CN104231418A - 一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料及其制备方法。它的特点是利用高速搅拌机将聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、交联催化剂、抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂进行混合搅拌，再用双螺杆混炼挤出机挤制成颗粒，即得到用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料。这种催化剂母料适用范围广，可应用于阻燃或非阻燃的聚烯烃硅烷交联电缆料，易于挤塑成型，而且在较宽的温度范围内均具有较高的催化活性，在常温下也可快速催化硅烷接枝聚烯烃材料的烷氧基发生水解反应并促进交联的发生，交联过程快速稳定，可靠行和连续性都较好。

Description

一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料粒子及其制备方法。具体说，是一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料及其制备方法。 

技术背景

硅烷交联电缆料是一种常用的交联材料，其操作简单，不受线缆结构限制，广泛应用于电线电缆行业。一般的，在使用硅烷交联电缆料进行生产时会添加硅烷交联催化剂母料，普通的催化剂母料由于其在常温下的催化效率低，很难催化硅烷接枝聚烯烃材料的烷氧基发生水解反应并促使其交联，所以仍需要提供高温高湿的交联环境条件，一般需要建造供线缆进行水煮的可加热的大型水池或大型蒸汽桑拿房，且水煮或桑拿的时间较长，占地大，能耗高，且不利于连续生产；特别的，阻燃型硅烷交联电缆料由于添加了大量阻燃剂，使用普通的催化剂母料时，其交联可靠性和均匀性都较差，表现为物理性能不稳定，交联度难以达到要求等，且有些阻燃型硅烷交联电缆料不适宜在高温高湿的环境下进行长时间交联处理，否则会降低综合性能。 

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，这种母料适用范围广，可应用于阻燃或非阻燃的聚烯烃硅烷交联电缆料，易于挤塑成型，挤塑时不易产生预交联，而且在较宽的温度范围内均具有较高的催化活性，在常温下也可快速催化硅烷接枝聚烯烃材料的烷氧基发生水解反应并促进交联的发生，交联过程快速稳定，可靠行和连续性都较好，避免了为完成交联而建造大型水池或桑拿房，节约大量能耗。 

本发明要解决的另一个问题是提供一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料的制备方法。 

为解决上述问题，采取以下技术方案: 

本发明的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料的特点是由如下组份和重量份数组成:

聚烯烃弹性体 80~90重量份；乙烯-醋酸乙烯共聚树脂 10~20重量份；交联催化剂 0.1~0.5重量份；抗预交联剂 0.5~1.5重量份；抗氧剂 2~6重量份；加工助剂 3~9重量份。

其中，所述聚烯烃弹性体是α-烯烃和乙烯的共聚物，其熔指为25~75g/10min。所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔指为15.0-50.0g/10min。所述交联催化剂为二月桂酸二丁基锡或金属复合羧酸盐或二者以1：（0.1~10）的重量比混合的混合物。所述抗预交联剂为饱和羧酸或羧酸盐。所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以（0.5~5）：1的重量比混合的混合物，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以（0.5~5）：1的重量比混合的混合物。所述加工助剂为聚乙烯蜡。 

本发明的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料的制备方法的特点是包括如下步骤: 

首先，将聚烯烃弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂放在高速搅拌机中，高速搅拌至温度不低于80℃；

然后，将交联催化剂加入到高速搅拌机中，搅拌3~5分钟；

之后，将抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂投入高速搅拌机中继续搅拌3~5分钟；

最后，用喂料器将上述搅拌后的物料加入到具有四个温度区域的双螺杆混炼挤出机中，挤制成颗粒，干燥后得到用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料；所述双螺杆混炼挤出机的四个温度区域及温度分别为：加料段130℃，混炼段140℃，造粒段145℃，机头150℃。

采取上述方案，具有以下优点： 

由于本发明的一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料原料中的聚烯烃弹性体具有优异的流动性和韧性，添加母料后挤出时可帮助催化剂快速均匀分散，有效防止催化剂局部浓度过高导致的预交联现象及浓度过低导致的交联不充分，保证交联的连续性和可靠性，同时也可增加材料韧性，防止材料发生应力开裂；乙烯-醋酸乙烯共聚树脂提高了极性，使母料在应用于阻燃型材料时也有良好的相容性；原料中采用的交联催化剂在很宽的温度范围内均具有较高的催化活性，即使在常温下也可快速催化硅氧烷水解并促进交联的发生，极大的提高了材料交联速度；抗预交联剂具有极佳的预防局部过度交联的发生，即使使用了高催化活性的催化剂，在快速挤出过程或短时间停机后，仍可保持材料表面有很好的外观，不会产生预交联颗粒或凝胶块等。综合上述因素，本发明的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料在较宽的温度范围内均具有较高的催化活性，即使在室温下，也可快速催化硅烷接枝聚烯烃材料的烷氧基发生水解反应并促进交联的发生，避免了耗时耗能的水煮或桑拿交联工序，免除了建造水池或桑拿房的条件，大大降低了能耗，提高了生产效率，同时其适用范围广，在阻燃型或非阻燃型硅烷交联聚烯烃电缆料中均可使用，其极好的相容性和分散性确保了交联过程快速稳定，可靠性和连续性都十分优异，使一些不宜在高温高湿环境中长时间处理的阻燃型硅烷交联电缆料达到优良的综合性能也成为可能。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明。 

实施例一 

先选取80重量份的聚烯烃弹性体；20重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂；0.1重量份的交联催化剂；0.5重量份的抗预交联剂；2重量份的抗氧剂；3重量份的加工助剂。

然后，将聚烯烃弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂放在高速搅拌机中，高速搅拌至温度不低于80℃； 

之后，将交联催化剂加入到高速搅拌机中，搅拌3~5分钟；

之后，将抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂投入高速搅拌机中继续搅拌3~5分钟；

最后，用喂料器将上述搅拌后的物料加入到具有四个温度区域的双螺杆混炼挤出机中，挤制成颗粒，干燥后得到用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料；所述双螺杆混炼挤出机的四个温度区域及温度分别为：加料段130℃，混炼段140℃，造粒段145℃，机头150℃。

本实施例中： 

所述聚烯烃弹性体是α-烯烃和乙烯的共聚物，其熔指为25~75g/10min。

所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔指为15.0-50.0g/10min。 

所述交联催化剂为二月桂酸二丁基锡或金属复合羧酸盐或二者以1：0.1的重量比混合的混合物。 

所述抗预交联剂为饱和羧酸或羧酸盐。 

所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以0.5：1的重量比混合的混合物，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以0.5：1的重量比混合的混合物。 

所述加工助剂为聚乙烯蜡。 

所述高速搅拌机使用水平式浆叶，其工作电流为60~130A。 

实施例二 

先选取90重量份的聚烯烃弹性体；10重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂；0.3重量份的交联催化剂；1.0重量份的抗预交联剂；4重量份的抗氧剂；6重量份的加工助剂。

然后，将聚烯烃弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂放在高速搅拌机中，高速搅拌至温度不低于80℃； 

之后，将交联催化剂加入到高速搅拌机中，搅拌3~5分钟；

之后，将抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂投入高速搅拌机中继续搅拌3~5分钟；

最后，用喂料器将上述搅拌后的物料加入到具有四个温度区域的双螺杆混炼挤出机中，挤制成颗粒，干燥后得到用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料；所述双螺杆混炼挤出机的四个温度区域及温度分别为：加料段130℃，混炼段140℃，造粒段145℃，机头150℃。

本实施例中： 

所述聚烯烃弹性体是α-烯烃和乙烯的共聚物，其熔指为25~75g/10min。

所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔指为15.0-50.0g/10min。 

所述交联催化剂为二月桂酸二丁基锡或金属复合羧酸盐或二者以1：5的重量比混合的混合物。 

所述抗预交联剂为饱和羧酸或羧酸盐。 

所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以3：1的重量比混合的混合物，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以3：1的重量比混合的混合物。 

所述加工助剂为聚乙烯蜡。 

所述高速搅拌机使用水平式浆叶，其工作电流为60~130A。 

实施例三 

先选取85重量份的聚烯烃弹性体；15重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂；0.5重量份的交联催化剂；1.5重量份的抗预交联剂；6重量份的抗氧剂；9重量份的加工助剂。

然后，将聚烯烃弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂放在高速搅拌机中，高速搅拌至温度不低于80℃； 

之后，将交联催化剂加入到高速搅拌机中，搅拌3~5分钟；

之后，将抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂投入高速搅拌机中继续搅拌3~5分钟；

最后，用喂料器将上述搅拌后的物料加入到具有四个温度区域的双螺杆混炼挤出机中，挤制成颗粒，干燥后得到一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料；所述双螺杆混炼挤出机的四个温度区域及温度分别为：加料段130℃，混炼段140℃，造粒段145℃，机头150℃。

本实施例中： 

所述聚烯烃弹性体是α-烯烃和乙烯的共聚物，其熔指为25~75g/10min。

所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔指为15.0-50.0g/10min。 

所述交联催化剂为二月桂酸二丁基锡或金属复合羧酸盐或二者以1：10的重量比混合的混合物。 

所述抗预交联剂为饱和羧酸或羧酸盐。 

所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以5：1的重量比混合的混合物，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以5：1的重量比混合的混合物。 

所述加工助剂为聚乙烯蜡。 

所述高速搅拌机使用水平式浆叶，其工作电流为60~130A。 

用上述实施例中制备的产品与阻燃型及非阻燃型硅烷交联聚烯烃料混合制样后进行检测（添加比例为硅烷交联聚烯烃料：催化剂母料=95:5），经实验室环境（温度25±3℃，湿度65±5%）下放置7天后测试，此时试样均完全交联。性能指标如下表所示。指标项为国家规定应当达到的标准值，典型值项为实施例样品测试的性能。 

表一 实施例应用于阻燃型硅烷交联聚烯烃料时制备样品的检测结果 

表二 实施例应用于非阻燃型硅烷交联聚烯烃料时制备样品的检测结果

以上实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于由如下组份和重量份数组成:

聚烯烃弹性体 80~90重量份；

乙烯-醋酸乙烯共聚树脂 10~20重量份；

交联催化剂  0.1~0.5重量份；

抗预交联剂 0.5~1.5重量份；

抗氧剂 2~6重量份；

加工助剂 3~9重量份。

2.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述聚烯烃弹性体是α-烯烃和乙烯的共聚物，其熔指为25~75g/10min。

3.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔指为15.0-50.0g/10min。

4.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述交联催化剂为二月桂酸二丁基锡或金属复合羧酸盐或二者以1：（0.1~10）的重量比混合的混合物。

5.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述抗预交联剂为饱和羧酸或羧酸盐。

6.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以（0.5~5）：1的重量比混合的混合物，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以（0.5~5）：1的重量比混合的混合物。

7.根据权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料，其特征在于所述加工助剂为聚乙烯蜡。

8.制备权利要求1所述的用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料的方法，其特征在于包括如下步骤:

首先，将聚烯烃弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂放在高速搅拌机中，高速搅拌至温度不低于80℃；

然后，将交联催化剂加入到高速搅拌机中，搅拌3~5分钟；

之后，将抗预交联剂、抗氧剂和加工助剂投入高速搅拌机中继续搅拌3~5分钟；

最后，用喂料器将上述搅拌后的物料加入到具有四个温度区域的双螺杆混炼挤出机中，挤制成颗粒，干燥后得到用于室温交联的聚烯烃硅烷交联催化剂母料；所述双螺杆混炼挤出机的四个温度区域及温度分别为：加料段130℃，混炼段140℃，造粒段145℃，机头150℃。