[发明专利]用于热塑性聚烯烃交联的无锡组合物

说明书

本发明涉及用于热塑性聚烯烃交联的莫诺西尔法中的组合物，其包含(i)5‑60重量%含量的辛酸（H₃C(CH₂)₆COOH），(ii)一定含量的至少一种通式I的有机官能的单不饱和烷氧基硅烷A‑SiR²_x(OR¹)_3‑x(I)，其中R¹相互独立地是具有1‑4个C原子的线性或支化的烃基团，R²是甲基且x是0或1，且A是式(R³)₂C=C(R³)‑M_k‑的一价烯烃基团，其中k是0或1，其中基团R³相同或不同且R³是氢原子或甲基和基团，且M是选自以下的基团：‑CH₂‑、‑(CH₂)₂‑、‑(CH₂)₃‑和‑C(O)O‑(CH₂)₃‑，(iii)一定含量的至少一种自由基生成剂，和(iv)任选的一定含量的至少一种其它组分，其中全部组分(i)‑(iv)总计为100重量%。本发明进一步涉及制备方法以及由此可得的基于热塑性聚烯烃的成型体或产品，其中本发明的组合物与至少一种热塑性聚烯烃一起在莫诺西尔法中反应。本发明进一步涉及本发明的组合物用于热塑性聚烯烃交联的莫诺西尔法中在借助挤出而成型的基于热塑性聚烯烃的产品的制备过程中的用途。

本发明涉及用于热塑性聚烯烃交联的莫诺西尔(Monosil)法中的特定组合物，其中所述组合物包含一定含量的辛酸（H₃C(CH₂)₆COOH）、一定含量的至少一种有机官能的单不饱和烷氧基硅烷和一定含量的至少一种自由基生成剂。本发明进一步涉及通过在莫诺西尔法中使用或应用所选组合物以制备基于热塑性聚烯烃的经硅烷交联的成型体或产品的方法。

已知有机锡化合物或芳族磺酸(来自Borealis的Ambicat^TM)用作硅烷醇缩合催化剂以交联经硅烷接枝或经硅烷共聚的聚乙烯，从而制备填充和未填充的聚合物复合材料，特别是聚乙烯(PE)及其共聚物。

可例如根据Sioplas工艺方法进行。这是一种两步法。在第一步中制备聚合物复合材料，其中基本上通过加入单不饱和的有机烷氧基硅烷如乙烯基三烷氧基硅烷和自由基生成剂的混合物对热塑性聚合物进行接枝。如此获得的聚合物复合材料可以在第二步中通过加入水解和缩合催化剂（通常是有机锡化合物）借助挤出成型得到成型体如管或电缆，并接着在湿气影响下交联。

同样可以在一步法，所谓的莫诺西尔法中制备基于热塑性聚合物的成型产品。在此，基本上在加热的螺杆挤出机中通过加入单不饱和的有机烷氧基硅烷如乙烯基三烷氧基硅烷、自由基生成剂和水解和缩合催化剂如有机锡化合物的混合物使热塑性聚合物反应，成型并接着将该成型体在湿气影响下例如在水浴中交联。

在上面提及的两种方法中，可以使用其它添加物或添加剂，如填料、颜料、抗氧化剂、金属失活剂、UV稳定剂、着色组分、其它加工助剂或加工辅助物例如单体的有机烷氧基硅烷或低聚的烷基和/或乙烯基-官能的烷氧基硅氧烷例如作为去水剂或作为所谓的“防焦剂”，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷或辛基三乙氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷或辛基/甲氧基硅氧烷或辛基/乙氧基硅氧烷或乙烯基/甲氧基硅氧烷或乙烯基/乙氧基硅氧烷或辛基/乙烯基/甲氧基硅氧烷或辛基/乙烯基/乙氧基硅氧烷等。

然而，有机锡化合物的缺点在于它们是显著毒性的，而磺酸的贯穿所有工艺步骤直至最终产品的刺激性气味是可察觉的。由于来自反应的副产物，用磺酸交联的聚合物复合材料通常不适合用在食品领域或饮用水供应领域，例如用于制造饮用水管。常规的含锡硅烷醇缩合催化剂是二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和二月桂酸二辛基锡(DOTL)，其通过它们的配位层充当催化剂。