[发明专利]含氟聚合物加工助剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种加工助剂，具体涉及一种含氟聚合物加工助剂及其制备方法。由芯部和壳部形成的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物构成，所述的壳部由有机硅改性的纳米硅构成。纳米硅是指含有氢键和羟基的有机硅改性过的纳米硅。本发明的目的是提供一种含氟聚合物加工助剂，该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，本发明是纳米硅改性的加工助剂，壳层壳部由有机硅改性的纳米硅构成，避免使用有机聚合物和有机溶剂，反应完成后洗涤容易，对环境产生的污染低。而且纳米硅的耐温等级很高，使用范围更广；本发明还提供其制备方法。

技术领域

本发明涉及一种加工助剂，具体涉及一种含氟聚合物加工助剂及其制备方法。

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。

中国专利CN101337996，名称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，公开了一种含氟聚合物加工助剂，它是由芯部和壳部形成的微粒子，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。该专利虽然也有一定的加工性能，不过由于其壳层为有机聚合物，合成过程中需要的有机溶剂较多，反应完后洗涤所产生的废水比较多，从而造成污染。而有机物的存在，也拉低了改加工助剂的使用温度限制，使用温度有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含氟聚合物加工助剂，该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，洗涤容易，对环境产生的污染低，使用范围广；本发明还提供其制备方法。

本发明所述的含氟聚合物加工助剂，由芯部和壳部形成的微粒子，所述的芯部由氟碳聚合物构成，所述的壳部由有机硅改性的纳米硅构成。

其中：

芯部与壳部的重量比为20：80～60：40，优选为20：80～50：50，更优选为30：70～40：60。

微粒子的平均粒径为0.2～1μm，优选为0.5～1微米，更优选为0.7～0.9微米。这些聚合物微粒子一般会进一步凝集成粒径为1μm～5mm的凝聚体。

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。

氟碳聚合物优选自聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯-乙烯基醚共聚物中的一种或几种，该氟碳聚合物的重均分子量为10万-1000万。

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。