[发明专利]包含在水解时形成酸或碱的硅烷基的可交联聚烯烃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有可水解的硅烷基的可交联聚烯烃的聚烯烃组合物、包含所述组合物的电线或电缆、所述组合物用于生产电线或电缆的的用途、含有水解的硅烷基的聚烯烃或非聚合物型化合物作为硅烷醇缩合催化剂的用途以及含有硅烷基的非聚合物型化合物作为防焦剂的用途。

背景技术

已知通过添加剂来交联聚烯烃能够改善聚烯烃的多种性能，例如，机械强度和化合物耐热性。交联可以通过在聚烯烃中含有的硅烷醇基的缩合来进行，该硅烷醇基能够通过硅烷基的水解获得。硅烷化合物可以作为可交联基团引入聚烯烃中，例如，通过在聚烯烃上接枝硅烷化合物或共聚烯烃单体和含有硅烷基的单体。这样的技术可从例如US4,413,066、US4,297,310、US4,351,876、US4,397,981、US4,446,283和US4,456,704获知。

在本发明中，所述聚烯烃组合物特别用于电线或电缆的生产中，特别是用于低、中或高压电缆的生产中。用于低电压(即，低于3kV的电压)的电力电缆通常包含用绝缘层包裹的电导线。这样的低压电缆也被称为单线电缆(single wire cable)。或者，两条以上这样的单线电缆由共同的最外铠装层、绝缘护套围绕。

通常用于3至36kV电压的典型的中压电缆和通常用于高于36kV的典型的高压电缆在被几层聚合物材料围绕的电缆芯内包含一条以上的导线，聚合物材料的层包括内部半导体层，接着是绝缘层，然后是外部半导体层。这些层通常是交联的。在这些层的基础上可以进一步增加其他的层，例如，金属带或金属编织层以及最后是最外面的绝缘护套层。电缆的层基于不同类型的聚合物组合物。作为绝缘材料，主要使用交联的聚烯烃，例如，交联的低密度聚乙烯。

作为可交联聚烯烃中的可水解的硅烷基，目前主要使用烷氧基。为了使含有这种可水解的硅烷基的聚烯烃交联，必须使用硅烷醇缩合催化剂。例如，常规的催化剂为：锡-、锌-、铁-、铅-或钴-有机化合物，如二月桂酸二丁锡(DBTDL)。交联步骤可在布朗斯台德酸硅烷醇缩合催化剂的催化下有利地进行。与常规的金属-有机催化剂相比，这些催化剂在室温下就能使交联快速发生。例如，在WO 95/17463中公开了这样的酸性硅烷醇缩合催化剂。

然而，已知这些布朗斯台德酸是相对强的酸，其带来了腐蚀以及与浓色母料和其他添加剂相互作用的问题。

此外，已知的是，为了获得均质的终产品，必须实现聚烯烃组合物的组分的良好混合，这通常通过在挤出机中混合聚烯烃组合物来实现的。然而，由于在组合物中存在可交联硅烷基以及挤出机中的高温和高压，在挤出机中可能已经出现了组合物的所不希望的交联，这被称为“焦化”。

发明内容

因此，本发明的一个目的为提供一种包含具有可水解的硅烷基的可交联聚烯烃的聚烯烃组合物，其可使用更温和的条件交联，例如通过避免向组合物中添加强酸，但仍可以在室温下快速进行所需的交联，并且能够实现高交联度。

本发明的另一个目的为提供一种用于聚烯烃组合物的化合物，该化合物减少了在组合物挤出过程中所不希望的交联，即，焦化，所述聚烯烃组合物包含具有可水解的硅烷基的可交联聚烯烃。

目前已经令人吃惊地发现上述目的可以通过使用其中存在含有在水解时形成酸或碱的可水解的硅烷基的组分的聚烯烃组合物来实现。

因此，本发明在第一实施方式中提供一种聚烯烃组合物，其包含：

(A)具有在水解时形成酸或碱的可水解的硅烷基的可交联聚烯烃，

其特征在于，在90℃的交联试验中，所述酸或碱在40小时后产生至少40％的凝胶含量，其中，所述酸或碱是以4.5mmol/kg的量加入到MFR₂＝2g/10min、密度为923g/cm³且乙烯基三甲氧基硅烷为2wt％的乙烯/乙烯基三甲氧基硅烷共聚物中，然后在90℃的水浴中交联。

此外，本发明在第二实施方式中提供了一种聚烯烃组合物，其包含：

(i)具有可水解的硅烷基的可交联聚烯烃，和

(ii)具有在水解时形成酸或碱的可水解的硅烷基的非聚合物型化合物，

其特征在于，在90℃的交联试验中，所述酸或碱在40小时后产生至少40％的凝胶含量，其中，所述酸或碱是以4.5mmol/kg的量加入到MFR₂＝2g/10min、密度为923g/cm³且乙烯基三甲氧基硅烷为2wt％的乙烯/乙烯基三甲氧基硅烷共聚物中，然后在90℃的水浴中交联。