Полупроводящая полипропиленовая композиция Российский патент 2025 года по МПК C08L23/14 C08K3/04 H01B3/44 C08L23/08 

Изобретение относится к полупроводящей композиции, содержащей гетерофазный сополимер пропилена, к изделию, содержащему указанную полупроводящую композицию, которое предпочтительно представляет собой кабель, содержащий полупроводящий слой, содержащий указанную полупроводящую композицию, и к применению указанной полупроводящей композиции в качестве внутреннего и/или внешнего полупроводящего слоя для кабелей среднего и высокого напряжения.

Уровень техники

Композиции, используемые для полупроводящих слоев кабелей, обычно включают твердый проводящий наполнитель, такой как технический углерод, в количествах примерно от 40 до 50 мас. % для того, чтобы сделать эти композиции полупроводящими. Такие большие количества токопроводящего наполнителя имеют недостаток, заключающийся в плохой смешиваемости с полимерными компонентами, что ухудшает механические свойства полупроводящих композиций.

Таким образом, целью в данной области техники является получение полупроводящих композиций, демонстрирующих хорошую проводимость и хорошие механические свойства.

В WO 2011/154287 А1 и WO 2011/154288 А1 описаны полупроводящие композиции, содержащие гетерофазный сополимер пропилена в качестве основного полимерного компонента и уменьшенное количество технического углерода. Эти составы проявляют достаточные механические свойства и достаточную проводимость. Тем не менее, все еще есть возможности для улучшения.

Таким образом, в данной области техники существует потребность в полупроводящих композициях, которые демонстрируют хороший баланс свойств, таких как хорошая технологичность, хорошая проводимость и хорошие механические свойства.

Было установлено, что при использовании в полупроводящей композиции специфического гетерофазного сополимера пропилена количество технического углерода может быть уменьшено для получения полупроводящей композиции с хорошей технологичностью, хорошей проводимостью, хорошими механическими свойствами.

Сущность изобретения

В одном аспекте изобретение относится к полупроводящей композиции, содержащей:

(A) по меньшей мере 52,0 мас. %, предпочтительно от 55,0 до 90,0 мас. %, более предпочтительно от 60,0 до 85,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 65,0 до 80,0 мас. % гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции; и

(B) от 5,0 до 40,0 мас. %, предпочтительно от 10,0 до 38,0 мас. %, более предпочтительно от 15,0 до 35,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 20,0 до 33,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

В другом аспекте изобретение относится к изделию, содержащему полупроводящую композицию, как описано выше или ниже.

Предпочтительно указанное изделие представляет собой кабель, содержащий полупроводящий слой, более предпочтительно внутренний и/или внешний полупроводящий слой, который содержит указанную полупроводящую композицию, как описано выше или ниже.

В еще одном аспекте изобретение относится к применению полупроводящей композиции, как описано выше или ниже, в качестве внутреннего и/или внешнего полупроводящего слоя для кабелей среднего и высокого напряжения.

Определения

Гетерофазный полипропилен представляет собой сополимер на основе пропилена с кристаллической матричной фазой, который может представлять собой гомополимер пропилена или статистический сополимер пропилена и по меньшей мере одного альфа-олефинового сомономера, и диспергированную в нем эластомерную фазу. Эластомерная фаза может представлять собой сополимер пропилена с большим количеством сомономера, который не распределен статистическим образом в полимерной цепи, а распределен в насыщенной сомономером блочной структуре и насыщенной пропиленом блочной структуре.

Гетерофазный полипропилен обычно отличается от однофазного сополимера пропилена тем, что он проявляет две разные температуры стеклования Тст, которые относятся к матричной фазе и эластомерной фазе, соответственно.

Гомополимер пропилена представляет собой полимер, который по существу состоит из мономерных звеньев пропилена. Из-за примесей, особенно во время коммерческих процессов полимеризации, гомополимер пропилена может содержать до 0,1 мол. % сомономерных звеньев, предпочтительно до 0,05 мол. % сомономерных звеньев и наиболее предпочтительно до 0,01 мол. % сомономерных звеньев.

Статистический сополимер пропилена представляет собой сополимер мономерных звеньев пропилена и сомономерных звеньев, в котором сомономерные звенья распределены статистическим (случайным) образом по цепи полипропилена. Таким образом, статистический сополимер пропилена включает фракцию, которая нерастворима в ксилоле - нерастворимую в холодном ксилоле (НХК) фракцию - в количестве более 70 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 85 мас. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 88 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас. % в расчете на общее количество статистического сополимера пропилена. Соответственно, статистический сополимер пропилена не содержит диспергированной в нем эластомерной полимерной фазы.

Обычно полимер пропилена, содержащий по меньшей мере две фракции (компоненты) полимера пропилена, которые были получены в разных условиях полимеризации, приводящих к разным (среднемассовым) молекулярным массам и/или разным величинам содержания сомономера для фракций, предпочтительно полученный путем полимеризации в несколько стадий полимеризации с разными условиями полимеризации, называют «мультимодальным». Приставка «мульти» относится к количеству разных фракций полимера, из которых состоит полимер пропилена. В качестве примера мультимодального полимера пропилена, полимер пропилена, состоящий только из двух фракций, называют «бимодальным», тогда как полимер пропилена, состоящий только из трех фракций, называют «тримодальным».

Унимодальный полимер пропилена состоит только из одной фракции.

Таким образом, термин «разный» означает, что фракции полимеров пропилена отличаются друг от друга по меньшей мере одним свойством, предпочтительно среднемассовой молекулярной массой, которая также может быть измерена в виде разных показателей текучести расплава фракций, или содержания сомономера, или и того, и другого.

«Функционализированный» означает здесь химическую модификацию, предпочтительно прививку или сополимеризацию с моно- или поликарбоновым соединением или производным моно- или поликарбонового соединения для получения желаемых функциональных групп.

Висбрекинг представляет собой постреакторный химический процесс модификации полукристаллических полимеров, таких как полимеры пропилена. Во время процесса висбрекинга основную цепь полимера пропилена подвергают деструкции с помощью пероксидов, таких как органические пероксиды, посредством бета-расщепления. Деструкцию обычно используют для увеличения показателя текучести расплава и сужения молекулярно-массового распределения.

Далее количества указаны в % по массе (мас. %), если не указано иное.

Подробное описание изобретения

Полупроводящая композиция

В одном аспекте изобретение относится к полупроводящей композиции, содержащей

(A) по меньшей мере 52,0 мас. %, предпочтительно от 55,0 до 90,0 мас. %, более предпочтительно от 60,0 до 85,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 65,0 до 80,0 мас. % гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции; и

(B) от 5,0 до 40,0 мас. %, предпочтительно от 10,0 до 38,0 мас. %, более предпочтительно от 15,0 до 35,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 20,0 до 33,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Полупроводящая композиция содержит по меньшей мере 52,0 мас. %, предпочтительно от 55,0 до 79,0 мас. %, более предпочтительно от 60,0 до 76,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 65,0 до 74,0 мас. % гетерофазного сополимера (А) пропилена, имеющего матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Кроме того, полупроводящая композиция содержит от 21,0 до 35,0 мас. %, предпочтительно от 22,5 до 33,0 мас. %, более предпочтительно от 24,0 до 32,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 26,0 до 30,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

В одном воплощении полупроводящая композиция имеет специфический диапазон количества технического углерода.

В указанном воплощении верхний предел количества технического углерода обычно составляет не более 35,0 мас. %, предпочтительно не более 33,0 мас. %, более предпочтительно не более 32,0 мас. % и наиболее предпочтительно не более 30 мас. % в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Верхний предел количества технического углерода в указанном воплощении обычно составляет, как правило, по меньшей мере 15,0 мас. %, предпочтительно по меньшей мере 17,5 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 20,0 мас. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 21,0 мас. % в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

В указанном воплощении количества гетерофазного сополимера (А) пропилена обычно находятся, соответственно, в диапазоне от 52,0 до 85,0 мас. %, предпочтительно от 55,0 до 82,5 мас. %, более предпочтительно от 60,0 до 80,0 мас. % и наиболее предпочтительно от 65,0 до 79,0 мас. % в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Полупроводящая композиция может дополнительно содержать полиолефин, функционализированный соединением моно- или поликарбонов ой кислоты или производным соединения моно- или поликарбоновой кислоты (С), причем функционализированный полиолефин (С) отличается от гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Указанный функционализированный полиолефин (С) предпочтительно присутствует в полупроводящей композиции в количестве не более 5,0 мас. %, предпочтительно от 0,05 до 2,5 мас. %, более предпочтительно от 0,1 до 1,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,8 мас. % в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Компоненты (А), (В) и (С) более подробно описаны ниже.

Полупроводящая композиция может дополнительно содержать полимерные компоненты в дополнение к компонентам (А) и факультативно (С). Однако предпочтительно полупроводящая композиция дополнительно не содержит полимерных компонентов в дополнение к компонентам (А) и факультативно (С), то есть полимерные компоненты полупроводящей композиции состоят из компонентов (А) и факультативно (С). В одном воплощении полимерные компоненты полупроводящей композиции состоят из компонентов (А) и (С). В другом воплощении полимерные компоненты полупроводящей композиции состоят из компонента (А).

Полупроводящая композиция предпочтительно не содержит, то есть свободна от полимера, содержащего полярные мономерные звенья, такие как мономерные звенья, содержащие ацетат или акрилат или их производные.

Количество полимерных компонентов, предпочтительно компонентов (А) и факультативно (С), в полупроводящей композиции предпочтительно находится в диапазоне от 60,0 до 95,0 мас. %, более предпочтительно от 62,0 до 90,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 67,0 до 80,0 мас. % в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

Полупроводящая композиция может содержать дополнительный компонент (компоненты), такой как добавка (добавки), который может быть дополнительно добавлен в смесь с полимером-носителем, например, в так называемую маточную смесь. Также технический углерод (С) может быть добавлен в виде маточной смеси. В таких случаях полимер-носитель не причисляют к количеству полимерных компонентов. Количество добавок и полимера-носителя любой маточной смеси рассчитывают на общее количество (100 мас. %) полимерной композиции.

Добавки, если они присутствуют, предпочтительно выбирают из антиоксиданта (антиоксидантов), стабилизатора (стабилизаторов), технологической добавки (добавок), огнезащитной добавки (добавок), замедляющей водный триинг добавки (добавок), поглотителя (поглотителей) кислот или ионов и неорганического наполнителя (наполнителей), известных в области полимеров.

Количество дополнительных компонентов в полупроводящей композиции предпочтительно не превышает 10,0 мас. %, например, от 0 до 5,0 мас. % или от 0 до 2,5 мас. % от общего количества полупроводящей композиции.

Предпочтительно полупроводящая композиция не содержит, то есть свободна от 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (TMQ). В кабельных применениях, в которых полупроводящую композицию используют в полупроводящем слое (слоях), TMQ имеет тенденцию частично диффундировать из полупроводящего слоя (слоев) в изоляционный слой и может вызывать желтое окрашивание изоляционного слоя.

В одном воплощении полупроводящая композиция содержит, предпочтительно состоит из компонентов (А) и (В), факультативного компонента (С) и факультативных дополнительных компонентов, таких как добавки, но свободна от полимера, содержащего полярные мономерные звенья, и 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (TMQ), предпочтительно содержит, более предпочтительно состоит из компонентов (А) и (В) и факультативных дополнительных компонентов, таких как добавки, но свободна от полимера, содержащего полярные мономерные звенья, и 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (TMQ).

В другом воплощении полупроводящая композиция состоит из компонентов (А), (В) и факультативного компонента (С), предпочтительно состоит из компонентов (А) и (В).

Полупроводящая композиция предпочтительно имеет показатель текучести расплава ПТР₁₀ (230°С, нагрузка 10 кг) от 0,5 до 15,0 г/10 мин, более предпочтительно от 1,0 до 12,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 1,5 до 10,0 г/10 мин.

Полупроводящая композиция предпочтительно имеет плотность от 0,850 до 1,200 г/см³, более предпочтительно от 0,950 до 1,100 г/см³, наиболее предпочтительно от 1,000 до 1,075 г/см³.

Кроме того, полупроводящая композиция предпочтительно имеет объемное удельное сопротивление (VR) от 1,0 до 750 Ом⋅см, предпочтительно от 1,5 до 250 Ом⋅см, наиболее предпочтительно от 1,7 до 100 Ом⋅см.

В некоторых воплощениях объемное удельное сопротивление может составлять до 50 Ом-см, предпочтительно до 25 Ом⋅см, наиболее предпочтительно до 10 Ом⋅см.

Кроме того, полупроводящая композиция предпочтительно имеет предел прочности на растяжение по меньшей мере 5,0 МПа, более предпочтительно по меньшей мере 6,0 МПа, еще более предпочтительно по меньшей мере 7,5 МПа и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10 МПа.

Верхний предел прочности на растяжение предпочтительно составляет не более 25,0 МПа, более предпочтительно не более 22,5 МПа и наиболее предпочтительно не более 20,0 МПа.

Кроме того, полупроводящая композиция предпочтительно имеет относительное удлинение при разрыве по меньшей мере 300%, более предпочтительно по меньшей мере 350%, еще более предпочтительно по меньшей мере 400% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 500%.

Верхний предел относительного удлинения при разрыве предпочтительно составляет не более 800%, более предпочтительно не более 750% и наиболее предпочтительно не более 650%.

Таким образом, полупроводящая композиция по изобретению неожиданно демонстрирует хороший баланс свойств в отношении технологичности, проводимости и механических свойств.

Предпочтительно, полупроводящая композиция не является сшитой.

Сшитая полимерная композиция имеет типичную сетчатую структуру, то есть межполимерные сшивки (мостики), хорошо известные в этой области. Эти мостики могут быть введены путем создания радикалов в полимерной цепи, например, путем реакции с пероксидами или воздействия радиации или путем введения в полимерную цепь функциональной группы, которая склонна к химической реакции с другой из указанных функциональных групп. При сшивании сшитая полимерная композиция становится термоотвержденной.

Предпочтительно, полупроводящая композиция является термопластичной.

Предпочтительно, полупроводящую композицию получают путем смешивания в расплаве компонентов (А) и (В), а также факультативного компонента (С) и факультативных дополнительных компонентов, таких как факультативные добавки и дополнительные полимерные компоненты, все они описаны выше или ниже.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена

Гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе.

Матричная фаза предпочтительно представляет собой статистический сополимер пропилена.

Сомономерные звенья матричной фазы предпочтительно выбирают из этилена и альфа-олефинов, имеющих от 4 до 12 атомов углерода, таких как этилен, 1-бутен, 1-гексен или 1-октен. Статистический сополимер пропилена матричной фазы может содержать один тип сомономерных звеньев или два или более типов, например, два типа сомономерных звеньев. Предпочтительно, статистический сополимер пропилена матричной фазы содержит один тип сомономерных звеньев. Особенно предпочтителен этилен.

В гетерофазном сополимере пропилена матричная фаза и эластомерная фаза обычно не могут быть точно отделены друг от друга. Для характеристики матричной фазы и эластомерной фазы гетерофазного полипропиленового сополимера известно несколько способов. Одним из способов является экстракция фракции, которая содержит по большей части эластомерную фазу, с помощью ксилола, таким образом отделяя растворимую в холодном ксилоле (РХК) фракцию от нерастворимой в холодном ксилоле (НХК) фракции. Фракция РХК содержит, по большей части, эластомерную фазу и только небольшую часть матричной фазы, тогда как фракция НХК содержит по большей части матричную фазу и только небольшую часть эластомерной фазы.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно содержит растворимую в холодном ксилоле (РХК) фракцию в общем количестве от 25,0 до 50,0 мас. %, предпочтительно от 30,0 до 47,5 мас. %, наиболее предпочтительно от 32,5 до 45,0 мас. % в расчете на общее массовое количество гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Растворимая в холодном ксилоле (РХК) фракция предпочтительно имеет количество сомономерных звеньев, предпочтительно этилена, от 20,0 до 35,0 мас. %, предпочтительно от 22,5 до 32,5 мас. %, наиболее предпочтительно от 23,0 до 31,0 мас. % в расчете на общее количество мономерных звеньев в растворимой в холодном ксилоле (РХК) фракции гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Кроме того, растворимая в холодном ксилоле (РХК) фракция предпочтительно имеет характеристическую вязкость от 100 до 350 см³/г, предпочтительно от 130 до 325 см³/г, наиболее предпочтительно от 150 до 300 см³/г, измеренную при 135°С в декалине.

Кроме того, гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет нерастворимую в холодном ксилоле (НХК) фракцию в количестве от 50,0 до 75,0 мас. %, более предпочтительно от 52,5 до 70,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 55,0 до 67,5 мас. % в расчете на общее массовое количество гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Нерастворимая в холодном ксилоле (НХК) фракция предпочтительно имеет количество сомономерных звеньев, предпочтительно этилена, от 2,5 до 12,5 мас. %, предпочтительно от 3,5 до 10,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 4,5 до 8,5 мас. % в расчете на общее количество мономерных звеньев в нерастворимой в холодном ксилоле (НХК) фракции гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Кроме того, нерастворимая в холодном ксилоле (НХК) фракция предпочтительно имеет характеристическую вязкость от 130 до 380 см³/г, предпочтительно от 150 до 350 см³/г, наиболее предпочтительно от 180 до 325 см³/г, измеренную при 135°С в декалине.

Отношение характеристических вязкостей фракции НХК к фракции РХК сополимера пропилена предпочтительно находится в диапазоне от 0,9 до 1,5, более предпочтительно от 1,0 до 1,4 и наиболее предпочтительно от 1,0 до 1,3.

Сомономерные звенья гетерофазного сополимера (А) пропилена предпочтительно выбирают из этилена и альфа-олефинов, имеющих от 4 до 12 атомов углерода, таких как этилен, 1-бутен, 1-гексен или 1-октен. Сополимер пропилена может содержать один тип сомономерных звеньев или два или более типов, например, два типа сомономерных звеньев. Предпочтительно, сополимер пропилена содержит один тип сомономерных звеньев. Особенно предпочтителен этилен.

Предпочтительно, сомономерные звенья матричной фазы являются такими же, как сомономерные звенья гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет общее количество сомономерных звеньев, предпочтительно этилена, от 7,5 до 20,0 мас. %, предпочтительно от 9,0 до 17,5 мас. %, наиболее предпочтительно от 10,0 до 15,0 мас. % в расчете на общее количество мономерных звеньев гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 0,7 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 1,0 до 5,0 г/10 мин.

В одном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 2,5 г/10 мин, предпочтительно от 0,8 до 2,2 г/10 мин, еще более предпочтительно от 1,0 до 2,0 г/10 мин и наиболее предпочтительно от 1,2 до 1,9 г/10 мин.

В другом воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 3,0 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 3,5 до 5,0 г/10 мин.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет характеристическую вязкость от 150 до 350 см³/г, предпочтительно от 170 до 325 см³/г, наиболее предпочтительно от 200 до 300 см³/г, измеренную при 135°С в декалине.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет модуль упругости при изгибе от 130 МПа до 425 МПа, более предпочтительно от 150 МПа до 400 МПа и наиболее предпочтительно от 175 МПа до 390 МПа.

Предпочтительно, гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет ударную вязкость по Шарпи с надрезом при 23°С от 40 до ПО кДж/м², более предпочтительно от 50 до 100 кДж/м² и наиболее предпочтительно от 55 до 95 кДж/м².

Кроме того, гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет температуру плавления Тпл от 140 до 159°С, предпочтительно от 142 до 155°С, наиболее предпочтительно от 145 до 153°С.

Кроме того, гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет температуру кристаллизации Ткр от 85 до 125°С, предпочтительно от 88 до 122°С, наиболее предпочтительно от 90 до 120°С.

Более того, гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет разность между температурой плавления и температурой кристаллизации Тпл-Ткр от 20 до 70°С, предпочтительно от 25 до 60°С, наиболее предпочтительно от 30 до 55°С.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена может быть получен путем полимеризации в последовательном многостадийном процессе полимеризации, то есть в процессе полимеризации, в котором два или более реактора полимеризации соединены последовательно. Предпочтительно, в последовательном многостадийном процессе полимеризации два или более, более предпочтительно три или более, например, три или четыре реактора полимеризации соединены последовательно. Термин «реактор полимеризации» указывает на то, что происходит основной этап полимеризации. Таким образом, в случае, если процесс состоит из четырех реакторов полимеризации, это определение не исключает варианта, что весь процесс включает, например, стадию предварительной полимеризации в реакторе предварительной полимеризации.

Матричную фазу гетерофазного сополимера (А) пропилена предпочтительно получают путем полимеризации в первом реакторе полимеризации для получения унимодальной матричной фазы или в первом и втором реакторах полимеризации для получения мультимодальной матричной фазы.

Эластомерную фазу гетерофазного сополимера (А) пропилена предпочтительно получают путем полимеризации в последующем одном или двух реакторах полимеризации в присутствии матричной фазы для получения унимодальной эластомерной фазы или мультимодальной эластомерной фазы.

Предпочтительно, реакторы полимеризации выбирают из суспензионных реакторов, таких как петлевые реакторы, и/или реакторов с газовой фазой, таких как реакторы с псевдоожиженным слоем, более предпочтительно из петлевых реакторов и реакторов с псевдоожиженным слоем.

Предпочтительным процессом последовательной многоступенчатой полимеризации является процесс «петлевой реактор газофазный реактор», например, разработанный компанией Borealis A/S, Дания (известный как технология BORSTAR®), описанный, например, в патентной литературе, например, в ЕР 0887379, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 или в WO 00/68315.

Еще одним подходящим процессом «суспензионный реактор газофазный реактор» является процесс Spheripol® от Basell.

Подходящие последовательные процессы полимеризации для получения гетерофазного сополимера (А) пропилена путем полимеризации описаны, например, в ЕР 1681315 А1 или WO 2013/092620 А1.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена может быть получен путем полимеризации в присутствии катализатора Циглера-Натта или катализатора с однотипными активными центрами.

Подходящие катализаторы Циглера-Натта описаны, например, в US 5234879, WO 92/19653, WO 92/19658, WO 99/33843, WO 03/000754, WO 03/000757, WO 2013/092620 A1 или WO 2015/091839.

Подходящие катализаторы с однотипными активными центрами, например, описаны в WO 2006/097497, WO 2011/076780 или WO 2013/007650.

Гетерофазный сополимер (А) пропилена может быть подвергнут стадии висбрекинга, как, например, описано в WO 2013/092620 А1.

В одном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена подвергают стадии висбрекинга. В указанном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 3,0 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 3,5 до 5,0 г/10 мин.

В одном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена не подвергают стадии висбрекинга. В указанном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 2,5 г/10 мин, предпочтительно от 0,8 до 2,2 г/10 мин, еще более предпочтительно от 1,0 до 2,0 г/10 мин и наиболее предпочтительно от 1,1 до 1,9 г/10 мин.

В одном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена содержит альфа-зародышеобразующий агент. Альфа-зародышеобразующий агент предпочтительно выбирают из группы, состоящей из:

(i) солей монокарбоновых кислот и поликарбоновых кислот, например, бензоата натрия или трет-бутилбензоата алюминия, и

(ii) дибензилиденсорбитола (например, 1,3: 2,4 дибензилиденсорбитола) и C₁-C₈-алкилзамещенных производных дибензилиденсорбитола, таких как метилдибензилиденсорбитол, этилдибензилиденсорбитол или диметилдибензилиденсорбитол (например, 1,3: 2,4 ди(метилбензилиден)сорбитол), или замещенных производных нонитола, таких как 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O-[(4-пропилфенил)метилен]нонитол, и

(iii) солей сложных диэфиров фосфорной кислоты, например, 2,2'-метилен-бис(4,6-ди-третбутилфенил)фосфата натрия или гидрокси-бис[2,2'-метилен-бис(4,6-ди-третбутилфенил)фосфата] алюминия и

(iv) винилциклоалканового полимера и винилалканового полимера (как более подробно описано ниже), и

(v) их смесей.

Предпочтительно, в этом воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена содержит от 0,00001 до 5,00 мас. %, более предпочтительно от 0,0001 до 2,50 мас. % альфа-зародышеобразующего агента.

Количество чистого альфа-зародышеобразующего агента в гетерофазном сополимере (А) пропилена (без факультативного полимера-носителя маточной смеси) предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 до 2000 ppm (частей на миллион), более предпочтительно от 0,1 до 1000 ppm.

Альфа-зародышеобразующий агент предпочтительно выбирают из группы, состоящей из дибензилиденсорбитола (например, 1,3: 2,4 дибензилиденсорбитола), производного дибензилиденсорбитола, предпочтительно диметилдибензилиденсорбитола (например, 1,3: 2,4 ди(метилбензилиден)сорбитола) или замещенных производных нонитола, таких как 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O-[(4-пропилфенил)метилен]нонитол, винилциклоалканового полимера, винилалканового полимера и их смесей.

Особенно предпочтительными являются винилциклоалкановые полимеры, такие как, например, винилциклогексановые (ВЦГ) полимеры. Такие полимеры могут быть добавлены, например, с использованием технологии зародышеобразования Borealis (Borealis Nucleation Technology (BNT)).

Альфа-зародышеобразующий агент может быть добавлен к гетерофазному сополимеру (А) пропилена в виде изолированного сырьевого материала или в смеси с полимером-носителем, то есть в так называемой маточной смеси. Таким образом, количество полимера-носителя маточной смеси рассчитывают по отношению к количеству альфа-зародышеобразующего агента.

В другом воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена не содержит, то есть свободен от альфа-зародышеобразующих агентов.

Гетерофазные смолы сополимера пропилена, пригодные в качестве гетерофазного сополимера (А) пропилена, также являются коммерчески доступными. В эти смолы обычно уже добавлены пакеты стабилизаторов. Таким образом, при использовании коммерчески доступных смол в качестве сополимера пропилена может потребоваться скорректировать добавление добавок, описанных выше, с учетом уже присутствующих добавок.

Технический углерод (В)

Можно использовать любой технический углерод, который является электропроводящим. Как правило, технический углерод представляет собой специальный технический углерод или сажу Р-типа. Неограничивающие примеры подходящих видов технического углерода включают печные сажи и ацетиленовые сажи.

Технический углерод может иметь площадь поверхности адсорбции азота (NSA) от 5 до 400 м²/г, например, от 10 до 300 м²/г, например, от 30 до 200 м²/г, при определении в соответствии с ASTM D6556-19.

Кроме того, технический углерод может обладать одним или более из следующих свойств:

i) размер первичных частиц не менее 5 нм, например, от 10 до 30 нм или 11-20 нм, который определен как средний диаметр частиц в соответствии с ASTM D3849-14,

ii) йодное число по меньшей мере 10 мг/г, например, от 10 до 300 мг/г, такое как от 30 до 250 мг/г, например, от 60 (или 61) до 200 мг/г или от 80 до 200 мг/г или от 100 до 170 мг/г при определении в соответствии с ASTM D-1510-19; и/или

iii) масляное число (OAN) по меньшей мере 30 мл/100 г, например, от 50 до 300 мл/100 г, такое как от 50 до 250 мл/100 г, например, от 70 до 200 мл/100 г, например, от 90 до 130 мл/100 г или от 70 до 119 (или 120) мл/100 г, при измерении в соответствии с ASTM D 2414-19.

Одна группа подходящих печных саж имеет размер первичных частиц 28 нм или менее. Особенно подходящие печные сажи этой категории могут иметь йодное число от 60 до 300 мг/г. Кроме того, приемлемо, когда масляное число (этой категории) составляет от 50 до 225 мл/100 г, например, от 50 до 200 мл/100 г.

Другие подходящие сажи могут быть приготовлены любым другим способом или могут быть подвергнуты дополнительной обработке. Подходящие сажи для полупроводящих слоев кабеля подходящим образом характеризуются своей чистотой. Таким образом, подходящие сажи имеют зольность менее 0,2 мас. %, измеренную в соответствии с ASTM D1506, остаток на сите 325 меш менее 30 ppm в соответствии с ASTM D1514, и имеют менее 3 мас. %, предпочтительно менее 1 мас. % общей серы в соответствии с ASTMD1619.

Печной технический углерод - это общепринятый термин для обозначения хорошо известного типа технического углерода, который производят в реакторе печного типа. В качестве примеров технического углерода, процесса его получения и реакторов можно сослаться, в частности, на ЕР 629222 компании Cabot, US 4391789, US 3922335 и US 3401020. В качестве примера промышленных марок печного технического углерода можно упомянуть N115, N351, N293, N220 и N550. Для дальнейшего повышения пригодности такого технического углерода в полупроводящих композициях предпочтительными являются модификации этих коммерческих технических углеродов, например, с точки зрения чистоты, свойств гранул и площади поверхности. Печные сажи обычно отличаются от ацетиленовых саж, которые являются еще одним типом технического углерода, подходящим для полупроводящей полимерной композиции.

Ацетиленовый технический углерод получают в процессе производства ацетиленовой сажи, например, как описано в US 4340577. В частности, ацетиленовые сажи могут иметь размер частиц более 20 нм, например, от 20 до 80 нм. Средний размер первичных частиц определяют как средний диаметр частиц в соответствии с ASTM D3849-14. Подходящие ацетиленовые сажи этой категории имеют йодное число от 30 до 300 мг/г, например, от 30 до 150 мг/г в соответствии с ASTM D1510. Кроме того, масляное число (этой категории) составляет, например, от 80 до 300 мл/100 г, например, от 100 до 280 мл/100 г, и его измеряют в соответствии с ASTM D2414. Ацетиленовая сажа является общепринятым термином и очень хорошо известна и, например, поставляется компанией Denka.

Функционализированный полиолефин (С)

Термин «функционализированный соединением моно- или поликарбоновой кислоты или производным соединения моно- или поликарбоновой кислоты» или кратко «функционализированный» означает в данном документе, как правило, что полимер функционализирован карбонил со держащими группами, происходящими из указанной группы моно- или поликарбоновой кислоты или ее производного. Карбонилсодержащее соединение, используемое для функционализации, обычно является ненасыщенным. Такое соединение предпочтительно содержит по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность и по меньшей мере одну карбонильную группу. Такие карбонилсодержащие группы могут быть включены в полимер путем прививки соединения, содержащего указанную карбонилсодержащую группу(ы), или путем сополимеризации мономера с сомономером(ами), имеющим такую карбонилсодержащую группу(ы).

В данном описании под функционализированным карбонилсодержащим соединением функционализированного полиолефина (С) понимают не означающее какой-либо полярный сомономер(ы), например, акрилатный, метакрилатный или ацетатный сомономер.

Функционализированный полиолефин (С) отличается от гетерофазного сополимера (А) пропилена.

Функционализированные полиолефины (С), подходящие для данного изобретения, хорошо известны и коммерчески доступны или могут быть получены в соответствии с известными способами, описанными в химической литературе.

Предпочтительными соединениями поликарбоновых кислот для функционализации являются ненасыщенные дикарбоновые кислоты или их производные. Более предпочтительными карбонилсодержащими соединениями для функционализации являются производные ненасыщенных соединений моно- или поликарбоновых кислот, более предпочтительно производные ненасыщенных дикарбоновых кислот. Предпочтительными карбонилсодержащими соединениями для функционализации являются ангидриды моно- или поликарбоновой кислоты, которые также называют «ангидридами кислот» или «ангидридами». Ангидриды кислот могут быть линейными или циклическими.

Предпочтительно, функционализированный полиолефин (С) представляет собой функционализированный ангидридом кислоты полиолефин, более предпочтительно функционализированный малеиновым ангидридом (МА) полиолефин (В). Предпочтительно, функционализированный полиолефин (С) можно получить путем прививки малеинового ангидрида к полиолефину (также кратко называемому здесь привитым МА полиолефином или МА-графт-полиолефином).

Предпочтительным полиолефином для функционализированного полиолефина (С) является функционализированный полипропилен или полиэтилен. Оба типа полиолефинов хорошо известны в данной области техники.

В случае, если функционализированный полиолефин (С) представляет собой функционализированный полиэтилен, то его предпочтительно выбирают из полиэтилена, полученного в процессе низкого давления с использованием координационного катализатора, или полиэтилена, полученного в процессе полимеризации высокого давления (ВД), и содержащего указанные карбонил со держащие группы. Оба варианта хорошо известны в данной области техники.

ПТР (190°С, 2,16 кг) функционализированного полиэтилена (С) предпочтительно выше 0,05 г/10 мин, предпочтительно от 0,1 до 200 г/20 мин, предпочтительно от 0,80 до 100 г/10 мин, более предпочтительно от 1,0 до 50,0 г/10 мин.

В случае, если функционализированный полиолефин (С) представляет собой функционализированный полиэтилен, полученный в процессе низкого давления с использованием координационного катализатора, то его предпочтительно выбирают из сополимеров этилена с одним или более сомономером(ами), предпочтительно альфа-олефином(ами). Такие полиэтиленовые сополимеры предпочтительно имеют плотность от 850 до 950 кг/м³, предпочтительно от 900 до 945 кг/м³, предпочтительно от 910 до 940 кг/м³. Такой функционализированный полиэтиленовый сополимер предпочтительно представляет собой функционализированные линейные полиэтиленовые сополимеры низкой плотности (LLDPE), которые предпочтительно имеют плотность от 915 до 930 кг/м³.

Предпочтительным LLDPE в качестве функционализированного полиолефина (С) является функционализированный МА LLDPE, предпочтительно МА-графт-LLDPE.

В случае, если функционализированный полиолефин (С) представляет собой функционализированный полиэтилен, полученный в процессе ВД, то полиэтилен предпочтительно получают радикальной полимеризацией в процессе ВД в присутствии инициатора(ов). Реактор высокого давления может представлять собой, например, хорошо известный трубчатый или автоклавный реактор или их сочетание, предпочтительно трубчатый реактор. Полимеризация высокого давления (ВД) и регулирование условий процесса для дальнейшей корректировки других свойств полиолефина в зависимости от желаемого конечного применения хорошо известны и описаны в литературе и могут быть легко использованы квалифицированным специалистом. Подходящие температуры полимеризации находятся в диапазоне до 400°С, предпочтительно от 80 до 350°С, и давление - от 70 МПа, предпочтительно от 100 до 400 МПа, более предпочтительно от 100 до 350 МПа. Давление может быть измерено по меньшей мере после стадии сжатия и/или после трубчатого реактора. Температура может быть измерена в нескольких точках на всех стадиях. Такой функционализированный полиэтилен, полученный в процессе ВД, предпочтительно представляет собой полиэтилен низкой плотности (LDPE), который функционализирован и предпочтительно имеет плотность от 900 до 950 кг/м³, предпочтительно от 910 до 940 кг/м³, предпочтительно от 915 до 930 кг/м³. Более предпочтительно, функционализированный полимер LDPE выбирают из гомополимера LDPE или сополимера LDPE этилена с одним или более сомономерами (далее также называемого функционализированным полярным сополимером LDPE), который содержит указанные карбонилсодержащие группы. Подходящие сомономеры для функционализированного сополимера LDPE выбирают из олефинов, предпочтительно альфа-олефинов, или полярных сомономеров, или любых их смесей. Как было указано выше, такие полярные сомономеры могут дополнительно присутствовать и отличаться от карбонилсодержащих соединений, используемых для функционализации. Функционализированный сополимер LDPE этилена с полярным сомономером может факультативно содержать другой сомономер(ы), такой как альфа-олефин(ы). Полярный сомономер предпочтительно выбирают из сомономера, содержащего гидроксильную группу(ы), алкоксигруппу(ы), карбонильную группу(ы), карбоксильную группу(ы), простую эфирную группу(ы) или сложноэфирную группу(ы) или их смесь, более предпочтительно из сомономера(ов), содержащего карбоксильную и/или сложноэфирную группу(ы), еще более предпочтительно, полярный сомономер(ы) выбирают из группы акрилата(ов), метакрилата(ов), акриловых кислот, метакриловых кислот или ацетата(ов), или любых их смесей. Полярный сомономер(ы) для функционализированного полярного сополимера LDPE более предпочтительно выбирают из группы алкилакрилатов, алкилметакрилатов, акриловых кислот, метакриловых кислот или винилацетата или их смеси. Кроме того, предпочтительно, когда сомономеры выбирают из С1-С6-алкилакрилатов, С1-С6-алкилметакрилатов, акриловых кислот, метакриловых кислот и винилацетата, более предпочтительно из С1-С4-алкилакрилата, такого как метил-, этил-, пропил- или бутилакрилат, или винилацетата, или любой их смеси. Количество полярного сомономера в функционализированном сополимере п LDPE редпочтительно составляет от 5 до 50 мас. % в расчете на общее количество композиции, более предпочтительно до 30 мас. %, наиболее предпочтительно до 25 мас. %. Функционализированный гомополимер LDPE или сополимер LDPE предпочтительно выбирают из функционализированного МА гомополимера LDPE, функционализированного МА сополимера LDPE, который предпочтительно выбирают из функционализированного МА сополимера этилена и метилакрилата (ЭМА), функционализированного МА сополимера этилена и этилакрилата (ЭЭА), функционализированного МА сополимера этилена и бутилакрилата (ЭБА) или функционализированного МА сополимера этилвинилакрилата (ЭВА), более предпочтительно из МА-графт-LDPE гомополимера или МА-графт-LDPE сополимера, более предпочтительно из МА-графт-ЭМА, МА-графт-ЭЭА, МА-графт-ЭБА или МА-графт-ЭВА.

В случае, если функционализированный полиолефин (С) представляет собой функционализированный полипропилен, то его предпочтительно выбирают из гомополимеров пропилена, статистических сополимеров пропилена или гетерофазного сополимера пропилена, которые имеют то же значение и свойства, что и приведенные выше в общем описании гетерофазного сополимера (А) пропилена и которые имеют указанные карбонилсодержащие группы.

Предпочтительным полипропиленом является гомополимер или статистический сополимер пропилена.

Согласно предпочтительному воплощению полимерной композиции, полиолефин, функционализированный, предпочтительно привитый малеиновым ангидридом, представляет собой функционализированный, предпочтительно привитый, малеиновым ангидридом полипропилен (МА-графт-ПП) или функционализированный, предпочтительно привитый, малеиновым ангидридом полиэтилен (МА-графт-ПЭ).

Предпочтительным полиолефином для функционализированного полиолефина (С) является функционализированный полипропилен, как определено выше. Такой полипропилен (ПП) для функционализированного полиолефина (С) предпочтительно представляет собой функционализированный малеиновым ангидридом ПП, более предпочтительно МА-графт-ПП.

Функционализированный полиолефин (С), более предпочтительно функционализированный МА ПП, более предпочтительно МА-графт-ПП, имеет ПТР₂ (230°С, 2,16 кг) от 0,5 до 500 г/10 мин, предпочтительно от 1,0 до 500 г/10 мин.

Предпочтительные воплощения полупроводящей композиции

В одном предпочтительном воплощении полупроводящая композиция по изобретению содержит, предпочтительно состоит из:

(A) от 57,5 до 84,5 мас. %, предпочтительно от 61,0 до 82,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 66,0 до 78,5 мас. % гетерофазного сополимера (А) пропилена в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции;

(B) от 15,0 до 40,0 мас. %, предпочтительно от 17,5 до 38,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 21,0 до 33,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции, и

(C) от 0,05 до 2,5 мас. %, более предпочтительно от 0,1 до 1,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,8 мас. % функционализированного полиолефина (С),

при этом гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 0,7 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 1,0 до 5,0 г/10 мин.

Таким образом, гетерофазный сополимер (А) пропилена может иметь показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 2,5 г/10 мин, предпочтительно от 0,7 до 2,2 г/10 мин, еще более предпочтительно от 1,0 до 2,0 г/10 мин и наиболее предпочтительно от 1,2 до 1,9 г/10 мин.

Все другие свойства полупроводящей композиции, компонентов (А), (В) и (С) и факультативных дополнительных компонентов, описанных в данном документе, также применимы к указанному предпочтительному воплощению.

В другом предпочтительном воплощении полупроводящая композиция по изобретению содержит, предпочтительно состоит из:

(A) от 57,5 до 84,5 мас. %, предпочтительно от 61,0 до 82,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 66,0 до 78,5 мас. % гетерофазного сополимера (А) пропилена в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции;

(B) от 15,0 до 40,0 мас. %, предпочтительно от 17,5 до 38,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 21,0 до 33,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции, и

(C) от 0,05 до 2,5 мас. %, более предпочтительно от 0,1 до 1,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,8 мас. % функционализированного полиолефина (С),

где гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 3,0 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 3,5 до 5,0 г/10 мин.

В указанном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно подвергают висбрекингу для получения требуемого показателя текучести расплава, как описано выше.

Кроме того, гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно содержит зародышеобразующий агент, как описано выше.

Все другие свойства полупроводящей композиции, компонентов (А), (В) и (С) и факультативных дополнительных компонентов, как описано в данном документе, также применимы к указанному предпочтительному воплощению.

В еще одном предпочтительном воплощении полупроводящая композиция по изобретению содержит, предпочтительно состоит из:

(A) от 65,0 до 85,0 мас. %, предпочтительно от 67,0 до 82,5 мас. %, наиболее предпочтительно от 69,0 до 79,0 мас. % гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции; и

(B) от 15,0 до 35,0 мас. %, предпочтительно от 17,5 до 33,0 мас. %, наиболее предпочтительно от 21,0 до 31,0 мас. % технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции,

причем полупроводящая композиция не содержит функционализированного полиолефина (С), и

гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, предпочтительно от 3,0 до 7,5 г/10 мин, наиболее предпочтительно от 3,5 до 5,0 г/10 мин.

В указанном воплощении гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно подвергают висбрекингу для получения требуемого показателя текучести расплава, как описано выше.

Кроме того, гетерофазный сополимер (А) пропилена предпочтительно содержит зародышеобразующий агент, как описано выше.

Все другие свойства полупроводящей композиции, компонентов (А) и (В) и факультативых дополнительных компонентов, как описано в данном документе, также применимы к указанному предпочтительному воплощению.

Указанное последнее воплощение является особенно предпочтительным из трех воплощений, описанных выше.

Изделие

В другом аспекте изобретение относится к изделию, содержащему полупроводящую композицию, как описано выше или ниже.

Предпочтительно указанное изделие представляет собой кабель, содержащий полупроводящий слой, более предпочтительно внутренний и/или внешний полупроводящий слой, содержащий, предпочтительно, состоящий из указанной полупроводящей композиции, как описано выше или ниже.

Кабель предпочтительно содержит проводник, окруженный по меньшей мере полупроводящим слоем, содержащим, предпочтительно, состоящим из указанной полупроводящей композиции, как описано выше или ниже.

Термин «проводник» означает здесь выше и ниже, что проводник содержит один или более проводов. Провод может быть проводом для любого использования и представлять собой, например, оптический, телекоммуникационный или электрический провод. Кроме того, кабель может содержать один или более таких проводников. Предпочтительно проводник представляет собой электрический проводник и содержит один или более металлических проводов. Кабель предпочтительно представляет собой силовой кабель. Силовой кабель определяется как кабель, передающий энергию, работающую при любом напряжении, обычно работающую при напряжении выше 1 кВ. Напряжение, подаваемое на силовой кабель, может быть переменным (переменный ток), постоянным (постоянный ток) или переходным (импульсным). Полимерная композиция по изобретению хорошо подходит для силовых кабелей, особенно для силовых кабелей, работающих при напряжениях от 6 кВ до 36 кВ (кабели среднего напряжения (СН)) и при напряжениях выше 36 кВ, известных как кабели высокого напряжения (ВН) и кабели сверхвысокого напряжения (СВН), причем кабели СВН работают, как хорошо известно, при очень высоких напряжениях. Эти термины имеют хорошо известные значения и указывают на рабочий уровень таких кабелей.

В одном воплощении кабель содержит проводник, окруженный по меньшей мере внутренним полупроводящим слоем, изоляционным слоем и внешним полупроводящим слоем в указанном порядке, в котором по меньшей мере внутренний полупроводящий слой или внутренний и внешний полупроводящие слои содержит (содержат), предпочтительно состоит (состоят) из указанной полупроводящей композиции, как описано выше или ниже.

Предпочтительно, кабель представляет собой силовой кабель СН или ВН, более предпочтительно силовой кабель СН. Кроме того, наружный полупроводящий слой может быть снимаемым (отслаиваемым) или прикрепленным (не отслаиваемым), предпочтительно прикрепленным, эти термины имеют хорошо известное значение.

Как известно, кабель может факультативно содержать дополнительные слои, например, слои, окружающие изоляционный слой или, если они присутствуют, внешние полупроводящие слои, такие как экран(ы), слой(и) оболочки, другой защитный слой(и) или любые их комбинации.

Изоляционный слой кабеля, если он присутствует, предпочтительно содержит, более предпочтительно состоит из полиолефиновой композиции, например, полиэтиленовой композиции, такой как сшитая полиэтиленовая композиция или несшитая полиэтиленовая композиция, или полипропиленовой композиции.

Предпочтительно, изоляционный слой кабеля, если он присутствует, предпочтительно содержит, более предпочтительно состоит из термопластичной полиолефиновой композиции, такой как несшитая полиэтиленовая композиция или несшитая полипропиленовая композиция.

Особенно предпочтительно, изоляционный слой кабеля, если он присутствует, предпочтительно содержит, более предпочтительно, состоит из несшитой полипропиленовой композиции.

Указанная несшитая полипропиленовая композиция предпочтительно содержит гетерофазный сополимер пропилена в качестве основного полимерного компонента.

Кабель, содержащий полупроводящий слой, предпочтительно внутренний полупроводящий слой или внутренний и внешний полупроводящий слой, содержащий полупроводящую композицию по изобретению, как описано выше, демонстрирует хорошие электрические свойства в виде высоких альфа-значений Вейбулла и высоких бета-значений Вейбулла, полученных при выполнении анализа Вейбулла на серии результатов электрического пробоя переменного тока.

Кроме того, кабель предпочтительно имеет альфа-значение Вейбулла, составляющее по меньшей мере 20,0 кВ/мм, более предпочтительно по меньшей мере 25 кВ/мм, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 кВ/мм, еще более предпочтительно по меньшей мере 35,0 кВ/мм, еще более предпочтительно по меньшей мере 40,0 кВ/мм и наиболее предпочтительно по меньшей мере 44,0 кВ/мм при измерении на 10 кВ кабеле.

Верхний предел альфа-значения Вейбулла обычно составляет не более 80,0 кВ/мм при измерении на 10 кВ кабеле.

Кроме того, кабель предпочтительно имеет бета-значение Вейбулла, составляющее по меньшей мере 2,0, более предпочтительно по меньшей мере 5,0, еще более предпочтительно по меньшей мере 6,5, еще более предпочтительно по меньшей мере 7,5 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10,0 при измерении на 10 кВ кабеле.

Верхний предел бета-значения Вейбулла обычно не превышает 250,0 при измерении на 10 кВ кабеле.

Таким образом, полупроводящий слой, содержащий полупроводящую композицию по изобретению, может быть использован для кабелей среднего и высокого напряжения.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к применению полупроводящей композиции, как описано выше или ниже, в качестве внутреннего и/или внешнего полупроводящего слоя для кабелей среднего и высокого напряжения.

Предпочтительно, полупроводящую композицию, как описано выше или ниже, применяют в качестве внутреннего и/или внешнего полупроводящего слоя для улучшения средней прочности на пробой кабелей среднего и высокого напряжения.

Преимущества изобретения

Полупроводящая композиция содержит довольно низкое количество технического углерода, но, тем не менее, демонстрирует хороший баланс проводящих свойств и механических свойств.

Кабели, содержащие внутренний и факультативно внешний полупроводящий слой, содержащий полупроводящую композицию по изобретению, неожиданно демонстрируют хорошие электрические свойства в виде средней силы пробоя переменного тока, альфа-значения Вейбулла и бета-значения Вейбулла.

При использовании композиции на основе пропилена вместо композиции на основе этилена в полимерной композиции изоляционного слоя электрические свойства могут быть дополнительно улучшены, особенно в отношении более равномерного распределения силы электрического пробоя и, следовательно, в отношении более высокого бета-значения Вейбулла. Считают, что такое поведение является результатом повышенной адгезии между полупроводящим и изоляционным слоем ввиду похожести полимерных композиций.

Примеры

1. Методы измерений

a) Показатель текучести расплава (ПТР₂)

Показатель текучести расплава - это количество полимера в граммах, которое испытательный аппарат, стандартизированный по ISO 1133 или ASTM D1238, выдавливает в течение 10 минут при определенной температуре при определенной нагрузке.

Показатель текучести расплава ПТР₂ гетерофазных сополимеров пропилена измеряют при 230°С с нагрузкой 2,16 кг в соответствии с ISO 1133.

Показатель текучести расплава ПТР₁₀ полупроводящих композиций измеряют при 230°С с нагрузкой 10 кг в соответствии с ISO 1133.

Показатель текучести расплава ПТР₂ полимеров на основе этилена и полиэтиленовых композиций измеряют при 190°С с нагрузкой 2,16 кг в соответствии с ISO 1133.

b) Плотность

Плотность измеряют в соответствии с ISO 1183 на прессованных пластинах.

c) Содержание сомономера

Для количественной оценки содержания сомономера в полимерах использовали количественную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Количественное определение содержания сомономера в сополимерах поли(пропилен-этилен)

Количественные спектры ЯМР ¹³С (¹Н) регистрировали в состоянии раствора с помощью ЯМР-спектрометра Bruker Advance III 400, работающего на частотах 400,15 и 100,62 МГц для ¹Н и ¹³С, соответственно. Все спектры регистрировали с использованием оптимизированной для ¹³С удлиненной 10 мм головки датчика температуры при 125°С с использованием газообразного азота для всей пневматической системы. Примерно 200 мг вещества растворяли в 3 мл 1,2-тетрахлорэтана-d₂ (ТХЭ-d₂) вместе с ацетилацетонатом хрома (III) (Cr(асас)₃), в результате чего получали 65 мМ раствор агента релаксации в растворителе {8}. Для обеспечения гомогенности раствора после первоначальной подготовки пробы в тепловом блоке ЯМР-ампулу дополнительно нагревали в ротационной печи в течение не менее 1 часа. После введения в магнит ампулу вращали с частотой 10 Гц. Эти параметры выбраны в первую очередь с целью высокого разрешения и количественно необходимы для точного количественного определения содержания этилена. Стандартное одноимпульсное возбуждение использовали без ядерного эффекта Оверхаузера (NOE), с использованием оптимизированного угла наконечника, 1 с задержки рециркуляции и двухуровневой схемы развязки WALTZ16 {3, 4}. Всего в спектре было получено 6144 (6k) переходов.

Количественные ЯМР-спектры ¹³С {¹H} были обработаны, интегрированы, и соответствующие количественные свойства определены из интегрирования с использованием лицензионных компьютерных программ. Все химические сдвиги имели внутреннее отнесение к центральной метиленовой группе этиленового блока (ЕЕЕ) при 30,00 м.д. с использованием химического сдвига растворителя. Такой подход позволял проводить сравнимое отнесение даже тогда, когда это структурное звено отсутствовало. Наблюдали характерные сигналы, соответствующие внедрению этилена {7}.

Доля сомономера была количественно определена с использованием метода Wang et al. {6} путем интегрирования множественных сигналов по всей спектральной области в ¹³C{¹H} спектрах. Этот метод выбран ввиду его надежного характера и способности учитывать при необходимости наличие региодефектов. Области интегрирования были слегка скорректированы для повышения применимости во всем диапазоне встречаемого содержания сомономера.

Для систем, где наблюдали только изолированный этилен в последовательностях РРЕРР, метод Wang et. al. был модифицирован для уменьшения влияния ненулевых интегралов участков, которые, как известно, отсутствуют. Такой подход позволил снизить завышенную оценку содержания этилена в таких системах и был достигнут посредством сокращения числа участков, используемых для определения абсолютного содержания этилена, до следующих:

Благодаря использованию этого набора участков соответствующее интегральное уравнение становится следующим:

с использованием тех же обозначений, которые использованы в статье Wang et al. {6}. Уравнения, используемые для определения абсолютного содержания пропилена, не были изменены.

Молярный процент внедренного сомономера был рассчитан из молярной фракции:

Е [мол. %]=100 * fE

Массовый процент внедренного сомономера был рассчитан из молярной фракции:

Е [мас. %]=100 * (fE * 28,06) / ((fE * 28,06)+((1-fE) * 42,08))

Библиографические ссылки:

1) Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443.

2) Busico, V., Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30 (1997) 6251.

3) Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, В., J. Mag. Reson. 187 (2007) 225.

4) Busico, V., CarbonnllPre, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1128.

5) Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., PiTPmontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253.

6) Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157.

7) Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950.

8) Singh, G., Kothari, A., Gupta, V., Polymer Testing 28 5 (2009), 475.

9) Kakugo, M., Naito, Y., Mizunuma, K., Miyatake, T. Macromolecules 15 (1982) 1150.

10) Randall, J. Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201.

11) Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., PiTPmontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253.

d) Анализ методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), температуры плавления (Тпл) и температуры кристаллизации (Ткр):

измерены с помощью прибора дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) ТА Instrument Q2000 на образцах от 5 до 7 мг. Измерения ДСК проводят в соответствии с ISO 11357 / часть 3 / метод С2 в цикле нагревания /охлаждения /нагревания со скоростью сканирования 10°С/мин в диапазоне температур от -30°С до +225°С.

Температуру кристаллизации и теплоту кристаллизации (Hкр) определяют на стадии охлаждения, а температуру плавления и теплоту плавления (Нпл) определяют на второй стадии нагревания.

e) Содержание растворимого в холодном ксилоле (РХК) вещества

Количество растворимого в ксилоле вещества в полипропилене определяется в соответствии с ISO 16152 (первое издание; 2005-07-01).

Взвешенное количество образца растворяют в горячем ксилоле в условиях кипячения при 135°С. Затем раствор охлаждают в контролируемых условиях и выдерживают при 25°С в течение 30 минут, чтобы обеспечить контролируемую кристаллизацию нерастворимой фракции. Затем эту нерастворимую фракцию отделяют фильтрацией. Ксилол выпаривают из фильтрата, оставляя растворимую фракцию в виде остатка. Процентное содержание этой фракции определяют гравиметрически.

где

m₀ - масса взвешенной порции испытуемого образца, в граммах;

m₁ - масса остатка, в граммах;

v₀ - исходный объем взятого растворителя;

v₁ - объем аликвоты, взятый для определения.

f) Характеристическая вязкость (ХВ)

Приведенную вязкость (также известную как вязкостное число) η_пр и характеристическую вязкость [η] определяют в соответствии с ISO 1628-3: «Определение вязкости полимеров в разбавленном растворе с помощью капиллярных вискозиметров».

Относительные вязкости разбавленного раствора полимера с концентрацией 1 мг/мл и чистого растворителя (декагидронафталина, стабилизированного 200 ppm 2,6-бис(1,1-диметилэтил)-4-метилфенола) определяют в автоматизированном капиллярном вискозиметре (Lauda PVS1), снабженном 4 капиллярами Уббелоде, помещенными в термостатическую ванну, заполненную силиконовым маслом. Температуру ванны поддерживают на уровне 135°С. Образец растворяют при постоянном перемешивании до достижения полного растворения (обычно в течение 90 мин).

Время истечения раствора полимера, а также чистого растворителя измеряют несколько раз до тех пор, пока три последовательных показания не перестанут отличаться более чем на 0,2 с (стандартное отклонение).

Относительную вязкость раствора полимера определяют как отношение усредненных времен истечения в секундах, полученных как для раствора полимера, так и для растворителя:

[безразмерная величина]

Приведенную вязкость ((η_пр) рассчитывают по формуле:

где С - концентрация раствора полимера при 135°С:

и m - масса полимера, V - объем растворителя, и γ - отношение плотностей растворителя при 20°С и 135°С (.

Расчет характеристической вязкости [η] выполняют с использованием уравнения Шульца-Блашке из однократного измерения концентрации:

где К - коэффициент, зависящий от структуры и концентрации полимера. Для расчета приблизительного значения [η], К=0,27.

g) Модуль упругости при изгибе

Модуль упругости при изгибе определяли в соответствии с методом ISO 178 А (3-точечное испытание на изгиб) на образцах диаметром 80 мм × 10 мм × 4 мм. В соответствии со стандартом использовали скорость испытания 2 мм/мин и длину пролета, в 16 раз превышающую толщину. Температура испытаний составила 23±2°С. Литье под давлением проводили в соответствии с ISO 19069-2.

h) Измерения на растяжение

Экструдировали ленту толщиной 1,00-1,20 мм, шириной 100 мм и длиной 1,00 м. Через 1 час, соответственно 16 ч кондиционирования при 23°С±2°С, из этой ленты вырезали штампом 5 образцов (геометрия S2). Механические свойства измеряли с помощью экстензометра и с начальной длиной L₀ 20 мм. Скорость испытания составила 25 мм/мин. Предел прочности при разрыве и относительное удлинение при разрыве приведены в виде средних значений по отдельным измерениям.

i) Испытание ударной вязкости по Шарпи с надрезом - по ребру

Ударную вязкость по Шарпи с надрезом определяли в соответствии с ISO 179-1/1еА на образцах 80 мм × 10 мм × 4 мм с надрезами (образцы были приготовлены в соответствии с ISO 179-1/1еА). Температура испытаний составляла 23±2°С или -20±2°С. Литье под давлением проводили в соответствии с ISO 19069-2.

j) Объемное удельное сопротивление (VR)

Экструдировали ленту толщиной 1,00 1,20 мм, шириной 100 мм и длиной 1,00 м. Из этой ленты вырезали штампом 5 образцов (1 мм × 100 мм × 15 мм). То ко проводящее серебро наносили на оба конца испытуемых образцов кистью, каждое шириной около 10 мм. После сушки удельное сопротивление измеряли путем прикрепления зажимов цифровых мультиметров к серебряным проводящим частям образцов. Объемное удельное сопротивление рассчитывают согласно следующему уравнению:

где RD = удельное сопротивление [Ω]

а = Толщина образца [см]

b = ширина образца [см]

L = эффективная длина (длина без токопроводящего серебряного покрытия) Сопротивление получают как среднее значение отдельных измерений.

k) Сила электрического пробоя переменного тока (ACBD)

Испытания на пробой переменного тока проводили согласно CENELEC HD 605 5.4.15.3.4 для 6/10 кВ кабелей. Таким образом, кабель был разрезан на шесть тестовых образцов активной длиной 10 метров (в дополнение к ним концевые части). Образцы были испытаны на пробой с помощью ступенчатого испытания переменным током частотой 50 Гц при температуре окружающей среды в соответствии со следующей процедурой:

• Пуск на 18 кВ в течение 5 минут

• Повышение напряжения с шагом 6 кВ каждые 5 минут до пробоя

Расчет параметров Вейбулла набора данных из шести значений пробоя (напряжение проводника, то есть электрическое поле на внутреннем полупроводниковом слое) следует процедуре регрессии наименьших квадратов, описанной в ПРС 62539 (2007). Альфа-параметр Вейбулла в этом документе относится к масштабному параметру распределения Вейбулла, то есть напряжению, для которого вероятность отказа равна 0,632. Бета-значение Вейбулла относится к параметру формы.

2. Приготовление полупроводящих композиций

Для получения композиций пропиленовых сополимеров согласно примерам использовали следующие смолы:

а) Полимеризация с получением гетерофазных сополимеров пропилена HECQ1 и HECQ2

• Катализатор

Катализатор, используемый в процессе полимеризации для получения гетерофазных сополимеров пропилена HECO1 и HECO2, представляет собой катализатор Циглера-Натта, который описан в патентных публикациях ЕР491566, ЕР591224 и ЕР586390. В качестве сокатализатора использовали триэтилалюминий (TEAL) и в качестве донора -дициклопентилдиметоксисилан (D-донор).

• Полимеризация с получением гетерофазных сополимеров пропилена HECO1 и HECO2

Гетерофазные сополимеры пропилена HECO1 и HECO2 были получены на установке Borstar™ в присутствии вышеописанного катализатора полимеризации с использованием одного жидкофазного петлевого реактора и двух газофазных реакторов, соединенных последовательно в условиях, показанных в таблице 1. Первая реакционная зона представляла собой петлевой реактор, а вторая и третья реакционные зоны были газофазными реакторами. Матричную фазу получали путем полимеризации в петлевом и первом газофазном реакторах, а эластомерную фазу получали путем полимеризации во втором газофазном реакторе.

На стадии экструзии НЕС02 подвергали висбрекингу до показателя текучести расплава ПТР₂ (230°С, 2,16 кг) 3,9 г/10 мин, как описано в разделе примеров WO 2017/198633, и вводили альфа-зародышеобразующий агент путем добавления 2 мас. %

гомополимера пропилена с ПТР₂ (230°С, 2,16 кг, ISO 1133) 8,0 г/10 мин и температурой плавления 162°С, который был произведен с использованием катализатора типа Циглера-Натта по технологии зародышеобразования Borealis (BNT), содержащего полимерный альфа-зародышеобразующий агент и продаваемого компанией Borealis AG (Австрия).

• Приготовление полупроводящих композиций

В первом подходе к определению объемного удельного сопротивления полупроводящих композиций в широком диапазоне количества технического углерода гетерофазный сополимер пропилена HECO1 смешивали с функционализированным полипропиленом и техническим углеродом в различных количествах с использованием тестомеса непрерывного действия X-Compound СК 45 для полупроводящих композиций ПР1, ПР2, ПР3, ПР4 и ПР5. Количества различных компонентов в полупроводящих композициях перечислены ниже в таблице 2.

Техническим углеродом (ТУ) был Printex Alpha, коммерчески доступный от Orion Engineered Carbons GmbH.

Функционализированный полиолефин (МА-графт-ПП) представлял собой привитый малеиновым ангидридом гомополимер пропилена Exxelor РО1020 с показателем текучести расплава ПТР₂ (230°С, 2,16 кг) 430 г/10 мин, коммерчески доступный от ExxonMobil.

Сравнительная полупроводящая композиция Ref представляет собой готовую к применению полупроводящую композицию Borlink LE7710, которая представляет собой несшиваемую композицию на основе полиэтилена, содержащую технический углерод и 8000 ррт 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (TMQ), коммерчески доступную от Borealis AG.

Было подтверждено, что все примеры от ПР1 до ПР5 являются легко экструдируемыми и показывают объемное удельное сопротивление значительно ниже порогового значения 1000 Ом⋅см для кабелей среднего напряжения.

• Приготовление полупроводящих композиций для пилотных кабелей

Во втором, более крупномасштабном, подходе были получены полупроводящие композиции с использованием HECOl и НЕС02 для последующего использования в качестве полупроводящего слоя в пилотных кабелях.

Для ПР6 гетерофазный сополимер пропилена HECO1 был смешан с функционализированный полипропиленом и техническим углеродом.

Для ПР7 гетерофазный сополимер пропилена HECO2 был смешан с функционализированным полипропиленом и техническим углеродом.

Для ПР8 гетерофазный сополимер пропилена НЕС02 был смешан только с техническим углеродом.

Техническим углеродом (ТУ) был Printex Alpha.

Функционализированным полиолефином (МА-графт-ПП) был Exxelor РО1020.

Количества и компоненты композиций, свойства получаемых полупроводящих композиций и условия экструзии для производства полупроводящих композиций перечислены ниже в таблице 3:

• Производство пилотных 10 кВ кабелей

Испытательные кабели 10 кВ были изготовлены на пилотной кабельной линии Maillefer типа цепной линии непрерывной вулканизации (CCV).

Проводники сердечников кабеля имели сечение 50 мм² из многожильного алюминия и сечение 50 мм². Внутренний полупроводящий слой был изготовлен либо из полупроводящих композиций ПР7 и ПР8, либо из LE7710 (Ref) и имел толщину 1,0 мм. Изоляционный слой был изготовлен из полипропиленовой композиции, содержащей гетерофазный сополимер пропилена, и имел номинальную толщину изоляции 3,4 мм. Для наружного полупроводящего слоя использовали те же составы, что и для внутреннего полупроводящего слоя. Он имел толщину 1,0 мм.

Кабели, то есть сердечники кабеля, были изготовлены путем экструзии с помощью тройной головки. Изоляционный экструдер имел размер 100 мм, экструдер для экрана проводника (внутренний полупроводящий слой) 45 мм, и экструдер для экрана изоляции (наружный полупроводящий слой) 60 мм. Скорость линии составила 6,0 м/мин.

Вулканизационная труба имела общую длину 52,5 метра, состоящую из секции отверждения, за которой следовала секция охлаждения. Секция отверждения была заполнена N₂ при давлении 10 бар (1 МПа), но ее не нагревали. Секция охлаждения длиной 33 метра была заполнена водой с температурой 20-25°С.

Затем пилотные кабели были подвергнуты испытаниям на пробой переменного тока.

Кабели 10 кВ, содержащие внутренний полупроводящий слой, изготовленный из ПР7 или ПР8, соответственно, и изоляционный слой, содержащий гетерофазный сополимер пропилена в качестве основного полимерного компонента, имеют сопоставимое альфа-значение Вейбулла и более высокое бета-значение Вейбулла по сравнению с 10 кВ кабелями, содержащими внутренний полупроводящий слой, изготовленный из LE7710 (Ref), и тот же изоляционный слой. Более высокое бета-значение Вейбулла указывает на более равномерное распределение ACBD. ACBD для всех кабелей находился в диапазоне от 25 до 52 кВ/мм для всех кабельных отрезков.

Изобретение относится к полупроводящей композиции для применения в кабелях, содержащей гетерофазный сополимер пропилена. Полупроводящая композиция для применения в кабелях содержит: (А) от 52,0 до 90 мас.% гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу, представляющую собой статистический сополимер пропилена и этилена, и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции, где гетерофазный сополимер (А) пропилена включает сомономерные звенья этилена в общем количестве от 7,5 до 20,0 мас.% в расчете на общее количество мономерных звеньев гетерофазного сополимера (А) пропилена, и гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до10,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг, и модуль упругости при изгибе от 175 до 425 МПа, определенный согласно ISO 178, метод A (испытание на 3-точечный изгиб) на образцах 80 мм × 10 мм × 4 мм, и (В) от 5,0 до 40,0 мас.% технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции. Также изобретение относится к кабелю, включающему полупроводящий слой, содержащий полупроводящую композицию, и к применению полупроводящей композиции в качестве внутреннего и/или наружного полупроводящего слоя для кабелей среднего и высокого напряжения. Технический результат изобретения заключается в получении полупроводящей композиции с хорошей технологичностью, хорошей проводимостью, хорошими механическими свойствами. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 пр.

1. Полупроводящая композиция для применения в кабелях, содержащая

(А) от 52,0 до 90 мас.% гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу, представляющую собой статистический сополимер пропилена и этилена, и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции,

где гетерофазный сополимер (А) пропилена включает

сомономерные звенья этилена в общем количестве от 7,5 до 20,0 мас.% в расчете на общее количество мономерных звеньев гетерофазного сополимера (А) пропилена, и

гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 10,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг, и модуль упругости при изгибе от 175 до 425 МПа, определенный согласно ISO 178, метод A (испытание на 3-точечный изгиб) на образцах 80 мм × 10 мм × 4 мм, и

(В) от 5,0 до 40,0 мас.% технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

2. Полупроводящая композиция по п.1, где полупроводящая композиция содержит

(С) полиолефин, функционализированный соединением моно- или поликарбоновой кислоты или производным соединения моно- или поликарбоновой кислоты, при этом функционализированный полиолефин (С) отличается от гетерофазного сополимера (А) пропилена и присутствует в количестве не более 5,0 мас.% в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции.

3. Полупроводящая композиция по п.1 или 2, свободная от 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (TMQ).

4. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-3, в которой гетерофазный сополимер (А) пропилена содержит сомономерные звенья, выбранные из этилена в общем количестве от 9,0 до 17,5 мас.% в расчете на общее количество мономерных звеньев гетерофазного сополимера (А) пропилена.

5. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-4, в которой гетерофазный сополимер (А) пропилена содержит растворимую в холодном ксилоле (РХК) фракцию в общем количестве от 25,0 до 50,0 мас.% в расчете на общее массовое количество гетерофазного сополимера (А) пропилена.

6. Полупроводящая композиция по п.5, в которой растворимая в холодном ксилоле (РХК) фракция гетерофазного сополимера (А) пропилена имеет количество сомономерных звеньев этилена, от 20,0 до 35,0 мас.% в расчете на общее количество мономерных звеньев в растворимой в холодном ксилоле (РХК) фракции гетерофазного сополимера (А) пропилена.

7. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-6, в которой гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,7 до 7,5 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг.

8. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-7, в которой гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет температуру плавления Tпл от 140 до 159°С и/или температуру кристаллизации Tкр от 85 до 125°С.

9. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-8, имеющая показатель текучести расплава ПТР₁₀, измеренный при 230°С и нагрузке 10 кг, от 0,5 до 15,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133.

10. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-9, имеющая объемное удельное сопротивление (VR) от 1,0 до 20,0 Ом⋅см.

11. Полупроводящая композиция по любому из пп.1-6 или 8-10, содержащая:

(А) от 57,5 до 84,5 мас.% гетерофазного сополимера (А) пропилена в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции;

(В) от 15,0 до 40,0 мас.% технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции, и

(С) от 0,05 до 2,5 мас.% функционализированного полиолефина (С) в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции,

при этом гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 0,5 до 10,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг.

12. Полупроводящая композиция по п.11, в которой гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг.

13. Полупроводящая композиция по любому из пп.1, или 3-6, или 8-10, содержащая:

(А) от 65,0 до 85,0 мас.% гетерофазного сополимера пропилена, имеющего матричную фазу и эластомерную фазу, диспергированную в указанной матричной фазе, в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции; и

(В) от 15,0 до 35,0 мас.% технического углерода в расчете на общее массовое количество полупроводящей композиции,

где полупроводящая композиция свободна от функционализированного полиолефина (С), и

гетерофазный сополимер (А) пропилена имеет показатель текучести расплава ПТР₂ от 2,5 до 10,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при 230°C и нагрузке 2,16 кг.

14. Кабель, включающий полупроводящий слой, содержащий полупроводящую композицию по любому из пп.1-13.

15. Применение полупроводящей композиции по любому из пп.1-13 в качестве внутреннего и/или наружного полупроводящего слоя для кабелей среднего и высокого напряжения.