过氧化物可交联的组合物及其制造方法_3

文档序号:9731518阅读:来源:国知局
低分子量和/或低熔点的,或者 其为液体。在其中在使熔融物穿过微孔筛网(小于lOOym的粒度)过滤之前添加含氮碱的那 些实施例中,所述碱为低分子量或者低熔点的,或者其在环境条件(即,23°C和大气压力)下 为液体。如在可用于本发明的实践中的含氮碱的上下文中所使用的,"低分子量"意指非聚 合的、非寡聚的和/或分子量不超过1400克/摩尔(g/mol),优选地不超过1000g/m 〇l并且更 优选地不超过750g/mol。如在可用于本发明的实践中的含氮碱的上下文中所使用的,"低熔 点"意指熔融温度不超过95°C,优选地不超过90°C并且更优选地不超过85°C,如通过使用 DSC的峰熔点所测量的。可用于本发明的实践的低分子量、低熔点和/或液体含氮碱的实例 包括:三聚氰尿酸三烯丙酯(TAC),以及购自巴斯夫公司的TINUVIN 765(双(1,2,2,6,6_五 甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯的混合物),购自巴 斯夫公司的TINUVIN?770(双(2,2,6,6,_四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯),购自巴斯夫公司的 UVINUL? 40500,^-双甲酰基-Ν,Ν:双(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶基)-己二胺),购自巴斯 夫公司的TINUVIN? 622(丁二酸、二甲酯与4-羟基_2,2,6,6_四甲基-1-哌啶乙醇的聚合 物),购自巴斯夫公司的TINUVIN?123(双-(1-辛氧基_2,2,6,6_四甲基-4-哌啶基)癸二酸 酯),购自氰特工业公司(Cytec industries)的CYAS0RB? 3853((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶) 硬脂酸酯)。
[0075]虽然TAC通常被视为是固化增效剂,但是其在本发明实践中用作含氮碱,而不是固 化增效剂。如此,在本发明实践中使用的TAC量一般比当用作固化增效剂时的量要低得多。 在本发明实践中使用的典型量的范围为以组合物的重量为基准,在从0.0005重量%至0.03 重量%的范围中,优选地从0.002重量%至0.01重量%的范围中。
[0076]抗氧化剂
[0077]可用于本发明实践的抗氧化剂包括但不限于:受阻酚类,例如四[亚甲基(3,5_二 叔丁基-4-羟基氢化-肉桂酸酯)]甲烷、双[(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-甲基羧基乙 基)]硫化物和硫基二亚乙基双(3,5_二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯);亚磷酸酯和亚膦酸 酯类,例如三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯和二叔丁基苯基亚膦酸酯;硫代酸酯类,例如硫 代二丙酸二月桂酯,硫代二丙酸二肉豆蔻酯,二硬脂醇硫代二丙酸酯(DSTDP)和季戊四醇四 (Β-硫代丙酸月桂酯);各种硅氧烷类。在《塑料添加剂手册》(Plastic Additives Handbook),盖希特(Gachter)等人,1985年中可以找到其它的实例。以组合物的重量为基 准,抗氧化剂可以约〇. 05重量%至约5重量%的量使用。优选地,所述组合物包含含硫抗氧 化剂,例如硫代酸酯,尤其是DSTDP。所述抗氧化剂可单独使用或者以两种或更多种组合地 使用并且将被称为A0。
[0078]添加剂
[0079] 可在加工之前,期间和/或之后将附加的添加剂添加到聚合物熔融物中。以聚合物 的重量为基准,添加剂的量通常在约〇.〇1重量%至约3重量%的范围内。有用的添加剂包括 附加的抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、助滑剂、增塑剂、加工助剂、稳定剂、流动助剂、 润滑剂、水树抑制剂(water tree inhibitor)如聚乙二醇、固化增效剂、烧焦抑制剂,以及 粘度控制剂。
[0080] 预混方法
[0081] 在一个实施例中,本发明是一种用于制造过氧化物可交联的球粒的方法,所述方 法包含以下步骤:首先形成过氧化物可交联的聚合物与三聚氰尿酸三烯丙酯(TAC)和一种 或多种抗氧化剂(A0)的预混物的均质熔融物,以及随后使均质熔融物穿过筛孔大小小于 lOOMi的过滤器,以及随后用经过滤的均质熔融物形成球粒。所述预混物通常包含或者基本 上由0.6-66重量%,更典型地0.6-3重量%并且甚至更典型地0.6-1.5重量%的了六(:和34-99.4重量%,更典型地97-99.4重量%并且甚至更典型地98.5-99.4重量%的八0组成。
[0082]优选的抗氧化剂为酚基A0、硫基A0,以及酚基A0和硫基A0的组合。可在本发明的此 实施例中使用的A0的说明性实例包括但不限于:CYAN0X? 1790,TBM6(4-硫-双(3-甲基-6叔丁基酚),了8?6(2,2/-硫双(6-叔丁基-对甲酚)),11?^勵乂1010(季戊四醇四(3-(3,5-二 叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯),IRGAN0X 1035(硫二乙烯双[3-[3,5_二叔丁基-4-羟苯基]丙酸 酯]),IRGASTAB KV10(4,6-双(辛基硫代甲基)-邻甲酚),DSTDP(二硬脂基硫代二丙酸酯), DLTDP(硫代二丙酸二月桂酯),NAUGARD 412S(季戊四醇四(β-十二烷基硫代丙酸酯)),以及 这些Α0中的两种或更多种的组合。CYAN0X产品可购自氰特公司(Cy t e c ),IRGAN0X和 IRGASTAB产品可购自巴斯夫公司,以及NAUGARD产品可购自阿迪旺公司(Addivant)。大部分 优选的A0为在美国专利6187858和美国专利6187847中描述的TBM-6和抗氧化剂的共混物。 [0083]可以通过本领域中熟知的方法来制备预混物,以产生化学物质的均匀混合物并且 可包括熔融共混物和溶剂共混物。
[0084]过氧化物可交联的聚合物典型地为聚烯烃,并且更典型地为聚乙烯。过氧化物可 交联的聚合物与预混物的均匀共混物典型地包含或者基本上由95-99.9重量%,更典型地 96- 98重量%,并且甚至更典型地97-98重量%的可交联的聚合物和0.1-0.6重量%,更典型 地0.2-0.5重量%并且甚至更典型地0.2-0.4重量%的预混物组成。
[0085]过氧化物可交联的聚合物和预混物典型地并且优选地在单螺杆挤出机或者双螺 杆挤出机中混合,并且随后穿过细孔筛网或过滤器。复配的条件为使得产生聚合物和预混 物的均质熔融物,例如在140_250°C,或者160-235°C或者170-225°C的温度下。筛网的筛孔 大小典型地小于100微米(μπι),更典型地小于75μπι,并且甚至更典型地小于50μπι。在最优选 的实施例中,筛孔大小小于25μπι。可改变筛网的化学组成以获得便利性,但是筛网通常为金 属性的,例如不锈钢。
[0086] 一旦聚合物和预混物的均质熔融物已经穿过过滤器或者筛网,就从混合器中去除 熔融物,例如,从挤出机中挤出,并且形成具有所需大小与形状的球粒。在进一步任选步骤 中,用过氧化物浸渍所述球粒,通常是通过喷涂或者以其它方式施用液体过氧化物到球粒 上并且使得球粒吸收所述过氧化物。在一个实施例中,在将过氧化物施用到球粒上之前,将 所述过氧化物与一种或多种添加剂混合。在一个实施例中,所述添加剂包括附加的TAC和/ 或其它低分子量或者低恪点的或者液态的含氮碱。一旦冷却,具有或不具有经吸收的过氧 化物的球粒就可准备好供使用、运送和/或贮存。
[0087] 低分子量或者低恪点或者液态的含氮碱方法
[0088] 在一个实施例中本发明为一种用于制造过氧化物可交联的球粒的方法,所述方法 包含:首先形成(i)过氧化物可交联的聚合物、(i i)低分子量或液态或低熔点的含氮碱以及 (iii) 一种或多种抗氧化剂(A0)的均质熔融物,以及随后使所述均质熔融物穿过筛孔大小 小于100μπι的过滤器,以及随后从经过滤的均质熔融物形成球粒。在一个实施例中,均质熔 融物典型地包含或者基本上由95-99.9重量%,更典型地96-98重量%,并且甚至更典型地 97- 98重量%的过氧化物可交联的聚合物和0.0005-0.09重量%,更典型地0.001-0.03重 量%并且甚至更典型地0.002-0.01重量%的含氮碱组成。在一个实施例中,所述均质熔融 物通常包含或者基本上由95-99.9重量%,更典型地96-98重量%,并且甚至更典型地97-98 重量%的过氧化物可交联的聚合物;0.0005-0.09重量%,更典型地0.001-0.03重量%并且 甚至更典型地0.002-0.01重量%的含氮碱;以及0.01-0.6重量%,更典型地0.1-0.5重 量%,并且甚至更典型地0.1 -0.4重量%的八0组成。
[0089]所述过氧化物可交联的聚合物典型地为聚烯烃,并且更典型地为聚乙烯,并且所 述低分子量或低熔点或液态的含氮碱如上所述。在一个实施例中,碱为TAC和/或购自巴斯 夫公司的群1冊1*4〇5〇0,^-1,6-己二基双0-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-甲酰胺)。任 选的抗氧化剂如上所述。优选的A0包括:CYAN0X? 1790,TBM6、TBP6 (2,硫双(6-叔丁基-对甲酚))、IRGAN0X 1010、IRGAN0X 1035、DSTDP、DLTDP、NAUGARD?412S,以及这些A0中的两 种或更多种的组合。在优选实施例中,所述组合物含有至少一种含硫A0,例如DSTDP、DLTDP 和NAUGARD? 412S〇
[0090] 在(1)形成(A)过氧化物可交联的聚合物、(B)低分子量或液态或低熔点的含氮碱 和(C)A0的均质熔融物,(2)过滤所述均质熔融物,以及(3)从经过滤的熔融物形成球粒中的 操作步骤和所使用的设备与如上文关于预混方法所描述的相同。
[0091] 在进一步任选步骤中,用过氧化物浸渍所述球粒,通常是通过喷涂或者以其它方 式施用液体过氧化物到球粒上并且使得球粒吸收所述过氧化物。在一个实施例中,在将过 氧化物施用到球粒上之前,将所述过氧化物与一种或多种添加剂混合。在一个实施例中,添 加剂包括0.0005%至0.01 %的附加的TAC和/或TINUVIN? 765和/或其它低分子量或液态或 低熔点的含氮碱。一旦冷却,具有或不具有经吸收的过氧化物的球粒就可准备好供使用、运 送和/或贮存。
[0092]浸润方法
[0093] 在一个实施例中本发明为一种用于制造过氧化物可交联的球粒的方法,所述方法 包含:首先形成过氧化物可交联的聚合物的熔融物,以及随后使所述熔融物穿过筛孔大小 小于100μπι的过滤器,以及随后从经过滤的均质熔融物形成球粒,以及随后用低分子量或低 熔点或液态的含氮碱浸渍球粒。过氧化物可交联的聚合物典型地为聚烯烃,并且更典型地 为聚乙烯,并且其可与一种或多种添加剂组合,所述添加剂为例如抗氧化剂,例如如上所述 的那些。在(1)形成具有或不具有添加剂的过氧化物可交联的聚合物的熔融物,(2)过滤所 述熔融物,以及(3)从经过滤的熔融物形成球粒中的操作步骤和所使用的设备与上文关于 预混和低分子量或低熔点或液态的含氮碱方法所描述的相同。
[0094] 低分子量或低恪点或者液态的含氮碱如上所述。在一个实施例中,所述碱为 0005%至0.01 %的TAC和/或TINUVIN? 765和/或其它低分子量或液态或低熔点的含氮碱。 任选的抗氧化剂也如上所述。优选的Α0包括:CYAN0X? 1790,ΤΒΜ6、ΤΒΡ6 (2,2'-硫双(6-叔丁 基-对甲酚))、IRGAN0X 1010、IRGAN0X 1035、DSTDP、DLTDP、NAUGARD?412S,以及这些Α0中的 两种或更多种的组合。在优选实施例中,所述组合物含有至少一种含硫A0,例如DSTDP、 DLTDP和NAUGARD? 412S。大部分优选的A0为在美国专利6187858和美国专利6187847中描述 的TBM-6和抗氧化剂的共混物。
[0095] 随后用低分子量或低熔点或液态的含氮碱,典型地并且优选地与过氧化物组合地 浸渍球粒,通过喷涂或者以其它方式施用所述碱和任选的过氧化物到球粒并且使所述球粒 吸收所述碱和任选的过氧化物。所述碱和过氧化物在其施用到球粒上的时刻和温度下为液 态的。在一个实施例中,在将碱施用到球粒之间,将所述碱与过氧化物和/或一种或多种添 加剂混合。在一个实施例中,在施用低分子量或低熔点或液态的碱之后,球粒通常包含或者 基本上由95-99.9重量%,更典型地96-98重量%,并且甚至更典型地97-98重量%的过氧化 物可交联的聚合物和〇.001-0.09重量%,更典型地0.001-0.03重量%,并且甚至更典型地 0.002-0.01重量%的含氮碱组成。在一个实施例中,在施用低分子量或低恪点或液态的碱 之后,球粒通常包含或者基本上由95-99.9重量%,更典型地96-98重量%,并且甚至更典型 地97-98重量%的过氧化物可交联的聚合物;0.0005-0.09重
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