[发明专利]免水煮硅烷交联聚烯烃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种交联聚烯烃组合物及其制备方法，特别是涉及一种可在自然条件下不经水煮或水蒸气浴而交联的硅烷交联聚烯烃电缆料及其制备方法。在制备硅烷交联聚烯烃的过程中，使用一种包含酯类化合物、脂肪酸、有机锡类化合物和金属氧化物的自催化交联体系，可不经水煮或水蒸气浴过程而获得交联聚烯烃。该组合物主要用于低压(10kV以下)电线电缆的生产。

背景技术

交联聚烯烃组合物常用三种交联技术，即过氧化物交联、辐照交联和硅烷交联。在这三种技术中，硅烷交联法常用于低压(10kV以下)电力电缆绝缘层的生产。硅烷交联法以硅烷作交联剂，通过接枝与交联两个过程完成聚烯烃组合物的交联。硅烷交联聚烯烃组合物的生产工艺主要有一步法和两步法两种。

一步法又称Monosil法，它是将聚烯烃树脂与各种加工助剂经专用计量装置初步混合后，在挤出机内发生接枝反应并成型制品，之后于温水中完成交联。这种方法需用特殊规格的专用挤出机，设备投资巨大，且生产工艺较难控制。两步法又称Sioplas法，它先分别制成可交联的硅烷接枝聚乙烯(A料)及催化母料(B料)，然后将二者按一定比例混合，通过挤出机挤出成型制品，之后于温水中完成交联。

传统的制备硅烷交联聚烯烃的方法，都需要水煮或水蒸气浴交联过程，费时耗能。目前越来越多的生产企业开始研发生产可在自然条件下不经水煮或水蒸气浴而交联的硅烷交联聚烯烃。国外公司，如Borealis公司和DowChemical公司，生产的进入到国内的该类产品，基料大多是在大型石化合成树脂装置上的反应釜中，通过乙烯基硅烷和乙烯的共聚反应直接生成的乙烯-乙烯基硅烷共聚物。因为乙烯-乙烯基硅烷共聚物水解交联的能力更强，特别适于生产水解交联聚乙烯。

国内近几年也有相关产品的开发专利报道，具体有中国专利CN1283712C：室温硅烷交联聚乙烯塑料及其制备方法，中国专利CN1900130A：一种室温交联制备硅烷交联聚乙烯的方法，中国专利CN1993414A：可湿固化的硅烷交联组合物及中国专利CN1995120A：硅烷自然交联聚乙烯电缆绝缘料及其生产方法。其中专利CN1993414A为美国陶氏环球技术公司在中国公开的专利。上述专利皆是用两步法，通过分别制备硅烷接枝聚乙烯基料和可在自然条件下催化硅烷接枝聚乙烯交联的催化剂母料，然后再在挤出机中熔融混合基料和催化剂母料，制得交联聚烯烃。上述专利在实际应用生产硅烷交联聚烯烃时，存在或多或少的不足：有的虽可在室温交联，但水解硅烷接枝聚乙烯所需的水分是完全从外界扩散渗透进来的，交联效率仍然不高；有的在制备硅烷接枝聚乙烯时用了自由基终止型的抗氧剂，这势必影响了过氧化物的引发效率，有的又干脆不用抗氧剂，这在聚乙烯的高温熔融接枝反应时，又会引起聚乙烯的较强降解；甚至有的催化体系自催化效果较弱，需要在自然环境中放置较长的时间才能缓慢交联。另外，基础树脂选择或复配不当，也会导致最终产品的交联度不足，这些都是上述发明应用于实际工业化生产时，有待于解决的问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术所存在的缺陷，利用两步法生产硅烷交联聚乙烯的方法，提供了一种在自然环境中存放至多五天，就可达到交联程度符合工业标准要求的可应用于实际工业化生产的硅烷交联聚烯烃组合物。

本发明的技术解决方案：免水煮硅烷交联聚烯烃组合物，其特征是包括基料A和催化剂母料B，其重量比100∶4～6；所述的基料A中各组分及其重量配比为，聚烯烃树脂100份，第一抗氧剂0.2～0.3份，硅烷2.0～4.0份，引发剂0.1～1.0份，润滑剂1.0～3.0份，脂肪酸0.1～0.5份；所述的催化剂母料B中各组分及其重量配比为：聚烯烃树脂100份，第二抗氧剂1.0～5.0份，催化剂2.0～5.0份，酯类化合物2.0～5.0份，金属氧化物2.0～5.0份；制备工艺：混合均匀。