[发明专利]含氟聚合物加工助剂、含有它的硅烷交联聚乙烯组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及含氟聚合物加工助剂、含有它的硅烷交联聚乙烯及其应用，特别是涉及(甲基)丙烯酸共聚物改良的含氟聚合物加工助剂、含有它的硅烷交联聚乙烯及其应用。

背景技术

聚合物在挤出加工过程中，存在临界的剪切速率，在临界剪切速率之下，挤出物的表面光滑，而超过了临界剪切速率，挤出物表面由于熔体破裂会变得粗糙。熔体破裂随剪切速率的上升，会出现不同的状态。当挤出的剪切速率高于临界剪切速率时，设备口模壁对熔体的阻力增大，造成边缘的熔体相对流动速率较小，熔体中储存大量的弹性能量在口模出口处产生的弹性回弹引起的应力撕裂了熔体，形成所谓的鲨鱼皮。熔体破裂的程度会随着剪切速率的增加而增大。当剪切速率在临界剪切速率以上高至一定值时，口模壁处的熔体会在黏附和滑动之间摆动，形成循环的熔体破裂。

硅烷交联聚乙烯和催化剂母料中都残留着微量水分，另外二者混合及挤出过程中也会引入水分，使得硅烷交联聚乙烯电缆料在储存和挤出加工过程中容易发生水解缩合反应而产生预交联。预交联反应使硅烷交联聚乙烯的分子量变大，粘度增加，挤出加工性能变差，严重者会使电缆绝缘层产生缺陷，表面不平滑。在很多情况下，这种现象会导致火花故障或电击穿。

因此，本领域中需要一种加工助剂，以抑制硅烷交联聚乙烯中的预交联反应，提高硅烷交联聚乙烯的加工性能，预防由于预交联造成的质量缺陷和可能在电缆应用中造成的电击穿现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能含氟聚合物加工助剂。这种加工助剂用于硅烷交联聚烯烃挤出加工时，可以显著提高挤出速度和改善表面光洁度。该聚合物中的酸性基团部分可以抑制硅烷交联聚乙烯在挤出过程中的预交联，避免了由于预交联造成的质量缺陷和可能在电缆应用中造成的电击穿现象。

本发明的含氟聚合物加工助剂，由芯部和壳部形成的平均粒径为0.2～1μm的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物构成，所述的壳部由(甲基)丙烯酸烷基酯-α，β-烯键式不饱和羧酸共聚物构成，所述芯部与壳部的重量比为20：80～60：40。

本发明还提供一种硅烷交联的聚乙烯组合物，它含有1000重量份硅烷交联聚乙烯和0.1～5重量份上述的含氟聚合物加工助剂。

本发明还提供上述含氟聚合物加工助剂在硅烷交联聚乙烯挤出成型中的应用。

具体实施方式

在本发明的含氟聚合物加工助剂中，碳氟聚合物芯部材料一般是不饱和含氟单体的均聚物或多种单体的共聚物。含氟单体包括一氯三氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、氟烷基乙烯、氟烷基氟乙烯基醚等含氟烯烃均聚物或共聚物，例如聚四氟乙烯、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物F46、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物F26、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物F40、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯-乙烯基醚共聚物等含氟聚合物。

该碳氟聚合物芯部材料一般通过自由基乳液聚合法制得，碳氟聚合物颗粒的平均粒径一般为0.1-0.4微米，优选为0.15-0.25微米。该碳氟聚合物的重均分子量一般为10-1000万，优选为50-500万。

在本发明的一个优选实施方式中，该碳氟聚合物芯部材料是四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物以及它们的混合物。

在本发明的一个更优选实施方式中，上述的氟碳聚合物包括偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物，该氟碳聚合物的重均分子量为50万—500万。

在本发明的含氟聚合物加工助剂中，(甲基)丙烯酸酯共聚物外层包括(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯与α，β-烯键不饱和羧酸的共聚物，优选的是(甲基)丙烯酸C_1-4烷基酯与α，β-烯键不饱和羧酸的共聚物。

(甲基)丙烯酸C_1-8烷基酯例如包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、或它们的混合物。

α，β-烯键不饱和羧酸例如包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或它们的混合物。