳黑 較佳。導電碳黑的實例為以ASTM Ν550、Ν472、Ν351、 Ν110、科琴黑（Ketjen blacks)、爐黑和乙炔黑描述的等級。 碳黑為藉由經熱为解所製造之球狀膠粒和凝集粒子聚 集體的元素碳。碳黑雖然比石墨較不具規則性，其實碳黑 在微構造上具有石墨的性質。碳黑的一種關鍵特徵為具有 高度多孔性及中空的峡黑粒子核心。已知竣黑為本質型半 導體。 201007774 亦可使用碳奈米管。 亦可使用除了碳黑或碳奈米管之外的導電填料。實例 為金屬粒子、富勒烯(fullerences)，以及導電聚合物例如聚 乙炔、聚對苯撐乙烯、聚吡洛、聚噻吩和聚苯胺。視需要 半導電屏蔽組成物内可包含丙烯腈和丁二烯的共聚物，其 中根據共聚物的重量該丙烯腈的含量為2〇至6〇重量百分 比，以及較佳為30至40重量百分比的含量。此共聚物通常 被用於可剝性絕緣屏蔽而非導體或絞線屏敝。該共聚物亦 被稱為腈橡膠或丙烯腈/丁二烯共聚物橡膠。其密度每立方 釐米可為例如〇,98克以及門尼(M00ney)黏度可為（^^[ 1+4) 5〇。若需要時，可利用矽橡膠取代腈橡膠。 視需要，本發明組成物可含有根據總聚合物重量低於 約25重量百分比之含量的其他聚稀烴包括乙烯^ _稀煙共 聚物。 _可被併入該組成物的習知添加物舉例為抗氧化劑、偶 合劑1外線吸收劑或安定劑、抗靜電劑、色素、染料、 成核劑、補強填料或聚合物添加劑、增滑劑、增塑劑、加 工助劑、潤滑劑、黏度控制劑、增黏劑、防結塊劑、表面 活性劑、增量油、金屬去活化劑、電壓穩㈣、阻燃填料 和添加劑、交聯劑、加強劑，以及催化劑和抑煙劑。 【圖式簡單説明】 (無） 【主舉元件符號說明】 (無） 9

Claims (1)

1. 201007774 七、申請專利範圍： 1. 一種用於將電纜除氣的方法其步驟包含： . (a) 選擇一可交聯、半導電屏蔽組成物包含 ⑴基本上由乙烯的極性共聚物和具有4至20個碳原子 之不飽和酯所構成的一第I相材料； · (ii) 基本上由非極性、低密度聚乙烯所構成的一第Η · 相材料；以及 (iii) 以等於或大於在第丨和Η相材料内產生連續導電網 絡所需量的足夠量來分散於第I相材料及/或第Π β 相材料内的導電填充材料； (b) 將該可交聯、半導電屏蔽組成物塗佈於金屬導體上 以產生半導電屏蔽層； ： (c) 交聯該半導電屏蔽層以產生一具有交聯半導電屏蔽 層的電纜； (d) 在高於70°C的除氣溫度進行該電纜的除氣。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該除氣溫度係高於 75。(：。 ⑩ 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該除氣溫度係高於 80°C。 4.如申請專利範圍第1〜3項中任—項之方法，其中該第u 相材料具有高於第I相材料之熔點的熔點。 10 201007774 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（ ）圖。（無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：