CN102898760B - 一种可消除凝胶点的偶联剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可消除凝胶点的偶联剂及其制备方法。本发明的无凝胶点偶联剂包括以下重量份数的原料组分：树脂80-90份；酸酐3-10份；交联剂0.1-1份；抗氧剂0.5-2份；润滑剂0.2-2份。本发明所公开的上述偶联剂的制备方法是，先将抗氧剂与适量的无水乙醇溶剂混，再将其他原料按照配比放入高速混合机中混合，混合过程中加入抗氧剂的乙醇溶液；然后低速出料，最后放入双螺杆机中挤出造粒。与现有技术相比，利用本发明中工艺所制备的偶联剂无凝胶点，可用于表面要求高的电缆料中，尤其适用于小规格线缆。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可消除凝胶点的偶联剂及其制备方法。
背景技术
偶联剂也称为增容剂、相容剂，是一种新颖的塑料助剂。
偶联剂是通过嵌段或接枝相容，以改善二种以上高分子之间共混互不相容的聚合物(通常，一种是极性聚合物，另一种是非极性聚合物)而加入的第三组分，此第三组分即系相容剂。而偶联剂的作用，是增加两种聚合物的相容性，使之两种聚合物间粘接力增大，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即相容化。偶联剂之所以能使两种性质不同的聚合物相容化，是因为在其分子中具有分别能与两种聚合物进行物理或化学结合的基团的缘故。
由于偶联剂对高分子体系的混合性和稳定性会产生重要的影响，因此，偶联剂的合理选择和使用对高分子合金技术的实现是至关重要的。根据偶联剂的基体高分子之间的作用特征，可分为两类，即非反应型偶联剂和反应型偶联剂。
非反应型偶联剂是目前比较通用的。在不相容的高分子体系中通过添加非反应型偶联剂而实现相容化的方法，在高分子合金技术中是最常见的。非反应型偶联剂一般为共聚物，可以是嵌段共聚物，也可以是接枝共聚物或无规共聚物。
在电缆料中，最常用的是以马来酸酐接枝共聚物，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，主要用于高填充的体系中，可大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，提高产品性能。
由于马来酸酐接枝共聚物在生产过程中温度和水分的存在会发生部分交联反应，长时间连续生产时，交联产生的凝胶点聚集并混在偶联剂中。由于此凝胶点无法在高温下熔融，用于后续电缆料产品中会影响其表面，尤其是生产小规格的线缆，其壁厚薄，凝胶点既会造成外观不合格，也会因表面缺陷造成火花击穿，影响使用。
现行常用的减少凝胶点的方法主要是定时停止生产、清理设备，此来不仅浪费时间、增加人力物力，而且也无法彻底消除凝胶点，只能减少其出现的概率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服市场上现有材料的不足，提供一种可消除凝胶点的偶联剂制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种无凝胶点的偶联剂，包括以下重量份数的原料组分：
所述的树脂选自线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物。这些树脂均可通过市售获得，例如：线性低密度聚乙烯可选用SABIC公司生产的218W线性低密度聚乙烯；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可选用杜邦公司生产的265乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；乙烯-辛烯共聚物可选用埃克森美孚公司生产的8203乙烯-辛烯共聚物；乙烯-丁烯共聚物可选用日本三井公司生产的DF840乙烯-丁烯共聚物。
所述的酸酐为马来酸酐，即顺丁烯二酸酐，可通过市售获得。
所述的交联剂为双二五，即2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷或1，1-双(过氧化叔丁基)环己烷；均可通过市售获得。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧剂1035，即硫代二乙撑双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]；抗氧剂DLTP，即硫代二丙酸二月桂酯；抗氧剂168，即三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中一种或多种组合；这些抗氧剂均可通过市售获得。
所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、聚乙烯蜡和石蜡中一种或多种组合。
本发明可消除凝胶点的偶联剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将抗氧剂均匀溶解于无水乙醇中；
(2)将除抗氧剂以外的其他原料按照配比放入高速混合机中，在1500-3000rpm的速度下混合，混合过程中加入步骤(1)所得抗氧剂的乙醇溶液；混合均匀后，在500-1000rpm的速度下出料；
(3)将步骤(2)中混合好的原料放入双螺杆机中挤出造粒。挤出机的转速为180-600转/分；当树脂为线性低密度聚乙烯时的温度设置为加料段150-180℃，混炼段190-200℃，挤出造料段205-210℃，机头部分215-225℃；当树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物时的温度设置为加料段75-90℃，混炼段120-130℃，挤出造料段140-150℃，机头部分150-160℃，制得无凝胶点的偶联剂。
较佳的，步骤(1)中，所述抗氧剂与无水乙醇的重量比为(2-5)∶1。
采用本发明所提供的上述方法制得的偶联剂表面光滑，无黄色或黑色凝胶点，接枝率达0.8％以上，用于电缆料中性能符合产品要求，线缆表面光滑无缺陷。
与现有技术相比，利用本发明中可消除凝胶点的偶联剂制备方法在连续生产过程中可大大减少停机清理设备的次数，长时间生产的偶联剂无凝胶点，大幅度提高生产效率，降低损耗，节省人力物力财力，是一种经济实用的偶联剂制备方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，本发明的保护范围包括但不限于下述实施例。
实施例1～实施例5
可消除凝胶点的偶联剂制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照表1中实施例所列组分及含量配料；
(2)将抗氧剂与无水乙醇溶剂混合，使抗氧剂均匀溶解于无水乙醇中；抗氧剂与无水乙醇的重量比3∶1；
(3)将上述原料放入高速混合机中，高速(1500～3000rpm)混合约1-3分钟，混合过程中将抗氧剂溶液加入；
(4)低速(500～1000rpm)出料；
(5)将混合好的原料放入双螺杆机中挤出造粒。挤出机的转速控制在180-600转/分，树脂为线性低密度聚乙烯时温度设置为加料段150-180℃，混炼段190-200℃，挤出造料段205-210℃，机头部分215-225℃；树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物时温度设置为加料段75-90℃，混炼段120-130℃，挤出造料段140-150℃，机头部分150-160℃，制得无凝胶点的偶联剂。
对比例的制备方法不包括上述步骤(2)，即抗氧剂直接与其他原料放入高速混合机中混合，其他步骤及工艺参数均相同。
表1实施例1～5的配方表(单位：重量份数)
对比例制得的偶联剂和实施例1～实施例5制得的无凝胶点偶联剂，检测结果如表2所示；该偶联剂用于低烟无卤阻燃电缆料中，进行性能测试，其结果如表3所示。
表2无凝胶点的偶联剂
表3用无凝胶点偶联剂制得的低烟无卤阻燃电缆料性能
上述对比例和实施例用于低烟无卤阻燃电缆料，由性能检测结果可看出各项性能均可达到标准《JB/T10707-2007热塑性无卤低烟阻燃电缆料》的要求，说明偶联剂接枝效果好，起到了充分的相容作用；经挤出线缆观察其表面，实施例光滑无任何缺陷，火花击穿点数据见下表，可见偶联剂无凝胶点，而对比例表面偶有颗粒，火花击穿点数量明显增多。
表4用无凝胶点偶联剂制得的低烟无卤阻燃电缆料挤出线缆性能
本发明中的可消除凝胶点的偶联剂制备方法效果显著，在大量消除凝胶点的同时也提高了生产效率、降低了生产成本。
Claims (5)
1.一种无凝胶点的偶联剂，包括以下重量份数的原料组分：
所述的树脂为线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物；
所述的酸酐为马来酸酐；
所述的交联剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷或1，1-双(过氧化叔丁基)环己烷。
2.根据权利要求1所述的无凝胶点的偶联剂，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂DLTP和抗氧剂168中一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的无凝胶点的偶联剂，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、聚乙烯蜡和石蜡中一种或多种组合。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的无凝胶点的偶联剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将抗氧剂均匀溶解于无水乙醇中；
(2)将除抗氧剂以外的其他原料按照配比放入高速混合机中，在1500-3000rpm的速度下混合，混合过程中加入步骤(1)所得抗氧剂的乙醇溶液；混合均匀后，在500-1000rpm的速度下出料；
(3)将步骤(2)中混合好的原料放入双螺杆机中挤出造粒。
5.如权利要求4所述的无凝胶点的偶联剂制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，双螺杆挤出机的转速为180-600转/分；当树脂为线性低密度聚乙烯时的温度设置为加料段150-180℃，混炼段190-200℃，挤出造料段205-210℃，机头部分215-225℃；当树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物时的温度设置为加料段75-90℃，混炼段120-130℃，挤出造料段140-150℃，机头部分150-160℃。
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