[发明专利]硫代双酚抗氧化剂/聚乙二醇共混物有效

专利信息
申请号: 201180038208.7 申请日: 2011-06-08
公开(公告)号: CN103052677A 公开(公告)日: 2013-04-17
发明(设计)人: A·阿达姆齐克;D·埃姆利;N·邓丘斯;J·M·科根;S·宋 申请(专利权)人: 联合碳化化学及塑料技术有限责任公司
主分类号: C08K5/375 分类号: C08K5/375;C08L23/04;H01B3/44
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 吴培善
地址: 美国密*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 硫代双酚 抗氧化剂 聚乙二醇 共混物
【说明书】:

对相关申请的交叉参考

本申请要求享有2010年6月10日提交的美国专利申请号61/353,286和2011年5月20日提交的美国专利申请号61/488,375的优先权权益,其全部内容通过参考引入此处。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及线材和缆线。在一方面中,本发明涉及抗树的(tree-resistant)可交联聚乙烯组合物,而在另一方面中,本发明涉及包括该组合物的绝缘护套和其他缆线包覆物。在另一方面,本发明涉及包括硫代双酚抗氧化剂的该组合物和缆线包覆物,而在另一方面中,本发明涉及用于将硫代双酚抗氧化剂与聚乙烯混合的方法。

2.相关现有技术的描述

USP6,869,995描述了包括聚乙烯(PE)、硫代双酚抗氧化剂和具有在1000-100,000范围内的分子量的聚乙二醇(PEG)的组合物。该组合物可用于制备在制造过程中具有良好的抗烧焦性和在使用过程中具有良好的抗水树(water-tree resistance)的电力缆线绝缘护罩。将PE与PEG在双辊轧机中混配10分钟,双辊轧机的操作条件如下:在前辊上24转/分钟(rpm);在后辊上36rpm;两辊上温度为125-130℃。在一种实施方案中,该过程包括:在炉子中将树脂预加热到70℃;将树脂在双辊轧机上尽可能快地熔化(3-4分钟);添加PEG和4,4'-硫代双-(2-叔丁基-5-甲基-苯酚)(TBM6)并再熔化3-4分钟;然后添加过氧化物并熔化、剥皮和折叠直至混匀。该专利并未讨论使用TBM6和PEG的预制共混物。

TBM6是用于可交联的(XL)PE组合物中的高性能硫代双酚抗氧化剂和阻焦剂,且其具有162℃的高熔点。这种添加剂的高熔点在制备用于线材和缆线应用的绝缘混配物中产生了几个问题。这些问题包括:

(A)TBM6在聚乙烯树脂中的溶解度不高,这能够在聚乙烯绝缘组合物中导致未熔化的TBM6颗粒。这些未熔化的TBM6颗粒在XLPE中是不适宜的,因为其能够在由该材料制成的成品缆线中造成不可接受的电性质。

(B)TBM6的高熔点使得在难以将该添加剂用于混配设施处的液体添加剂供料系统中,因此使得难以将添加剂精确计量到混配物中。对于仅使用液体添加剂供料系统的那些混配设施,TBM6完全不是用于混配物配方中的选择。

(C)TBM6的高熔点造成在混配设施中难以过滤添加剂以改进添加剂清洁度。清洁度是XLPE绝缘组合物的重要特征,因为杂质和缺陷的可能性会在由XLPE制成的成品缆线中造成电故障。TBM6添加剂清洁度的提高转化为成品XLPE绝缘混配物清洁度的提高。

(D)TBM6的粉末形式被认为是爆炸性粉尘。这需要使用昂贵的防爆材料处理设备以使用粉末形式的TBM6。否则,必须使用更昂贵的压丸形式的TBM6以使粉尘聚集最小化(TBM6具有低的最小起爆能(MIE)和高的粉尘爆燃指数(Kst))。

在用于线材和缆线应用的可交联聚乙烯(XLPE)绝缘组合物中用作阻树(tree retardant)添加剂(USP4,305,849、4,440,671和6,869,955)的PEG20000具有约62℃的熔点。

发明内容

在一种实施方案中,本发明是至少一种硫代双酚抗氧化剂和至少一种重均分子量至少为1,000的聚亚烷基二醇(PAG)的混合物。在一种实施方案中,硫代双酚抗氧化剂和PAG以0.02:1-3:1的硫代双酚抗氧化剂:PAG的重量比存在。

在一种实施方案中,本发明是将固态硫代双酚抗氧化剂与聚乙烯混合的方法,该方法包括以下步骤:(A)将硫代双酚抗氧化剂与PAG混合形成共混物;和(B)将该共混物与聚乙烯混合。在一种实施方案中,将硫代双酚抗氧化剂和PAG溶解在同一溶剂中形成所述共混物,然后在将该共混物与聚乙烯混合之前将溶剂除去。在一种实施方案中,在将共混物与聚乙烯混合之前将硫代双酚抗氧化剂和PAG熔融混合形成所述共混物。在一种实施方案中,在与聚乙烯混合之前将硫代双酚抗氧化剂和PAG干共混。硫代双酚抗氧化剂和PAG不必但优选形成均质共混物。

硫代双酚抗氧化剂/PAG共混物具有出乎意料的低主熔点和一些次要部分熔点。例如,0.6:1重量比的TBM6和PEG20000共混物具有59℃的低主熔点和81℃的次要部分熔点。而且,硫代双酚抗氧化剂/PAG共混物与纯PAG相比在高于120℃的温度具有显著更低的粘度。例如,0.6:1重量比的TBM6和PEG20000共混物在高于120℃的温度具有比纯PAG相比更低的粘度。

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