专利名称：用于电力和/或通讯电缆护套材料的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于制备护套材料的可交联组合物。
本发明发现了一种特别有利的，但不是唯一的，在电力和/或通讯电缆领域的应用。
背景技术：
众所周知，无论从机械、热或化学观点考虑，电缆最外层的护套在防护方面均起着重要作用。
在海上应用中，外层护套必须特别地能够抵抗油和石油油泥(petroleumsludge)。为能够实现这一目的，其通常用硫化合成橡胶制造。
现在，为1制备这种材料，一般采使用弹性体混合物，该混合物通常在蒸汽管中在高压和高温，在硫磺或过氧化物存在下进行常规交联。
然而，这种生产方法具有实施复杂且昂贵的缺点。
这是因为，在采用高压和高温时，蒸汽管交联需要使用相对复杂且高能耗的设备。最终结果证实该设备的购买和维护或使用均极其昂贵。
蒸汽管交联也意味着需要满足特别严格的安全标准。
因此，本发明主题所要解决的技术问题是提供一种用于电力和/或通讯电缆护套材料的可交联组合物，该可交联组合物能够避免现有技术中的问题，同时保证以显著低成本生产制造护套材料，而且其仍然具备良好的耐油和石油油泥性质。
发明内容
根据本发明，对这些提出的技术问题的解决方法包括一种可交联组合物，该组合物包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，选自丙烯腈和聚氨酯弹性体的合成化合物，过氧化物以及氨基硅烷。
如上述定义的本发明，具有能够生产非常特别的热塑性弹性体的优点。其意义在于能够在环境空气中经过两周形成交联。而且，它在这里可被真正地称为自交联。
热塑性弹性体形成一种非常韧性的材料，该材料一旦交联还能够完美地耐油和油泥。因此，其被证实非常适合用于生产在海上应用的电缆护套。
此外，自交联使其能够避免采用昂贵的蒸汽管交联处理，从而在制造成本方面获得实质性节约。因此根据本发明的护套材料，可有利地通过简单使用热塑性材料的常规生产设备生产，这又更进一步促进了所述材料成本价格下降。从产业观点看这种制造的方便也可通过在灵活性方面的显著收益来表达。
应当理解，虽然根据本发明组合物的交联可在环境空气中不到三周内发生，但是也可通过升温来加速该过程，例如将热塑性弹性体置于85℃烤箱中12小时。
特别有利地，可以提及的是基于化学观点，过氧化物的作用在于以能够制备均匀混合物为目标，显著地使一方面的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物与另一方面的合成化合物结合。
从而，使乙烯/醋酸乙烯酯共聚物通过碳-碳键化学键连于合成化合物上。
至于氨基硅烷，其起到产生自交联的作用。
特别有利地，可交联组合物以基于100重量份树脂，含有20-90重量份乙烯/醋酸乙烯酯共聚物来提供。应当理解，在全文中，且十分常见的术语“树脂”通常指代该组合物中存在的所有聚合物。
优选地，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物含有28-80％的醋酸乙烯酯。
根据本发明另一个有利的特征，可交联组合物以基于100重量份树脂，含有少于40重量份合成化合物来提供。
当合成化合物是聚氨酯弹性体时，后者优选为聚酯型。这说明聚醚型聚氨酯弹性体仍然可以完美使用。
在一个特别有利的方式中，基于每100份树脂，可交联组合物含有0.8-2.1重量份过氧化物。
优选地，过氧化物的分解温度为110-145℃，优选为135-145℃。
这些分解温度与根据本发明的组合物在处理或“化合(compounding)”时，例如在密炼机中测量的温度相当。
根据本发明的另一个有利特征，基于100重量份树脂，可交联组合物包含1-4重量份氨基硅烷。
另外，根据本发明的一个特征，提供的可交联组合物还含有至少一种与乙烯/醋酸乙烯酯相容的二次聚合物。
这说明事实上，护套材料的基础聚合物可由多种聚合物的混合物组成，其主要树脂仍然是乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。该特征使其能够赋予护套材料特殊的机械性能，和/或调节它们的等级。
优选地，二次聚合物选自高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯。
特别优选地，可交联组合物含有低于40重量份二次聚合物，基于每100份树脂。
此外，根据本发明的另一个特征，可提供的可交联组合物含有至少一种填料，该填料选自阻燃填料、增容填料(extending fillers)和增强填料(reinforcing fillers)。
在这种情况下，可交联组合物将优选包括少于190重量份填料，基于100重量份树脂。
另外，根据本发明的另一个特征，可提供的可交联组合物包含至少一种添加剂，该添加剂选自稳定剂、抗氧剂、着色剂、加工助剂和UV稳定剂的组。
此外，本发明当然包括任何包含至少一种由前述可交联组合物获得的护套的电力和/或通讯电缆。应该指出的是，在这种类型的结构中，其可以是内部护套或外部护套。
然而，本发明还涉及任何电力和/或通讯电缆，该电缆包含多个沿同一外部保护护套内部伸展的绝缘导体，其中所述外部保护护套通过前述可交联组合物得到。
在下面对对比实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。所述实施例是用于说明，而不具有任何限制作用。
对比实施例确定目标，然后对比来源于根据本发明组合物的两种材料和与该材料等量但未交联的热塑性弹性体的耐油和油泥性。这三种材料均能够用于制造电力和/或通讯电缆护套。
样品组合物样品1的组合物相当于现有技术中的常规热塑性弹性体。至于样品2和3的组合物，根据本发明在某种意义上能够用于交联热塑性弹性体的生产，其主要通过使用的合成化合物来区分彼此，在样品2中的合成化合物是丙烯腈，而在样品3中的合成化合物由聚氨酯弹性体组成。
表1给出了材料1、2和3三种样品各自组成的确切细节。在这方面应该指出的是，提及的用量通常采用phr表示，也就是说基于100重量份树脂的重量份数。
表1
条目(reference)“EVA 70”是指含70％醋酸乙烯酯的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。在这里，其是Bayer出售的名为LEVAPREN 700的产品。
条目“EVA 28”也对应于乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，但此时只含有28％的醋酸乙烯酯量。这里其是Exxon的商品名为ESCORENE 328的产品。
“高密度接枝PE”实际上是由高密度且马来酸酐接枝的聚乙烯组成，为Dupont出售的名为BYNEL 40E529的产品。
“接枝PE”涉及一种马来酸酐接枝聚乙烯，由Arkéma销售，商品名为OREVAC 18302。
条目“聚氨酯”是指Rhein Chemie出售的名为UREPAN 641 G的聚氨酯弹性体。
条目“腈”，对其而言是Zéon销售的丙烯腈。
术语“过氧化物”实际上对应于2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-3-己炔，是Akzo销售的名为TRIGONOX 145.45的产品。
条目“氨基硅烷”是指γ-氨基-丙基三乙氧基硅烷，由Degussa提供。
“阻燃填料”由氢氧化镁Mg(OH)2组成，是一种由Albermarle销售的商品名为MAGNIFIN H10的粉末。
条目“抗氧剂”对应于Ciba出售的名为OA的产品。
术语“加工助剂”指由Strucktol销售的商品名为STRUCKTOL WS180的产品。
样品制备事实上，每种组合物的制备均是通过按照明确规定的顺序，将其各种成分投入到密炼机中来实施的。
因此，在引入所有聚合物化合物和过氧化物的同时开始该操作。除过氧化物外，这里涉及的，作为例子可以是两种乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，即EVA 70和EVA 28；两种合成化合物，也就是说丙烯腈和聚氨酯弹性体；和两种由马来酸酐接枝聚乙烯和高密度马来酸酐接枝聚乙烯形成的二次聚合物。
只有当过氧化物完全分解时，才可以向混合物中加入抗氧剂。避免所述抗氧剂消耗由过氧化物产生的自由基，从而保证合成化合物键连于每个存在的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物上，确实是很重要的。
对于阻燃填料和余下的添加剂而言，其可以在混合步骤的任何时刻添加，优选地，加工助剂仅在混合步骤结束前添加。
然后将最终得到的材料冷却，造粒，以使得能够在随后的任何时候进行挤出成型。
在第二步骤中将颗粒引入挤出机，并仅在实施挤出操作时加入氨基硅烷。应该指出的是，即使氨基硅烷可以通过注入的方式引入液相中，但这里优选其以在高密度聚乙烯多孔载体上的浸渍方式加入。
然后，将以特定断面形式挤出的材料置于85℃烤箱中保持12小时，以促进其交联。
冷却后，从不同挤出断面中切下H2测试片，从而得到护套材料1、2和3的三种样品。
耐油和油泥性为能够确定和比较各种样品的耐化学性，分别对它们进行有关耐油和油泥性的三类标准实验。
对每个样品，操作过程大体如下首先，进行常规拉伸测试，以测量样品的拉伸强度和断裂伸长率，从而得到相关数值。由于这些测试是本领域技术人员非常熟知的，因此这里没有对其进行进一步阐述。
然后分别对每个样品进行三类耐性测试，即每次在不同的H2测试片上进行测试。这些测试记载在NEK606标准中。
第一耐性测试包括在100℃的IRM902油浴中浸泡测试片24小时。
第二测试也非常类似，在该情况下，唯一的区别在于在100℃ IRM902油浴中浸泡测试片，持续70小时。
第三耐性测试，对其而言，包括在70℃的Carbosea浴中浸泡56天。
在每种测试结束时，再次在相应的测试片上进行拉伸测试，以测量样品的拉伸强度和断裂伸长率的增长或下降。
表2中给出了三种样品的所有结果。对此，应指出的是，“NM”指相应的物理量在实验中不可测量。
表2
观察“测试前”结果，首先需要注意的是样品2和3的断裂伸长率值明显低于样品1。这说明根据本发明的组合物得到的护套材料本身相对于相似类型但没有交联的现有技术中的材料具有更好的机械性能。
现在如果研究实施各种耐化学性测试之后的结果，可以很自然地观察到三种材料的机械性能下降。然而，与样品1所测量的相比，这种下降在样品2和3中显著较小。确实，在拉伸强度和断裂伸长率方面观测到了小得多的减少，甚至有时增加。还可以看到，样品1没有能够成功完成第3次测试。无论如何，这都说明由根据本发明的组合物得到的护套材料表现出良好的耐油和油泥性。
权利要求
1.用于电力和/或通讯电缆护套材料的可交联组合物，其特征在于其包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，选自丙烯腈和聚氨酯弹性体的合成化合物，过氧化物和氨基硅烷。
2.根据权利要求1的可交联组合物，其特征在于其包含20-90重量份的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，基于100重量份树脂。
3.根据权利要求1或2的可交联组合物，其特征在于乙烯/醋酸乙烯酯共聚物包含28-80％的醋酸乙烯酯。
4.根据权利要求1-3中任意一项的可交联组合物，其特征在于其包含少于40重量份的合成化合物，基于100重量份树脂。
5.根据权利要求1-4中任意一项的可交联组合物，其特征在于合成化合物是聚酯型聚氨酯弹性体。
6.根据权利要求1-5中任意一项的可交联组合物，其特征在于其包含0.8-2.1重量份的过氧化物，基于100重量份树脂。
7.根据权利要求1-6中任意一项的可交联组合物，其特征在于过氧化物的分解温度为110-145℃，优选为135-145℃。
8.根据权利要求1-7中任意一项的可交联组合物，其特征在于其包含1-4重量份的氨基硅烷，基于100重量份树脂。
9.根据权利要求1-8中任意一项的可交联组合物，其特征在于其还包含至少一种与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物相容的二次聚合物。
10.根据权利要求9的可交联聚合物，其特征在于二次聚合物选自高密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯。
11.根据权利要求9和10中任意一项的可交联聚合物，其特征在于其包含少于40重量份的二次聚合物，基于100重量份树脂。
12.根据权利要求1-11中任意一项的可交联聚合物，其特征在于其还包含选自阻燃填料、增容填料和增强填料的至少一种填料。
13.根据权利要求1-12中任意一项的可交联组合物，其特征在于其包含少于190重量份的填料，基于100重量份树脂。
14.根据权利要求1-13中任意一项的可交联组合物，其特征在于其还包含选自稳定剂、抗氧剂、着色剂、加工助剂和UV稳定剂的至少一种添加剂。
15.电力和/或通讯电缆，其特征在于其包含至少一种由根据前述任意一项权利要求的可交联组合物得到的护套。
16.电力和/或通讯电缆，其包含沿相同外部保护护套内部伸展的多个绝缘导体，其特征在于该外部保护护套由根据权利要求1-14中任意一项的可交联组合物获得。
全文摘要
本发明涉及一种用于电力和/或通讯电缆护套材料的可交联组合物。本发明的特点在于可交联组合物包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，选自丙烯腈和聚氨酯弹性体的合成化合物，过氧化物和氨基硅烷。
文档编号C08K5/544GK101020771SQ200710087960
公开日2007年8月22日 申请日期2007年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者克里斯特勒·肯西彻, 瓦莱里·阿尔卡拉兹 申请人:尼克桑斯公司