專利名稱：濕交聯的聚合物組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及濕交聯(moisture-crosslinkable)的聚合物組合物，該組合物用于電線和電纜應用，特別是低壓室外應用和中等和高壓半導屏蔽應用。
濕交聯相對于過氧化物或輻射誘導的交聯具有許多益處。然而，使用目前可獲得的濕交聯的聚合物組合物的一個缺點是擠出工藝中的過早交聯(或焦燒)。此過早交聯阻礙均勻的產物平滑度和質量。因此，需要能夠避免過早交聯的濕交聯的聚合物組合物。
濕交聯的組合物可以通過(a)將乙烯基烷氧基硅烷接枝到乙烯均聚物或(b)聚合乙烯基烷氧基硅烷與乙烯而制備。相信當應用到此濕交聯的組合物時，硅烷交聯化學依賴于水的參與以水解側烷氧基硅烷、然后縮合到穩(wěn)定、交聯的硅氧烷結構。目前可獲得的濕交聯的聚合物組合物不能充分地防止過早交聯。
如果能獲得合適的濕交聯的聚合物組合物，其允許使用常規(guī)的熱塑性塑料加工設備，導致低資本投資，要求較少的制造空間，和允許應用類型中的更大靈活性。顯著地，如果避免過早交聯，其阻止聚合物凝膠粘附到常規(guī)擠出設備的表面，促進設備的連續(xù)操作。
本發(fā)明是包含硅氧烷官能聚烯烴聚合物和熱處理的炭黑的濕交聯的聚合物組合物。本發(fā)明還包括從濕交聯的聚合物組合物制備的涂料以及通過在電線或電纜上施加該涂料制備的電線和電纜構造物。
使用在此公開的信息，本領域技術人員可容易地確定合適的電線和電纜構造物，其可以由本發(fā)明的濕交聯的聚合物組合物制備。
本發(fā)明的濕交聯的聚合物組合物包含硅氧烷官能聚烯烴聚合物和熱處理的炭黑。
合適的硅氧烷官能聚烯烴聚合物包括(a)含有接枝到其上的硅烷化合物的乙烯均聚物和(b)硅烷化合物和乙烯的聚合產物。乙烯基烷氧基硅烷是接枝到乙烯均聚物上的合適的硅烷化合物。聚合產物包括共聚物和三元共聚物。共聚物的一個例子是乙烯和乙烯基烷氧基硅烷的共聚物。三元共聚物的一個例子是乙烯、不飽和酯和乙烯基烷氧基硅烷的三元共聚物。優(yōu)選的不飽和酯具有4-20個碳原子。
優(yōu)選，熱處理的炭黑是在至少400攝氏度的溫度下反應器后(postreactor)熱處理的炭黑。炭黑可以是爐黑、熱裂炭黑、凱金(Ketjen)炭黑、乙炔黑、或在ASTM N110、N351、N472或N550中描述的任何等級炭黑。此外優(yōu)選，熱處理的炭黑在900攝氏度下在氮氣氣氛中的揮發(fā)物損失小于1.0wt％。更優(yōu)選，熱處理的炭黑在900攝氏度下在氮氣氣氛中的揮發(fā)物損失小于0.1wt％。
此外，組合物可包含其它添加劑如抗氧劑、潤滑劑、防粘連劑、催化劑、填料、和加工助劑。
在另一個實施方案中，本發(fā)明是由硅氧烷官能聚烯烴聚合物和熱處理的炭黑的濕交聯的聚合物組合物制備的涂料。在另一個實施方案中，本發(fā)明是通過在電線或電纜上施加該涂料制備的電線或電纜構造物。
實施例如下非限制性實施例說明本發(fā)明。
實施例1-12炭黑母料對比物炭黑母料使用六種市售炭黑材料制備。
市售炭黑材料包括(1)CC1150U；(2)CSX362；(3)M8；(4)M5；(5)M2；和(6)BP3700。CC1150U購自Columbian Chemicals Company，其它炭黑材料購自Cabot Corporation。對于每種炭黑，供應商提供指示如下參數的規(guī)格根據ASTM D1510測量的材料碘吸附(mg/g)和根據ASTM D2414測量的DBP吸附(cc/100g)。每種炭黑的水分含量由卡爾費歇爾(Karl Fischer)滴定測量。
表I
期望熱處理的炭黑的濕氣含量小于200份每百萬份(ppm)。
每種炭黑母料使用(1)丙烯酸乙酯存在量為18wt％和熔融指數為20g/10min的乙烯丙烯酸乙酯共聚物(″EEA″)、(2)炭黑、(3)環(huán)境固化(快固化速度)縮合催化劑、和(4)抗氧劑混合物制備。母料使用如下重量百分比制備(1)47％EAA；(2)45％炭黑；(3)4％縮合催化劑；和(4)4％抗氧劑混合物。
表II
期望從熱處理的炭黑制備的或含有熱處理的炭黑的炭黑母料的濕氣含量小于200份每百萬份(ppm)。
實施例13-19擠出的電纜將每種炭黑母料與市售硅烷-反應器共聚物在5.8母料對94.2硅烷-乙烯共聚物的比例下干燥共混。將共混的組合物使用Brabender擠出機在14AWG銅線上擠出以獲得30密耳的壁厚度。每個擠出電纜的表面(實施例13-18)是粗糙的，表明由于過早交聯造成的焦燒。
使用非環(huán)境固化(更緩慢固化速度)，三組分，硅烷交聯體系(實施例19)擠出對照電纜，該體系以，SI-LINKTMPE濕氣固化購自DowChemical Company。對照電纜在擠出之后顯示平滑的表面，證實擠出條件可在預固化不存在下產生平滑表面。
期望從環(huán)境固化(快固化速度)濕交聯的聚合物組合物擠出的電纜在擠出之后顯示平滑表面，該組合物由熱處理的炭黑制備或含有熱處理的炭黑。
權利要求
1.一種濕交聯的聚合物組合物，其包含a.硅氧烷官能聚烯烴聚合物，和b.熱處理的炭黑。
2.根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅氧烷官能聚烯烴聚合物是含有接枝到其上的硅烷化合物的乙烯均聚物。
3.根據權利要求2所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅烷化合物是乙烯基烷氧基硅烷。
4.根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅氧烷官能聚烯烴聚合物是硅烷化合物和乙烯的聚合產物。
5.根據權利要求4所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅氧烷官能聚烯烴聚合物是乙烯和乙烯基烷氧基硅烷的共聚物。
6.根據權利要求4所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅氧烷官能聚烯烴聚合物是乙烯、不飽和酯和乙烯基烷氧基硅烷的三元共聚物。
7.根據權利要求4所述的濕交聯的聚合物組合物，其中硅烷化合物是乙烯基烷氧基硅烷。
8.根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物，其中熱處理的炭黑是在至少400攝氏度的溫度下反應器后熱處理的炭黑。
9.根據權利要求8所述的濕交聯的聚合物組合物，其中炭黑選自爐黑、熱裂炭黑、凱金炭黑、或乙炔黑。
10.根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物，其中熱處理的炭黑在900攝氏度下在氮氣氣氛中的揮發(fā)物損失小于1.0wt％。
11.根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物，其中熱處理的炭黑在900攝氏度下在氮氣氣氛中的揮發(fā)物損失小于0.1wt％。
12.由根據權利要求1所述的濕交聯的聚合物組合物制備的涂料。
13.通過在電線或電纜上施加根據權利要求12所述的涂料制備的電線或電纜構造物。
全文摘要
本發(fā)明是包含硅氧烷官能聚烯烴聚合物和熱處理的炭黑的濕交聯的聚合物組合物。本發(fā)明還包括由該濕交聯的聚合物組合物制備的涂料以及通過在電線或電纜上施加該涂料制備的電線和電纜構造物。
文檔編號C08K3/04GK1751069SQ200480004723
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月18日 優(yōu)先權日2003年2月21日
發(fā)明者S·J·漢, D·P·賴特, L·H·格羅斯, M·B·比斯科利, T·M·巴特利特, J·M·利奇 申請人:陶氏環(huán)球技術公司