[发明专利]高加工温度的发泡聚合物组合物

说明书

本发明涉及发泡聚合物组合物(尤其是发泡氟聚合物组合物)、该组合物的挤出方法、以及包含通过该方法得到的绝缘层和/或十字间隔物的电缆。

更具体地说，该组合物用于电缆(电力或通讯电缆)绝缘材料的制备，该电缆可以是例如LAN电缆、航空电缆和汽车电缆。

氟聚合物通常是相当昂贵的，因此，期望在提供发泡氟聚合物组合物时，使绝缘材料的量最小化。

然而在市场上还不存在分解温度超过氟聚合物熔点的化学发泡剂。

文献US-6064008提出了一种阻燃通信电缆，它包含由绝缘材料层包围的细长导电体，该绝缘材料包含熔点大于约248℃的化学发泡的氟化聚合物。

该绝缘材料使用化学发泡剂发泡，该发泡剂在比熔化该氟化聚合物所需的温度更高的温度下分解并且气体从化学发泡剂中释放出来。

特别合适的化学发泡剂是5-苯基四唑的钡盐。

然而该化学发泡剂的分解温度低于具有高于约248℃的熔点的氟化聚合物的熔点。

根据Plastic Additive Handbook，第五版，H.Zweifel，711页，5-苯基四唑的钡盐在低于248℃的温度(例如240℃)下开始分解。

就所述现有技术文献的情况而言，5-苯基四唑的钡盐在挤出过程中过早地发生分解，从而使得所释放的气体产物不能有效地稀释且空隙未被分散到熔融的氟化聚合物中。

因此，由于难以控制发泡过程，用这种化学发泡剂的组合物不能提供具有均匀外观，同时具有良好机械和电性能的化学发泡的氟化聚合物。

本发明的一个目的是克服现有技术的缺陷来提供一种发泡组合物，它包含熔融温度高于250℃的聚合物和新型的作为化学发泡剂的有机盐，该有机盐的分解温度高于该聚合物的熔点。

根据本发明，该技术方案在于该有机盐选自柠檬酸盐衍生物、酒石酸盐衍生物或其混合物。

从高于250℃的温度开始分解以产生二氧化碳的所述柠檬酸盐和酒石酸盐衍生物，有利地在高加工温度下提供均匀的聚合物发泡结构，且发泡程度和空隙结构得到显著改进。

另外，所述发泡组合物提供高性能的介电性能以改进所得电缆的电传输性能，尤其在LAN电缆领域中。

更具体地说，所述柠檬酸盐衍生物选自柠檬酸钠、柠檬酸锌、柠檬酸钙、柠檬酸镁、柠檬酸铁、柠檬酸钾和柠檬酸铁铵、或其混合物；而所述酒石酸盐衍生物选自酒石酸氧锑钾、酒石酸甲基砷酸钠(sodium arsenyl tartrate)和环己二胺酒石酸盐、或其混合物。

在优选的实施方案中，聚合物是氟聚合物，更具体地说，所述氟聚合物选自氟化的乙烯丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和全氟烷氧基聚合物、或其混合物。

此外，这种发泡组合物还可使所需的、昂贵的氟聚合物的量最小化。

在一个变化的方案中，所述组合物还包含成核剂，更具体地说，所述成核剂是氮化硼。

另外，优选成核剂的含量为组合物的0.2wt％-2wt％，更具体地说为组合物的0.2wt％-1wt％，以使挤出的组合物保持良好的机械性能。

本发明的另一个目的是提供包括下列步骤的挤出方法：

-在高于该聚合物熔融所需温度且低于该有机盐分解所需温度的温度下共混根据本发明的发泡组合物，和

-在高于该有机盐分解所需温度的温度下挤出所述组合物。

本发明的另一个目的是包含通过根据本发明的挤出方法获得的绝缘层的电缆。

本发明的另一个目的是包含通过根据本发明的挤出方法获得的十字间隔物的电缆。

十字间隔物用于LAN电缆结构中，以减少双绞线之间的串扰。

本发明的其它特征和优点将在下面的叙述中详细地描述，该描述是结合附图以非限制性举例说明的方式给出，其中：

图1是根据本发明的挤出方法的示意图，

图2是根据本发明的电缆的横截面图，和

图3是根据本发明的LAN电缆的横截面图。

在整个说明书中提及的聚合物熔融温度以及化学发泡剂分解温度或温度范围，都能够通过本领域技术人员所熟知的方法测得，例如优选差示扫描量热法(DSC)、差热分析法(DTA)或热机械分析法(TMA)。

为了控制泡沫的结构如空隙率和空隙尺寸，化学发泡剂的热分解必须在精确的温度范围内发生，例如高于250℃的加工窗口温度(processing windowtemperature)。

例如，柠檬酸钙的分解温度范围是350-400℃且柠檬酸锌的分解温度范围是300-340℃。