制备用于热塑性绝缘体的聚丙烯共混物的方法_3

文档序号:8268708阅读:来源:国知局
大于400kV的直流("DC")击穿电压,如在绝缘层具有3. 5mm厚度的缆线上检测 的。
[0048] 在一实施方式中,该方法包括在导体上形成无交联涂层。相应地,在多个实施方式 中,上述聚合物组合物是无交联的或基本上无交联的。在一实施方式中,聚合物组合物为热 塑性组合物。
[0049] 涂层位于导体上。涂层可以为一个或多个内层,例如绝缘层和/或半导体层。涂 层还可以包括外层(也称作"夹套"或"护套")。涂层可以整个或部分包覆或围绕或包围 导体。涂层可以是围绕导体的单一组件。备选地,涂层可以是包围金属导体的多层夹套或 护套中的一层。
[0050] 通过上述方法制备的经涂敷的导体可以是柔性的、半刚性的或刚性的。合适的涂 敷导体的非限制性例子包括柔性的配线,例如用于消费电子产品的配线、电力缆线、用于手 机和/或计算机的充电配线、计算机数据线、电源线、设备配线材料以及消费者电子产品配 线。
[0051] 添加剂
[0052] 任何上述聚合物组合物和/或涂层可以任选含有一种或多种添加剂。合适的添加 剂的非限制性例子包括抗氧剂、稳定剂、润滑剂和/或加工助剂。作为抗氧剂,包括受阻或 半受阻酚、芳香胺、脂肪族受阻胺、有机磷酸盐(酯)、含硫化合物以及其混合物。作为另外 的非限制性添加剂,可以包括阻燃添加剂、酸捕获剂、无机填料、水树抑制剂以及其他电压 稳定剂。
[0053] 定义
[0054] 绝缘体的"击穿强度"是引起绝缘体的一部分变为导电的最小电应力。聚合物组 合物的AC击穿强度依据ASTM D-149来确定。涂敷导体的绝缘层的DC击穿强度是在环境 条件下根据下述实施例5中描述的步骤来确定的。
[0055] "线材"表示导体金属例如铜或铝的单股或光纤的单股。
[0056] "缆线"和"电力缆线"是指在护套例如绝缘罩或保护外套中的至少一个线材或光 纤。通常,缆线是绑在一起的两个或多个线材或光纤,通常是在同一绝缘罩和/或保护套 中。在护套中的单独的线材或纤维可以是裸露的、被包覆的或绝缘的。组合缆线可以含有电 线和光纤两者。缆线可以被设计成低、中和/或高电压用途。在USP 5, 246, 783、6, 496, 629 和6, 714, 707中描述了通常缆线的设计。
[0057] 实施例
[0058] 实施例1-控制冷却速率和聚合物比例对击穿强度的影响
[0059] 通过在具有W50EHT混合附加器的Brabender Plastograph中恪融共混来制备12 种聚合物共混物。共混物中的预混合颗粒聚丙烯均聚物和丙烯/乙烯互聚物比例列在下表 1 中。聚丙烯("PP")均聚物为Braskem PP H358_〇2,从fcaskem S.A. (Silo Paulo, Brazil) 购买。丙烯 / 乙烯("PE")互聚物为 VERSIFY? 2200(密度:0.876g/cm3)或 VERSIFY? 2400(密度:0.858g/cm3),如表1所示,均从Dow Chemical Company购买。在预加热至170°C 的混合室中放置36g预混合的聚合物。以30rpm在170°C混合20分钟。通过表1所示的冷 却方案冷却样品。
[0060] 使用Graseby-Specac 25. 011液压压机制备共混聚合物的膜样品(厚度? ΙΟΟμπι)。加热模具至200°C的稳定温度。将约0. 13g聚合物插入模具的铝箔之间,并插入 到压机中;10秒之后,施加4吨压力。移开样品并在一烧杯自来水中骤冷。
[0061] 使用Mettler Toledo FP82HT热台向样品施加热历史。预加热热台至200°C,保持 样品(仍在它们的箔中)在该温度2分钟("min")。然后,将该样品(1)立即骤冷;或者 (2)从热台上移开并从200至140°C自然冷却(S卩,以无控制方式冷却),然后以1°C /min的 速率,从140°C控制冷却至100°C,并且然后自然冷却至环境温度;或者⑶从热台上移开, 并以0. 1°C /min从200°C控制冷却至100°C,以及然后自然冷却至环境温度。
[0062] 通过在蒸馏水中的?4wt% HCl中摇动样品6小时来除去箔。在蒸馏水中彻底冲 洗样品并放置过夜干燥。
[0063] 通过将样品放置在20厘沲("cs")硅液的槽中的两个垂直对置的6. 3mm滚珠轴承 之间,依据ASTM D 149,测定这些样品的交流("AC")击穿强度值。以50±2v/秒("Vs4") 的速率从0施加50Hz ramp,直至击穿。针对每个热历史,使3盘每个受到8击穿事件。
[0064] 使用来自Reliasoft Corp的Weibull++7s软件来处理结果数据。该数据提供了 评估Weibull范围的最大似然估计以及具有90% 2尾置信区间的形状参数。表1列出了得 到的数据。
[0065] 表I :冷却速度对击穿强度的影响
【主权项】
1. 一种制备热塑性聚合物组合物的方法,所述方法包括: (a) 加热包括聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烃互聚物的聚合物共混物至大于140°C的熔 融温度以及至少该聚丙烯均聚物或该丙烯-a-烯烃互聚物的熔融温度中较高的温度,加 热时间足以形成聚合物熔融共混物;以及 (b) 从所述熔融温度冷却所述聚合物熔融共混物降低至环境温度,其中所述冷却包 括: (i) 从所述熔融温度无控制冷却所述聚合物熔融共混物至范围在140?125°C的初始 冷却温度, (ii) 以范围在0. 1?30°C /分钟的平均冷却速度,从所述初始冷却温度控制冷却所述 聚合物熔融共混物至范围在110?l〇〇°C的中间冷却温度,以及 (iii) 从所述中间冷却温度通过控制冷却或者无控制冷却,冷却所述聚合物熔融共混 物至环境温度,从而形成所述聚合物组合物。
2. 根据权利要求1的方法,其中,所述聚合物组合物依据ASTM D-149在100微米厚膜 上检测的交流("AC")击穿强度比其他相同但经骤冷冷却的聚合物组合物至少大5%。
3. 根据权利要求1或2的方法,其中,所述聚合物组合物具有依据ASTM D-149在100 微米厚膜上检测的至少l〇〇kV/mm的AC击穿强度。
4. 根据上述权利要求中任一项的方法,其中所述聚丙烯均聚物和所述聚丙烯-a_烯 烃互聚物以范围为4:1?1:4的重量比存在在所述聚合物共混物中。
5. 根据上述权利要求中任一项的方法,其中所述初始冷却温度为125°C,其中所述中 间冷却温度为ll〇°C,其中步骤(iii)的所述冷却为无控制冷却。
6. 根据上述权利要求中任一项的方法,其中步骤(ii)的所述控制冷却以范围为1? 10 °C /分钟的速率进行。
7. 根据上述权利要求中任一项的方法,其还包括,在步骤(b)的所述冷却之前,在导电 芯上涂覆所述聚合物熔融共混物,从而在步骤(b)的所述冷却之后,在所述导电芯上形成 所述聚合物涂层。
8. 根据权利要求7的方法,其中,当在3. 5mm厚度检测时,在所述导电芯上的所述聚合 物涂层显示至少400kV的直流("DC")击穿强度。
9. 根据上述权利要求中任一项的方法,其中所述聚丙烯均聚物是非核化的。
10. 根据上述权利要求中任一项的方法,其中所述聚丙烯_ a -烯烃互聚物的a -烯烃 成分为乙稀。
【专利摘要】聚丙烯均聚物和丙烯-α-烯烃互聚物的聚合物共混物。制备聚合物共混物的方法,包括控制冷却经加热的聚丙烯和丙烯-α-烯烃互聚物共混物。这样的聚合物组合物可以被用于形成涂敷线材和缆线。
【IPC分类】B29C47-88, C08J3-00, H01B3-44, C08L23-12
【公开号】CN104583281
【申请号】CN201380027386
【发明人】S·萨顿, T·E·格森斯, A·沃恩, G·史蒂文斯
【申请人】陶氏环球技术有限责任公司, 南安普敦大学, 格诺西斯环球有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年2月22日
【公告号】CA2868550A1, EP2831152A1, US20150087787, WO2013148028A1
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