电缆绝缘材料专利技术现状及发展趋势

我国电缆绝缘材料领域专利申请分析

电缆绝缘材料，尤其是中高压电缆绝缘材料中常用的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯，以及其他特种塑料。对此，笔者针对该领域近期提交的、具有代表性的专利申请进行了以下分析。

1.聚乙烯类电缆绝缘材料

聚乙烯类电缆绝缘材料绝缘电阻高，耐电压性能好，尤其是介电常数和介质损耗较小，受温度和频率的影响也小，而且具有良好的物理力学性能和耐水、耐溶剂、耐药品性能。有关聚乙烯类电缆绝缘材料的专利申请主要涉及聚乙烯类电缆绝缘材料在阻燃性、抗水树电树、抗老化氧化、抗击穿和抗焦烧方面的效果以及制备工艺上的改进。其中，国外大公司在该领域占据着主要申请人的地位，国内只有少数几家科研院校和企业具有一定的研发实力。以下是笔者对其中几位主要申请人的具体分析。

（1）日立电线株式会社

日本日立电线株式会社（下称日立电线）的前身是日立制作基团中专门从事电线生产的工厂，创建于1918年。1956年日立电线从日立制作所分离，成为一家独立企业，现在已经成为日立集团的核心企业，仅在中国就设立了15个生产营销网点，并于2001年与住友电气工业株式会社强强合作共同生产高压电力电缆，堪称电缆行业中的领头企业。该公司的专利申请主要涉及电力电缆的阻燃性能改进以及抗辐射性能改进。

其中，专利申请92109135涉及一种用于电线、电缆绝缘及隔热之阻燃树脂组合物，具有较强的耐油性及优良的加工特性，并且含有１００份（重量）的聚烯烃聚合物、５０份至２00份（重量）的金属氢氧化物或水合金属盐、3份至２０份（重量）的基本聚烯烃系聚合物或与含有乙烯基物接枝或共聚的低聚物。

专利申请200610066701提供了一种可以实现非卤化，即使增厚绝缘层也能够实现阻燃化的非卤阻燃性电线和电缆。

专利申请200810108407涉及一种耐辐射非卤素阻燃树脂组合物及用该组合物的电线、电缆。该发明的非卤素阻燃树脂组合物为：对于１00份（重量）的乙烯系聚合物，混合了１份至３0份（重量）的熔点在４０℃以上的芳族胺系抗氧化剂和５０份至３００份（重量）的金属氢氧化物。该发明可以为对抗辐射要求较高的核电站电力传输所用。

（2）博里利斯技术有限公司

芬兰的博里利斯技术有限公司凭借在聚乙烯和聚丙烯领域40多年的经验，在电力电缆的开发和应用上拥有了一批创新成果。该公司的专利技术着重于改善聚乙烯类电缆绝缘材料的机械性能，如卷绕性能、断裂伸长率、防水树性、抗焦烧性和阻燃性，以下为该公司主要的专利申请：

专利申请200780039180涉及一种柔性电力电缆，尤其是一种中压或高压电力电缆，包括导体、内部半导体层、绝缘层和外部半导体层。其中，所述绝缘层包含乙烯单体单元、含有极性基团单体单元、硅烷基单体单元，而且该聚合物的绝缘层具有改善的湿老化性质，特别是改善的防水树性质和改善的交联性质。

专利申请200780018144涉及一种阻燃性高分子组合物，具有良好的阻燃性、可加工性(如可挤出性)和机械性能(如改进的表面质量)。

专利申请200480025303涉及一种可交联的高压聚乙烯组合物，该组合物用作电缆用绝缘体时，不存在任何预热导体为了避免增塑剂从PVC护套中迁移而需要通常用于电缆的任何保护层。

（3）陶氏环球技术公司

陶氏环球技术公司是美国的一家化学公司，其业务涉及食品、药物、油漆、包装、家居和汽车等众多领域，拥有的专利申请量也较为可观；其在电线电缆材料领域的专利申请多涉及根据聚乙烯及其组合物性质（如阻燃、屏蔽）确定的具体应用领域，如在专利申请200880117441中，涉及可用作汽车电缆涂层的组合物，其包括可湿固化的、硅烷－接枝的乙烯聚合物组合与非卤化阻燃剂的组合，该组合物具有易储存、寿命稳定等特性。

专利申请200780049840涉及一种包含聚烯烃聚合物和膨胀石墨的组合物，该组合物不仅可以提供均一的电导率，而且可以作为高压电缆组分的导电配制剂来使用。

（4）上海交通大学

上海交通大学是对聚乙烯类电缆绝缘材料研究最多的国内高校，其主要研究方向是通过对聚乙烯进行添加改性剂，得到耐热、抗水树的电缆绝缘材料，如专利申请200910310083公开了一种抗水树电缆绝缘材料的制备方法，该方法显著提高了绝缘电缆的使用寿命。

专利申请200910053320公开了一种可交联聚乙烯电缆料的制备方法，该方法将所有物料先混合分散均匀，再进行接枝反应，以保证交联过程的均匀性。此外，该发明采用了有机酸化合物，显著提高了有机锡催化剂的催化作用，提高了硅烷交联的速度，克服了传统的硅烷交联塑料只有在温水或蒸汽环境下长时间蒸煮才能交联的缺陷，为生产厂家大大节省了生产成本。

专利申请03117072涉及一种纳米改性的无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，该发明利用适当的预抗交联剂改善了接枝共聚物的流变行为，抑制了接枝聚烯烃在挤出机内滞留时发生的预交联，改善了电缆料挤出的加工稳定性。

2.聚丙烯类电缆绝缘材料

聚丙烯类电缆绝缘材料密度最小、重量最轻，其耐热性、机械强度优于聚乙烯，尤其是高频特性优良，对其改性可制得阻燃品，也可发泡。有关聚丙烯类电缆绝缘材料的专利申请主要涉及丙烯类电缆绝缘材料在阻燃性、抗击穿、耐候、力学性能和抗老化氧化方面的效果。

聚丙烯类电缆绝缘材料的专利申请量比聚乙烯类电缆绝缘材料的申请量要少。从专利申请量的排名来看，前六位的申请人依次为博里利斯股份公司、陶氏环球技术公司、皮雷利电缆公司、上海交通大学、苏州特威塑胶有限公司、上海火日线缆有限公司，由此可见，我国申请人在该领域的研发力量相对分散，申请量普遍较少。

3.聚氯乙烯绝缘电缆材料

聚氯乙烯绝缘电缆材料的耐电压和绝缘电阻较高，具有阻燃、耐油、耐候、耐化学品、耐电晕和耐水等性能，但其介电常数和介质损耗较大，耐寒性较差，通常用于1千伏及其以下的电线电缆、半导电屏蔽和各种电线电缆的护套。我国有关聚氯乙烯类电缆绝缘材料的专利申请主要涉及氯乙烯类电缆绝缘材料在阻燃性、耐候、电绝缘性、抗老化氧化和环保方面的效果以及制备工艺上的改进。