绝缘泡沫组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于通信电缆的绝缘泡沫组合物，该组合物具有加工性能，电性能和机械性能的改进平衡。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于通信电缆的绝缘泡沫组合物，该组合物具有加工性能，电性能和机械性能的改进平衡。
技术介绍
聚烯烃化合物对于电缆绝缘体的用途是公知的。对于数据电缆应用，必须的要求是达到规定的电缆阻抗。将绝缘体发泡会降低介电常数和(为达到要求的阻抗)绝缘体直径。结果是更小的电缆，得到更高的安装电缆密度或对于给定的负载，在着火情况下降低的总热量释放。传统上，发泡MDPE或HDPE已经用于电话电缆应用，但这些产品太软和可能容易在电缆组装期间变形。聚丙烯较硬但比较难以加工。问题在于线性聚合物如聚丙烯固有地具有差的熔体强度和难以获得稳定密闭的泡孔结构加上低泡沫密度。高分子量(MW)聚丙烯具有更大的熔体强度但是粘性的。这引起高挤出熔体温度和发泡剂的不受控制反应与获得的差泡孔结构。低MW聚丙烯得到更好的挤出性，但熔体强度的缺乏导致差的泡沫泡孔结构。理想的聚合物应当结合这些性能，即具有良好的熔体强度和加工性能。介电性能.对于高性能数据电缆的需求发展变得更为迫切。更大的带宽总是要求更高的操作频率，但采用这些更高的频率，关键性能参数如特征阻抗和串音更为难以满足。采用更高的频率，绝缘体的介电性能变得显著但认识到几何一致性保持关键的性能参数。Z0=G1∈log(2sd)]]>其中G＝常数，∈＝电容率，s＝导体轴间隔和d＝导体直径特征阻抗是介电常数和电缆几何尺寸的函数。因此对于给定的阻抗(正常地对于结构化数据电缆为100Ohm)和导体尺寸，固定绝缘体直径。由于许多原因需要更小的电缆和可以看出达到此降低的唯一途径是绝缘体介电常数的相应降低。聚乙烯的介电常数是2.3和空气的介电常数是1.0。直接依赖于获得的绝缘体密度，聚合物和空气的混合物会达到在这些极限之间的数值。对于更大的电缆，这可以由空气间隔的构造(如盘或车轮设计)达到，但对于小的数据电缆唯一的解决方案是发泡。几何学.看出一致的阻抗是一致介电常数(如泡沫密度)和导体直径间隔的函数。几何一致泡沫的达到不是容易的。导体直径也是已知的关键因素和多年来投入相当的努力以改进导线直径一致性。然而对于泡沫电缆不是特别实际的(比较固体电介质)和因此要进一步解决。数据电缆从双绞线组装和故此导体间隔与绝缘体直径总体相联。基本需要因此是挤出绝缘体的一致直径。令人遗憾地，挤出仅是问题的开始。电缆的组装包括将绝缘导体通过机器和这可引起磨损或变形。由于背向张力极大地影响严密度和因此导体的间隔，绞合工艺是特别精密的。在随后的加护套和安装期间的过度张力同等地影响导体间隔。实际上我们处理破碎现象。影响破碎性能的关键参数是拉伸强度和硬度，显然它们必须最大化以达到最优的结果。材料.对于主要的聚烯烃产品，显示典型的拉伸强度和Shore硬度数值(表1)。清楚的是在拉伸性能和Shore硬度方面，聚丙烯(PP)有对于应用有兴趣的性能。此外，介电常数直接与密度相关和为达到给定的比重量，PP需要较小的膨胀。表1.电缆绝缘体聚烯烃的特征物理性能 在以上列出的材料中，PP显然最难以加工。聚丙烯的发泡聚烯烃泡沫的挤出数十年来是已知的迄今为止，仅可以从低密度聚乙烯制备非交联泡沫。传统上，发泡PE已经用于电话电缆应用，但这些产品太软和可能容易在电缆组装期间变形。聚丙烯具有较大的刚性和形状保持，但较难以加工，这是由于它具有弱的熔体强度和熔体弹性。问题在于线性聚合物如聚丙烯固有地具有差熔体强度和熔体拉伸性，它们仅允许伴随低泡沫密度的低泡孔生长。否则的话，发生泡沫倒塌和聚结，它们导致非常差，不均匀的泡沫结构与低机械强度。进一步的问题是工艺选择。在典型的挤出泡沫工艺中，熔融聚合物，将确定量的发泡剂加入和与聚合物混合。由于在高温下在挤出机筒中诱导的对流扩散，注入的气体在聚合物基体中以高速率扩散。当离开模头时，聚合物/发泡剂溶液进行解压。这引起聚合物中发泡剂溶解度的下降，它导致气泡形成或发泡。可以由溶解气体的分离、挥发性液体的蒸发、或气体从化学反应的释放产生气体相。不管发泡剂的类型，膨胀工艺包括三个主要步骤成核，气泡生长，和稳定。可膨胀气泡的成核或形成在聚合物熔体中开始，该聚合物熔体已被发泡剂过饱和。一旦气泡达到临界尺寸，由于发泡剂快速扩散入气泡中，它持续生长。此生长持续直到气泡稳定或破裂。现在化学发泡绝缘体共同具有的指示是物理发泡最终取得进展。对于化学品，通过使用常规挤出生产线，发泡用于达到下至约0.4g/cm3的密度水平。发泡剂配制剂的分解温度必须满足PP的熔体温度。依赖于发泡剂的类型，留下分解产物，它可影响绝缘层的电行为。作为发泡剂的气体(CO2、N2、烃、…)的使用是替代工艺，它要求涉及气体注入的特殊设备，挤出机熔融和冷却和模头设计。但此技术使得可以达到下至0.05g/cm3的泡沫密度。聚丙烯在USA作为固体电话导线绝缘体看到一些成功。这些产品的多孔版在20世纪80年代引入，但使用限于要求高温性能的特殊应用。在数据电缆应用中使用这些产品的尝试一般失败于工艺难度。我们了解一种情况，其中通过物理共混等比例的多孔PP和多孔MDPE达到有限的成功，但这样的操作决不是商业所需的。固体聚烯烃绝缘的100Ohm数据电缆(MDPE)正常在0.52mm(24awg)铜导体上具有0.95mm的绝缘体直径。同等发泡电缆的直径直接与膨胀程度相关联。在咨询许多电缆生产商之后，确定+/-40％(泡沫密度0.59)膨胀和直径0.85mm的电缆。这相应于1.6的绝缘体介电常数。相应的电容目标是208pF/m。专利技术目的因此本专利技术的目的是提供一种用于绝缘通信电缆的绝缘泡沫组合物，该组合物具有加工性能和电性能和机械性能的改进平衡，包括20-95wt％未改性的丙烯聚合物A和5-80wt％丙烯聚合物B。术语加工性能用于定义电缆涂敷工艺的稳定性。由一种泡沫组合物达到此目的，其中丙烯聚合物B包括在230℃/2.16kg下熔融指数为0.05-20g/10min的改性丙烯聚合物，该改性丙烯聚合物具有应变硬化行为，因此在与在230℃/2.16kg下熔融指数为0.1-10g/10min的未改性丙烯聚合物的混合物中，改性丙烯聚合物以至多100wt％，优选20-100wt％和最优选50-100wt％在丙烯聚合物B中存在。改性丙烯聚合物可以由任何数目的工艺，如通过采用热分解自由基形成剂处理未改性的丙烯聚合物和/或采用电离辐射的处理生产，其中两种处理可以非必要地伴随或跟随着采用如下物质的处理二或多官能不饱和单体，如丁二烯、异戊二烯、二甲基丁二烯或二乙烯基苯。进一步的工艺可适用于改性丙烯聚合物的生产，条件是获得的改性丙烯聚合物满足应变硬化行为的特性，其定义如下。该改性丙烯聚合物A的例子特别是·在熔体中由聚丙烯与双马来酰亚氨基化合物的反应而改性的聚丙烯(EP0574801A1、EP0574804A2)，·在固相中由采用电离辐射处理聚丙烯而改性的聚丙烯(EP0190889A2、EP0634454A1)，·在固相中(EP0384431A2)或在熔体中(EP0142724A2)由采用电离辐射处理聚丙烯而改性的聚丙烯，·电离辐射作用下由采用多官能、烯属不饱和单体处理聚丙烯而改性的聚丙烯(EP0678527A2)，·在过氧化物存在下在熔体中，由采用多官能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通信电缆的绝缘泡沫组合物，该组合物具有加工性能，电性能和机械性能的改进平衡，包括２０－９５ｗｔ％未改性的丙烯聚合物Ａ和５－８０ｗｔ％丙烯聚合物Ｂ，其特征在于丙烯聚合物Ｂ包括在２３０℃／２．１６ｋｇ下熔融指数为０．０５－１０ｇ ／１０ｍｉｎ的改性丙烯聚合物，该改性丙烯聚合物具有应变硬化行为，因此在与在２３０℃／２．１６ｋｇ下熔融指数为０．１－１０ｇ／１０ｍｉｎ的未改性丙烯聚合物的混合物中，改性丙烯聚合物以至多１００ｗｔ％，优选２０－１００ｗｔ％和最优选５０－１００ｗｔ％在丙烯聚合物Ｂ存在。

【技术特征摘要】
EP 2001-9-25 01122981.21.一种用于通信电缆的绝缘泡沫组合物，该组合物具有加工性能，电性能和机械性能的改进平衡，包括20-95wt％未改性的丙烯聚合物A和5-80wt％丙烯聚合物B，其特征在于丙烯聚合物B包括在230℃/2.16kg下熔融指数为0.05-10g/10min的改性丙烯聚合物，该改性丙烯聚合物具有应变硬化行为，因此在与在230℃/2.16kg下熔融指数为0.1-10g/10min的未改性丙烯聚合物的混合物中，改性丙烯聚合物以至多100wt％，优选20-100wt％和最优选50-100wt％在丙烯聚合物B存在。2.根据权利要求1的绝缘泡沫组合物，其特征在于由如下方式制备改性丙烯聚合物Ba)混合粒状未改性丙烯聚合物，该未改性丙烯聚合物包括a1)丙烯均聚物，特别地重均分子量Mw为500,000-1,500,000g/mol的丙烯均聚物，和/或a2)丙烯和乙烯和/或含有4-18个碳原子的α-烯烃的共聚物，或这样共聚物的混合物，与0.05-3wt％作为能够热分解的自由基产生剂的酰基过氧化物、烷基过氧化物、氢过氧化物、过酸酯和/或过氧碳酸酯，基于使用的聚烯烃组合物，如需要将该自由基产生剂用惰性溶剂稀释，及加热到30-100℃，优选60-90℃，b)在20-120℃，优选60-100℃的温度T(℃)下由粒状丙烯聚合物吸附双官能不饱和单体，其中吸收的双官能不饱和单体的量为0.01-10wt％，优选0.05-2wt％，基于使用的丙烯聚合物，和然后c)从吸附温度到210℃，在包括惰性气体和/或挥发性双官能单体的气氛中加热和熔融粒状聚烯烃组合物，从而能够热分解的自由基产生剂分解和然后d)加热熔体直到280℃以除去未反应的单体和分解产物，d)以自身已知的方式附聚熔体。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：DKJ莫萨，A海塞，JE鲁宾逊，
申请(专利权)人：博雷里斯有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]