用于制造用于电缆绝缘层的流变改性的聚烯烃的连续挤出机方法和相关产物技术

在包含第一、第二和第三区域的连续操作的挤出机中，由包含以下步骤的方法来制备流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物组合物：在所述挤出机的所述第二区域中在一定温度下将乙烯类聚合物和高温分解过氧化物混合，所述温度使得所述过氧化物的半衰期等于或大于一分钟，并且持续足够的时间段以使所述乙烯类聚合物的所述流变改性以产生转移到所述挤出机的所述第三区域的流变改性的熔融的乙烯类聚合物；和将一种或多种添加剂添加到所述第三区域中以添加到所述流变改性的熔融的乙烯类聚合物中以产生所述流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物。

Continuous extruder method and related products for the manufacture of rheological modified polyolefins for cable insulation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造用于电缆绝缘层的流变改性的聚烯烃的连续挤出机方法和相关产物
本专利技术涉及聚烯烃的流变改性。在一方面，本专利技术涉及用于聚烯烃的流变改性的连续挤出机方法，而在另一方面，本专利技术涉及所述方法用于制造用于中压至超高压电力电缆的交联的聚烯烃绝缘层的用途。
技术介绍
中压至超高压电力电缆的交联的绝缘层使用含有高温分解过氧化物的聚烯烃组合物(例如，乙烯类聚合物组合物)制备。这些配制物需要在135℃至140℃的挤出温度下表现出低剪切粘度(以防止可能导致过氧化物过早分解的剪切加热)，以及在这些温度下表现出足够高的零剪切粘度或低应变拉伸粘度(为了在连续硫化管中交联之前的抗流挂性)。然而，对于制备柔性电绝缘组合物受关注的几种乙烯类聚合物(特别是用分子催化剂，如茂金属或后茂金属催化剂制备的弹性体)为分子量分布相对较窄的线性聚合物，其在挤出期间剪切稀化较差，使得只有高分子量(高剪切粘度)的那些线性聚合物提供足够的抗流挂性。已知乙烯类聚合物的流变改性(通过使用偶联剂，如过氧化物)以改善剪切和拉伸粘度特性，但是这样做所需的单独的单元操作导致制造成本的过分增加。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术为用于在连续操作的多区域挤出机中制备流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物的一单元操作的连续挤出方法，所述多区域挤出机依次包含：第一区域，所述第一区域配置有用于将聚合物添加到挤出机中的主进料器并且任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到挤出机的第一区域中的注射器；第二区域，所述第二区域任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到挤出机的第二区域中的注射器；第三区域，所述第三区域配置有用于将一种或多种添加剂添加到挤出机的第三区域中的侧进料器；以及用于从挤出机中排出材料的出口，其中第一区域与第二区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，其中第二区域与第三区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中第三区域与出口经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中第一区域和第二区域中的至少一个配置有注射器，所述方法包含以下步骤：在挤出机的第二区域中在一定温度下将乙烯类聚合物和高温分解过氧化物混合，所述温度使得过氧化物的半衰期等于或大于(≥)一分钟，并且持续足够的时间段以熔融乙烯类聚合物并且使熔融的乙烯类聚合物的流变改性以产生转移到挤出机的第三区域的流变改性的熔融的乙烯类聚合物；和经由第三区域的侧进料器将一种或多种添加剂添加到流变改性的熔融的乙烯类聚合物中以产生流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物。在一个实施例中，本专利技术为用于由本专利技术方法制备的电力电缆的绝缘护套。在一个实施例中，本专利技术为包含由本专利技术方法制备的绝缘护套的电力电缆。在一个实施例中，电力电缆为中压、高压或超高压电力电缆。在一个实施例中，本专利技术为通过在包含由本专利技术方法制备的绝缘护套的电缆的导电芯上施加电压来导电的方法，从而使电力流过导电芯。本专利技术的方法的一个标志为直到乙烯类聚合物已被流变改性之后才将添加剂进料到连续操作的挤出机中。所述方法的另一个标志为使用一种或多种高温分解过氧化物。本专利技术的连续挤出方法为成本有效的；它减少(如果没有消除的话)来自添加剂的交联干扰；它减少(如果没有消除的话)添加剂的损失，例如在挤出方法早期(在交联开始之前)添加的抗氧化剂在流变改性的组合物挤出之前通常被耗尽)；并且所得组合物适用于制备用于所有低压、中压、高压和超高压电力电缆，特别是中压、高压和超高压电力电缆的绝缘层和其它层。附图说明图1为比较例1中使用的挤出机的示意性说明。聚合物和所有添加剂通过在区域1的机筒1处的主料斗进料到挤出机中、在区域2的机筒2和3中熔融共混，并且在区域2的机筒4处添加过氧化物。图2为比较例2中使用的挤出机的示意性说明。聚合物和所有添加剂通过在区域1的机筒1处的主料斗进料到挤出机中，并且在聚合物和添加剂进行任何显著熔融共混之前在区域2的机筒2处添加过氧化物。图3为本专利技术实例1中使用的挤出机的示意性说明。在区域1的机筒1处添加百分之九十六(96％)的聚合物并且在区域2的机筒2处添加所有过氧化物。将聚合物和过氧化物熔融共混，并且在区域2的机筒3-5上方对聚合物进行流变改性。在区域3的机筒6处添加所有添加剂和剩余百分之四(4％)的聚合物。具体实施方式定义出于美国专利实践的目的，任何所提及的专利、专利申请或公开的内容都以全文引用的方式并入(或其等效美国版以引用的方式如此并入)，尤其在定义(就与本公开具体提供的任何定义无不一致来说)和本领域中的通用知识的公开方面。本文所公开的数值范围包括来自上限值和下限值、并且包括上限值和下限值的所有值。对于含有确切值(例如1或2；或3至5；或6；或7)的范围，包括任何两个确切值之间的任何子范围(例如1至2；2至6；5至7；3至7；5至6等)。术语“包含”、“包括”、“具有”和其衍生词并不旨在排除任何附加组分、步骤或程序的存在，无论是否具体地公开所述组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包括”所要求的所有组合物可包括任何附加添加剂、佐剂或化合物，无论聚合或以其他方式。相比之下，术语“主要由......组成”从任何随后列举的范围排除除了对可操作性来说不是必不可少的那些之外的任何其它组分、步骤或程序。术语“由......组成”排除未具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独列出的以及以任何组合列出的成员。单数的使用包括复数的使用，并且反之亦然。除非相反地说明、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则所有份数和百分比都按重量计，并且所有测试方法都是截到本公开的提交日的现行方法。“组合物”和类似术语意指两种或更多种材料的组合。对于在本专利技术的实践中使用的乙烯类聚合物，组合物为与一种或多种其它材料，例如过氧化物、抗氧化剂、稳定剂、抗水树剂、填料、另一种聚合物等组合的乙烯类聚合物。“共混物”、“聚合物共混物”和类似术语意指两种或更多种材料，例如两种或更多种聚合物，或聚合物和一种或多种添加剂等的紧密物理混合物(即，在不反应的情况下)。共混物可为或可不为可混溶的(在分子水平上不是相分离的)。共混物可为或可不为相分离的。共混物可含有或可不含有一种或多种结构域构造，如由透射电子光谱法、光散射、x射线散射和本领域中已知的其它方法所测定。可通过在宏观水平(例如，熔融共混树脂或混配)或微观水平(例如，在同一反应器内同时形成两种或更多种聚合物)上物理混合两种或更多种材料来实现共混物。“熔融共混”为一种方法，其中将至少两种组分组合或以其他方式混合在一起，并且组分中的至少一种处于熔融状态。熔融共混可借助于间歇混合、挤出共混、挤出模制以及其任何组合来完成。“流变改性的乙烯类聚合物”和类似术语意指其中本体聚合物的一些单个分子已经偶联在一起的乙烯类聚合物。“本体聚合物”是指在反应器中形成的聚合物，即单个聚合物分子的集合。并非本体聚合物的所有单个分子在所有方面(例如长度、单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在连续操作的多区域挤出机中制备流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物的一单元操作的连续挤出方法，所述多区域挤出机依次包含：第一区域，所述第一区域配置有用于将聚合物添加到所述挤出机中的主进料器并且任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到所述挤出机的所述第一区域中的注射器；第二区域，所述第二区域任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到所述挤出机的所述第二区域中的注射器；第三区域，所述第三区域配置有用于将一种或多种添加剂添加到所述挤出机的所述第三区域中的侧进料器；以及用于从所述挤出机中排出材料的出口，其中所述第一区域与所述第二区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，其中所述第二区域与所述第三区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中所述第三区域与所述出口经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中所述第一区域和所述第二区域中的至少一个配置有所述注射器，所述方法包含以下步骤：/n在所述挤出机的所述第二区域中在一定温度下将乙烯类聚合物和高温分解过氧化物混合，所述温度使得所述过氧化物的半衰期等于或大于(≥)一分钟，并且持续足够的时间段以熔融所述乙烯类聚合物并且使熔融的乙烯类聚合物的所述流变改性以产生转移到所述挤出机的所述第三区域的流变改性的熔融的乙烯类聚合物；和/n经由所述第三区域的所述侧进料器将一种或多种添加剂添加到所述流变改性的熔融的乙烯类聚合物中以产生所述流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170830 US 62/5519731.一种用于在连续操作的多区域挤出机中制备流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物的一单元操作的连续挤出方法，所述多区域挤出机依次包含：第一区域，所述第一区域配置有用于将聚合物添加到所述挤出机中的主进料器并且任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到所述挤出机的所述第一区域中的注射器；第二区域，所述第二区域任选地配置有用于将高温分解过氧化物添加到所述挤出机的所述第二区域中的注射器；第三区域，所述第三区域配置有用于将一种或多种添加剂添加到所述挤出机的所述第三区域中的侧进料器；以及用于从所述挤出机中排出材料的出口，其中所述第一区域与所述第二区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，其中所述第二区域与所述第三区域经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中所述第三区域与所述出口经由设置在其间的0、1或更多个中间区域材料连通，并且其中所述第一区域和所述第二区域中的至少一个配置有所述注射器，所述方法包含以下步骤：
在所述挤出机的所述第二区域中在一定温度下将乙烯类聚合物和高温分解过氧化物混合，所述温度使得所述过氧化物的半衰期等于或大于(≥)一分钟，并且持续足够的时间段以熔融所述乙烯类聚合物并且使熔融的乙烯类聚合物的所述流变改性以产生转移到所述挤出机的所述第三区域的流变改性的熔融的乙烯类聚合物；和
经由所述第三区域的所述侧进料器将一种或多种添加剂添加到所述流变改性的熔融的乙烯类聚合物中以产生所述流变改性的含添加剂的乙烯类聚合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其包含以下另外的步骤
经由所述主进料器将第一乙烯类聚合物的固体形式进料到所述连续操作的多区域挤出机的所述第一区域中，以将所述第一乙烯类聚合物放置在所述连续操作的多区域挤出机的所述第一区域内；和
在所述挤出机内熔融和运输所述第一乙烯类聚合物以在所述挤出机的所述第二区域中产生所述熔融的乙烯类聚合物。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一乙烯类聚合物为纯乙烯类聚合物。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述挤出机的所述第一区域配置有用于将高温分解过氧化物添加到所述挤出机的所述第一区域中的所述注射器，并且所述方法包含以下另外的步骤：
经由所述主进料器或通过所述第一区域的所述注射器将所述高温分解过氧化物进料到所述连续操作的多区域挤出机的所述第一区域中用于与所述第一乙烯类聚合物接触。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述挤出机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟茜，N·W·邓丘斯，B·I·乔杜里，
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