[发明专利]硫代双酚类抗氧化剂/聚乙二醇共混物

说明书

本发明的背景技术

1.技术领域

本发明涉及线材和缆线。一方面，本发明涉及耐树(tree-resistant)，可交联聚乙烯组合物，而另一方面，本发明涉及含有这种组合物的绝缘护套和其它的缆线覆盖物。仍然在另一方面，本发明涉及含有硫代双酚类抗氧化剂的这种组合物和缆线覆盖物，而还在另一方面，本发明涉及将所述硫代双酚类抗氧化剂与聚乙烯混合的方法。

2.相关技术的描述

USP6,869,995描述了一种组合物，其含有聚乙烯(PE)，硫代双酚类抗氧化剂和分子量为1000至100,000的聚乙二醇(PEG)。这种组合物可用于制备电力缆线的绝缘护套，在制造过程中具有良好的阻焦性和在使用过程中具有良好的耐水树性(water-tree resistance)。将该PE与PEG在双辊磨中混配10分钟，所述双辊磨操作在前辊24转每分钟(rpm)和后辊36rpm，两个辊上的温度为125至130℃。在一种实施方式中，该过程涉及到将该树脂在炉中预加热至70℃；将该树脂在该双辊磨上尽快熔化(3至4分钟)；添加PEG和4,4'-硫代双-(2-叔丁基-5-甲基-苯酚)(TBM6)，并且继续熔化3至4分钟；然后添加过氧化物，和熔化，剥离，和折叠直到充分混合。该专利不讨论使用TBM6和PEG的预形成的共混物。

TBM6是高性能硫代双酚类抗氧化剂和在可交联(XL)PE组合物中使用的阻焦剂，并且它具有162℃的高熔融温度。这种添加剂的高熔点导致在生产用于线材和缆线应用的绝缘混配物时具有几个问题。这些问题包括：

(A)TBM6在聚乙烯树脂中不是高度可溶的，这会导致在聚乙烯绝缘组合物中产生不熔融的TBM6粒子。这些不熔融的TBM6粒子在XLPE中是不期望的，因为他们能够在由该材料生产的成品缆线中导致不可接受的电性质。

(B)TBM6的高熔点导致难以在混配设备中在液体添加剂进料器系统中使用这种添加剂，并由此使得难以精确计量进入到混配物中的添加剂。对于那些仅使用液体添加剂进料系统的混配设备，不会简单地选择TBM6用于该混配物的形成。

(C)TBM6的高熔点导致难以在混配设备上过滤该添加剂来改善添加剂的清洁性。清洁性是XLPE绝缘组合物的重要特征，因为可能的杂质和缺陷会导致由XLPE生产的成品缆线中的电失效。改善的TBM6添加剂清洁性转化成改善的成品XLPE绝缘混配物清洁性。

(D)认为粉末形式的TBM6是爆炸性的粉尘。为了使用粉末形式的TBM6，这需要使用昂贵的防爆炸材料处理设备。否则，必须使用更加昂贵的压制粒料形式的TBM6来最小化粉尘的聚集(TBM6具有低最小燃烧能量(MIE)和高粉尘爆燃指数(Kst))。

PEG20000，其在用于线材和缆线应用的可交联聚乙烯(XLPE)绝缘组合物中用作耐树添加剂(tree retardant additive)(USP4,305,849，4,440,671，和6,869,955)，熔点为约62℃。

发明内容

在一种实施方式中，本发明是至少一种硫代双酚类抗氧化剂和至少一种重均分子量为至少1,000的聚亚烷基二醇(PAG)的混合物。在一种实施方式中，所述硫代双酚类抗氧化剂和PAG以0.02:1至3:1的硫代双酚类抗氧化剂比PAG的重量比存在。

在一种实施方式中，本发明是将固体硫代双酚类抗氧化剂与聚乙烯混合的方法，该方法包括以下步骤：(A)将所述硫代双酚类抗氧化剂与PAG混合形成共混物，和(B)将所述共混物与聚乙烯混合。在一种实施方式中，将所述硫代双酚类抗氧化剂和PAG溶解于同一溶剂中形成共混物，然后除去溶剂，然后将该共混物与聚乙烯混合。在一种实施方式中，将所述硫代双酚类抗氧化剂和PAG熔融混合形成所述共混物，然后将所述共混物与聚乙烯混合。在一种实施方式中，将所述硫代双酚类抗氧化剂和PAG干共混，然后将其与聚乙烯混合。所述硫代双酚类抗氧化剂和PAG不必须，但是优选形成均匀的共混物。

该硫代双酚类抗氧化剂/PAG共混物具有出乎意料的低主要熔点，和一些较少分率熔点。例如，0.6:1重量比的TBM6和PEG20000共混物具有59℃的低主要熔点，和81℃的较少分率熔点。此外，在高于120℃的温度，该硫代双酚类抗氧化剂/PAG共混物具有比净PAG显著较低的粘度。例如，在高于120℃的温度，0.6:1重量比的TBM6和PEG20000共混物具有比净PEG20000低的粘度。