[发明专利]热塑性的半导体组合物

说明书

技术领域

一方面，本发明涉及半导体、可交联热塑性组合物，另一方面，本发明涉及在环境条件和不使用过氧化物的条件下，该组合物在制备半导体交联制品中的应用。

背景技术

由热塑性组合物生产交联制品存在的技术主要依靠基于过氧化物的化合物。根据制得的制品是否要经过模塑或挤出，其生产方法也有所不同。例如，对于模塑制品，首先，通常是将可交联的热塑性组合物成型为带状或条，喂入橡胶注射压机中熔融成型，最后在约175℃的热模具中固化5-15分钟(其特别取决于组合物的配方以及制品的厚度)。对于挤出缆线，将可交联的热塑性组合物喂入挤出机，并将其与绝缘化合物一起在金属导体上共挤出，然后穿过高温连续硫化管(CV)，从而引发交联。在这两种情况的任一种中，在该方法中，可以在任何时候将该过氧化物固化引发剂预先加入或者与可交联的热塑性组合物混合。该技术通常存在的问题是焦烧，也就早期交联。

在缆线制造中，该方法比较慢，其主要是受限于在整个缆线厚度，特别是内部半导体护套上获得充分固化。其他用于缆线制造的技术依赖于湿气固化，其中将缆线浸入热水或蒸汽浴中以引发交联。在这种情况下，对湿气扩散到缆线内部大多数层(也就是导电护套)存在严格限制，因此，需要较长的固化时间。因此，当前的湿气固化技术限于小尺寸缆线。

发明内容

在一种实施方式中，本发明是一种在90℃具有小于1000欧姆-厘米的稳定体积电阻率的可交联的、半导体的、不含过氧化物的热塑性组合物，其基于组合物的重量包含：

A.60-90wt％硅烷官能化的聚乙烯；

B.0.5-20wt％包含两个或更多个官能端基的有机基聚硅氧烷；

C.10-20wt％炭黑；和

D.0.05–0.2wt％交联催化剂。

在一种实施方式中，本发明是一种制备在90℃具有小于1000欧姆-厘米稳定体积电阻率的可交联、半导体、不含过氧化物的热塑性制品的方法，该方法包含以下步骤：

A.将硅烷官能化的聚乙烯和包含两个或更多个官能端基的有机基聚硅氧烷结合，从而形成可交联的化合物；

B.在环境条件下，将(1)可交联的化合物(A)和(2)炭黑结合，从而形成第一混合物，该混合物包含80-90wt％可交联的化合物(A)和10-20wt％炭黑，基于第一混合物的重量；

C.将第一混合物与0.05-0.2wt％的交联催化剂结合，从而形成均匀的第二混合物；

D.在非交联条件下，将第二混合物成型为可交联、半导体的热塑性制品；以及

E.将该成型的可交联、半导体的热塑性制品置于交联条件下。

在一种实施方式中，该方法包含其他的步骤：(a)在接枝条件下，使聚乙烯和硅烷化合物接枝，制备硅烷官能化的聚乙烯，和(b)在将可交联的化合物(A)与有机基聚硅氧烷混合之前，将其造粒。在一种实施方式中，该方法包含其他的步骤：(a)在共聚合条件下，使乙烯和乙烯基硅烷共聚，制备硅烷官能化的聚乙烯，和(b)在将可交联的化合物(A)与有机基聚硅氧烷混合之前，将其造粒。

在一种实施方式中，该方法包含以下步骤：(a)在接枝条件下，通过聚乙烯和硅烷化合物接枝，从而制备硅烷官能化的聚乙烯；(b)将硅烷官能化的聚乙烯和有机基聚硅氧烷混合；(c)将导电性填料，例如炭黑和步骤(b)形成的混合物混合；以及(d)将步骤(c)形成的混合物进行回收并造粒。所有步骤均在单一的反应器中进行，也就是说，该方法是在线法(in-line process)。

在一种实施方式中，本发明是不含交联催化剂的粒料，该粒料包含：

A.60-90wt％硅烷官能化的聚乙烯；B.0.5-20wt％包含两个或更多个官能端基的有机基聚硅氧烷；和C.10-20wt％高电导率炭黑。

不含交联催化剂是指在该方法的任意阶段均不加入催化剂，该催化剂在工艺操作条件例如23℃和大气压力下，能够使该粒料的组合物交联。

具体实施方式

定义