耐应力／热裂化的电缆护套材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用作电线或电缆绝缘层或护套层的组合物，该组合物包含：（ｉ）无机阻燃剂，例如，三氢氧化铝（ＡＴＨ）；（ｉｉ）乙烯－乙酸乙酯（ＥＥＡ）或乙烯－丙烯酸丁酯（ＥＢＡ）；（ｉｉｉ）均质聚乙烯；（ｉｖ）以有机基－官能团改性的烯属树脂，例如，马来酸酐（ＭＡＨ）接枝聚乙烯；（ｖ）有机硅聚合物；和任选的（ｖｉ）消烟剂。包含本发明专利技术组合物的绝缘层或护套层具有良好的耐应力和／或热裂化性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及护套材料。在一个方面，本专利技术涉及用于电线和电缆的护套材料；在另一个方面，本专利技术涉及包含下列物质的护套材料无卣阻燃 剂、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)或乙烯-丙烯酸丁酯(EBA),和均质聚乙烯。在另 另 一个方面，本专利技术涉及具有良好耐应力和/或热裂化性的护套材料。
技术介绍
聚烯烃树脂通常被用作电线和电缆的护套层，例如，绝缘体、外部外 套，等等。然而，为了赋予这些层以阻燃性，通常必须在所述聚烯烃树脂 中混入添加剂。这些添加剂包括有才几卣代化合物和阻燃剂助剂如三氧化锑。 不幸地，这些添加剂会在燃烧时产生烟雾和/或释放有害气体，并且会腐蚀金属。为了解决这些问题，通常会用非卣代阻燃剂如金属氬氧化物来替代所 述卣代阻燃剂。然而，非卣代阻燃剂的使用也有其自身的问题。 一个主要 的问题是，为了获得与使用卤代阻燃剂相同水平的阻燃性，必须使用相当 大的量的非卣代阻燃剂。这种阻燃剂高填充量不仅会不利地影响所述聚烯 烃树脂的可挤出性能、机械性能、柔性和低温性能，而且还会增加所述聚 烯烃树脂在用作电线或电缆的绝缘体或护套时的应力和热裂化敏感性。就 氬氧化镁(Mg(OH)2而言，所述裂化有时可归因于大量的Mg(OH)2聚结。低 成本的Mg(OH)2通常没有进行表面涂覆，因此具有较高的表面能(>90 mJ/m2),这随后会在电线或电缆的绝缘体或护套中产生大量聚结。成本较高 的表面涂覆的Mg(OH)2已知也会在包含EEA的绝缘或护套层中产生裂化。专利技术概述在一个实施方案中，本专利技术涉及一种电线或电缆护套层，包含(i)非 卣代阻燃剂，例如，三氬氧化铝(ATH); (ii)EEA或乙烯-丙烯酸丁酯(EBA); (iii)均质聚乙烯；(iv)马来酸酐(MAH)接枝聚乙烯；(v)有机硅聚合物；和 (vi)任选的消烟剂；所述绝缘或护套层具有良好的耐应力和/或热裂化性能。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种电缆，包含至少一个(i)一个或多个电导体或通讯介质，和(ii)两个或更多个电导体或通讯介质的芯，所 述电导体、通讯介质或芯中至少之一被包含下列物质的护套或绝缘层包裹(A) 15-25 wt%的EEA和EBA中的至少 一种；(B) 5- 15 wt。/。的均质聚乙烯；(C) 3-12 wt。/。的以一种或多种包含官能团的化合物改性的烯属树脂；(D) 恥-65 wt。/o的非卣代阻燃剂；(E) 1 - 8 wt。/。的有机硅聚合物；和，任选地，(F) 0-20wt。/。的消烟剂。优选实施方案本文引用的数字范围包括从下限值到上限值以一个单位增加的所有数 值(包括下限值和上限值)，条件是在任何下限值与任何上限值之间存在至少 两个单位的分离。例如，如果组合物的物理或其它性能，例如分子量、粘 度、熔体指数，等等，为100- 1,000,则明确地列举了所有个体数值，例 如100、 101、 102等等，和所有的子范围，例如100- 144、 155 - 170、 197 - 200等等。对于包含值低于1或包含大于1的分数(例如1.1、 1.5等等)的 范围，则视情况，所述一个单位为0.0001、 0.001、 0.01或0.1。对于包含小 于10的单个数值的范围(例如，1-5), —个单位通常认为是O丄这些仅仅 是特别指出的实例，并且在最低值与最高值之间列举的数值的所有可能组 合也认为是说明书中明确表述的。其中，本专利技术对于熔体指数、多分散性 或分子量分布(Mw,/M。)、共聚单体的百分数和共聚单体的碳原子数提供了数 值范围。术语聚合物指的是通过聚合单体(不论类型相同或不同)制备的聚合 物。因此， 一般的术语聚合物包括通常用于指仅由一种类型的单体制备的 聚合物的术语均聚物和下文定义的术语共聚物。术语互聚物指的是通过聚合至少两种不同类型的单体制备的聚合 物。因而该通用术语包括通常用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物 和由多于两种的不同类型的单体制备的聚合物(例如三元共聚物、四元共 聚物等)。术语共混物、聚合物共混物，，等术语指的是两种或更多种聚合物的组 合物。所述共混物可以是或不是可混溶的。所述共混物可以是或不是相分多个域结构(domain configuration),如通过透射电子显微镜、光散射、X-射线散射和其它本领域 已知的方法所测。共混物不是层合体。电缆和类似的术语是指至少 一根电线或光纤在保护外套或护套内 部。通常，电缆是捆束在一起的两根或更多根电线或光纤，起通常在常见 的保护外套或护套中。所述外套中的单根电线或纤维可以是棵露的、包覆 的或绝缘的。组合电缆可以同时包含电线和光纤。所述电缆等可以被设计 用于低、中和高电压应用。典型的电缆设计如美国专利5,246,783 、 5,889,087 、 6,496,629和6,714,707所述。护套，，和类似术语是指保护性包裹物、涂层或其他封套结构，通常是 聚合物组合物，包裹一根或多根电线或光纤。绝缘外套是通常用来保护电 线和/或光纤，或电线和/或光纤的捆束免受水和静电侵害的护套。绝缘外 套通常是，然而并非总是，电缆的内部组件。外部或保护外套是通常用作 电缆的最外层的护套，以提供保护电缆免受环境和物理损害的另一个组件。 外部外套也可以提供防静电保护。芯和类似的术语是指在单个护套内部的一根或多根电线或光学纤 维，通常是电线和/或光纤捆束，其形成电缆的中心组件。芯内的每根电线、 光纤和/或电线和/或光纤的捆束可以是棵露的或被其自身的护套封套。密度是才艮据美国试-睑与材料协会(American Society for Testing and Materials, ASTM)规程ASTM D792-00，方法B测定的。以克/10分钟为单位的熔体指数(12)是使用ASTM D-1238-04 (版本C)在 条件190°C/2.16 kg下测量的。符号Ih)是指使用ASTM D-1238-04在条件 190°C/10.0 kg下以克/10分钟为单位测量的熔体指数。符号121是指使用 ASTM D-1238-04在条件190。C/21.6 kg下以克/10分钟为单位测量的熔体指 数。聚乙烯通常在190。C进行测量，而聚丙烯通常在230°C时进行测量。差示扫描量热法(DSC):使用装有RCS冷却附件和自动采样器的TAI 型QIOOO DSC进行。用氮气流(50cc/min)吹扫所述装置。样品被压成薄膜 并在压机中在约175。C熔融，然后气冷至室温(25。C)。然后将3-10毫克的材 料切成3mm直径的圓盘，精确称量，放入一个轻铝盘(大约50毫克)中，然 后巻曲夹住。用下列温度曲线来研究样品的热性能。将样品快速加热到 180。C并恒温3分钟，以便除去前面的任何热历史。然后将样品以10。C/分钟的冷却速率冷却至-90。C,并在-90。C保持3分钟。然后将样品以10。C/分 钟的加热速率加热至150°C。记录冷却和第二加热曲线。EEA和EBA,即所述基础树脂(A)，是包含源自乙烯的单元以及源自丙 烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中之一或两者的单元的共聚物，通过常规的高压方 法和自由基引发剂，例如有机过氧化物，在150 - 350。C的稳定和100 - 300 兆巾自(MPa)的压力制得。基于所述共聚物的重量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含：　（Ａ）１５－２５ｗｔ％的ＥＥＡ和ＥＢＡ中的至少一种；　（Ｂ）５－１５ｗｔ％的均质聚乙烯；　（Ｃ）３－１２ｗｔ％的以一种或多种包含官能团的化合物改性的烯属树脂；　（Ｄ）４０－６５ｗｔ％的非卤代阻燃剂 ；　（Ｅ）１－８ｗｔ％的有机硅聚合物；和，任选地，　（Ｆ）０－２０ｗｔ％的消烟剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-9 60/893,9311.一种组合物，包含(A)15-25wt％的EEA和EBA中的至少一种；(B)5-15wt％的均质聚乙烯；(C)3-12wt％的以一种或多种包含官能团的化合物改性的烯属树脂；(D)40-65wt％的非卤代阻燃剂；(E)1-8wt％的有机硅聚合物；和，任选地，(F)0-20wt％的消烟剂。2. 权利要求1的组合物，其中所述EEA和EBA中的至少 一种，以EEA 或EBA的重量计，具有10-35 wt。/。的共聚单体含量，并且具有0.5-50克 /10分钟的MI。3. 权利要求1的组合物，其中所述均质聚乙烯包含源自(:3-12的a-烯烃的单元。4. 权利要求3的组合物，其中所述均质聚乙烯具有1-10克/10分钟的 MI、 0.86-0.94克/立方厘米的密度，和3.3或更小的多分散性。5. 权利要求4的组合物，其中所述均质聚乙烯具有0.90克/立方厘米或更小的密度。6. 权利要求1的组合物，其中所述烯属树脂(C)的官能团是源自马来酸 酐的单元。7 一种ATH、红磷、硅石、氧化铝、氧化钛、碳纳米管、滑石、粘土、有机 基-改性粘土、碳酸钩、硼酸锌、三氧化锑、硅灰石、云母、八钼酸铵、玻 璃料、中空玻璃微球、泡沸化合物和膨胀石墨。8. 权利要求1的组合物，其中所述非卤代阻燃剂是ATH。9. 权利要求8的组合物，其中所述ATH是用饱和或不饱和的(:8-24羧酸 及其盐进行过表面处理的。10. 权利要求1的组合物，其中所述有机硅聚合物具有如下结构式R—Si—0—(RSiO)n—R—Si—O—R 其中R各自独立地是饱和或不饱和烷基、芳基...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎娜P邦克，杰弗里M科根，苏珊娜格拉，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]