[发明专利]一种自交联型热塑性橡胶电缆料XL TPR

说明书

1、本发明涉及一种自交联型热塑性橡胶电缆料，尤其是一种采用硅烷接枝/交联技术并通过自然状态下交联、最终形成不同聚合物相互贯穿网络(IPN)的电线电缆用自交联型热塑性橡胶，简称XL TPR(XL Theromo Plastic Rubbur)。

在全世界电线电缆被覆(绝缘/护套)用聚合物及其共混物(以下简称电缆料)发展史上，本发明首次制得一种以SEBS/HDPE/POE为并用(共混)组分、以乙烯基硅烷为交联剂的自交联型热塑性橡胶电缆料；首次将硅烷接枝/交联技术与互穿聚合物网络(IPN)技术结合应用于橡胶(弹性体)电缆料的生产；首次制得了一种SEBS的交联网络与HDPE的交联网络相互贯穿的电缆料XL TPR。

在XL TPR中，HDPE线性大分子与SEBS交联网络互相渗透构成半互穿聚合物网络(Semi-IPN)，赋予共混物初期的热塑性和易加工性；电线电缆(以下简称线缆)挤制成型后，又能通过自然状态下交联使HDPE的三维交联网络与SEBS的交联网络在空间相互贯穿形成完全的IPN：即两种或两种以上聚合物网络的相互贯穿(化学交联网络/物理交联网络、化学交联网络/化学交联网络)，从而使XL TPR既有热塑性材料的易加工性又有热固性橡胶(硫化法)的特性和表观，XL TPR毋须硫化，节能、低碳、投资少，产率高、产品精度好，通过自交联后的XL TPR具有热固性(硫化法)橡胶的所有特性，能满足电线电缆被覆材料的热延伸要求。

在XL TPR中，除SEBS和HDPE外，POE(乙烯-辛烯共聚物)是另一个重要的并用组分，POE可提高XL TPR的挤出成型性和线缆表观，同时POE和HDPE一样也能被乙烯基硅烷接枝/交联。

互穿聚合物网络(Interpenating Ployner Netnork以下简称IPN)是目前世界上高分子聚合物改性的前沿技术，它能以较经济的手段达到聚合物共混改性的最佳效果。

2、目前，公知的世界上所有电线电缆用聚合物及其共混(复合)物，包括硫化法橡胶绝缘与橡胶护套、热塑性弹性体TPE、交联聚乙烯XL PE(化学交联、硅烷交联和辐射交联)以及美国AES公司推出的可交联型热塑性弹性体XL TPE等，都不是以SEBS/HDPE/POE为并用(共混)组分、经接枝共聚共混后的产物；都没有采用硅烷接枝/交联技术与互穿聚合物网络(IPN)技术相结合的生产方法；也都不具有由初期的半互穿聚合物网络(semi-IPN)经自交联后形成SEBS的交联网络与HDPE的交联网络在空间相互贯穿(IPN)的形态结构。

公知的橡胶绝缘和橡胶护层(护套)均采用热硫化法成型，而AES公司的XL TPE即是交联聚乙烯(XLPE)和三元乙丙胶(EPDM)按一定比例掺混后的机械混合物，其中有的需要加入含有敏化剂的母粒采用辐照(电子束)来交联；有的即需要加入催化剂母粒经过水煮(水架桥)来完成交联。

XL TPR的自交联速度与放置时间和空气的相对湿度成正比，可通过放置环境的相对湿度、组分配合比来调节自交联速度，在相对湿度65～70％的条件下，自然放置24小时左右即能完成自交联，从而满足200℃×20min，0.2Mpa机械引力下的热延伸要求(热延伸率≤70％，冷却后永久变形≤5％)。

3、本发明的目的是为现代线缆行业和线缆设计工程师是供一种既有热固性橡胶特性、又有热塑性橡胶优良加工性能的电缆料，XL TPR能采用普通塑料挤出机加工成型、能通过自然状态下交联并形成不同聚合物网络的相互贯穿(IPN)，XL TPR作为线缆绝缘能在105℃状态下长期工作，耐压等级可达66KV及以上，而普通三元乙丙胶(EPDM)绝缘的长期工作温度为90℃。

与硫化法橡胶相比，XL TPR毋须购置炼胶机、橡胶挤出机和管道式硫化装置等设备，节省了大量资金、场地、能耗、人力的投入，减少了三废；提高了生产效率和产品精度。

4、本发明是这样实现的：XL TPR采用高速捏合机和平行同向双螺杆混炼挤出机为主要生产设备，以SEBS/HDPE/POE为并用(共混)组分、以马来酸酐改性乙烯-醋酸乙烯共聚物(以下简称MEVA)、乙烯基硅烷(乙烯基三甲氧基硅烷，以下简称硅烷)等为参与化学反应的重要辅料。