[發(fā)明專利]含氟聚合物加工助劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710294165.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106947113B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明偉;高攀;于慧生
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學;淄博惠生工貿(mào)有限公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K9/08;C08K3/36;C08L23/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明涉及一種加工助劑，具體涉及一種含氟聚合物加工助劑及其制備方法。由芯部和殼部形成的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物構(gòu)成，所述的殼部由有機硅改性的納米硅構(gòu)成。納米硅是指含有氫鍵和羥基的有機硅改性過的納米硅。本發(fā)明的目的是提供一種含氟聚合物加工助劑，該加工助劑用于硅烷交聯(lián)聚烯烴擠出加工時，可以顯著提高擠出速度和改善表面光潔度，本發(fā)明是納米硅改性的加工助劑，殼層殼部由有機硅改性的納米硅構(gòu)成，避免使用有機聚合物和有機溶劑，反應完成后洗滌容易，對環(huán)境產(chǎn)生的污染低。而且納米硅的耐溫等級很高，使用范圍更廣；本發(fā)明還提供其制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加工助劑，具體涉及一種含氟聚合物加工助劑及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物在擠出加工過程中，存在臨界的剪切速率，在臨界剪切速率之下，擠出物的表面光滑，而超過了臨界剪切速率，擠出物表面由于熔體破裂會變得粗糙。熔體破裂隨剪切速率的上升，會出現(xiàn)不同的狀態(tài)。當擠出的剪切速率高于臨界剪切速率時，設(shè)備口模壁對熔體的阻力增大，造成邊緣的熔體相對流動速率較小，熔體中儲存大量的彈性能量在口模出口處產(chǎn)生的彈性回彈引起的應力撕裂了熔體，形成所謂的鯊魚皮。熔體破裂的程度會隨著剪切速率的增加而增大。當剪切速率在臨界剪切速率以上高至一定值時，口模壁處的熔體會在黏附和滑動之間擺動，形成循環(huán)的熔體破裂。

硅烷交聯(lián)聚乙烯和催化劑母料中都殘留著微量水分，另外二者混合及擠出過程中也會引入水分，使得硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料在儲存和擠出加工過程中容易發(fā)生水解縮合反應而產(chǎn)生預交聯(lián)。預交聯(lián)反應使硅烷交聯(lián)聚乙烯的分子量變大，粘度增加，擠出加工性能變差，嚴重者會使電纜絕緣層產(chǎn)生缺陷，表面不平滑。在很多情況下，這種現(xiàn)象會導致火花故障或電擊穿。

因此，本領(lǐng)域中需要一種加工助劑，以抑制硅烷交聯(lián)聚乙烯中的預交聯(lián)反應，提高硅烷交聯(lián)聚乙烯的加工性能，預防由于預交聯(lián)造成的質(zhì)量缺陷和可能在電纜應用中造成的電擊穿現(xiàn)象。

中國專利CN101337996，名稱含氟聚合物加工助劑、含有它的硅烷交聯(lián)聚乙烯組合物及其應用，公開了一種含氟聚合物加工助劑，它是由芯部和殼部形成的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物構(gòu)成，所述的殼部由(甲基)丙烯酸烷基酯-α,β-烯鍵式不飽和羧酸共聚物構(gòu)成。該專利雖然也有一定的加工性能，不過由于其殼層為有機聚合物，合成過程中需要的有機溶劑較多，反應完后洗滌所產(chǎn)生的廢水比較多，從而造成污染。而有機物的存在，也拉低了改加工助劑的使用溫度限制，使用溫度有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種含氟聚合物加工助劑，該加工助劑用于硅烷交聯(lián)聚烯烴擠出加工時，可以顯著提高擠出速度和改善表面光潔度，洗滌容易，對環(huán)境產(chǎn)生的污染低，使用范圍廣；本發(fā)明還提供其制備方法。

本發(fā)明所述的含氟聚合物加工助劑，由芯部和殼部形成的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物構(gòu)成，所述的殼部由有機硅改性的納米硅構(gòu)成。

其中：

芯部與殼部的重量比為20：80～60：40，優(yōu)選為20：80～50：50，更優(yōu)選為30：70～40：60。

微粒子的平均粒徑為0.2～1μm，優(yōu)選為0.5～1微米，更優(yōu)選為0.7～0.9微米。這些聚合物微粒子一般會進一步凝集成粒徑為1μm～5mm的凝聚體。

碳氟聚合物芯部材料一般是不飽和含氟單體的均聚物或多種單體的共聚物。

氟碳聚合物優(yōu)選自聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯-乙烯基醚共聚物中的一種或幾種，該氟碳聚合物的重均分子量為10萬-1000萬。

該碳氟聚合物芯部材料一般通過自由基乳液聚合法制得，碳氟聚合物顆粒的平均粒徑一般為0.1-0.4微米，優(yōu)選為0.15-0.25微米。該碳氟聚合物的重均分子量一般為10-1000萬，優(yōu)選為50-500萬。