[發(fā)明專利]復(fù)合聚乙烯組合物、其制造方法和包含其的制品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680070584.7
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN109071892B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·安克爾;安·沃森;安娜·耶爾特福什;阿薩·萬納斯科格
• 申請（專利權(quán)）人: 北歐化工公司
• 主分類號: C08L23/04
• 分類號: C08L23/04
• 代理公司: 上海華誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 湯國華

本發(fā)明涉及一種復(fù)合聚乙烯組合物，所述復(fù)合聚乙烯組合物具有930至965kg/m³的密度并且復(fù)合之后包含至少0.01重量％(wt％)的碳酸氫鈉，其中復(fù)合前聚乙烯組合物中的碳酸氫鈉與復(fù)合后聚乙烯組合物中的碳酸氫鈉之間的比值為X，其中X₁≤XX₂，X₁為1.00且X₂為2.00，還涉及一種包含所述復(fù)合聚乙烯組合物的制品(例如覆蓋層、電線或電纜)，還涉及一種用于制造所述制品的方法以及所述復(fù)合聚乙烯組合物的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型復(fù)合聚乙烯組合物，一種制造該復(fù)合聚乙烯組合物的方法，一種包含該復(fù)合聚乙烯組合物的制品(例如覆蓋層、電線或電纜)，一種用于制造該制品的方法，以及該復(fù)合聚乙烯組合物的應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚乙烯的發(fā)泡可以使用化學(xué)或物理發(fā)泡劑或兩者的組合來完成。化學(xué)發(fā)泡劑是通過熱分解反應(yīng)釋放發(fā)泡氣體的物質(zhì)，并且化學(xué)發(fā)泡劑在發(fā)泡反應(yīng)中被消耗。這些物質(zhì)的例子有肼、酰肼或偶氮二甲酰胺，或那些基于固體有機(jī)酸(或其金屬鹽)與堿土金屬(或堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽)的組合的物質(zhì)，如檸檬酸鈉/檸檬酸與碳酸氫鈉的組合。物理發(fā)泡劑是直接注入聚合物熔體的氣體。在這些方法中，由于由發(fā)泡劑反應(yīng)形成的氣體作為以較低能量形成氣泡的成核點(diǎn)，所以通常使用化學(xué)發(fā)泡劑作為泡孔成核劑。用作物理發(fā)泡劑的氣體可以是例如N₂或CO₂。

對于通信電纜中使用的發(fā)泡聚乙烯來說，電氣和機(jī)械性能都很重要。HDPE比LDPE具有更低的介電常數(shù)和更低的損耗系數(shù)以及更高的強(qiáng)度和硬度。

用于電話和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎馔ㄐ烹娎|通常是雙絞線電纜，它是一種將單個(gè)電路的兩個(gè)導(dǎo)線絞合在一起以便消除來自外源的電磁干擾的接線類型。雙絞線電纜的組裝需要將絕緣導(dǎo)線穿過機(jī)器，而這可能會導(dǎo)致磨損或變形。因?yàn)榉磸埩?yán)重影響導(dǎo)線的緊密性并導(dǎo)致其分離，所以絞合過程非常精巧。在隨后的包護(hù)套和安裝過程中的過度張力同樣會影響導(dǎo)線的分離。實(shí)際上，我們正在討論的是擠壓現(xiàn)象。影響擠壓性能的關(guān)鍵參數(shù)是拉伸強(qiáng)度和硬度，為了獲得最佳結(jié)果，拉伸強(qiáng)度和硬度顯然必須增加到最大。

聚乙烯密度通常用于不同類型聚乙烯的分類-HDPE、MDPE、LLDPE、LDPE、VLDPE和ULDPE。聚乙烯的密度與材料的結(jié)晶度直接相關(guān)，由于熔點(diǎn)基本上由結(jié)晶部分的片晶厚度決定，因此聚乙烯的密度與熔點(diǎn)直接相關(guān)。具有高結(jié)晶度的純線性PE具有約965kg/m³的密度和約130℃的熔點(diǎn)。隨著聚乙烯密度的降低，熔點(diǎn)降低。對于高度支化的低密度聚乙烯來說，由于LDPE鏈結(jié)構(gòu)中分支的長鏈和短鏈干擾了結(jié)晶度，因此熔點(diǎn)通常為約110℃。

密度為930至965kg/m³的聚乙烯由于比密度較低的聚乙烯具有更好的機(jī)械性能和電氣性能，因此優(yōu)選用于通信電纜。對于發(fā)泡絕緣材料，絕緣聚合物材料必須具有良好的熔體強(qiáng)度，因?yàn)樘偷娜垠w強(qiáng)度會導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)的塌陷，不利于電纜絕緣層的機(jī)械性能和電氣性能。密度為930至965kg/m³的聚乙烯具有較差的熔體強(qiáng)度，在用于發(fā)泡絕緣材料時(shí)其通常與來自高壓聚合工藝的低密度聚乙烯混合，以提高熔體強(qiáng)度來確保發(fā)泡絕緣體具有閉孔結(jié)構(gòu)和均勻的泡孔分布。

吸熱發(fā)泡劑經(jīng)常以碳酸氫鈉和檸檬酸衍生物組合的形式來銷售。這些發(fā)泡劑通常直接加入到擠出機(jī)料斗中，或者在擠出之前與聚乙烯干混。在高速擠出(如電纜擠出)工藝中，這種添加發(fā)泡劑的方式無法在聚合物熔體中提供發(fā)泡劑的充分均勻化，導(dǎo)致形成具有差的泡孔結(jié)構(gòu)和差的表面的泡沫絕緣體。通過在擠出之前將發(fā)泡劑復(fù)合到聚乙烯中，使得發(fā)泡劑更好地分布在聚合物中，從而形成細(xì)而均勻的泡孔結(jié)構(gòu)和光滑的表面。

吸熱發(fā)泡劑的問題在于碳酸氫鈉在低于100℃的溫度下已開始分解，在130和140℃之間反應(yīng)速率達(dá)到最大。通常認(rèn)為上述最大反應(yīng)速率的溫度太接近密度為930至965kg/m³的聚乙烯的熔融溫度，以致不能使復(fù)合時(shí)碳酸氫鈉發(fā)泡劑不完全分解。