过氧化物可交联的组合物及其制造方法_4

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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. ΙΟ. 5重量 % ,并且甚至更典型地0.1-0.4 重量 % 的六0 组成 。在一个实施例中 ,所述组合物包含 含硫抗氧化剂,例如DSTDP。
[0096] 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。
[0097]电线和电缆
[0098]本发明的过氧化物可交联的聚合物组合物可以已知的量和通过已知的方法(例 如,使用USP 5,246,783和USP 4,144,202中所描述的设备和方法)施用到电缆作为绝缘体。 典型地,所述护皮组合物时在装备有电缆涂覆模具的反应器-挤出机中制备的,并且在所述 组合物的组分经调配之后,随着电缆经牵引经过模具而将所述组合物挤出到一个或多个导 体上。
[0099] 实例
[0?00]稳定化的预混物
[0101]本发明的实例使用购自氰特公司的主要抗氧化剂CYANOX? 1790 (1,3,5-三(4-叔 丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-( 1Η,3Η,5Η)-三酮)与共混有三聚氰尿 酸三烯丙酯(TAC)的增效剂二硬脂醇硫代二丙酸酯(DSTDP)的混合物。主要Α0和增效剂在所 有实例中的比例为约0.63:1。
[0102]实例 1
[0103] 实例1为TAC和Α0预混的1:1混合物(50重量%的了六0+31重量%的03了0?+19重量% 的CYANOX? 1790)。所有样品的差示扫描量热法(DSC)温谱图示出于图式中。DSC实验是在空 气中以10°C/分钟的上升速率进行的。这些温谱图的起始峰(Peak onset)、最高峰和:!:含值整 理收录于表1中。对于不具有TAC的A0混合物(61重量%的03了0?+39重量 1790),存在两个主要峰:在约60°C处的尖锐吸热(峰1)和在245°C和285°C之间的宽放热(峰 2) JAC(不含A0)的温谱图也示出了两个峰,一个是在约200°C处的尖锐放热(峰3),以及一 个是在255°C和295°C之间的宽放热(峰4)。
[0104] 当A0混合物和TAC在实例1中以1:1比率预混时,令人惊讶地,未观测到峰3的痕迹, 同时对其它峰(峰1、2和4)没有显著的影响(除稀释外)。实例1因此仅具有两个峰:来自A0混 合物的峰5(类似于峰1),以及峰6,峰6为峰2和峰4的组合。此结果清楚地示出在图1中,其中 收录了所有三种温谱图。TAC温谱图中的峰3是高度放热的尖锐峰,这表明安全危险和爆炸 的潜能。实例1的本发明混合物完全湮灭了此峰(反应),从而显著地改善了安全性。由此,将 A0和TAC作为预混物处理和引入比分别处理和引入所述组分更安全。
[0105]表1
[0106] A0、TAC、十四烷以及它们的混合物的峰描述,峰起点,最高峰和焓值
[0107]
[0108] 实例2
[0109] 实例2的组成为2重量%的了40+60重量%的03了0?+38重量1790。此共 混物的TAC水平为将不会显著改变其中添加 A0+TAC预混物的调配物的固化特征。此在优选 的组成范围中。实例1清楚地表明A0在消除TAC中的一个放热反应方面的效应。图2示出在第 二组合物中还消除了峰3。这些温谱图的起始峰(Peak onset)、最高峰和洽值整理收录于表 1中。
[0110] 比较实例和对照实例
[0111] 本发明的独特特征为对放热峰的消除不是在所有TAC+溶剂共混物中普遍的效应。 为了证明些,对比较调配物实行DSC实验,所述比较调配物类似于实例1中所使用的调配物, 除了用十四烷代替A0混合物以外:50重量%的十四烷+50重量^的了六匕还用纯十四烷样品 实行了对照实验。图3比较了比较实例的温谱图与TAC和十四烷的温谱图,并且在混合物中 清楚地观测到了放热TAC峰(峰3)为峰9。这些温谱图的起始峰(Peak onset)、最高峰和焓值 整理收录于表1中。
[0112] 包含低分子量含氮碱的组合物
[0113] 在此实施例中,本发明是包含低分子量、液态或者低熔点有机含氮碱(随后称为低 分子量或低熔点碱)以及硫基抗氧化剂的组合物。此类碱的实例给出于表2中。此类碱的优 选实例包括UVINULTM 4050和三聚氰尿酸三烯丙酯(TAC)CYASORB? 3346和OHMASSORB?是 比较实例,均具有高分子量和高熔点。
[0114] 表2
[0115] 低分子量和高分子量含氮碱的实例
[0116]

LU11/J 购目巴斯天公司的UV1NUL11'1 405(KN,N; -1,6-己二.双四中.-4-NJK 啶基)_甲酰胺)是低分子量碱,而TAC具有低分子量和低熔点两者。另一方面,购自氰特公司 的CYASORB? 3346(聚[[6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶 基)亚氨基]-1,6-己二基-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]])和购自巴斯夫公司的 CHIMASSORB? 2020(1,6-己二胺,N,Y -双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)与2,4,6-三氯-1,3, 5-三嗪的聚合物,与N-丁基-1-丁胺和N-丁基-2,2,6,6_四甲基-4-哌啶胺的反应产物)具有 高分子量和高熔点两者。购自巴斯夫公司的TINUVIN?(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)是液态碱。
[0118] 当在含有硫基抗氧化剂的调配物中使用低分子量或低熔点碱时,令人惊讶地,在 这些调配物在挤出机中产生期间筛网堵塞明显减少。在ZSK-30双螺旋挤出机上进行实验以 模拟筛网堵塞。在这些实验中使用的添加剂负载为:1.37重量%的05了0?+0.83重量%的 CYAN0X? 1790+344百万分之一 (ppm)的碱。这些负载几乎是在优选实施例中所使用的六倍, 并且用于加速筛网堵塞。换句话说,这些使用344ppm的碱的测试模拟了当在实际应用中使 用约50ppm的相同碱时所预期的性能。实验是在245°C进行的。筛孔大小在从23μπι开口至200 μπι开口的范围中的筛网堆叠被用于各种情况,即,在各个情况中,所存在的最细孔筛网具有 23μπι的开口。在挤出之后,将筛网叠层分层,通过甲苯洗涤去除聚合物,并且通过将23μπι开 口筛网浸渍在水中并且称量水溶性提取物来测量模垢(plate out)。表3(a)示出了以各种 调配物的水溶性提取物的毫克数(mg)表示的筛网上堵塞。所有低分子量或低熔点缓冲剂的 堵塞比CYASORB? 3346的堵塞少。
[0119] 表3(a)
[0120] 本发明的优选实例和比较实例,
[0121] 作为以mg为单位的水溶性提取物测量的筛网堵塞
[0122]
[0123]较少的筛网堵塞与生产循环中较长的运行时间有关,并且因此与用于超高压应用 的较高的额外清洗产物的较高产率有关。随着筛网开始堵塞,压力在多孔板处增大,直到其 达到多孔板变得无法有效操作的程度。如其中存在来自实际的工厂运行的压力上升数据的 表3(b)中所示,当比较实例调配物(含有0.225%DSTDP+0.137%CYAN0X?1790+0.0075% CYASORB? 3346)和比较实例调配物(含有0 · 225%DSTDP+0 · 137%CYANOX? 1790+0 · 0075% CHIMASSORB? 2020)试验时,压力上升的平均速率为0.7巴/小时。此将导致在达到变得难以 有效操作的点处之前的运行时长小于3天。可通过减少添加剂的负载量来对比较实例做出 小的改进。含有0 · 200 %DSTDP+0 · 120 % CYANOX? 1790+0 · 0022 %CYAS0RB? 3346的调配物 产生0.5巴/小时的压力上升,这将使得运行时长仅超过四天。然而,即使在此运行时长的情 况下,可获得的额外清洗产物的产率也非常小。另一方面,我们的发明(优选的)实例含有 (0.200%DSTDP+0.120%CYAN0X? 1790+0.0030%UVINUL? 4050)和(0.200%DSTDP+ 0.120%CYAN0X?1790+0.0050%TAC)没有在工厂中造成压力上升,因此产生了非常长的运 行时长和非常好的额外清洗产物的产率。
[0124] 表3(b)
[0125] 对于在挤出期间存在的经复配的高分子量碱(比较例)和低分子量和/或低熔点含 氮碱(优
[0126] 选的本发明实例)从商业工厂获得的压力上升速率
[0127]
[m &」 顺缉于谷有腧.Α?的调κ物网个王妥优? : (1)共提供缉]Q:氧化物贮仔稳足?生,并 且(2)其减少了固化期间不期望的水生成。为了测量过氧化物稳定性,将样品放置在70°C的 烘箱中并且周期性地分析这些样品的固化潜力(MDR-Mh)。如果在70°C老化两星期之后,存 在大于90%的固化保持(保持初始的Mh),那么碱被视为有效地维持了过氧化物的贮存稳定 性。此用于提供对室温下的贮藏寿命的预测。表4示出了对本发明的优选样品、比较样品和 对照样品在两星期老化下的MDR-Mh值。基于经老化样品相对于起始时的变化百分比,样品 被判定为合格或不合格评等。表中的样品是在试验厂中,于ZSK-30双螺旋挤出机上复配,并 且随后用过氧化物浸渍(浸润)的。所有样品含有0.20重量% DSTDP+0.12重量% CYAN0X? 1790+1.8重量%过氧化二异丙苯(Dicup)和0.0050重量%的相应缓冲剂。
[0129] 表4
[0130] 本发明的优选样品、比较样品和对照样品:
[0131] 通过固化保持测量的过氧化物稳定性
[0132]
[0134] 在使用最小化筛网堵塞并且提供优良的过氧化物稳定性的发明性调配物中,产生 最佳的其它性质的组合的调配物是TAC和UVINUL? 4050,并且由此为本发明中的优选碱。表 5比较了我们的优选实例、发明性实例和比较实例中碱的电性质和在减少固化后水生成方 面的效用。对含有0.2重量%DSTDP、0.12重量%CYAN0X? 1790、1.8重量%0丨(:卯和0.005重 量%缓冲剂的调配物中的各种缓冲剂进行电性质和缓冲性质的比较。TINUVIN? 765、 TINUVIN? 123、CYAS0RB? 3853和TINUVIN? 770无法充分地减轻不希望的水生成。具有 DSTDP、Cyanox 1790并且不具有碱的样品预期比在表5中列出的所有项产生更高的水分值。 因此不对含有TINUVIN? 123、CYAS0RB? 3853和TINUVIN? 770的调配物执行df测量。 TINUVIN? 622和TINUVIN? 765给出高温(130°C)下的高df值和高应力(20kV/mm),这是高 压绝缘体应用中不希望有的。对模型电缆进行df测量。优选的实例,TAC和UVINULTM 4050提 供了在过氧化物稳定性和减少水生成两个方面的显著有效性并且具有高温下的低df值和 高应力,同时产生了低水平的筛网堵塞。
[0135] 表5
[0136] 优选实例、发明性实例和比较实例
[0137]
[0139] 使用TAC作为用于固化促进的助剂是已知的,但是在本发明中使用的负载量恰好 低于固化促进水平。表6示出实例1(含有0.005重量%的1六〇和对照(不含有任何TAC)的 MDR-Mh值(固化水平)之间没有显著的差异。两种调配物都具有1.8重量%的过氧化二异丙 苯。由此,以这些水平使用TAC从教导将TAC用作助剂(即,固化增效剂)的现有技术方面看来 并非明显的。
[0140] 表6
[0141] 相较于不含TAC的相同调配物,含有0.005重量的实例1的固化水平(在182 °c
[0142] 的MDR-Mh)
[0143]
[0144] 浸润方法
[0145] 本发明的此实施例的发明性实例和比较实例中的基准组合物含有在LDPE中复配 的两种主要抗氧化剂:CYAN0X? 1790和DSTDP化合物。这种调配物的一个版本是在生产工厂 中制造的并且含有〇. 137重量%1790和0.225重量%的03了0?( 即,基准调配物 1)。这种调配物的另一个版本是在生产工厂中制造的并且含有0.12重量%1790 和0.20重
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