可交联的高压聚乙烯组合物、其制备方法和由其制备的管材和电缆技术

本发明专利技术涉及由可交联的聚乙烯组合物制备的管材，该组合物包含硅烷含量为0.1-10重量％的乙烯硅烷共聚物树脂和至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于该乙烯硅烷共聚物树脂的密度＞928kg/m3。根据本发明专利技术的管材具有改进的耐压性。

Crosslinkable high pressure polyethylene composition, process for producing the same, and pipes and cables made therefrom

The present invention relates to compositions prepared by polyethylene tubing can be crosslinked, the composition contains silane content is 0.1-10% by weight vinyl silane copolymer resin and at least one silanol condensation catalyst, characterized in that the vinyl silane copolymer resin density is larger than 928kg/m3. The tubing according to the present invention has improved resistance to pressure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可交联的高压聚乙烯组合物，所述组合物包含硅烷含量为约 0. 1-10重量％的乙烯硅烷共聚物树脂和至少一种硅烷醇缩合催化剂。本专利技术进一步涉及其 制备方法、由所述组合物制备的管材和该组合物作为电缆用绝缘体的用途。
技术介绍
目前可商购的乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂不适合于在管道工程 (plumbing)和加热领域内的管材应用，上述共聚物树脂具有的乙烯基三甲氧基硅烷 (VTMS)含量为约1. 0-2. 0重量％，并且其密度低于92^g/m3。这种水可交联的聚烯烃管材 (PEX-b)不具有通过根据DI N 16894(即，对于PEX管材的German中密度标准)在95°C下 耐流体静压性的质量控制点所要求的性能。根据上述标准，在95°C下，管壁内的周向应力为 2. SMPa时，管材的使用寿命应该为至少1000小时。在高如95°C的温度下，上述可商购的管 材的耐流体静压性非常弱，并且所述管材具有的使用寿命少于1小时，即，破损时间少于1 小时。为了改进由乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂制备的管材的耐流体静压性， 已进行了很多尝试，通过将该树脂与高密度聚乙烯聚合物(HDPE，S卩，通过低压聚合制备的 PE)混合来提高该共聚物树脂的密度。但是，将约30重量％的高密度聚乙烯聚合物加入到 该树脂中并因此将其密度提高至934kg/m3却并未导致使用寿命的增加。因此，这种管材 仍不能通过DIN 16894的质量控制。乙烯-乙烯基硅烷共聚物，例如Visico ，还可用于电缆绝缘体领域内的湿致 (moisture)交联。但是，现有技术的硅烷交联的聚乙烯绝缘材料已显示出所谓的“冷冻层” 的问题，即，在它们碰撞冷的导体时，该共聚物的分子将没有时间来松弛，并且这又将导致 在导体附近形成高度取向的分子的薄层。分子的这种取向导致机械性能劣化。以前，这一 问题已通过将导体预热或通过使用模头上的管代替压模(pressure die)来降低剪切应力 而得以解决。但是，预热器中的投资引起较高的成本。此外，通过使用模头上的管降低模头 压力导致润湿性能劣化，而这又涉及导体与绝缘材料之间粘合性能的降低。专利技术概述本专利技术的目前是提供可交联的高压乙烯硅烷共聚物树脂，其中已消除或至少缓解 了上述问题和缺点。为此目的，提供了一种乙烯硅烷共聚物树脂，所述共聚物树脂具有适用于煤气管、 管道工程和加热领域内的管材应用以及适用于电缆绝缘体领域内应用的优点。这一目的已通过一种可交联的高压聚乙烯组合物获得，所述组合物包含硅烷含量为约0. 1-10重量％的乙烯硅烷共聚物树脂和至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于该 组合物的密度> 9^kg/m3。在从属权利要求2-10中定义了该聚乙烯组合物的优选实施方案。根据一个优选的实施方案，该组合物的密度> 933kg/m3。根据另一个优选的实施方案，该乙烯硅烷共聚物树脂是乙烯-乙烯基三乙氧基硅 烷共聚物、乙烯-Y -甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷共聚物、乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共 聚物或乙烯-Y -三甲氧基硅烷共聚物树脂，优选乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂。根据另一个优选的实施方案，乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂进一步包括 含量< 40重量％的高密度聚乙烯(HDPE)。根据又一个优选的实施方案，该高密度聚乙烯的含量为15-35重量％，优选20-30重量％。另外，根据一个优选的实施方案，在190°C/2. 16kg下的MFlSO. 1-lOOg/lO分钟， 更优选0. 5-6g/10分钟，和最优选l_4g/10分钟。在本专利技术的另一个优选实施方案中，根据ISO 527测量的断裂伸长率> 200%，并 且根据ISO 527测量的断裂拉伸强度> 12. 5MPa。根据ASTM D 2765测量的凝胶含量优选>65重量％，并且优选该聚乙烯组合物进 一步包含0. 1-2. 0重量％的干燥剂。本专利技术的另一个目的是提供一种制备根据权利要求1-10的任一项的可交联的聚 合物组合物的方法。这一目的已通过一种用于制备根据权利要求1-10的任一项的可交联的聚合物组 合物的方法实现，其特征在于该方法是在高于1200巴的压力下的高压方法。根据一个优选的实施方案，使该聚合物组合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下交 联，所述催化剂包含式(I)的化合物或其前体ArSO3H(I)Ar为包含至少14个碳原子的烃基取代的芳族基团。在本专利技术的另一个实施方案中，使该聚合物组合物在硅烷醇缩合催化剂，优选二 月桂酸二丁基锡的存在下交联。本专利技术的另一个目的涉及一种由根据权利要求1-10的任一项的可交联的聚合物 组合物制备的管材。在本专利技术的一个优选实施方案中，对于至少大于1000小时的破损时间而言，在 95°C下的耐压性为至少2. 8MPa，更优选3. 6MPa，和最优选4. 4MPa。最后，本专利技术的组合物还可有利地用作电缆用绝缘体。通过本专利技术提供了一种聚合物组合物，所述聚合物组合物具有通过根据DIN 16892 (即，对于PEX管材的German高密度标准)在95°C下耐流体静压性的质量控制点所 要求的性能。根据上述标准，在95°C下，管壁内的周向应力为4. 4MPa时，管材的使用寿命应 该为至少1000小时。因此，通过本专利技术的组合物还获得了较高的耐压性。此外，高压反应器可用于生产 本专利技术的组合物。通过本专利技术提供了一种聚合物组合物，所述聚合物组合物可用作电缆用绝缘体，其满足了例如 VDE 0276-603 ("Verband Deutscher Elektrotechniker")中所概括的机械 要求，而不存在任何预热导体的要求或为了避免增塑剂从PVC护套中迁移而需要通常用于 电缆的任何保护层，例如聚酯胶带。 具体地，本专利技术提供以下技术方案。第一项，本专利技术提供一种可交联的高压聚乙烯组合物，所述组合物包含硅烷含量 为约0. 1-10重量％的乙烯硅烷共聚物树脂和至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于该 组合物的密度> 9^kg/m3。第二项，根据本专利技术的上述第一项的可交联的高压聚乙烯组合物，其中该组合物 的密度 > 933kg/m3。第三项，根据本专利技术的上述第二项的可交联的高压聚乙烯组合物，其中该乙烯硅 烷共聚物树脂是乙烯-乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、乙烯-Y -甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅 烷共聚物、乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物或乙烯-Y -三甲氧基硅烷共聚物树脂，优选 乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂。第四项，根据本专利技术上述第三项的可交联的高压聚乙烯组合物，其中该乙烯-乙 烯基三甲氧基硅烷共聚物树脂进一步包括含量< 40重量％的高密度聚乙烯。第五项，根据本专利技术上述第四项的可交联的高压聚乙烯组合物，其中该高密度聚 乙烯的含量为15-35重量％，优选20-30重量％。第六项，根据本专利技术上述第一项至第五项的任一项的可交联的高压聚乙烯组合 物，其中在1900C /2. 16kg下MFR2为0. Ι-lOOg/lO分钟，更优选0. 5_6g/10分钟，和最优选 l-4g/10 分钟。第七项，根据本专利技术上述第一项至第六项的任一项的可交联的高压聚乙烯组合 物，其中根据I SO 527测量的断裂伸长率> 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种由可交联的高压聚乙烯组合物制备的管材，该组合物包含硅烷含量为０．１－１０重量％的可交联的高压乙烯硅烷共聚物树脂和至少一种硅烷醇缩合催化剂，其特征在于该聚乙烯组合物的密度＞９２８ｋｇ／ｍ３。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA·苏尔坦，J·奥德科克，K·约翰森，J·容克维斯特，
申请(专利权)人：博里利斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：FI