[发明专利]使用氟树脂作为成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法

说明书

通过使用成核剂的方法使聚烯烃组合物发泡，并且所述成核剂包含80％或更多的未聚集的氟树脂颗粒和/或氟树脂颗粒的聚集体，其中所述未聚集的颗粒和所述聚集体的尺寸均小于1μm。

技术领域

本发明涉及使组合物发泡的方法。一方面，本发明涉及使用氟树脂作为成核剂使聚烯烃组合物发泡，而另一方面，本发明涉及由所述方法制得的发泡组合物。另一方面，本发明涉及在电通信电缆，特别是高频同轴电缆中使用发泡组合物作为绝缘层。

背景技术

通常，通过将成核剂与高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物混合，来制造高频电信电缆的绝缘层。然后在物理发泡剂(如氮气、二氧化碳、氯化碳氟化合物、氟利昂、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气)的存在下挤出可发泡材料，这些物理发泡剂在挤出机内被注入到聚合物熔体中。用于发泡的成核剂包括偶氮二甲酰胺(ADCA)和4,4'-氧双苯磺酰肼(OBSH)，其在挤出机中热分解并在聚合物熔体中形成许多细核。然而，分解的ADCA和OBSH的副产物具有高极性，众所周知的是，这对电性能(损耗因数)具有显著的负面影响。

与ADCA和OBSH相比，诸如聚四氟乙烯(PTFE)的氟树脂粉末是一种成核剂，对电气性能的影响明显较小，没有与ADCA和OBSH相关的分解问题。目前已经使用PTFE作为用于电信电缆绝缘的发泡组合物的成核剂，但是仍然需要改进，特别是关于成核剂在可发泡组合物(即聚合物基质)内的分散，以及在发泡产品内形成小的尺寸均匀的泡孔。

聚合物基质中成核剂的分散效率主要取决于成核剂的粒度和粒度分布。USP3,554,932A教示了精细分离的固体氟树脂，诸如PTFE、氟化乙烯-丙烯(FEP)或涂覆有碳氟化合物的颗粒载体用作注入气体的发泡热塑性塑料的成核剂。它还教示，粒度不应超过直径20微米，且其用量应为按重量计0.01％至2％。

EP 386663教示，用作成核剂的碳氟化合物粉末应具有0.1至5微米(μm)的平均粒度。

USP 6,121,335教示了用于发泡的成核剂，所述成核剂包含氟树脂粉末，所述氟树脂粉末包含粒度为0.1-0.5μm、按数量计比例为至少50％的颗粒，并且含有粒度不小于5μm、按数量计比例不超过40％的颗粒。

USP 7,262,226教示了使用数均分子量低于1,000,000、优选低于500,000的四氟乙烯均聚物(PTFE)作为成核剂。通过用γ射线或电子束照射由分散或悬浮聚合方法制得的PTFE粉末然后研磨照射的粉末，获得成核剂。通过分散聚合方法，得到粒度为0.1-0.3微米的乳液。凝结后，粉末粒度增加到约100-500微米。用γ射线照射粉末，然后研磨，得到最终粒度小于15微米的粉末。通过悬浮聚合方法，得到粒度为2-5mm的粉末。用电子束照射这些粉末，然后研磨，得到最终粒度小于15微米的粉末。

这些参考文献中都没有教示或认识到在使用使聚烯烃组合物特别是包含HDPE和LDPE或基本由HDPE和LDPE组成的聚烯烃树脂发泡的试剂之前，将氟树脂成核剂聚集体(由分散聚合产生)的尺寸从大于1微米、通常大于5微米减小至小于1微米的益处。此外，这些参考文献都没有教示或认识到通过将减小尺寸例如小于1微米的成核剂与聚烯烃树脂分批混合(例如捏合)制备发泡组合物的益处。这些亚微米成核剂更均匀地分散在发泡组合物内(与所有方面类似但通过挤出混合制备的发泡组合物相反)，因此发泡组合物提供优异的发泡性能和优异的发泡产品，例如具有期望细泡孔结构的发泡产品。

发明内容

在一个实施例中，本发明是用于使聚烯烃组合物发泡的方法，所述方法包含以下步骤：使用成核剂，所述成核剂包含80％、或85％或更多的未聚集的氟树脂颗粒和/或氟树脂颗粒的聚集体，其中未聚集的颗粒和聚集体均为亚微米尺寸(即，尺寸小于1微米(μm)，通常不大于0.5μm，且更通常不大于0.3μm)。在一个实施例中，氟树脂成核剂是通过分散聚合而制备。在一个实施例中，可发泡聚烯烃组合物是通过将氟树脂成核剂与聚烯烃分批混合而形成。