技术领域

本公开涉及一种包括导电芯的电力电缆以及用于制造所述电缆芯的方法，所述导电芯由绞合的多根线材制成并且浸渍有阻水组合物，其中阻水材料基于阻水材料的总重量包含：(i)热塑性聚合物；以及(ii)至多30重量％的再循环交联聚合物。本公开进一步涉及用于地下和海底环境的包括所述导电芯的电力电缆。

相关技术描述

水渗透到电力电缆的导电芯中是有问题的，因为水可能由于在使用导体期间所达到的温度而蒸发并迁移到电力电缆的绝缘体中，在所述绝缘体中可能形成“树”，从而导致绝缘体的电学性能下降并且导致电穿孔的风险增加。在水沿着整个电缆进入和扩散的风险非常高的情况下，在地下和水下电缆部署中尤其容易感觉到水渗透问题。渗透到导电芯中的水也是有问题的，因为它会导致形成导电芯的金属线材的腐蚀。

为了防止绝缘电缆沿着导电芯的迁移，美国专利号4,791,240提出了一种电缆，所述电缆包括呈绳索形式的导体，所述导体由一起铺设的多根金属线材构成并且浸渍有填料，所述填料在受挤压时在金属线材之间形成固体且硬质化合物。填料化合物是基于聚合物化合物，所述聚合物化合物具有在100℃下约10-60的门尼粘度和约10-90的肖氏A硬度。

已知的阻水材料(也称为股线填充材料)趋向于昂贵并且包括价格波动的商品，诸如石墨和橡胶混配物。

电缆包括由基于交联聚合物通过过氧化物或硅烷交联方法获得的组合物制成的层，所述组合物诸如乙丙橡胶(EPR)、交联聚乙烯(XLPE)和任选的添加剂。这些交联的、部分交联的和未交联的废料的废物流并非无关紧要。与热塑性材料相反，如股线填充材料、交联和部分交联的不能再熔融和重复使用。因此，除了这些废物流的环境足迹外，由于这些废物流的处置而增加了生产成本。

通过使用较廉价的聚合物材料来减少成本和对已知的阻水材料的依赖将是有利的。但是，将非热塑性材料(诸如热固性材料和交联聚合物材料)掺入热塑性组合物中是有问题的，因为它们具有不同的粘度，并且这种粘度差异会导致异质混合物，从而可能影响确保完全浸渍间隙所需的加工条件，并且因此影响电缆保护。在添加交联或部分交联的再循环聚合物材料的情况下，再加热不能实现软化或熔融，因此，由于在热塑性阻水材料和交联聚合物材料的界面处形成的空隙，预期增加水能够沿着电缆的导电芯迁移的可能性。即，在浸渍过程中，预期交联聚合物和阻水材料的不同相促进界面空隙。

美国专利号4,123,584公开了一种用于通过以下方法回收热固性塑料化合物的固体废料的方法：在新鲜废料完全固化之前对其进行热制粒；冷却颗粒以避免进一步固化；然后从颗粒形成约18目(1mm)或更小的细粉。美国专利号4,123,584号提出通过以下方法在电导体的绝缘涂层中使用回收的热固性化合物：将回收利用的化合物挤出到电导体上；通过使涂覆的导体穿过连续的硫化管来使其固化；然后冷却固化的涂覆的导体。在美国专利号4,123,584中至关重要的是，回收利用的热固性化合物未完全固化，尽管已经表明，如果基本上固化的化合物与至少25重量％的原始材料共混，其可在一些不那么严格的过程(诸如注塑和厚绝缘涂层的挤出)中重复使用。

美国专利号4,123,584中的示例性方法涉及由90重量％的极低固化的可交联聚乙烯和10重量％的回收利用的交联聚乙烯制成的共混物。未设想在阻水材料中使用再循环共混物，也未设想将部分交联的热固性聚合物与热塑性聚合物一起循环利用。

美国专利号6,638,589公开了一种使用再循环塑性材料的方法，所述方法通过将交联聚乙烯与要生产的产品的基体材料(例如聚烯烃)混合，使得再循环交联聚乙烯在混合物中的比例为小于30重量％。通过磨碎和撕裂研磨交联聚乙烯以形成粉末，所述粉末的粒度小于1mm，并且在挤出时不与基体材料熔融并取向成使得其强度会在一定程度上持续增长。美国专利号6,638,589号举例说明了由含有再循环交联聚乙烯的共混物形成塑料管子。美国专利号6,638,589未设想将再循环共混物用作阻水材料或用于电缆的制造。