使用氟树脂作为成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法技术

通过使用成核剂的方法使聚烯烃组合物发泡，并且所述成核剂包含80％或更多的未聚集的氟树脂颗粒和/或氟树脂颗粒的聚集体，其中所述未聚集的颗粒和所述聚集体的尺寸均小于1μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用氟树脂作为成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法
本专利技术涉及使组合物发泡的方法。一方面，本专利技术涉及使用氟树脂作为成核剂使聚烯烃组合物发泡，而另一方面，本专利技术涉及由所述方法制得的发泡组合物。另一方面，本专利技术涉及在电通信电缆，特别是高频同轴电缆中使用发泡组合物作为绝缘层。
技术介绍
通常，通过将成核剂与高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的混合物混合，来制造高频电信电缆的绝缘层。然后在物理发泡剂(如氮气、二氧化碳、氯化碳氟化合物、氟利昂、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气)的存在下挤出可发泡材料，这些物理发泡剂在挤出机内被注入到聚合物熔体中。用于发泡的成核剂包括偶氮二甲酰胺(ADCA)和4,4'-氧双苯磺酰肼(OBSH)，其在挤出机中热分解并在聚合物熔体中形成许多细核。然而，分解的ADCA和OBSH的副产物具有高极性，众所周知的是，这对电性能(损耗因数)具有显著的负面影响。与ADCA和OBSH相比，诸如聚四氟乙烯(PTFE)的氟树脂粉末是一种成核剂，对电气性能的影响明显较小，没有与ADCA和OBSH相关的分解问题。目前已经使用PTFE作为用于电信电缆绝缘的发泡组合物的成核剂，但是仍然需要改进，特别是关于成核剂在可发泡组合物(即聚合物基质)内的分散，以及在发泡产品内形成小的尺寸均匀的泡孔。聚合物基质中成核剂的分散效率主要取决于成核剂的粒度和粒度分布。USP3,554,932A教示了精细分离的固体氟树脂，诸如PTFE、氟化乙烯-丙烯(FEP)或涂覆有碳氟化合物的颗粒载体用作注入气体的发泡热塑性塑料的成核剂。它还教示，粒度不应超过直径20微米，且其用量应为按重量计0.01％至2％。EP386663教示，用作成核剂的碳氟化合物粉末应具有0.1至5微米(μm)的平均粒度。USP6,121,335教示了用于发泡的成核剂，所述成核剂包含氟树脂粉末，所述氟树脂粉末包含粒度为0.1-0.5μm、按数量计比例为至少50％的颗粒，并且含有粒度不小于5μm、按数量计比例不超过40％的颗粒。USP7,262,226教示了使用数均分子量低于1,000,000、优选低于500,000的四氟乙烯均聚物(PTFE)作为成核剂。通过用γ射线或电子束照射由分散或悬浮聚合方法制得的PTFE粉末然后研磨照射的粉末，获得成核剂。通过分散聚合方法，得到粒度为0.1-0.3微米的乳液。凝结后，粉末粒度增加到约100-500微米。用γ射线照射粉末，然后研磨，得到最终粒度小于15微米的粉末。通过悬浮聚合方法，得到粒度为2-5mm的粉末。用电子束照射这些粉末，然后研磨，得到最终粒度小于15微米的粉末。这些参考文献中都没有教示或认识到在使用使聚烯烃组合物特别是包含HDPE和LDPE或基本由HDPE和LDPE组成的聚烯烃树脂发泡的试剂之前，将氟树脂成核剂聚集体(由分散聚合产生)的尺寸从大于1微米、通常大于5微米减小至小于1微米的益处。此外，这些参考文献都没有教示或认识到通过将减小尺寸例如小于1微米的成核剂与聚烯烃树脂分批混合(例如捏合)制备发泡组合物的益处。这些亚微米成核剂更均匀地分散在发泡组合物内(与所有方面类似但通过挤出混合制备的发泡组合物相反)，因此发泡组合物提供优异的发泡性能和优异的发泡产品，例如具有期望细泡孔结构的发泡产品。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术是用于使聚烯烃组合物发泡的方法，所述方法包含以下步骤：使用成核剂，所述成核剂包含80％、或85％或更多的未聚集的氟树脂颗粒和/或氟树脂颗粒的聚集体，其中未聚集的颗粒和聚集体均为亚微米尺寸(即，尺寸小于1微米(μm)，通常不大于0.5μm，且更通常不大于0.3μm)。在一个实施例中，氟树脂成核剂是通过分散聚合而制备。在一个实施例中，可发泡聚烯烃组合物是通过将氟树脂成核剂与聚烯烃分批混合而形成。在一个实施例中，本专利技术是使用氟树脂成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法，所述成核剂包含80％、或85％或更多的尺寸为5微米或更大的聚集体，所述聚集体包含亚微米颗粒，所述方法包含以下步骤：(A)减小聚集体的尺寸以产生包含80％、或85％或更多的尺寸小于1微米的颗粒或聚集体的氟树脂成核剂，(B)将(A)的成核剂与聚烯烃混合以产生可发泡组合物，以及(C)使可发泡组合物发泡。在一个实施例中，将(B)的成核剂和聚烯烃分批混合。在一个实施例中，本专利技术是用于使聚烯烃组合物发泡的方法，所述方法包含以下步骤：(A)制备聚烯烃和氟树脂的母料，其中(1)氟树脂占母料的1至50重量百分比，以及(2)氟树脂的大部分，通常为80％、或85％或更多，包含亚微米氟树脂颗粒的聚集体，聚集体尺寸为5μm或更大，(B)减小氟树脂聚集体的尺寸，使得母料中的氟树脂的80％、或85％或更多包含尺寸小于1μm、小于0.5μm或小于0.3μm的氟树脂的聚集体或氟树脂颗粒，或基本上由尺寸小于1μm、小于0.5μm或小于0.3μm的氟树脂聚集体或氟树脂颗粒组成，(C)将(B)的母料与聚烯烃混合以形成基本上均匀分散在聚烯烃中的氟树脂的混合物，以及(D)使(C)的混合物发泡。在一个实施例中，氟树脂是通过分散聚合而制备。在一个实施例中，(C)的混合物是通过分批混合而制备。在一个实施例中，本专利技术是聚烯烃泡沫体，其通过包含以下步骤的方法制备：(A)减小聚集体的尺寸以产生氟树脂成核剂，所述氟树脂成核剂包含80％、或85％或更多的尺寸小于1微米的颗粒或聚集体，(B)将(A)的成核剂与聚烯烃混合以产生可发泡组合物，以及(C)使可发泡组合物发泡。在一个实施例中，将(B)的成核剂和聚烯烃分批混合。在一个实施例中，本专利技术是聚烯烃泡沫体，其通过使聚烯烃组合物发泡的方法制得，所述方法包含以下步骤：(A)制备聚烯烃和氟树脂的母料，其中(1)氟树脂占母料的1至50重量百分比，以及(2)氟树脂的大部分，通常为80％、或85％或更多，包含亚微米氟树脂颗粒的聚集体，聚集体尺寸为5μm或更大，(B)减小氟树脂聚集体的尺寸，使得母料中的氟树脂的80％、或85％或更多包含尺寸小于1μm、小于0.5μm或小于0.3μm的氟树脂聚集体或氟树脂颗粒，或基本上由尺寸小于1μm、小于0.5μm或小于0.3μm的氟树脂聚集体或氟树脂颗粒组成，(C)将(B)的母料与聚烯烃混合以形成基本上均匀分散在聚烯烃中的氟树脂的混合物，以及(D)使(C)的混合物发泡。在一个实施例中，氟树脂是通过分散聚合而制备。在一个实施例中，(C)的混合物是通过分批混合而制备。在一个实施例中，本专利技术是电缆，其包含绝缘层，所述绝缘层包含通过任何前述使聚烯烃组合物发泡的方法制得的泡沫体。在一个实施例中，本专利技术是母料，其包含聚烯烃和氟树脂，或基本上由聚烯烃和氟树脂组成，其中(1)氟树脂占母料的1至50重量百分比，以及(2)氟树脂的大部分，通常为80％、或85％或更多，包含氟树脂颗粒的聚集体和/或未聚集的氟树脂颗粒，聚集体和未聚集的颗粒均为亚微米尺寸。在一个实施例中，氟树脂是通过分散聚合而制备。在一个实施例中，本专利技术是可发泡组合物，基于组合物的重量以重量百分比计，包含以下或基本上由以下组成：(A)45％至95％HDPE；(B)4％至54％LDPE；以及(C)0.01％至1％的PTFE，其包含80％、或85％、或更多的PTFE颗粒的聚集体和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用氟树脂成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法，所述成核剂包含80％或更多的尺寸为5微米或更大的聚集体，所述聚集体包含亚微米颗粒，所述方法包含以下步骤：(A)减小所述聚集体的尺寸以产生包含80％或更多的尺寸小于1微米的颗粒或聚集体的氟树脂成核剂，(B)将(A)的所述成核剂与聚烯烃混合以产生可发泡组合物，以及(C)使所述可发泡组合物发泡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用氟树脂成核剂使聚烯烃组合物发泡的方法，所述成核剂包含80％或更多的尺寸为5微米或更大的聚集体，所述聚集体包含亚微米颗粒，所述方法包含以下步骤：(A)减小所述聚集体的尺寸以产生包含80％或更多的尺寸小于1微米的颗粒或聚集体的氟树脂成核剂，(B)将(A)的所述成核剂与聚烯烃混合以产生可发泡组合物，以及(C)使所述可发泡组合物发泡。2.根据权利要求1所述的方法，其中(B)的所述可发泡组合物是通过将(A)的所述成核剂与所述聚烯烃分批混合而制得。3.一种用于使聚烯烃组合物发泡的方法，所述方法包含以下步骤：(A)制备聚烯烃和氟树脂的母料，其中(1)所述氟树脂占所述母料的1至50重量百分比，以及(2)所述氟树脂的大部分包含亚微米氟树脂颗粒的聚集体，所述聚集体尺寸为5μm或更大，(B)减小所述氟树脂聚集体的尺寸，使得所述母料中的所述氟树脂的80％或更多包含尺寸小于1μm的氟树脂聚集体或氟树脂颗粒，或基本上由尺寸小于1μm的氟树脂聚集体或氟树脂颗粒组成，(3)将(B)的所述母料与聚烯烃混合以形成基本上均匀分散在所述聚烯烃中的所述氟树脂的混合物，以及(D)使(C)的所述混合物发泡。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述氟树脂是通过分散聚合而制备。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述聚烯烃组合物的所述聚烯烃包含高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙刚伟，M·埃斯吉尔，C·J·克梅茨，L·赢，孙亚斌，X·M·徐，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US