包含硅烷醇缩合催化剂的可交联聚乙烯组合物制造技术

一种聚乙烯组合物，其包含能够交联的含有可水解硅烷基团的聚乙烯和硅烷醇缩合催化剂。所述可交联的聚乙烯包含三甲氧基硅烷和/或三乙氧基硅烷基团，并且所述硅烷醇缩合催化剂包含其中锡原子不具有连接碳原子的共价键的无机锡化合物。所述交联组合物可以用在电缆中，例如绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种聚乙烯组合物，其包含具有可水解硅烷基团的可交联聚乙烯以及作为硅烷醇缩合催化剂的无机锡，以及涉及一种包含这种组合物的电线或电缆，特别是低压、中压或高压电力电缆，以及涉及这种组合物用于生产电线或电缆，适用于低压、中压或高压电缆的用途。
技术介绍
借助添加剂交联聚乙烯是众所周知的，因为这改善了聚乙烯的若干性质，例如机械强度和化学耐热性。交联可以通过包含在聚乙烯中的硅烷醇(其可通过硅烷基团的水解获得)的缩合来进行。硅烷化合物可作为可交联基团被引入聚乙烯中，例如，通过将所述硅烷化合物接枝到聚乙烯上或通过烯烃单体和含硅烷基团的单体的共聚反应。这些技术可以由，例如，US4,413,066、US4.297,310、US4,351,876、US4,397,981、US4,446,283以及US4,456,704中知晓。
技术实现思路
在本专利技术中，可交联聚乙烯组合物特别用于生产电线或电缆，特别是低压、中压或高压电缆。用于低压(即，低于6kV电压)的电力电缆，通常由被绝缘层包覆的电导体组成。这种低压电缆也可以称为单电线电缆。任选地，两个或更多个这样的单电线电缆被共同的最外鞘层(护套)包裹。通常用于6至36kV的电压的典型中压电力电缆，以及用于高于36kV的电压的典型高压电缆，包含一个或多个在电缆芯中的导体，所述电缆芯由一层或几层聚合材料包裹，所述一层或几层聚合材料可以包括内半导电层，接着是绝缘层，以及外半导电层。这些层通常是交联的。向这些层中，可以添加另外的层，例如金属带或电线屏蔽层，并且最后，最外护套层。电缆的这些层基于不同种类的聚合物组合物。现在主要使用交联聚乙烯(例如交联低密度聚乙烯)作为绝缘材料。为了交联含有可水解硅烷基团的聚乙烯，必须使用硅烷醇缩合催化剂。常规的催化剂为，例如，锡-、锌-、铁-、铅-或钴化合物，例如二月桂酸二丁基锡(DBTL)，其为有机锡。另一种有机锡化合物是在EP2207845中描述的二月桂酸二辛基锡(DOTL)。JP2012197404中描述了缩合催化剂的另一个实例。其公开了当在接枝材料上单独使用时无机锡催化剂的活性较低并且教导使用助催化剂。有机锡被定义为具有至少一个连接碳原子的共价键。然而，众所周知，当交联产品(例如电缆)被安装在土地中时，有机锡对自然环境具有负面影响。此外，其还是一种有害的工作材料。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于包含具有可水解硅烷基团的可交联聚乙烯的组合物的硅烷醇缩合催化剂，其避免了有机锡的缺点，即，其对自然环境具有更小的负面影响并且在工作中有害程度更小。不过，同时，所述组合物应能产生优良的或者甚至改善的交联效果，以使得包含所述交联组合物的最终产品的性质与使用DBTL作为硅烷醇缩合催化剂的产品的性质相似或者甚至改善。特别是，本专利技术的目的是提供一种低压、中压或高压电缆，其至少一个层，通常是绝缘层，已在硅烷醇缩合催化剂的存在下交联，并且该电缆显示出更加改善的交联性质。现在惊奇地发现通过使用为无机锡(其不具有连接碳原子的共价键)的硅烷醇缩合催化剂，可以实现以上的目的。因此，本专利技术提供一种可交联聚乙烯组合物，其包含：(A)具有可水解硅烷基团的可交联聚乙烯，以及(B)至少一种硅烷醇缩合催化剂，其中，所述可交联聚乙烯包含三甲氧基硅烷和/或三乙氧基硅烷基团，并且所述硅烷醇缩合催化剂包含其中锡原子不具有连接碳原子的共价键的无机锡化合物。已发现，在根据本专利技术的组合物中，获得的交联度与有机锡(如DOTL)相比类似或甚至改善。同时，包含所述组合物的产品对自然环境具有更小的负面影响，并且由于所述硅烷醇缩合催化剂危害更小，对该组合物的生产和加工的限制更少。在本专利技术的一个实施方式中，所述可交联聚乙烯组合物具有下式的硅烷醇缩合催化剂[R1O]Sn[OR2](I)其中R1和R2独立地具有至多30个碳原子。在进一步的实施方式中，所述硅烷醇缩合催化剂具有下式[R1COO]Sn[OOCR2](II)其中Sn具有2+的氧化数。在所述硅烷醇缩合催化剂(B)的一个实施方式中，在式(I)或式(II)中，R1和R2独立地为烷基，其可以为直链或支链。在一个实施方式中，R1和R2相同。此外，在式(I)或式(II)中，合适地，R1和R2独立地具有至少2个碳原子，更合适地R1和R2独立地具有至多20个碳原子。更合适地，在式(I)或式(II)中，R1和R2独立地具有至多18个碳原子并且仍具有至少8个碳原子。R1和R2可以包含双键和/或三键并且可以包含杂原子。根据本专利技术的一个实施方式，所述可交联聚乙烯组合物包含根据式(I)和/或式(II)的硅烷醇缩合催化剂的混合物。在本专利技术的再一个实施方式中，所述硅烷醇缩合催化剂选自(硅烷醇缩合催化剂的列表)名称CAS登记号2-乙基己酸锡(II)301-10-0乙酸锡(II)638-39-1酒石酸锡(II)815-85-0辛酸锡(II)1912-83-0油酸锡(II)1912-84-1硬脂酸锡(II)6994-59-8硬脂酸锡(II)7637-13-0乙醇锡(II)14791-99-2月桂酸锡(II)14974-55-1乙酰丙酮锡(II)16009-86-2棕榈酸锡(II)35104-88-2葡萄糖酸锡(II)35984-19-1新癸酸锡(II)49556-16-3六氟乙酰丙酮锡(II)51319-99-4草酸锡(II)814-94-8在本专利技术的一个实施方式中，仅需要一种硅烷醇缩合催化剂(B)。这简化了该组合物并因此使得本专利技术更加稳健。简化是被低估或者甚至被忽略的一类专利技术。这应当是专利技术最受重视的类型中的一种，因为它使得技术更加可用、有用并且可靠。交联问题是交联电缆的最常见的问题之一。根据一个实施方式的硅烷醇缩合催化剂(B)仅包括一种根据式(I)或来自所述硅烷醇缩合催化剂的列表中的硅烷醇缩合催化剂，在另一个实施方式中，仅包括来自所述硅烷醇缩合催化剂的列表中的硅烷醇缩合催化剂。在本专利技术的一个实施方式中，所述硅烷醇缩合催化剂(B)以0.0001重量％至6重量％，更合适地0.001重量％至2重量％，并且最合适地0.02重量％至0.5重量％的量存在。所述可水解硅烷基团可以通过例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联聚乙烯组合物，其包含：(A)具有可水解硅烷基团的可交联聚乙烯，以及(B)至少一种硅烷醇缩合催化剂，其中，所述可交联聚乙烯包含三甲氧基硅烷和/或三乙氧基硅烷基团，并且所述硅烷醇缩合催化剂包含其中锡原子不具有连接碳原子的共价键的无机锡化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 EP 13193747.61.一种可交联聚乙烯组合物，其包含：
(A)具有可水解硅烷基团的可交联聚乙烯，以及
(B)至少一种硅烷醇缩合催化剂，
其中，所述可交联聚乙烯包含三甲氧基硅烷和/或三乙氧基硅烷基团，
并且所述硅烷醇缩合催化剂包含其中锡原子不具有连接碳原子的共价键的
无机锡化合物。
2.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所述硅烷醇缩
合催化剂具有下式
[R1O]Sn[OR2](I)
其中R1和R2独立地具有至多30个碳原子。
3.根据权利要求1或2所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所述硅烷
醇缩合催化剂具有下式
[R1COO]Sn[OOCR2](II)
其中Sn具有2+的氧化数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所
述缩合催化剂选自2-乙基己酸锡(II)(301-10-0)、乙酸锡(II)(638-39-1)、酒
石酸锡(II)(815-85-0)、辛酸锡(II)(1912-83-0)、油酸锡(II)(1912-84-1)、硬脂
酸锡(II)(6994-59-8)、硬脂酸锡(II)(7637-13-0)、乙醇锡(II)(14791-99-2)、月
桂酸锡(II)(14974-55-1)、乙酰丙酮锡(II)(16009-86-2)、棕榈酸锡
(II)(35104-88-2)、葡萄糖酸锡(II)(35984-19-1)、新癸酸锡(II)(49556-16-3)、
六氟乙酰丙酮锡(II)(51319-99-4)以及草酸锡(II)(814-94-8)或它们的混合
物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所
述硅烷醇缩合催化剂(B)仅包含一种硅烷醇缩合催化剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可交联聚乙烯组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥斯卡·普列托，马丁·安克尔，奥拉·法格雷尔，克里斯蒂安·达伦，阿萨·赫尔曼松，
申请(专利权)人：北欧化工股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT