可湿固化聚烯烃组合物的制作方法

文档序号:17530241发布日期:2019-04-29 13:27阅读:160来源:国知局
领域包括可湿固化聚烯烃组合物;可用于制备该组合物的制剂;由其制备的湿固化聚烯烃组合物;制备该组合物的方法;包含该组合物或由该组合物制成的制品;以及使用该制品的方法。
背景技术
:y.gau等人的us5,367,030涉及一种交联热塑性乙烯硅烷共聚物的方法,包括在热成型操作中将乙烯硅烷共聚物形成成型制品,然后将热塑性乙烯硅烷共聚物成型制品加入苯甲酸溶液中,加入量和时间足够交联热塑性乙烯硅烷共聚物。r.bernier等人的us2002/0198335a1涉及通过将单体和气体的流引入聚合区同时在聚合区中提供至少一种液体组分而在气相反应器中制备聚合物的方法。m.biscoglio等人(biscoglio)的us2008/0176981a1涉及可湿交联聚合物组合物,其包含(a)硅烷官能化的烯烃聚合物,(b)酸性硅烷醇缩合催化剂,和(c)含仲胺的抗氧化剂组合物。抗氧化剂组合物可以是(1)被两个芳族基团取代的仲胺或(2)第一抗氧化剂和被至少一个芳族基团取代的仲胺抗氧化剂的组合。该可湿交联聚合物组合物可用于制造纤维、膜、管道、泡沫和涂料。该组合物可以作为涂层施加在电线或电缆上。biscoglio的可湿交联聚合物组合物由2-部分制剂制备,该制剂由一部分的添加剂包和另一部分的(a)硅烷官能化的烯烃聚合物组成例如dfdb-5451乙烯/硅烷共聚物组成[0037]。添加剂包还包含(b)酸性硅烷醇缩合催化剂例如磺酸和(c)仲胺等成分[0037]。(c)仲胺可以被两个芳族基团取代[0005]。dfdb-5451是一种含有湿固化硅烷基团的预聚物。通过将添加剂包以5wt%挤出到dfdb-5451中来制备可湿交联聚合物组合物[0037]。可湿气交联聚合物组合物可通过使其与水接触来固化,例如通过将组合物在23℃和70%相对湿度下暴露两天[0039]。添加剂包本身不是可湿固化的,因为它缺少硅烷官能化的烯烃聚合物。dfdb-5451乙烯/硅烷共聚物本身不是可湿固化的,因为它缺乏酸性硅烷醇缩合催化剂。biscoglio在表i和vi中列出了某些添加剂包。实施例(ex.)3和4的添加剂含有4.00wt%的烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和2.00wt%的第一芳族仲胺(naugard445)等成分(表i)。ex.18和19的添加剂含有4wt%的烷基芳族磺酸(nacurtmb201,也称为nacureb201)和3.33wt%的第一芳族仲胺(naugard445)等成分(表vi)。比较例(c.ex.)3的添加剂包含有4.00wt%的烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和4.00wt%的第二(不同的)芳族仲胺(superq)等成分(表i)。仅测试了ex.18和19的添加剂包的低爆炸极限([0043]和表vi),并且没有挤出到乙烯/硅烷共聚物dfdb-5451中。将ex.3和4的添加剂包分别地以5wt%挤出到乙烯/硅烷共聚物dfdb-5451中,得到含有0.20wt%烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和0.17wt%第一芳族仲胺(naugard445)的可湿交联聚合物组合物的实例。将c.ex.3的添加剂包以5wt%挤出到乙烯/硅烷共聚物dfdb-5451中,得到含有0.20wt%烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和0.20wt%第二芳族仲胺(superq)的聚合物组合物的对比实例。将含有ex.3或4的添加剂包的可湿交联聚合物组合物和含有c.ex.3的添加剂包的聚合物组合物暴露于包含23℃和70%相对湿度的湿固化条件两天[0039]。含有0.20wt%烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和0.17wt%第一芳族仲胺(naugard445)的可湿交联聚合物组合物固化,但含有0.20wt%烷基芳族磺酸(nacurtmb201)和0.20wt%的第二芳族仲胺(superq)的聚合物组合物没有固化[0039]。技术实现要素:我们(本发明人)认为biscoglio教导了如果聚合物组合物中仲胺抗氧化剂的浓度为0.20wt%或更高,包含(a)硅烷官能化烯烃聚合物(例如dfdb-5451)、(b)酸性硅烷醇缩合催化剂(例如nacurtmb201)和(c)仲胺抗氧化剂(例如naugard445或superq)的聚合物组合物不固化。通过观察如果在聚合物组合物中仲胺抗氧化剂(例如naugard445或superq)的浓度太高,仲胺可阻断或中和(b)酸性硅烷醇缩合催化剂(例如nacurtmb201)的催化作用,可以理解该教导。我们已经构思出该问题的技术解决方案,其包括一种可湿固化聚烯烃组合物,其包含(可水解的甲硅烷基)官能的聚烯烃预聚物、酸性缩合催化剂和仲二芳基胺。我们发现仲二芳基胺是一种有效的抗氧化剂,并且在这种可湿固化聚烯烃组合物中可以以大于0.20wt%的浓度使用而不会妨碍固化。该可湿固化聚烯烃组合物出乎意料地具有令人满意的固化速率和热老化性能。还设想了一种用于制备该组合物的制剂;通过湿固化该可湿固化聚烯烃组合物制备的湿固化聚烯烃组合物;制备该组合物的方法;包含该组合物或由该组合物制成的制品;以及使用该制品的方法。具体实施方式
发明内容和摘要通过引用并入本文。实施方案的实例包括以下编号的方面。方面1.一种可湿固化聚烯烃组合物,其包含组分(a)至(c):(a)(可水解的甲硅烷基)-官能的聚烯烃预聚物,(b)酸性缩合催化剂,和(c)式(i)的仲二芳基胺:(r1-ar)2nh(i),其中每个ar是苯-1,4-二基或两个ar彼此键合并与式(i)的nh一起构成咔唑-3,6-二基;每个r1独立地为(c1-c20)烃基;其中基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量,式(i)的组分(c)仲二胺为从>0.200重量%(wt%)至0.500wt%。方面2.方面1的组合物,其中在(c)式(i)的仲二芳基胺中:(i)每个ar是苯-1,4-二基;(ii)两个ar彼此键合并与式(i)的nh一起构成咔唑-3,6-二基;(iii)每个r1独立地是(c1-c10)烃基;(iv)每个r1独立地是(c7-c20)烃基;(v)每个r1独立地是苄基、1-苯基乙基或1-甲基-1-苯基乙基;(vi)1-甲基-1-苯乙基;(vii)(i)及(iii)至(vi)中的任一种;或(viii)(ii)及(iii)至(vi)中的任一种。方面3.方面1或2的组合物,其中式(i)的(c)仲二胺是:(i)0.220wt%至0.500wt%,(ii)0.250wt%至0.50wt%,或(iii)0.220wt%至0.40wt%;所有都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。方面4.方面1至3中任一项的组合物,其中(b)酸性缩合催化剂是(i)有机磺酸、有机膦酸或卤化氢;(ii)有机磺酸;(iii)烷基取代的芳基磺酸;(iv)烷基取代的芳基磺酸,其中有1或2个(c5-c20)烷基取代基和1个芳基,其是苯基或萘基;(v)(c1-c5)烷基膦酸,其中(c1-c5)烷基是未取代的或被一个-nh2基团取代;(vi)hf、hcl或hbr;(vii)(i)至(vi)中任何两个或更多个的组合。方面5.方面1至4中任一项的组合物,其中在(a)(可水解的甲硅烷基)-官能的聚烯烃预聚物中:(i)每个可水解的甲硅烷基独立地是式(ii)的一价基团:(r2)m(r3)3-msi-(ii);其中下标m是1、2或3的整数;每个r2独立地为h、ho-、(c1-c6)烷氧基、(c2-c6)羧基、((c1-c6)烷基)2n-、(c1-c6)烷基(h)c=no-、或((c1-c6)烷基)2c=no-;和每个r3独立地是(c1-c6)烷基或苯基;(ii)聚烯烃基于聚乙烯、基于聚(乙烯-共-(c1-c40)α-烯烃)、或其组合;或(iii)(i)及(ii)二者。方面6.方面1至5中任一项的组合物,其进一步包含至少一种选自以下的添加剂:(d)一种或两种第二抗氧化剂,各自具有不同于式(i)并且彼此不同的结构;(e)至少一种基于乙烯的聚合物;(f)着色剂;(g)金属钝化剂;(h)不含(不饱和碳-碳键)的水解性硅烷;(i)缓蚀剂;和(j)添加剂(d)至(i)中的任意两种或更多种的组合。方面7.包含第一和第二部分的两部分制剂,其中第一部分基本上由(a)(可水解的甲硅烷基)-官能的聚烯烃预聚物组成;其中第二部分基本上由(b)酸性缩合催化剂和(c)式(i)的仲二芳基胺组成:(r1-ar)2nh(i),其中每个ar是苯-1,4-二基或两个ar彼此键合并与式(i)的nh一起构成咔唑-3,6-二基;每个r1独立地为(c1-c20)烃基;其中基于该两部分制剂的总重量,组分(c)式(i)的仲二胺为>0.200重量%(wt%)至0.500wt%。方面8.方面7的两部分制剂,其中第二部分进一步基本上由至少一种选自下列的添加剂组成:(d)一种或两种第二抗氧化剂,各自具有不同于式(i)并且彼此不同的结构;(e)至少一种基于乙烯的聚合物;(f)着色剂;(g)金属钝化剂;(h)不含(不饱和碳-碳键)的水解性硅烷;(i)缓蚀剂;和(j)添加剂(d)至(i)中的任意两种或更多种的组合。方面9.一种制备可湿固化聚烯烃组合物的方法,该方法包括使基本上由方面1或5的组分(a)组成的第一部分与基本上由方面1、2或3的组分(b)和方面1或4的组分(c)以及任选的方面6的至少一种添加剂组成的第二部分接触,以得到组合物。方面10.一种湿固化聚烯烃组合物,其是使方面1至6中任一项所述的可湿固化聚烯烃组合物或通过方面9的方法制备的组合物湿固化的产物,以得到所述湿固化聚烯烃组合物。方面11.一种制品,其包含方面1至6中任一项的组合物或通过方面9的方法制备的组合物的成型形式。方面12.一种涂层导体,其包括导电芯和至少部分围绕所述导电芯的聚合物层,其中所述聚合物层的至少一部分包括根据方面1到6中任一项所述的组合物或由根据方面9所述的方法制作的组合物或由所述组合物制备。方面13.一种导电的方法,所述方法包括跨根据方面12所述的涂层导体的所述导电芯施加电压,以便生成通过所述导电芯的电的流动。可湿固化聚烯烃组合物。可湿固化聚烯烃组合物中所有成分和添加剂的总重量为100.00重量%。可湿固化聚烯烃组合物可进一步包含水。组分(a)(可水解的甲硅烷基)-官能的聚烯烃预聚物。组分(a)的聚烯烃可以是基于聚乙烯的,这意味着预聚物具有通过乙烯或乙烯与另一种可聚合烯烃的聚合形成的主链。组分(a)可以是乙烯和链烯基官能的可水解硅烷的反应器共聚物。链烯基官能的可水解硅烷可具有式(iii)(r2)m(r3)3-msi-(c2-c6)链烯基(iii),其中m、r2和r3如以上对式(ii)所定义。(c2-c6)链烯基可以是乙烯基、烯丙基、3-丁烯基或5-己烯基。在一些方面,组分(a)是乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷的反应器共聚物。乙烯基三甲氧基硅烷是式(iii)的链烯基官能的可水解硅烷的实例,其中下标m是3,每个r2是(c1-c6)烷氧基,特别是甲氧基;(c2-c6)链烯基是乙烯基(-c(h)=ch2)。或者,组分(a)可以是乙烯、α-烯烃和链烯基官能的可水解硅烷的反应器共聚物,例如在us6,936,671中。或者,组分(a)可以是具有碳原子主链的乙烯均聚物,主链具有接枝在其上的可水解甲硅烷基,例如通过以下方法(例如sioplastm方法)制备的聚合物,该方法包括在后聚合配混或挤出步骤中反应性接枝可水解不饱和硅烷(例如乙烯基三甲氧基硅烷),通常由自由基引发剂如二烷基过氧化物促进,并分离所得的硅烷接枝聚合物。接枝聚合物可用于随后的制造步骤。或者,组分(a)可以是乙烯与一种或多种(c3-c40)α-烯烃和不饱和羧酸酯(例如(甲基)丙烯酸烷基酯)的共聚物,其中共聚物的主链具有可水解甲硅烷基接枝在其上,例如通过sioplastm方法制造的。或者,组分(a)可以是乙烯、可水解硅烷如式(iii)的链烯基官能可水解硅烷和过氧化物的混合物,其适用于以下方法(例如monosiltm方法),该方法包括在后聚合配混或挤出步骤中反应性接枝可水解不饱和硅烷(例如乙烯基三甲氧基硅烷),通常由自由基引发剂如二烷基过氧化物促进,并在随后的制备步骤中立即使用所得硅烷接枝聚合物(不分离)。或者,组分(a)可以是乙烯与一种或多种(c3-c40)α-烯烃和不饱和羧酸酯的共聚物、可水解硅烷如式(iii)的链烯基官能可水解硅烷和过氧化物的混合物,其适用于sioplastm或monosiltm方法。α-烯烃可以是(c3-c40)α-烯烃,或者(c3-c20)α-烯烃,或者(c3-c10)α-烯烃。α-烯烃可具有至少四个碳原子(即为(c4)α-烯烃或更大)。(c3-c10)α-烯烃的实例是丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯。过氧化物可以是有机过氧化物,如在wo2015/149634a1第5页第6行至第6页第2行中所述。当存在时,基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量,有机过氧化物可以以0.02至2wt%、或者0.04至2wt%、或者0.04至1wt%、或者0.04至0.08wt%的浓度使用。组分(a)可以以40至99.78wt%、或者至少50wt%、或者至少60wt%的浓度存在于可湿固化聚烯烃组合物中;并且或者至多99wt%,或者至多95wt%,或者至多80wt%;所有这些都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。组分(b)酸性缩合催化剂。(b)酸性缩合催化剂适用于缩合固化(a)(可水解甲硅烷基)官能的聚烯烃预聚物的可水解甲硅烷基。尽管(b)可以是路易斯酸,但通常(b)是布朗斯台德酸。组分(b)可以以0.01至0.50wt%、或者至少0.05wt%、或者至少0.10wt%的浓度存在于可湿固化聚烯烃组合物中;并且或者至多0.3wt%、或者至多0.2wt%;所有这些都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。在某些方面,(b)是有机磺酸。合适的有机磺酸的实例是wo2006/017391;ep0736065;和us6441097中的4-甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、烷基萘基磺酸和有机磺酸。式(i)的组分(c)仲二芳基胺:(r1-ar)2nh(i),其中ar和r1如以上方面1或2中所定义。(c)式(i)的仲二胺可以为至少0.220wt%,或者至少0.250wt%,或者至少0.300wt%;并且至多0.500wt%,或者至多0.45wt%,或者至多0.40wt%;所有这些都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。合适的组分(c)的实例是3,6-二苄基咔唑;双(4-苄基苯基)胺、双(4-(1-苯基乙基)苯基)胺和双(4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基)胺。在可湿固化聚烯烃组合物的一些方面,组分(c)的浓度比组分(b)的浓度大,或者为至少1.1倍(1.1×),或者至少1.2倍,或者至少1.3倍。在可湿固化聚烯烃组合物的这些方面,组分(c)的浓度小于组分(b)的浓度的1.6倍,或者小于1.5倍,或者小于1.4倍。每种添加剂均可独立选择。在一些方面,可湿固化聚烯烃组合物基本上由组分(a)至(c)组成,或者由组分(a)至(c)组成。在其他方面,可湿固化聚烯烃组合物还包含至少1种添加剂,或者至少2种添加剂,或者至少4种添加剂,或者至少6种添加剂;并且或者至多15种添加剂,或者至多12种添加剂,或者至多10种添加剂。可湿固化聚烯烃组合物可包含组分(a)至(c)和添加剂(d);或者组分(a)至(c)和添加剂(e);或者组分(a)至(c)和添加剂(f);或者组分(a)至(c)和添加剂(g);或者组分(a)至(c)和添加剂(h);或者组分(a)至(c)和添加剂(i);或者组分(a)至(c)和添加剂(d、(e)、(g)和(h);或者组分(a)至(c)和添加剂(d)-(h)。添加剂(d)一种或两种第二抗氧化剂,各自具有与式(i)不同且彼此不同的结构。在某些方面,添加剂(d)是1种第二抗氧化剂。在其他方面,添加剂(d)是两种第二抗氧化剂。合适的第二抗氧化剂的实例是聚合的1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉(ageritema);三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-s-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)三酮(cyanox1790);二硬脂基-3,3-硫代二丙酸酯(dstdp);四亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷(irganox1010);1,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂基)肼(irganox1024);双(4,6-二甲基苯基)异丁烯(lowinox22ib46);和4,4-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)(tbm6)。添加剂(e)是基于乙烯的聚合物。添加剂(e)缺乏(不含)共价键合的可水解甲硅烷基。在某些方面,(e)是聚乙烯;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。例如,来自陶氏化学公司的dpda-6182;低密度聚乙烯(ldpe),如线性低密度聚乙烯(lldpe);或聚(乙烯-共-(c3-c40)α-烯烃)共聚物。添加剂(e)可以表征为弹性体或非弹性体;并且是热塑性或热固性。添加剂(e)的合适实例是wo2015/149634a1第2页第1行至第5页第5行中描述的基于乙烯的聚合物。添加剂(e)可用作基质材料。基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量,添加剂(e)可以以1至20wt%、或者2至18wt%、或者3至15wt%的浓度使用。添加剂(f)着色剂。例如,颜料或染料。例如,炭黑或二氧化钛。炭黑可以作为炭黑母料提供,所述炭黑母料是聚(1-丁烯-共-乙烯)共聚物(所述母料总重量的≥95wt%到<100wt%)和炭黑(所述母料总重量的>0wt%到≤5wt%)的配制品。基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量,(f)着色剂可以为0.1至35wt%,或者1至10wt%。添加剂(g)金属钝化剂。例如,氧杂烯丙基双(亚苄基酰肼)(oxaylylbis(benzylidenehydrazide))(oabh)。添加剂(g)可以为0.001至0.2重量%,或者0.01至0.15重量%,或者0.01至0.10重量%,均基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。添加剂(h)不含(不饱和碳-碳键)的可水解硅烷。添加剂(h)可以是含有至少1个,或者至少2个,或者至少3个,或者4个可水解基团(例如,如上定义的r2);以及最多3个,或者至多2个,或者至多1个,或者0个不可水解的不含(不饱和碳-碳键)的基团例如烷基或芳基的任何单硅烷。(h)的实例是乙酰氧基三甲基硅烷、4-苄基苯基磺酰氧基三丁基硅烷、二甲基氨基-甲氧基-二辛基硅烷、辛基三甲氧基硅烷和四甲氧基硅烷。添加剂(h)可以为0.1至2重量%,或者0.1至1.5重量%,或者0.1至1.0重量%;所有这些都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。添加剂(i)是一种缓蚀剂。例如,硫酸锡(ii)。基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量,添加剂(i)可以为0.00001至0.1wt%,或者0.0001至0.01wt%。添加剂(j)添加剂(d)至(i)中任何两种或更多种的组合。可湿固化聚烯烃组合物可进一步包含选自润滑剂、防粘连剂、阻燃剂和加工助剂的其他添加剂。当不存在添加剂时,该组合物可称为未填充的组合物。当组合物还包含至少一种前述添加剂时,该组合物可称为填充组合物。未填充组合物的实施方案可以通过任何合适的方法制备。例如,含有组分(a)和(b)以及任选的组分(c)(但通常不是添加剂)的未填充组合物的实施方案可以在brabender分批混合器中通过在180℃熔融温度下使用凸轮叶片以30转/分钟(rpm)混合成分3分钟来制备以得到未填充的熔融混合物,并且然后使未填充的熔融混合物冷却以得到未填充组合物的实施方案。填充组合物的实施方案也可以通过任何合适的方法制备。例如,含有组分(a)、(b)和添加剂(i)不含(不饱和碳-碳键)的可水解硅烷和任选的组分(c)的填充组合物的实施方案可以通过首先将组分(a)和组分(b)以及组分(c)(如果有的话)添加到混合器中,使用180温度熔融温度在brabender分批混合器中制备。一旦组分(a)和(b)以及任何组分(c)开始熔化,则在助熔剂下添加一种或多种添加剂(d)一种或两种第二抗氧化剂,然后添加任何其他添加剂(e)、(f)、(g)、(h)和/或(i),得到填充的熔融混合物。然后将填充的熔融混合物均化约3分钟,并且使填充的熔融混合物冷却以得到填充组合物的实施方案。未填充和填充的组合物的实施方案的测试样品可以单独制成压塑板。可以使用从压塑板上切下的测试样品来表征这些组合物的机械性能。本文的任何化合物包括其所有同位素形式,包括天然丰度形式和/或富含同位素的形式。富含同位素的形式可具有附加用途,如医疗或防伪应用,其中富含同位素的形式的检测有助于处理或研究。除非本文另有规定,否则命名的常用术语具有以下含义。或者在不同的实施方案之前。冠词“一(a/an)”、“所述(the)”各自是指一个或多个。astm意指标准组织,美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯的astm国际(astmintemational,westconshohocken,pennsylvania,usa)。iec指标准组织,瑞士日内瓦国际电工委员会(internationalelectrotechnicalcommission)。任何比较实例仅出于说明目的使用并且不应为现有技术。不含或缺乏意指完全不存在;或者不可检测。iupac为国际纯粹与应用化学联合会(美国北卡罗来纳州三角研究园的iupac秘书处(iupacsecretariat,researchtrianglepark,northcarolina,usa))。成员a和b的马库什组可等效地表示为:“选自a和b的成员”;“选自a和b组成的组的成员”;或“成员a或b”。每个成员可独立地为所述属的亚属或种。可赋予选择权,不是必要的。操作意指功能上能够或有效。任选的(地)意指不存在(或排除),或者存在(或包括)。特性使用标准测试方法和测量的条件(例如粘度:23℃和101.3kpa)测量。范围包括端点、子范围和其中包含的整个数和/或分数值,除不包括分数值的整数范围之外。除非另有说明,否则室温为23℃±1℃。当提及化合物时,经取代意指具有代替氢的一个或多个取代基,直到并且包括全取代。有利地,我们发现可湿固化聚烯烃组合物固化得到湿固化的聚烯烃组合物。湿固化的聚烯烃组合物具有令人满意的交联程度,并且在几种不同的测试条件下具有良好的热老化性能。此外,湿固化的聚烯烃组合物具有良好的机械性能,例如拉伸强度和断裂伸长率。这些特性使得湿固化的聚烯烃组合物可用于各种应用,包括作为涂层导体例如涂层电线或涂层电缆的涂层的组分。我们无法预测briscoglio的这些有益结果。尽管使用浓度为0.220wt%至0.500wt%、或者0.250wt%至0.50wt%、或者0.220wt%至0.40wt%的式(i)的(c)仲二芳基胺,我们惊喜地发现了这些结果;所有这些都基于可湿固化聚烯烃组合物的总重量。断裂伸长率测试方法。根据iec60502,使用instron机器和每分钟10英寸(25.4厘米/分钟),在根据下述湿固化测试方法制备的5英寸(12.7厘米(cm))长、完全湿固化的测试样品上测量,并以百分比表示。iec60502规范的最小值为200%。热老化性能测试方法(heptm)1:氧化诱导时间(oit)。当在差示扫描量热计(dsc)中以10℃/分钟的速率升温时,测量通过下面的湿固化测试方法制备的湿固化聚烯烃组合物的测试样品在分子氧下开始氧化所需的时间。以分钟记录时间,直到检测到氧化诱导。通过以10℃/min的加热速率从25℃加热测试样品,并通过在差示扫描量热法(dsc)中检测氧化开始作为放热峰来观察氧化开始的时间,确定氧化诱导时间。oit的时间(分钟)越长,对测试样品的氧化热老化的抵抗力越强。在评估总体热老化性能时,heptm1优于heptm2和3。在一些方面,湿固化的聚烯烃组合物具有根据heptm1的oit至少40分钟,或者至少45分钟,或者至少60分钟。热老化性能测试方法(heptm)2:无导体下的热老化。根据iec60502,将通过以下湿固化测试方法制备的湿固化聚烯烃组合物的测试样品置于135℃的烘箱中168小时。将所得的热老化测试样品从烘箱中取出,并使其在室温下冷却16小时。根据本文所述的各自的测试方法评估热老化测试样品的断裂伸长率和拉伸强度,并将结果与热老化前测试样品的断裂伸长率和拉伸强度进行比较。如果热老化测试样品的断裂伸长率和拉伸强度的差异小于热老化之前测试样品的断裂伸长率和拉伸强度的25%,则测试样品通过haptm2。如果差异大于25%,则测试样品未通过haptm2。在一些方面,根据heptm2,湿固化的聚烯烃组合物至少通过拉伸强度测试,或者至少通过断裂伸长率测试,或者两者都通过(t&e)。热老化性能测试方法(heptm)3:使用心轴弯曲测试在铜导体上加热老化。热老化根据下面描述的湿固化测试方法制备的涂层导体,其中14awg导体是铜线,在150℃下持续10天,并且使热老化的涂层导体冷却至室温16小时,得到冷却的热老化的涂层导体。iec-60502-1规定,如果在这种热老化之后很难从导体上除去涂层而不损害它,则进行心轴弯曲试验。在心轴弯曲试验中,将冷却的经过热老化的涂层导体绕心轴缠绕,速率为每5秒转1圈。根据iec-60502-1的规定,心轴的直径和圈数基于铜导体的厚度。如果在缠绕后涂层中没有裂缝,则涂层导体通过该测试。如果在缠绕后在涂层导体的涂层中出现裂缝,则涂层导体失败。在一些方面,湿固化的聚烯烃组合物通过heptm3。热蠕变试验方法。测量通过下面的湿固化测试方法制备的湿固化聚烯烃组合物的测试样品中的交联程度,从而测量固化程度。从通过湿固化测试方法制备的涂层电线中除去湿固化的聚烯烃组合物,测量其初始长度,并使测量的测试样品在200℃下经受包括20牛顿/平方米(n/m2)的负载的热蠕变测试条件15分钟,得到测试样品。从热蠕变测试条件中取出测试样品,冷却并测量测试样品的长度。将测试样品的伸长程度表示为热蠕变条件后测试样品的长度相对于热蠕变条件之前测试样品初始长度的百分比(%)。热蠕变百分比越低,测试样品在负载下的伸长程度越低,因此交联程度越大,并因此固化程度越大。在一些方面,根据热蠕变试验方法,湿固化的聚烯烃组合物具有<30%的热蠕变,或者≤25%,或者≤23%;并且或者至少15%,或者至少16%,或者至少18%。湿固化试验方法。固化所述可湿固化聚烯烃组合物。可以根据以下程序进行湿固化以用于测试目的。制备分别含有95重量%或91重量%的部分1和5重量%或9重量%的部分2的2-部分制剂的一个方面。部分1是99.5wt%组分(a)和0.5wt%添加剂(i)浸泡的混合物:(a)(可水解甲硅烷基)-官能聚烯烃预聚物,其为98.5wt%乙烯和1.5wt%的乙烯基三甲氧基硅烷的反应器共聚物,添加剂(i)是不含(不饱和碳-碳键)的可水解硅烷,它是辛基三甲氧基硅烷。部分2是组分(b)、(c)以及如果存在,添加剂(d)至(h)中的一种或多种的母料。将部分1和部分2在线缆挤出机中组合,形成25密耳(0.635毫米(mm))厚壁线材,其带有14awg导体。将所得涂层的线材置于90℃的水浴中3小时,然后除去涂层的线材,得到涂层导体的一个方面,其具有包含湿固化的聚烯烃组合物的一个方面的涂层。拉伸强度测试方法。根据iec60502,使用instron机器和每分钟10英寸(25.4厘米/分钟),在根据上述湿固化测试方法制备的5英寸(12.7厘米(cm))长、完全湿固化的测试样品上测量,并以磅/平方英寸(psi)表示。iec60502规范的最小值为1,800psi(12,000千帕(kpa))。实施例组分(a1):98.5wt%乙烯和1.5wt%乙烯基三甲氧基硅烷的反应器共聚物。通过在管式高压聚乙烯反应器中用自由基引发剂共聚合乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷来制备。其以dfda-5451得自陶氏化学公司。组分(b1):烷基取代的萘基磺酸(nacurecd-2180)。组分(c1):双(4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基)胺(naugard445)。添加剂(d1):双(4,6-二甲基苯基)异丁烯(lowinox22ib46)。添加剂(d2):二硬脂基-3,3-硫代二丙酸酯(dstdp)。添加剂(e1):乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(dpda-6182)。添加剂(e2):线性低密度聚乙烯(lldpe)。以产品dfh-2065获自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(dowcompany,midland,michigan,usa)。添加剂(f1):炭黑母料,其是聚(1-丁烯-共-乙烯)共聚物(所述母料总重量的≥95wt%到<100wt%)和炭黑(所述母料总重量的>0wt%到≤5wt%)的配制品。添加剂(g1):氧杂烯丙基双(亚苄基酰肼)(oabh)。添加剂(h1):辛基三甲氧基硅烷。发明实施例(ie)1a:含有0.22wt%添加剂(c1)的可湿固化聚烯烃组合物。制备含有95.01wt%的第1部分和4.99wt%的第2部分的2-部分制剂。第1部分是94.53份(a1)浸泡有0.48份(h1)的混合物。第2部分是0.16份(b1)、0.22份(c1)、2.28份(e1)、2.28份(e2)和0.04份(g1)的母料。总计100份。将第1部分和第2部分在线缆挤出机中组合,得到ie1a的组合物,其不含(d1)、(d2)或(f1)。挤出组合物以形成25密耳(0.635毫米(mm))厚壁线材,其带有14awg导体。ie1b:湿固化聚烯烃组合物。将得到的ie1a涂层线材在90℃的水浴中放置3小时,然后除去涂层线材并使其冷却16小时至室温,得到ie1b的湿固化聚烯烃组合物。ie2a:含有0.40wt%(c1)的可湿固化聚烯烃组合物。制备含有90.00重量%的第1部分和10.00重量%的第2部分的2-部分制剂。第1部分是89.55份(a1)浸泡有0.45份(h1)的混合物。第2部分是0.29份(b1)、0.40份(c1)、4.10份(e1)、4.10份(e2)、1.00份(f1)和0.07份(g1)的母料。总计100份。将第1部分和第2部分在线缆挤出机中组合,得到ie2a的组合物,其不含(d1)或(d2)。挤出组合物以形成25密耳(0.635毫米(mm))厚壁线材,其带有14awg导体。ie2b:湿固化聚烯烃组合物。将得到的ie2a涂层线材在90℃的水浴中放置3小时,然后除去涂层线材并使其冷却16小时至室温,得到ie2b的湿固化聚烯烃组合物。ie3a:含有0.31wt%(c1)的可湿固化聚烯烃组合物。制备含有89.98重量%的第1部分和10.02重量%的第2部分的2-部分制剂。第1部分是89.55份(a1)浸泡有0.43份(h1)的混合物。第2部分是0.36份(b1)、0.31份(c1)、0.09份(d1)、0.09份(d2)、4.03份(e1)、4.03份(e2)、1.00份(f1)和0.07份(g1)的母料。总计100份。将第1部分和第2部分在线缆挤出机中组合,得到ie3a的组合物。挤出组合物以形成25密耳(0.635毫米(mm))厚壁线材,其带有14awg导体。ie3b:湿固化聚烯烃组合物。将得到的ie2a涂层线材在90℃的水浴中放置3小时,然后除去涂层线材并使其冷却16小时至室温,得到ie3b的湿固化聚烯烃组合物。ie1b、ie2b和ie3b的湿固化聚烯烃组合物的测试样品根据热蠕变试验方法报告为百分比(“热蠕变(%)”),热老化性能测试方法(heptm)1:氧化诱导时间以分钟为单位报告(“oit(min.)”),热老化性能测试方法(heptm)3:使用心轴弯曲测试在铜导体上加热老化报告为合格或不合格(“心轴(p/f)”),和断裂伸长率测试方法和拉伸强度测试方法的组合报告为合格或不合格(“t&e(p/f)”)。结果报告于下表1中。表1:ie1b、ie2b和ie3b的组成和表征。实施例号ie1bie2bie3b(a1)94.53wt%89.55wt%89.55wt%(b1)0.16wt%0.29wt%0.36wt%(c1)0.22wt%0.40wt%0.31wt%(d1)无无0.09wt%(d2)无无0.09wt%(e1)2.28wt%4.10wt%4.03wt%(e2)2.28wt%4.10wt%4.03wt%(f1)无1.001.00(g1)0.04wt%0.07wt%0.07wt%(h1)0.48wt%0.45wt%0.43wt%热蠕变(%)18.222.021.6oit(min.)50.349.368.2t&e(p/f)合格合格合格心轴(p/f)合格合格合格表1中的热蠕变(%)数据表明,ie1a、ie2a和ie3a的可湿固化聚烯烃组合物固化得到湿固化的聚烯烃组合物,尽管前者具有0.22wt%或更高浓度的组分(c),并且表明湿固化的聚烯烃组合物具有足够的交联程度,使得热蠕变<25%。表1中的oit(min.)数据表明,湿固化的聚烯烃组合物耐热老化,使得它们具有大于40分钟的氧化诱导时间并通过了热老化性能测试方法1(oit)。表1中的t&e(p/f)数据表明,湿固化的聚烯烃组合物耐热老化,使得它们通过了热老化性能测试方法(heptm)2:没有导体下的热老化。表1中的心轴(p/f)数据表明,湿固化的聚烯烃组合物耐热老化,使得它们通过了热老化性能测试方法(heptm)3:使用心轴弯曲测试在铜导体上加热老化。可湿固化聚烯烃组合物出乎意料地固化,得到湿固化的聚烯烃组合物。湿固化的聚烯烃组合物具有令人满意的交联程度,并且在几种不同的测试条件下具有良好的热老化性能。此外,湿固化的聚烯烃组合物具有良好的机械性能,例如拉伸强度和断裂伸长率。这些特性使得湿固化的聚烯烃组合物可用于各种应用,包括作为涂层导体例如涂层电线或涂层电缆的涂层的组分。除分别用“方面(aspect或aspects)”替换“权利要求(claim和claims)”之外,在此以引用方式并入下文权利要求作为编号方面。当前第1页12
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