硅烷交联聚乙烯、电线和电缆制造技术

本发明专利技术提供一种交联度高且挤出成型后的外观平滑、收缩小的硅烷交联聚乙烯、电线和电缆。本发明专利技术的硅烷交联聚乙烯为使通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯进行交联而得到的硅烷交联聚乙烯，相对于聚乙烯100重量份，含有1.5重量份以上硅烷化合物，硅烷化合物的添加量相对于游离自由基产生剂的添加量的比例为35以上，通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的前述聚乙烯在190℃、21.18N的试验条件下的熔融指数为5g/10分钟以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅烷交联聚乙烯、电线和电缆。本专利技术特别涉及用于包覆材料的硅烷交联聚乙烯、具备含有该硅烷交联聚乙烯的包覆材料的电线和电缆。
技术介绍
聚乙烯由于电气绝缘性优异而被用作电线的包覆材料、电缆的包覆材料。特别地， 在聚乙烯中引入了交联结构的交联聚乙烯由于能够附加耐热性于包覆材料，因此被广泛用作电力电缆等的包覆材料用途。就聚乙烯的交联方法而言，有利用有机过氧化物交联、电子射线照射交联和硅烷交联的方法。此处，硅烷交联为，聚乙烯成型后，将硅烷化合物共聚后的聚乙烯放置于存在水分的大气中或高湿环境下，并进行交联。因此，具有能够相对减少初期设备投资的优势，被有效地用作600V左右的低压电力电缆的制造方法。以往，已知一种使用硅烷交联聚烯烃的电线、电缆，其为在导体周围具有由不含氟系润滑剂的硅烷交联聚烯烃构成的绝缘层的使用硅烷交联聚烯烃的电线、电缆，其在绝缘层的表面上具有由熔点为130°C以上的聚乙烯构成的表皮层，且通过将该绝缘层和表皮层进行充分挤出成型而形成(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1中记载的使用硅烷交联聚烯烃的电线、电缆，能够提供一种设置于导体周围的、硅烷交联聚烯烃的绝缘层具有充分的交联度，且加热变形特性和挤出外观良好的电线、电缆。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2008-181754号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题使用硅烷交联聚烯烃的电线、电缆一般可如下所述地制造。即，首先，为了使硅烷化合物与聚乙烯进行接枝共聚，将聚乙烯、硅烷化合物和游离自由基产生剂混合、融合、进行反应。接着，往其中添加硅烷醇缩合催化剂后，对由铜构成的导体或电缆芯进行挤出包覆。就挤出包覆工序而言，有先制备接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯，再在其他工序中将硅烷醇缩合催化剂和该聚乙烯混合、融合的方法；用一个挤出机实施全部混炼工序而挤出包覆的方法等。由此得到的电线、电缆通过放置于大气中或高湿环境下进行包覆材料的交联。而且，近年来随着市场的国际化，把国内标准调整成国际标准的活动进行得很活跃。在低压电力电缆的领域，也制定了调整成IEC标准的JIS标准，对于用作绝缘体的交联聚乙烯要求比以往更高的交联度。但是，以提高硅烷交联聚乙烯的交联度为目的而增加硅烷化合物的添加量和游离自由基产生剂的添加量时，有可能在挤出成型时的外观产生表面粗糙和颗粒状的突起物等。还有可能在使用时包覆材料收缩，连接部分和末端部分的导体向外部露出，产生所谓的称作收缩的现象。因此，有时难以提高用于电线、电缆的包覆材料的硅烷交联聚乙烯的交联度。因此，本专利技术的目的在于提供一种交联度高且挤出成型后的外观平滑、收缩小的硅烷交联聚乙烯、电线和电缆。解决课题的方法(1)为了达成上述目的，本专利技术提供一种硅烷交联聚乙烯，其为使通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯进行交联而得到的硅烷交联聚乙烯，相对于聚乙烯 100重量份，含有1. 5重量份以上硅烷化合物，硅烷化合物的添加量相对于游离自由基产生剂的添加量的比例为35以上，通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的前述聚乙烯在190°C、21. 18N的试验条件下的熔融指数为5g/10分钟以下。(2)另外，对于上述硅烷交联聚乙烯，凝胶分率可超过60%。(3)另外，对于上述硅烷交联聚乙烯，可进一步添加硅烷醇缩合催化剂。(4)另外，对于上述硅烷交联聚乙烯，在JIS C 3660-2-1的9所示的热延伸试验中，在空气温度为200°C、载荷为20N/cm2、施加载荷的时间设定为15分钟的实验条件下的载荷时的伸长率可为175%以下，冷却后的永久伸长率可为15%以下。(5)另外，为了达成上述目的，本专利技术提供一种电线，具备由⑴ ⑷中任一项所述的硅烷交联聚乙烯构成的绝缘包覆层和被绝缘包覆层包覆的导体。(6)另外，为了达成上述目的，本专利技术提供一种电缆，具备由⑴ ⑷中任一项所述的硅烷交联聚乙烯构成的护套层和被护套层包覆的电线。专利技术效果根据本专利技术所涉及的硅烷交联聚乙烯、电线和电缆，能够提供一种交联度高且挤出成型后的外观平滑、收缩小的硅烷交联聚乙烯、电线和电缆。附图说明图1为具备由本专利技术的实施方式所涉及的硅烷交联聚乙烯构成的绝缘体的电线的截面图。图2为具备由本专利技术的实施方式所涉及的硅烷交联聚乙烯构成的绝缘体的电缆的截面图。符号说明1 电线2 电缆10 导体20绝缘体30 护套具体实施例方式本专利技术的实施方式所涉及的硅烷交联聚乙烯为使通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯在硅烷醇缩合催化剂和水分的存在下进行交联而得到的硅烷交联聚乙烯。具体而言，就硅烷交联聚乙烯而言，相对于聚乙烯100重量份，含有1. 5重量份以上硅烷化合物，硅烷化合物的添加量相对于游离自由基产生剂的添加量的比例为35以上， 通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯在190°C、21. 18N的试验条件下的熔融指数为5g/10分钟以下。在聚乙烯中添加的硅烷化合物和游离自由基产生剂的量基于本专利技术人积极研究的以下结果。S卩，首先，使硅烷化合物与聚乙烯进行接枝共聚时，游离自由基产生剂受热分解， 产生自由基。然后，产生的自由基通过从聚乙烯夺取氢，从而生成聚合物自由基。硅烷化合物与生成的聚合物自由基进行加成，就可得到硅烷化合物接枝共聚的聚乙烯。但是，实际上除上述反应以外，聚合物自由基彼此的结合也同时发生。如果过多进行该反应，则聚乙烯的分子量变高，甚至交联形成三维的交联结构。作为结果，由于挤出时的流动性下降，从而产生表面粗糙或颗粒状的突起等引起的外观不良、残留变形引起的收缩的问题。如果在挤出包覆时添加硅烷醇缩合催化剂，由于聚合物内的水分的影响，也会发生接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯彼此的反应，因此这些问题被更显著地表现出来。对此，本专利技术人得知通过添加相对于聚乙烯100重量份为1. 5重量份以上的硅烷化合物，且使硅烷化合物的添加量相对于游离自由基产生剂的添加量的比例(即，重量比) 设为35以上，使通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯在190°C、21. 18N 的试验条件下的熔融指数设为5g/10分钟以下，从而能够防止挤出成型时的表面粗糙或颗粒状突起的产生、收缩的产生。进一步地，本专利技术人还得知在适当的条件下促进交联后，可得到交联度高的硅烷交联聚乙烯，由此想到了本实施方式所涉及的硅烷交联聚乙烯。可认为由于通过使利用游离自由基产生剂生成的聚合物自由基与过量添加的硅烷化合物优先进行反应，能够抑制聚乙烯的高分子化和交联，因此能够抑制挤出性的下降， 并且由于硅烷化合物的接枝量增加，因而能够实现高交联度。本实施方式中使用的硅烷化合物具有可与聚合物反应的基团和通过硅烷醇缩合形成交联的烷氧基。具体而言，硅烷化合物可以使用乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β -甲氧乙氧基)硅烷等乙烯基硅烷化合物；Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、β _(氨基乙基)Y -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-Y -氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷化合物；β-(3，4_环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等环氧硅烷化合物；Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等丙烯酸硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅烷交联聚乙烯，其为使通过游离自由基产生剂接枝共聚了硅烷化合物的聚乙烯进行交联而得到的硅烷交联聚乙烯，相对于所述聚乙烯１００重量份，含有１．５重量份以上所述硅烷化合物，所述硅烷化合物的添加量相对于所述游离自由基产生剂的添加量的比例为３５以上，通过所述游离自由基产生剂接枝共聚了所述硅烷化合物的所述聚乙烯在１９０℃、２１．１８Ｎ的试验条件下的熔融指数为５ｇ／１０分钟以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉田敬佑，菊池龙太郎，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP