具有铜钝化剂的层状结构的制作方法

文档序号:11289227阅读:362来源:国知局

本发明涉及一种层状结构,其包括铜导体和与所述铜导体相邻的聚合物层,更具体地本发明涉及可以保护铜导体不变色的电线或电缆绝缘层。所述与铜导体相邻的聚合物层包括含苯并三唑化合物的聚合物组合物。这防止了所述铜导体的变色。



背景技术:

典型的电力电缆或电线通常包括在电缆芯中的一个或多个导体,其被一个或多个聚合物材料的绝缘层或护套包围。所述芯通常是被许多不同的聚合物层包围的铜或铝,每个聚合物层用于特定的功能,例如,半导体层(屏蔽层)、绝缘层、金属带屏蔽层和聚合物护套。每层可以提供多于一种的功能。低压电线或电缆通常由用作绝缘、金属屏蔽和聚合物护套层的单一聚合物层包围。超高压电缆的介质例如可被第一聚合物半导体层、聚合物绝缘层、第二聚合物半导体层、金属带屏蔽物以及聚合物护套包围。

已经使用多种聚合物材料作为用于电力电缆的电绝缘材料和半导体材料。这种聚合材料除了具有合适的介电性能之外还必须是耐久的,并且必须在多年的使用中基本上保持初始性质以便有效安全运行。这些材料还必须符合国际标准规定的严格的安全性要求。

虽然小功率电缆可以使用固体导体,但电力电缆通常使用绞合的铜或铝导体。

尽管来自其他材料的竞争,铜仍然是许多电缆结构中优选的电导体,主要的例外是架空电力传输,其通常优选的是铝。铜线用于发电、输电、配电、远程通信、电子电路和无数种电气设备。电线是铜业最重要的市场。这包括建筑电线、通信电缆、配电电缆、电器电线、汽车电线电缆以及电磁线。所有开采的铜大约有一半用于制造电线和电缆导体。许多电子器件依赖铜线,这是因为铜线众多固有的有益性质,例如其高导电性、拉伸强度、延展性、蠕变(变形)抗性、耐腐蚀性、低热膨胀、高导热性、可焊性和易于安装。

与铁暴露在潮湿空气中时形成的铁锈不同,铜与大气氧缓慢反应形成一层棕黑色的铜氧化物,其可以保护底层铜免受更进一步的腐蚀。在老铜建筑物上经常会看到一层绿色的铜绿(碳酸铜)。此外,铜对引起变色的含硫物质以及指纹(因为汗液是腐蚀性的)也是敏感的。

铜导体的变色是一个常见的问题。这损害了铜导体的美学性质。当连接铜导体时,除去聚合物层以便获得铜导体的未变色部分。许多铜导体被安装在存在水的地下,这使得变色加剧。

us6262151公开了包含苯并三唑基团的酚衍生物作为聚烯烃的uv吸收剂的用途。

苯并三唑化合物(包括其衍生物)减少铜表面上的铜变色。其为此目的而出售。如果将苯并三唑化合物施加到铜表面上,其将保护表面不变色。其将形成保护性的苯并三唑-铜聚合物网络。该保护层将物理上保护铜不变色。铜导体容易被刮伤,进而苯并三唑化合物的保护表面被破坏导致变色的表面。当电缆绝缘层被挤出到铜导体上,或在电缆的安装或使用期间,可能会发生这种情况。常见的是,在电缆挤出之前,铜钝化剂例如苯并三唑化合物被添加到铜导体拉丝油中,从而在铜导体表面上形成铜钝化剂的薄层。然而,当铜导体在电缆挤出后与水分接触时,该方法无法产生防止铜变色的令人满意的保护效果。

苯并三唑化合物及其衍生物通常在变压器绝缘油中使用。它被用作腐蚀抑制剂并保护铜。铜钝化剂层的厚度与防腐蚀效率呈正相关。



技术实现要素:

本发明涉及一种包含铜导体和与铜导体相邻的聚合物层的层状结构,其中所述聚合物层包括含苯并三唑化合物的聚合物组合物。

导体可以沿其长度运送电力。其可以是电力或信号电流。聚合物定义为具有超过至少1000个重复单元。

令人惊奇地发现,与铜导体相邻的,由含苯并三唑化合物的聚合物组合物组成的聚合物层将在铜导体上形成保护层,并防止铜导体变色。不是首先在铜导体表面上施加苯并三唑化合物,从而在施加相邻的聚合物层期间存在划伤或损坏表面的风险,令人惊奇地,在本发明的聚合物组合物中存在的苯并三唑化合物在铜导体被包括含苯并三唑化合物的聚合物组合物的聚合物层覆盖之后,从聚合物组合物迁移到铜导体的表面并且形成保护层。一些未反应的苯并三唑化合物将保留在聚合物层中并且当需要时迁移。聚合物层将起到苯并三唑化合物的储存器的作用,与将其直接施加到铜导体表面相比,其延长了变色效果。保护层将自愈,并且聚合物层将起到储存器的作用。

苯并三唑是具有苯并三唑活性位点的化合物。它可以是取代或未取代的。

聚合物层是指部分地覆盖导体或更适合地包围导体,即导体被聚合物层涂覆。该聚合物层可以是绝缘层、半导体层、组合的绝缘和护套层。决定性的是聚合物层应与导体相邻,即直接接触。聚合物层合适地为绝缘层或组合的绝缘和护套层,最合适地仅为绝缘层。绝缘层可用于包括铜导体的许多用途中,最适合用于电缆。

本发明的层状结构合适地为电缆或电线,合适地为电缆。因此,所述电缆包括铜导体和与所述铜导体相邻的聚合物层,其中所述聚合物层包括含苯并三唑化合物的聚合物组合物。合适地,所述电缆的聚合物层是绝缘层、半导体层、护套层或组合的绝缘和护套层,更适合地,为绝缘层或组合的绝缘和护套层。最合适地,所述聚合物层是合适地被护套层覆盖的绝缘层。

具体实施方式

苯并三唑化合物可以是取代或未取代的,并且合适地为式(i)的化合物(下文称为苯并三唑化合物):

(i)其中

r1为氢原子;包含至少6个碳原子,合适地至少12个碳原子,并且合适地小于100个碳原子,更合适地12至100个碳原子的烷基;或包含至少一个胺基的烷基,并且r2为氢原子或烷基,合适地为甲基。

通过取代苯并三唑化合物,可以控制渗出和聚合物组合物与苯并三唑化合物之间的相容性之间的平衡。苯并三唑化合物的溶解度提高是指可以向聚合物组合物中加入较大量的苯并三唑化合物。

商用的苯并三唑化合物的实例是由basell提供的irgamet30、irgamet39、irgamet42、irgametbta、irgametbtz和irgametttz。在另一个实施方式中,苯并三唑化合物被至少一个胺基取代。合适地,苯并三唑化合物为irgamet39,其为2种异构体的混合物:n,n-双(2-乙基己基)-4-甲基-1h-苯并三唑-1-甲基胺(cas号:80584-90-3)以及n,n-双(2-乙基己基)-5-甲基-1h-苯并三唑-1-甲基胺(cas号:80595-74-0)。

在一个实施方式中,聚合物组合物中苯并三唑化合物的量为50ppm至1000ppm,合适地为50ppm至500ppm或更合适为100ppm至400ppm。

在另一个实施方式中,聚合物组合物包含聚烯烃,合适的是乙烯的聚合物。乙烯的聚合物合适地为聚合物组合物的至少70重量%或更合适地大于90重量%。乙烯的聚合物合适地具有0.1g/10min至40g/10min,合适地0.5g/10min至15g/10min,并且最合适地0.75g/10min至4g/10min的mfr2。

乙烯的聚合物的定义是具有大于50重量%的乙烯单体,合适地大于90重量%的乙烯单体的聚合物。乙烯的聚合物可以进一步包含具有乙烯基和官能团的α-烯烃和共聚单体,如极性共聚单体。

乙烯的聚合物合适地包含具有含可水解的硅烷基团的单元的共聚单体。

可水解的硅烷基团是指可以与其他硅烷基团通过硅烷醇缩合反应形成共价键。硅烷基团可与具有含硅烷基团的单元的共聚单体的乙烯的聚合物的其他硅烷基团形成共价键并形成网络。例如可以通过凝胶含量或热延伸(hotset)来测量网络度。

具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物合适地具有0.1重量%至10重量%,合适地1重量%至5重量%,并且最合适地1.5重量%至3重量%的硅烷含量。

可以通过几种常规方法制备具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物。硅烷是可水解的,即可交联的。如本领域所熟知,例如可通过乙烯单体与含硅烷基团的共聚单体的共聚合,或通过接枝,例如,在大多数自由基反应中通过加入硅烷基团来化学改性乙烯的聚合物来将可水解的硅烷基团引入乙烯的聚合物中。共聚的好处是最终制品中不存在极性过氧化物残基或未反应的乙烯基硅烷。这将使最终产品更均匀,更好的一致性并提高质量。与接枝溶液相比,在高压自由基方法中制备的具有乙烯基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三甲氧基硅烷的共聚合的乙烯的存储稳定性大大提高。另一个好处是易燃并具有强烈臭味的液态乙烯基硅烷的处理较少。其他优点是刮擦少、焦烧少(挤出机中过早交联)和更长的生产运行(较少的挤出机清洗)。共聚合是具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物的优选生产方法。与接枝相比,可以减少硅烷基团的量。其原因是所有的硅烷基都被共聚,而接枝的聚合物通常含有具有过氧化物残基的未反应的硅烷。

具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物合适地是含有含硅烷基团的单元的低密度乙烯聚合物。

本发明的乙烯的聚合物是通过在一种或多种引发剂存在下在使用自由基聚合的高压(hp)自由基聚合方法中使乙烯合适地与如上定义的具有含硅烷基团的单元的共聚单体聚合并且任选地使用链转移剂(cta)来控制聚合物的mfr而制备。

hp反应器例如可以是公知的管式或高压釜反应器或两者的联合,合适地是管式反应器。高压(hp)聚合以及根据期望的最终用途而进一步调整聚烯烃的其它性质的工艺条件的调整是公知的并且在文献中描述,并且本领域技术人员可以容易地使用。合适的聚合温度范围高达400℃,优选80℃至350℃,压力始于70mpa,优选100mpa至400mpa,更优选100mpa至350mpa。高压聚合通常在100mpa至400mpa的压力以及80℃至350℃的温度下进行。这些方法是公知的,并在文献中有详细记载。

可以以一种公知的方式掺入具有含硅烷基团的单元的共聚单体(以及任选的其它共聚单体)并控制共聚单体进料以获得所述(可水解)具有含硅烷基团的单元的共聚单体的期望的最终含量,这在技术人员的技能范围内。

例如在聚合物百科全书:科学与工程,卷6(1986),第383-410页以及材料百科全书:科学与技术,2001elsevierscience公司:“聚乙烯:高压”,r.klimesch,d.littmann以及f.-o.第7181-7184页可以找到通过高压自由基聚合制备乙烯(共)聚合物的进一步细节。

用于生产乙烯的聚合物的且用于共聚硅烷基团或含硅烷基团化合物的含硅烷基团的共聚单体(用于接枝硅烷基团)合适地为由下式表示的乙烯基硅烷化合物:

r1sir2qy3-q(ii)其中

r1为烯键式不饱和烃基,烃氧基或(甲基)丙烯酰氧基烃基,各个r2独立地为脂肪族饱和烃基,y可以相同或不同,为可水解的有机基团,q为0,1或2。

不饱和硅烷化合物的具体实例为其中r1为乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基或γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基;y为甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基或烷基氨基或芳基氨基;并且r2(如果存在)为甲基、乙基、丙基、癸基或苯基的那些化合物。最合适的为乙烯基三乙氧基硅烷(vtes)或乙烯基三甲氧基硅烷(vtms)。

本发明的一个实施方式是在高压自由基方法中使乙烯单体与乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体共聚以制备乙烯与含硅烷基团的单元的共聚单体的共聚物。

除了含硅烷基团的共聚单体以外,具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物可以包含另外的共聚单体。此外,除了硅烷基团以外,具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物可以包含另外的极性基团(本文称为极性基团)。在一个实施方式中,具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物还含有极性基团,其可通过接枝含极性基团的化合物或通过共聚合含极性基团的共聚单体(本文称为极性共聚单体)而被引入。在该实施方式中,通过使乙烯单体与含硅烷基团的共聚单体以及与至少一种(合适地一种)极性共聚单体聚合来制备所述乙烯的聚合物。

在一个实施方式中,具有含硅烷基团的单元的乙烯的聚合物选自由乙烯单体、含硅烷基团的共聚单体以及一种或多种(合适地一种)极性共聚单体组成的聚合物。典型的极性共聚单体为a)羧酸乙烯酯,例如乙酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯,(b)(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯以及(甲基)丙烯酸羟乙酯,(c)烯属不饱和羧酸,如(甲基)丙烯酸、马来酸以及富马酸,(d)(甲基)丙烯酸衍生物,如(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酰胺,以及(e)乙烯基醚,如乙烯基甲基醚和乙烯基苯基醚。通过自由基引发的高压聚合来制备所述乙烯的聚合物。

典型的极性共聚单体可以使用羟基、烷氧基、羰基、羧基、醚基或酯基,或它们的混合物。更合适地,可以将含有羧基和/或酯基的极性共聚单体用作所述极性共聚单体。更合适地,所述极性共聚单体选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙酸酯,或它们的任意混合物。甚至更合适地选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或乙酸乙烯酯,或它们的混合物。更优选地,所述任选的极性共聚单体可以选自丙烯酸c1-c6烷基酯、甲基丙烯酸c1-c6烷基酯或乙酸乙烯酯。特别合适的极性共聚单体是乙酸乙烯酯(eva)、(甲基)丙烯酸甲酯、(ema&emma)、丙烯酸乙酯(eea)和/或丙烯酸丁酯(eba),最合适地为eba、ema和eea。可以组合使用两种或更多种这样的烯键式不饱和化合物。术语“(甲基)丙烯酸”意图包括丙烯酸和甲基丙烯酸两者。通过自由基引发的高压聚合来制备乙烯共聚物。

在本发明的一个实施方式中,聚合物层是通过乙烯的聚合物与含硅烷基团的单元的共聚单体的缩合反应而交联的绝缘层。合适的缩合反应由缩合反应催化剂催化。具有与铜导体相邻的绝缘层的典型电缆通常很薄,并应用于暴露于天气和风的环境。使电缆交联以承受苛刻的环境。苯并三唑化合物的保护自愈层特别适合用于这种电缆。

缩合反应催化剂合适地选自锡、锌、铁、铅和钴金属的羧酸盐;选自带有从有机碱可水解成布朗斯台德酸的基团的钛化合物;选自无机酸;以及选自有机酸;更适合地选自如锡、锌、铁、铅和钴金属的羧酸盐,选自如上所定义的带有可水解成布朗斯台德酸的基团的钛化合物或选自有机酸。缩合反应催化剂合适地为酸性的,更合适的是布朗斯台德酸。在更合适的实施方式中,缩合反应催化剂是磺酸,甚至更合适的是芳香族有机磺酸,其是包含以下结构单元的有机磺酸:

ar(so3h)x(iii)其中

ar是可以被取代或未取代的芳基,如果被取代,则合适地具有至少一个至多50个碳原子的烃基,并且x至少为1;或包括其酸酐的式(iii)的磺酸的前体,或已经具有可水解的保护基团(例如,可通过水解除去的乙酰基)的式(iii)的磺酸。在ep736065中,或者在ep1309631、ep1309632中描述了这样的有机磺酸。

在一个实施方式中,缩合反应催化剂是芳香族磺酸,更合适地是式(iii)的芳香族有机磺酸。作为缩合反应催化剂的式(iii)的所述磺酸可以包含根据式(iii)的结构单元一次或多次,例如,两次或三次(作为重复单元(ii))。例如,根据式(iii)的两个结构单元可以通过桥接基团(例如亚烷基)彼此连接。

合适地,式(iii)的有机芳香族磺酸具有6至200个c原子,更合适地7至100个c原子。

合适地,x为1,2或3,更合适地,x为1或2。最合适地,ar为苯基、萘基或包含三个稠合环的芳香族基团,如菲和蒽。

更合适的式(iii)的磺酸化合物的非限制性实例为对甲苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸、乙酰基对甲苯磺酸酯(acetylp-toluenesulfonate)、乙酰甲烷-磺酸酯(acetylmethane-sulfonate)、十二烷基苯磺酸、十八烷酰基-甲烷磺酸酯(octadecanoyl-methanesulfonate)以及四丙基苯磺酸;其各自独立地可以被进一步取代。

甚至更合适地,式(iii)的磺酸被取代,即ar为被至少一个c1至c30烃基取代的芳基。在这种更合适的式(iii)的磺酸亚组中,还合适的是ar为苯基,x至少为1(即,苯基被至少一个-s(=o)2oh取代),更合适地x为1,2或3;并且更合适地,x为1或2,ar为被至少一个c3-20烃基取代的苯基。作为缩合反应催化剂最适合的磺酸(iii)为四丙基苯磺酸和十二烷基苯磺酸,更合适的是十二烷基苯磺酸。

缩合反应催化剂的量通常为0.00001mol/kg至0.1mol/kg聚合物组合物,合适地为0.0001mol/kg至0.01mol/kg聚合物组合物,更合适地为0.0005至0.005mol/kg聚合物组合物。缩合反应催化剂的选择及其可行的量取决于最终用途,并且这在技术人员的技能范围内。

在一个实施方式中,电缆所含聚合物层是包含聚合物组合物的绝缘层。所述聚合物组合物合适地通过缩合反应,合适地用如在上述任何实施方式中的缩合反应催化剂交联。在环境条件,rh50,7天后,交联的聚合物组合物的热延伸合适地小于175%,更合适地小于100%。按照试验方法中的描述测量热延伸。本发明的一个目的是即使对于酸性缩合反应催化剂(如磺酸),在保持良好的交联性质的同时保持良好的变色性质。

在一个实施方式中,使用为酸性或更合适地为磺酸的缩合反应催化剂来进行缩合反应,聚合物组合物中苯并三唑化合物的量在聚合物组合物中合适地为50ppm至500ppm,更合适为50ppm至400ppm或最合适为100ppm至300ppm。令人惊讶的是,由于苯并三唑化合物的基本性质,即使采用高含量的苯并三唑化合物也可保持这种良好的交联性质。

聚合物组合物可以含有另外的组分,例如另外的聚合物组分,如可混溶的热塑性塑料;添加剂,如抗氧化剂、另外的稳定剂(如水树阻燃剂)、润滑剂、发泡剂或着色剂;填料,如导电填料。

基于聚合物组合物的总量,另外的聚合物组分(如果存在)的总量通常高达30重量%,合适地高达20重量%,合适地高达10重量%,更合适地为0.5重量%至7重量%。

基于聚合物组合物的总量,添加剂(如果存在)的总量通常为0.01重量%至10重量%,合适地为0.05重量%至7重量%,更合适地为0.2重量%至5重量%。

合适地,聚合物组合物包括聚烯烃、式(i)的苯并三唑化合物以及任选并且合适地,另外的添加剂,或合适地由聚烯烃、式(i)的苯并三唑化合物以及任选并且合适地,另外的添加剂组成。

合适地,苯并三唑化合物以母料(mb)的形式加入到聚合物组合物中,所述母料包含苯并三唑化合物和载体介质。或者,可以将苯并三唑化合物浸入聚合物组合物或缩合反应催化剂母料中。更合适地将苯并三唑化合物作为母料加入,因为这使得定量更准确。这降低了过量给料的风险,从而降低损害交联的风险。合适地,将苯并三唑化合物加到缩合反应催化剂母料中。

在本发明的一个实施例中,绝缘层被护套层覆盖。该护套层是机械地覆盖并保护绝缘层的片层。该护套层的目的是要在安装中短期以及安装后长期坚固并耐受机械损伤。

合适地,电缆是电力电缆,更合适地,电缆是低压(lv)或中压(mv)电力电缆,最合适的是低压电力电缆。电力电缆被定义为可以在任何电压水平下工作的传输能量的电缆。低压电力电缆通常在低于6kv,通常高于400v的电压下工作。mv电力电缆在比lv电缆在更高的电压水平下工作并且其用途与lv电缆不同。典型的mv电力电缆通常在6kv至36kv的电压下工作。lv电力电缆以及在一些实施例中的中压(mv)电力电缆包括涂覆有绝缘层或组合的绝缘和护套层(合适地为绝缘层)的电导体。通常,mv电力电缆由至少被内半导体层、绝缘层和外半导体层(以该顺序)包围的导体组成。合适地,在铜导体上挤出电缆绝缘层。

本发明还涉及通过迁移钝化电缆的铜导体的方法,其中该方法包括制备根据任何先前的实施方式的电缆层(合适地是绝缘层)以便在电缆中添加铜钝化剂的步骤。应适当地清洁铜导体。应将聚合物组合物直接施加(合适地通过挤出)在铜导体上。铜钝化剂从绝缘层迁移到铜导体上。铜钝化剂是防止铜降解(即变色)的添加剂。钝化剂在铜的表面上形成聚合物层,从而保护铜不被降解。合适地,铜钝化剂是如上述任何实施方式中所述的苯并三唑化合物。

试验方法

a)熔体流动速率

根据iso1133在190℃和2.16kg负荷下测量乙烯均聚物和共聚物的熔体流动速率mfr2。

b)密度:根据iso1183d和iso1872-2测量制备样品的密度。

c)聚合物中存在的极性共聚单体的含量(重量%和摩尔%)和聚合物组合物(优选聚合物)中存在的含硅烷基团的单元(优选共聚单体)的含量(重量%和摩尔%):

使用定量核磁共振(nmr)光谱来定量聚合物组合物中聚合物的共聚单体含量。

使用在400.15mhz下操作的brukeradvanceiii400nmr光谱仪记录溶液状态的定量1hnmr光谱。所有光谱均在100℃下使用标准宽带反向5mm探头来记录,所有气动装置均使用氮气。使用二叔丁基羟基甲苯(bht)(cas128-37-0)作为稳定剂将约200mg的材料溶于1,2-四氯乙烷-d2(tce-d2)中。采用标准单脉冲激发,其使用30度脉冲,3秒的弛缓延迟和无样品旋转。使用2次虚拟扫描,每个光谱获得总共16个瞬态。每个fid收集总共32k个数据点,停留时间为60μs,对应于约20ppm的光谱窗。fid接着零填充到64k数据点,并使用0.3hz线拓宽应用指数窗口功能。选择该设置主要是为了解析在同一聚合物中存在的甲基丙烯酸酯和乙烯基三甲基硅氧烷共聚产生的定量信号的能力。

定量1hnmr光谱使用自定义光谱分析自动程序处理、积分并确定定量性质。所有化学位移均内部参考在5.95ppm处剩余的质子化溶剂信号。

当在多种共聚单体序列中存在掺入丙烯酸乙烯酯(va)、丙烯酸甲酯(ma)、丙烯酸丁酯(ba)和乙烯基三甲基硅氧烷(vtms)产生的特征信号时,对其进行观察(randell89)。相对于聚合物中存在的全部其他单体来计算全部共聚单体含量。

使用指派给*va位置的4.84ppm处的信号的积分除以每个共聚单体的报导核数,并校正bht(当存在时)的oh质子重叠来定量丙烯酸乙烯酯(va)掺入:

va=(i*va–(iarbht)/2)/1

使用指派给1ma位置的3.65ppm处的信号的积分除以每个共聚单体的报导核数来定量丙烯酸甲酯(ma)掺入:

ma=i1ma/3

使用指派给4ba位置的4.08ppm处的信号的积分除以每个共聚单体的报导核数来定量丙烯酸丁酯(ba)掺入:

ba=i4ba/2

使用指派给1vtms位置的3.56ppm处的信号的积分除以每个共聚单体的报导核数来定量乙烯基三甲基硅氧烷掺入:

vtms=i1vtms/9

观察到额外使用bht作为稳定剂产生的特征信号。使用指派给arbht位置的6.93ppm处的信号的积分除以每个分子的报导核数来定量bht含量:

bht=iarbht/2

使用0.00-3.00ppm之间的整体脂肪族(整体)信号的积分定量乙烯共聚单体含量。该积分可包括来自分离的乙酸乙烯酯掺入的1va(3)和αva(2)位置,来自分离的丙烯酸甲酯掺入的*ma和αma位置,来自分离的丙烯酸丁酯掺入的1ba(3)、2ba(2)、3ba(2)、*ba(1)以及αba(2)位置,来自分离的乙烯基硅烷掺入的*vtms和αvtms位置以及来自bht的脂肪族位点以及来自聚乙烯序列的位置。基于所观察到的共聚单体序列及bht的整体积分和补偿来计算总乙烯共聚单体含量:

e=(1/4)*[ibulk-5*va-3*ma-10*ba-3*vtms-21*bht]

应该注意的是,整体信号中的α信号中的一半表示乙烯而不是共聚单体,并且由于不能补偿不具有相关分支位置的两个饱和链末端而引入非显著性误差。

聚合物中给定单体(m)的总摩尔分数计算如下:

fm=m/(e+va+ma+ba+vtms)

以标准方式由摩尔分数计算以摩尔百分比表示的给定单体(m)的总共聚单体掺入:

m[mol%]=100*fm

以标准方式由摩尔分数和单体的分子量(mw)计算以总重量百分比(重量%)表示的给定单体(m)的总共聚单体掺入:

m(重量%)=100*(fm*mw)/((fva*86.09)+(fma*86.09)+(fba*128.17)+(fvtms*148.23)+((1-fva-fma-fba-fvtms)*28.05))

randall89

j.randall,macromol.sci.,rev.macromol.chem.phys.1989,c29,201.

对于本领域技术人员显而易见的是,通过使用各自的特征信号的积分,上述原理可以类似地适应于定量除ma、ba和va之外的任何另外的极性共聚单体(如果在本申请中给出的极性共聚单体的定义范围内)的含量,并且定量除了vtms之外的任何另外的含硅烷基团的单元(如果在本申请中给出的含硅烷基团的单元的定义范围内)的含量。

d)凝胶含量(重量%):根据astmd2765-90使用由本发明的所述硅烷交联的聚烯烃聚合物组合物组成的样品来测量(方法a,十氢化萘提取)。环境条件为23℃,室内湿度(rh)50%。如果没有特别说明,50℃至100℃时rh约为10%。

e)热延伸伸长率

带制备:在190℃下挤出混合物。然后,在90℃的水浴中进行交联24小时。之后,将样品放置在设置在23℃和50%湿度下的恒定室中24小时(定义为环境条件)。然后切出期望长度的带。

用上述带确定热延伸性质。根据iso5275a由1.8+/-0.1mm厚的交联带制备沿挤出方向取出的三个哑铃形样品。根据en60811-2-1(热延伸试验)通过测量热变形进行热延伸试验。

在哑铃上隔20毫米标记参考线。将每个试验样品从其上端垂直固定在烘箱中,每个试验样品的下端附有0.2mpa的负荷。15分钟后,在200℃烘箱中测量预先标记的线之间的距离,计算热延伸伸长百分比,伸长率%。对于永久热延伸%,去除试验样品的拉伸力(负重)之后,在200℃恢复5分钟,然后使其在室温下冷却。

由标记线之间的距离计算在表3中记录的永久热延伸%。记录三次试验的平均值。

材料

以高压自由基法制备vtms-乙烯共聚物,le4423,其中乙烯单体与乙烯基三甲氧基硅烷(vtms)反应,从而在共聚物中产生1.35重量%的硅烷含量。mfr2为1g/10min。le4423在ep2562768中描述。

将catmbsa(具有含1.5重量%作为缩合反应催化剂的十二烷基苯磺酸和2%作为稳定剂的irganox1010的低密度乙烯聚合物(mfr2为7.5g/10min)的载体的缩合反应催化剂母料)干混入硅烷共聚物。

将catmbsb(具有含4重量%作为缩合反应催化剂的nacurecd-2180(kingindustries提供)和2%作为稳定剂的irganox1010的低密度乙烯聚合物(mfr2为7.5g/10min)的载体的缩合反应催化剂母料)干混入硅烷共聚物。

将catmb锡(具有含3重量%作为缩合反应催化剂的二月桂酸二辛基锡dotl和2%作为稳定剂irganox1010的低密度乙烯聚合物(mfr2为7.5g/10min)的载体的缩合反应催化剂母料)干混入硅烷共聚物。

basell提供的irgamet39,cas80584-90-3

样品制备

在挤出之前,用浸在异丙醇中的布清洁铜导体。铜导体表面外观光泽,没有任何缺陷或变色。使用150℃/160℃/170℃的温度分布和50rpm将绝缘体挤压到在小电缆线上的绞合铜导体上。铜导体的直径为5mm,绝缘层厚度为0.7mm。此外,在挤出之前将铜导体预热至110℃。

所有实施例均具有5重量%的缩合反应催化剂母料(catmb)和95重量%的le4423。在catmb中加入irgamet39。在每个实施例中指定聚合物组合物中irgamet39的最终量。

在90℃的水浴中处理24小时之后,通过剥离约5厘米的绝缘层来检查电缆。一般来说,在热水浴中处理后可见一些变色。在环境条件下处理24小时(23℃,50%rh)后,任何样品均没有变色迹象。

表1,铜导体的变色外观

表2,在90℃水浴24小时后,电缆上的铜变色

从表2可以看出,加入铜钝化剂irgamet39将减少在热水浴中处理后的铜导体变色。对绝缘体中的irgamet39的200ppm和600ppm总浓度均获得了相同的铜变色等级。向锡催化体系中加入irgamet39在减少铜的变色方面效果非常好。这是由于铜钝化剂和锡缩合反应催化剂之间的微小相互作用或没有相互作用。此外,可以看出,即使在加入强酸缩合反应催化剂(例如将与碱性铜钝化剂相互作用的磺酸)之后,irgamet39仍然保持其铜钝化性质。

表3.含600ppmirgamet39的电缆的热延伸结果。

从表3中可以看出,向当前的缩合反应催化剂浓度中加入600ppm的irgamet39不能在环境条件条件下进行充分的交联反应。如表4所示,当将irgamet39的浓度降低至200ppm时,在环境条件条件下实现令人满意的交联。

表4.电缆的热延伸结果。

为了总结向基于磺酸的缩合反应催化剂中加入200ppmirgamet39的环境交联,还在表4中列出凝胶含量测量结果。结果清楚地表明,在热水浴和环境条件下处理后,均达到充分的交联水平。

将含有4000ppmirgamet39的catmbsa颗粒密封在铝袋中并在50℃的烘箱中保存7天。显然,irgamet39尚未迁移到颗粒表面,这是因为颗粒是自由流动的(没有粘性表面)。这使得在电缆挤出之前基础树脂颗粒和缩合反应催化剂母料颗粒能够适当混合。

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