[發(fā)明專利]環(huán)保型一步法硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310045302.6
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN103102576A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇桂明;張爾梅;朱俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常熟市中聯(lián)光電新材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08L23/08
• 分類號(hào): C08L23/08;C08L23/06;C08F255/02;C08F4/76;C08K5/5425;H01B3/44
• 代理公司: 常熟市常新專利商標(biāo)事務(wù)所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電線電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型一步法硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料。

背景技術(shù)

由于交聯(lián)聚乙烯材料具有良好的耐熱性、優(yōu)異的絕緣性能以及制成電纜后敷設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于電力電纜、架空電纜和各類控制電纜等，并且成為中低壓電纜領(lǐng)域的主導(dǎo)材料。與過(guò)氧化物交聯(lián)電纜料（如中國(guó)專利CN1325540C和CN102093580C，等等）和輻照交聯(lián)電纜料（如中國(guó)專利CN1282699C、CN101724191A和CN101812208A，等等）相比，由于硅烷交聯(lián)電纜料具有電纜擠出工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低并且可以提高聚乙烯的強(qiáng)度和耐熱性（使用溫度可提高到90℃左右），等等，因此在低壓電纜領(lǐng)域的占有率是其它電纜料無(wú)法與其比擬的。

公知的硅烷接枝聚乙烯的方式主要有共聚法、一步法及兩步法三種，共聚法因聚合工藝復(fù)雜，聚合度難以控制等原因，只有國(guó)外一些大型石化廠（如陶氏化學(xué)、北歐化工）擁有該技術(shù)；一步法工藝分兩步完成，第一步，由電纜料生產(chǎn)廠商將硅烷復(fù)合助劑物理吸附至聚乙烯樹脂內(nèi)部，第二步，由電纜生產(chǎn)廠商將吸附好的混合樹脂進(jìn)行擠出成纜，其接枝反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)都是由電纜生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)過(guò)程中完成，該方法工藝簡(jiǎn)單，綜合成本低，使用越來(lái)越為廣泛；兩步法工藝由接枝的A料也稱A組份和催化的B料也稱B組份組成，接枝的A料是將不飽和硅烷通過(guò)化學(xué)反應(yīng)接枝到聚乙烯分子鏈上，催化的B料主要由催化劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑組成，在電纜生產(chǎn)廠商使用時(shí)需先將A、B料混合均勻。該工藝加工性能優(yōu)異，長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，但綜合成本稍高于一步法。

已有技術(shù)中廣為使用的硅烷溫水交聯(lián)聚乙烯電纜料存在以下技術(shù)問題：一是交聯(lián)速度慢，需在蒸汽房中長(zhǎng)時(shí)間蒸煮，并且存在銅導(dǎo)體因受熱受潮而氧化發(fā)黑、絕緣層絕緣性能下降等風(fēng)險(xiǎn)；二是生產(chǎn)效率低，當(dāng)交聯(lián)料成纜完畢后，必須完成交聯(lián)才能進(jìn)入下一道工序，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)；三是耗能、耗時(shí)及勞動(dòng)力成本高，因?yàn)榻宦?lián)電纜在蒸煮過(guò)程中不僅要消耗大量的水電，還需安排相關(guān)人員去完成這些過(guò)程。并不限于歸納的這些技術(shù)問題長(zhǎng)期以來(lái)困擾于電線電纜生產(chǎn)廠商。盡管報(bào)道有硅烷自然交聯(lián)聚乙烯（如中國(guó)專利CN100513470C和CN101838410B，等等），但其在自然條件下的交聯(lián)速度并不能達(dá)到業(yè)界期取的程度。

在公開的中國(guó)專利文獻(xiàn)中可見諸硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的技術(shù)信息，如授權(quán)公告號(hào)CN101824199B推薦有“一步法硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料”，其催化劑母料按重量份數(shù)配比為：低密度聚乙烯100份、抗氧劑5份、抗銅劑3份和催化劑二月桂酸二丁基錫3份（也可以是：月桂酸馬來(lái)酸二丁基錫、二月桂酸二正辛基錫、雙馬來(lái)酸單辛酯二正丁基錫的一種或以上的組合）；又如公布號(hào)CN102443211A提供有“一種硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料及其制備工藝”，配方由低密度聚乙烯樹脂、交聯(lián)劑、交聯(lián)劑引發(fā)劑、催化劑月桂酸二正丁基錫、抗氧化劑和聚乙烯蠟組成；再如授權(quán)公告號(hào)CN1062284C介紹有“一種硅烷交聯(lián)乙烯電纜料的制備方法”，催化劑采用二月桂酸二丁基錫、二辛酸二丁基錫或二醋酸二丁基錫，等等。并非限于例舉的這些專利技術(shù)方案由于使用了重金屬有機(jī)錫作為催化劑，因此有失環(huán)保。如業(yè)界所知，近年來(lái)對(duì)聚乙烯電纜料的無(wú)毒環(huán)保要求日益嚴(yán)苛，例如歐洲電纜廠商已明確要求硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料中禁止使用重金屬催化劑，從而在一定程度上對(duì)我國(guó)硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的生產(chǎn)廠商提出了挑戰(zhàn)，因此如果不能加以突破，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)我國(guó)電線電纜面向國(guó)際市場(chǎng)形成制約。鑒此，本申請(qǐng)人作了有益的探索，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于摒棄重金屬有機(jī)錫作為催化劑而藉以體現(xiàn)無(wú)毒環(huán)保并且有利于顯著改善在室溫下的交聯(lián)特性而藉以提高生產(chǎn)效率的環(huán)保型一步法硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料。

本發(fā)明的任務(wù)是這樣來(lái)完成的，一種環(huán)保型一步法硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料，包括聚乙烯復(fù)合樹脂和硅烷復(fù)合劑，所述的聚乙烯復(fù)合樹脂由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成：低密度聚乙烯＜60份，線型低密度聚乙烯30-80份，中密度聚乙烯10-20份；所述的硅烷復(fù)合劑由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成：不飽和硅烷偶聯(lián)劑1-5份，引發(fā)劑0.03-0.5份，抗氧劑0.05-0.5份，交聯(lián)促進(jìn)劑0.5-1.5份，催化劑0.5-2份，預(yù)交聯(lián)抑制劑0.5-2份和抗銅劑0.3-0.7份，其中：所述的催化劑為鈦酸酯類衍生物。

在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的不飽和硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷低聚物、乙烯基-三（2-甲氧基乙氧基）硅烷的一種或以上的混合物。