CN110997794A - 具有树生长阻滞剂的聚乙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种聚乙烯组合物，包括(A)基于乙烯的(共)聚合物、(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷。还提供一种制造所述组合物的方法；一种通过固化所述组合物制得的交联聚乙烯产物；包括成形的本发明组合物或产物的制品；和使用本发明组合物、产物或物品的方法。

Description

具有树生长阻滞剂的聚乙烯组合物
技术领域
聚乙烯和树生长阻滞剂的组合物和相关方面。
背景技术
绝缘电导体通常包括由绝缘层覆盖的导电芯。导电芯可以是实心或绞合的(例如导线束)。一些绝缘电导体还可含有一个或多个其它组件，如半导电层和/或保护套(例如缠绕的导线、带子或外鞘)。实例为涂布的金属线和电力电缆，包含用于低电压(“LV”，>0至<5千伏(kV))、中等电压(“MV”，5至<69kV)、高电压(“HV”，69至230kV)和超高电压(“EHV”，>230kV)电传输/分配应用的那些。电力电缆的评定可使用AEIC/ICEA标准和/或IEC测试方法。
聚乙烯组合物在CN 101367972A；JP 56-109401A(1981)；US 4,372,988；US 4,501,688；US 4,876,147和US 5,372,841中均有提及。
发明内容
我们认识到损害了电力电缆在较高电压下运作和暴露于水分时的性能的问题。在这些条件下，随时间推移在绝缘层中可出现水树生长，由此可在其中出现电树生长，由此又可最终使得损坏绝缘层。可通过在绝缘层中使用更有弹性的材料来延长达到此类损坏的时间，且因此提高电力传递的可靠度且降低维护成本。然而，过去的提出用于MV电力电缆的材料解决方案如果在较高电压(HV或EHV电力电缆)下使用，则产生不可接受的耗散因子。
对此问题的令人满意的技术解决方案并非显而易见。我们发现使用过多水树生长阻滞剂添加剂不一定增加对水树生长的抑制，且可使其恶化。此外，其它阻滞剂可导致其它问题，如水树生长阻滞剂的浮现或渗出(即水树生长阻滞剂自绝缘层的内部迁移至绝缘层的表面)。此外，许多抑制水树生长的添加剂产生其它问题，如耗散因子大大增加。接着待解决的问题为调配优选地抑制水树生长和电树生长而不迁移且无耗散因子大大增加的组合物。
我们对此问题的技术解决方案包含聚乙烯组合物，包括(A)基于乙烯的(共)聚合物；(B)含有苯乙烯属单元的共聚物；和(C)聚有机硅氧烷(“本发明组合物”)。本发明还是一种制造本发明组合物的方法；一种通过固化本发明组合物制得的交联聚乙烯产物(“本发明产物”)；包括成形的本发明组合物或产物的制品(“本发明物品)”；和使用本发明组合物、产物或物品的方法。
本发明组合物、产物和物品适用于电传输应用和其它如容器或车辆部件的不相关应用。
具体实施方式
发明内容和发明摘要以引用的方式并入本文中。下文以编号方面形式描述某些本发明的实施例以易于交叉参考。
方面1.一种聚乙烯组合物，包括50至98.9重量百分比(wt％)的(A)基于乙烯的(共)聚合物；1至20.0wt％的(B)含有苯乙烯属单元的共聚物；和0.1至10wt％的(C)聚有机硅氧烷。
方面2.如方面1的聚乙烯组合物，包括50.0至98.9wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物；1.0至15.4wt％的所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物；和0.1至小于1.5wt％的所述(C)聚有机硅氧烷。
方面3.如方面1或2的聚乙烯组合物，其中所述(B)苯乙烯共聚物和(C)聚有机硅氧烷的总量为所述聚乙烯组合物的1.1至16wt％。
方面4.如方面1至3中任一项的聚乙烯组合物，特征为限制(i)至(iii)中的任一个：(i)所述聚乙烯组合物的所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物与所述(C)聚有机硅氧烷的重量/重量比为2至40；(ii)所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物为线性聚苯乙烯-乙烯/丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物；和(iii)(i)与(ii)。在一些方面中，(B)/(C)的重量/重量比可以是2至31，或3至19，或5至16。
方面5.如方面1至4中任一项的聚乙烯组合物，进一步包括0.05至2wt％的(D)抗氧化剂和不超过98.85wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物。
方面6.如方面1至4或方面5中任一项的聚乙烯组合物，进一步包括0.1至3wt％的(E)有机过氧化物和分别不超过98.80wt％或98.75wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物。
方面7.如方面1至5中任一项的聚乙烯组合物，其中所述聚乙烯组合物不含(即不具有)固化剂(随后进行定义)。
方面8.如方面1至7中任一项的聚乙烯组合物，进一步包括至少一种选自以下的添加剂：(F)防焦剂；(G)烯基官能性助剂；(H)成核剂；(I)加工助剂；(J)增量油；(K)碳黑；(L)纳米粒子；(M)稳定剂(例如抑制紫外(UV)光相关降解的化合物)。至少一种添加剂与组分至少组合物中的(A)至(E)不同。
方面9.如方面1至8中任一项的聚乙烯组合物，特征为当根据下文描述的水树生长测试方法使用ASTM D6097测量时，水树长度(WTL)的增加小于14％、或者小于13％、或者小于9％。在一些方面中，所述WTL的增加大于0％至<14％、或者1％至<14％、或者4％至14％、或者4％至<13％、或者4％至<9％、或者5％至14％、或者5％至<13％、或者5％至<9％。
方面10.如方面1至9中任一项的聚乙烯组合物，特征为当根据下文描述的耗散因子测试方法测量时，耗散因子小于0.35％、或者小于0.25％、或者小于0.15％、或者小于0.10％。在一些方面中，所述耗散因子大于0％至<0.35％、或者0.01％至<0.35％、或者0.014％至<0.35％、或者0.01％至<0.25％、或者0.01％至<0.15％、或者0.01％至<0.10％、或者0.015％至<0.25％、或者0.015％至<0.15％、或者0.015％至<0.10％。
方面11.一种制造如方面1至10中任一项的聚乙烯组合物的方法，所述方法包括将(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷混合于(A)基于乙烯的(共)聚合物的熔融物中，得到呈包括组分(A)、(B)和(C)的熔融掺合物的所述聚乙烯组合物。在一些方面中，所述方法进一步包括将一种或多种添加剂(例如组分(D)至(M)中的一种或多种)混合于(A)的熔融物中。所述方法还可包括挤压熔融掺合物，得到聚乙烯组合物的挤出物。在一些方面中，所述方法进一步包括使所述熔融掺合物或挤出物冷却，分别得到固体掺合物或固体挤出物。
方面12.一种交联聚乙烯产物，为固化如方面1至10中任一项的聚乙烯组合物的产物。在一些方面中，固化的聚乙烯组合物包括0.1至3wt％的(E)有机过氧化物和分别不超过98.80wt％或98.75wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物。
方面13.一种制品，包括成形的如方面1至10中任一项的聚乙烯组合物、通过如方面11的方法制得的聚乙烯组合物，或如方面12的交联聚乙烯产物。所述成形的制品可以是圆柱形、螺旋形或不规则形。在一些方面中，所述制品可以是如方面14的绝缘电导体(下文)的绝缘层。在一些方面中，所述制品可以是如方面14的绝缘电导体。
方面14.一种绝缘电导体，包括导电芯和至少部分覆盖所述导电芯的绝缘层，其中所述绝缘层的至少一部分包括如方面1至10中任一项的聚乙烯组合物、通过如方面11的方法制得的聚乙烯组合物或如方面12的交联聚乙烯产物。所述绝缘电导体的所述绝缘层中的所述聚乙烯组合物的量可以是对减小水树长度和/或减小所述绝缘层的耗散因子有效的数量。所述绝缘层可由单层组成，其中至少一部分为本发明组合物或产物；或由多个层构成，其中至少一个层包括本发明组合物或产物。所述绝缘电导体可以是涂布的电线或电力电缆。所述绝缘电导体适用于电传输/分配应用，包含低、中等、高和超高电压应用。
方面15.一种导电方法，所述方法包括跨越如方面14的绝缘电导体的所述导电芯施加电压，以便产生通过所述导电芯的电流。所述施加电压可以是低(>0至<5千伏(kV))、中等(5至<69kV)、高(69至230kV)和超高(>230kV)电压。
术语“助剂”意指增强交联的化合物，即固化助剂。典型助剂为其对应主链或环子结构中含有碳原子的非环状或环状化合物。因此，常规助剂的主链或环子结构是基于碳(基于碳的子结构)。
术语“(共)聚合物”意指均聚物或共聚物。均聚物为由衍生自仅一种单体的单体单元构成且无共聚单体的大分子。共聚物为具有单体单元的大分子或大分子集合，其通过使第一单体和一种或多种不同类型的共聚单体单元聚合而制得，通过使一种或多种称为共聚单体的不同的第二或更多种单体聚合而制得。单体和共聚单体为可聚合分子。单体单元(monomeric unit)，也称为单体单元(monomer unit)或“聚体(mer)”为单一单体分子向大分子结构贡献(衍生)的最大组成单元。共聚单体单元(comonomeric unit)，也称为共聚单体单元(comonomer unit)或“共聚体(comer)”为单一共聚单体分子向大分子结构贡献(衍生)的最大组成单元。每个单元通常为二价单元。“二聚物”为由一种单体与一种共聚单体制得的共聚物。“三聚物”为由一种单体与两种不同共聚单体制得的共聚物。基于乙烯属的共聚物为此类共聚物，其中所述单体单元衍生自单体乙烯(CH2＝CH2)且包括每分子平均至少50重量百分比的大分子，且共聚单体单元衍生自一种或多种本文所述的共聚单体且包括每分子平均>0至至多50重量百分比的大分子。
术语“固化剂”意指活化时形成自由基且引发或增强(A)基于乙烯的(共)聚合物的大分子交联的自由基产生化合物(就地)。固化剂的活化可通过使固化剂经受热或光来达成。固化剂的实例为过氧化物、重氮官能性有机化合物和2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。过氧化物的实例为式H-O-O-R的氢-有机过氧化物和式R-O-O-R的有机过氧化物，其中每个R独立地为烃基。
术语“固化”和“交联”在本文中可互换使用以意指形成交联产物(网状聚合物)。
术语“基于乙烯的(共)聚合物”意指含有50百分比至100wt％的衍生自H2C＝CH2的重复单元(乙烯属重复单元)和分别50至0wt％的下文描述的一种或多种共聚单体的大分子。一种或多种共聚单体的实例包含(C3-C20)α-烯烃、乙烯基硅烷、乙酸乙烯酯和丙烯酸烷基酯。基于乙烯的(共)聚合物，也称为基于乙烯属的(共)聚合物，可以是具有100wt％乙烯属单体单元和0wt％共聚单体单元的聚乙烯均聚物，或具有>50至<100wt％乙烯属单体单元和0至<50wt％、或者1至<50wt％、或者5至<50wt％共聚单体单元的乙烯/共聚单体共聚物，其中共聚单体单元衍生自一种或多种共聚单体。
术语“(甲基)丙烯酸酯”包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和其组合。(甲基)丙烯酸酯可未经取代。
聚乙烯组合物.包括或含有组分(A)、(B)和(C)的单相或多相、均匀或不均匀、连续相或不连续相、可交联调配物。在聚乙烯组合物中，组分(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷可分散于(A)基于乙烯的(共)聚合物的大分子中。在一些方面中，聚乙烯组合物可进一步含有一种、两种或更多种任选的成分或添加剂(D)至(M)。聚乙烯组合物的总重量为100.00wt％。术语“聚乙烯组合物”可与“聚乙烯调配物”或“含有基于乙烯的(共)聚合物的调配物”互换使用。
聚乙烯组合物可通过多种不同方式制得。在一些方面中，聚乙烯组合物可通过混合(A)基于乙烯的(共)聚合物的熔融物与(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷和任何任选的组分(例如组分(D)至(M)中的任何零种、一种或多种制得，得到呈组分(A)、(B)、(C)和任何任选的组分的掺合物的聚乙烯组合物。混合可包括混配、捏合或挤出。为有助于混合，一种或多种组分(例如(B)、(C)、添加剂(D)、(E)等)可以于一部分(A)中的添加剂母体混合物形式或呈添加剂于除(A)外的载体树脂中的分散液形式提供。载体树脂可以是聚丙烯聚合物。
另一种方式，聚乙烯组合物可通过使(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷和任选的任何任选的组分(例如(D)抗氧化剂和/或(E)有机过氧化物)中的零种、一种或多种与未熔融形式的(A)基于乙烯的(共)聚合物接触制得，得到呈组分(A)、(B)、(C)和任何任选的组分的掺合物形式的聚乙烯组合物。接触可包括浸泡、浸吸或注射。组分(B)和(C)和一种或多种任何任选的组分独立地可通过混配、挤出、浸吸、注射、捏合或浸泡组合。混合或接触可在约20℃至100℃的温度下进行0.1至100小时，例如60℃至80℃下进行0.1至24小时。可将较高温度用于混合或接触，其限制条件为任何(E)有机过氧化物均不经历其分解温度。此后，必要时，掺合物可在混合或与(E)有机过氧化物接触之前冷却至低于(E)有机过氧化物分解温度的温度。必要时，聚乙烯组合物可冷却至储存温度(例如23℃)且储存1小时、1周、1个月或更长的时段。
聚乙烯组合物可制备为单部分调配物，或者多部分调配物，如两部分调配物，或者三部分调配物。单部分调配物含有聚乙烯组合物的实施例的所有组分。多部分调配物含有多个部分，其中不同部分中聚乙烯组合物的实施例的组分不同或其量不同。必要时，可将多部分调配物的不同部分组合以得到单部分调配物。对于为何任何组分组合不可包含在这些调配物的一个或多个部分中无固有原因。
聚乙烯组合物可呈分开的固体形式或连续形式。分开的固体形式可包括颗粒、丸粒、粉末，或其任何两者或更多者的组合。连续形式可以是模制部件(例如吹塑模制部件)或挤出部件(例如绝缘电导体的绝缘层)。聚乙烯组合物可通过照射固化或有机过氧化物/热固化而交联。
聚乙烯组合物除组分(A)、(B)和任选的组分(D)至(M)的任何基于含碳主链的聚合物实施例的外可不含任何基于含碳主链的聚合物。聚乙烯组合物可不含以下中的至少一种或者其中的每一种：聚丙烯载体树脂；聚丙烯均聚物；含有50至<100wt％丙烯属单体单元和50至0wt％乙烯属共聚单体单元的丙烯/乙烯共聚物；和含有50至<100wt％丙烯属单体单元、49至>0wt％的乙烯属单元和20至1wt％二烯属共聚单体单元的丙烯/乙烯/二烯(EPDM)共聚物。或者，聚乙烯组合物可进一步包括聚丙烯载体树脂；含有99至100wt％丙烯属单体单元的聚丙烯均聚物；含有50至<100wt％丙烯属单体单元和50至0wt％乙烯属共聚单体单元的丙烯/乙烯共聚物；或含有50至<100wt％丙烯属单体单元、49至>0wt％的乙烯属单元和20至1wt％二烯属共聚单体单元的丙烯/乙烯/二烯(EPDM)共聚物。用于制备二烯属共聚单体单元的二烯可以是1,3-丁二烯、1,5-己二烯、1,7-辛二烯、亚乙基降冰片烯、二环戊二烯或乙烯基降冰片烯。
组分(A)基于乙烯的(共)聚合物：由乙烯单体和任选的一种或多种烯烃官能性共聚单体制得的重复单元构成的单相或多相、均匀或不均匀、连续相或不连续相、可交联大分子，其中大分子具有基本上由碳原子组成或由碳原子组成的主链，或此类可交联大分子的集合，由此在交联时产生网状结构。(A)可以是含有衍生自乙烯的重复单元的聚乙烯均聚物；或也称为共聚物的乙烯/α-烯烃互聚物，其含有衍生自乙烯的重复单元和衍生自不同于乙烯的α-烯烃共聚单体的重复单元；或乙烯/不饱和羧酸酯共聚物，其包括51至99.9wt％乙烯属单体单元和49至0.1wt％不饱和羧酸酯共聚单体单元；或乙烯/烯烃官能性可水解硅烷共聚物，其包括51至99.9wt％乙烯属单体单元和49至0.1wt％烯烃官能性可水解硅烷共聚单体单元。互聚物包含二聚物、三聚物等。
(A)基于乙烯的(共)聚合物可以是含有99至100wt％乙烯属单体单元的聚乙烯均聚物。聚乙烯均聚物可以是通过配位聚合制得的高密度聚乙烯(HDPE)均聚物或通过自由基聚合制得的低密度聚乙烯(LDPE)均聚物。
或者，(A)基于乙烯的(共)聚合物可以是乙烯/α-烯烃共聚物，含有50至<100wt％乙烯属单体单元和50至0wt％(C3-C20)α-烯烃衍生的共聚单体单元。(A)乙烯/α-烯烃共聚物的乙烯/α-烯烃共聚物实施例可以是线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。或者，聚乙烯聚合物可以是低密度聚乙烯(LDPE)。乙烯/α-烯烃(“α-烯烃”)互聚物的α-烯烃含量为按全部互聚物重量计至少1wt％、至少5wt％、至少10wt％、至少15wt％、至少20wt％、或至少25wt％。这些互聚物的α-烯烃含量可按全部互聚物重量计小于50wt％、小于45wt％、小于40wt％或小于35wt％。说明性乙烯/α-烯烃互聚物为乙烯/丙烯、乙烯/1-丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、含有20至1wt％二烯共聚单体单元的乙烯/二烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/1-丁烯、乙烯/1-丁烯/1-辛烯、含有50至100wt％乙烯单体单元、49至>0wt％的丙烯共聚单体单元和20至1wt％二烯共聚单体单元的乙烯/丙烯/二烯(EPDM)。用于制造乙烯/二烯共聚物或EPDM中的二烯共聚单体单元的二烯可独立地为1,3-丁二烯、1,5-己二烯、1,7-辛二烯、亚乙基降冰片烯、二环戊二烯、乙烯基降冰片烯或其任何两种或更多种的组合。
(A)基于乙烯的(共)聚合物的乙烯/α-烯烃共聚物方面的(C3-C20)α-烯烃可以是式(I)化合物：H2C＝C(H)-R(I)，其中R为直链(C1-C18)烷基。(C1-C18)烷基为具有1至18个碳原子的单价未经取代的饱和烃。R的实例为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基和十八基。在一些实施例中，(C3-C20)α-烯烃为1-丙烯、1-丁烯、1-己烯或1-辛烯；或者1-丁烯、1-己烯或1-辛烯；或者1-丁烯或1-己烯；或者1-丁烯或1-辛烯；或者1-己烯或1-辛烯；或者1-丁烯；或者1-己烯；或者1-辛烯；或者1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的任何两者的组合。或者，α-烯烃可具有如环己烷或环戊烷的环状结构，其产生α-烯烃，如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷。(C3-C20)α-烯烃可用作与乙烯单体的共聚单体。
(A)基于乙烯的(共)聚合物的乙烯/不饱和羧酸酯共聚物实施例通过乙烯单体和至少一个不饱和羧酸酯共聚单体的共聚制得。各不饱和羧酸酯共聚单体每分子可独立地具有氢原子和3至20个碳原子，即为(C3-C20)不饱和羧酸酯共聚单体。在一些方面中，不饱和羧酸酯共聚单体可以是(C2-C8)甲酸乙烯酯，且乙烯/不饱和羧酸酯共聚物为乙烯-(C2-C8)甲酸乙烯酯共聚物，其(C2-C8)甲酸乙烯酯共聚单体的含量可以是按乙烯-(C2-C8)甲酸乙烯酯共聚物的总重量计>0至<3.5wt％、或者>0至3.0wt％、或者>0至2.0wt％、或者0.5至2.0wt％。在一些方面中，(C2-C8)甲酸乙烯酯为具有2至8个碳原子、或者2至4个碳原子的羧酸阴离子的乙烯酯。(C2-C8)甲酸乙烯酯可以是(C2-C4)甲酸乙烯酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯或丁酸乙烯酯，且乙烯/不饱和羧酸酯共聚物可以是乙烯-(C2-C4)甲酸乙烯酯二聚物、或者乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)二聚物、或者乙烯-丙酸乙烯酯二聚物、或者乙烯-丁酸-乙烯酯二聚物。EVA二聚物基本上由乙烯衍生的单体单元和乙酸乙烯酯衍生的共聚单体单元组成。EVA二聚物的乙酸乙烯酯共聚单体单元含量可以是按EVA二聚物的总重量计>0至<3.5wt％、或者>0至3.0wt％、或者>0至2.0wt％、或者0.5至2.0wt％。wt％值为每个EVA分子的平均值。或者或另外，(A)(例如EVA二聚物)的熔融指数(190℃，2.16kg)可以是2至60g/10min、或者5至40g/10min，通过ASTM D1238-04所测量。
在一些方面中，用于制造(A)基于乙烯的(共)聚合物的乙烯/不饱和羧酸酯共聚物实施例的不饱和羧酸酯共聚单体可以是(甲基)丙烯酸(C1-C8)烷基酯，且乙烯/不饱和羧酸酯共聚物为乙烯-(甲基)丙烯酸(C1-C8)烷基酯(EAA)，其丙烯酸(C1-C8)(甲基)烷基酯共聚单体含量可以是按乙烯-丙烯酸(C1-C8)(甲基)烷基酯共聚物的总重量计>0至<3.5wt％、或者>0至3.0wt％、或者>0至2.0wt％、或者0.5至2.0wt％。在一些方面中，(C1-C8)烷基可以是(C1-C4)烷基、(C5-C8)烷基或(C2-C4)烷基。EAA基本上由以下各者组成：乙烯衍生的单体单元和一种或多种不同类型的(甲基)丙烯酸(C1-C8)烷基酯衍生的共聚单体单元，如丙烯酸乙酯和/或甲基丙烯酸乙酯共聚单体单元。(C1-C8)烷基可以是甲基、乙基、1,1-二甲基乙基、丁基或2-乙基己基。(甲基)丙烯酸酯可以是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其组合。(甲基)丙烯酸(C1-C8)烷基酯可以是丙烯酸乙酯，且EAA可以是乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，或(甲基)丙烯酸(C1-C8)烷基酯可以是甲基丙烯酸乙酯，且EAA可以是乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物(EEMA)。EEA或EEMA的分别丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯共聚单体单元含量可独立地为按EEA或EEMA二聚物的总重量计>0至<3.5wt％、或者>0至3.0wt％、或者>0至2.0wt％、或者0.5至2.0wt％。
在一些方面中，用以制造(A)基于乙烯的(共)聚合物的乙烯/烯烃官能性硅烷共聚物实施例的烯烃官能性硅烷共聚单体可以是Chaudhary的WO 2016/200600 A1(PCT/US16/033879，2016年5月24日提交)的段落[0019]；或Meverden等人的US 5,266,627的可水解硅烷单体。烯烃官能性可水解硅烷可接枝(反应后)至(A)的共聚物实施例上。或者，烯烃官能性可水解硅烷可与乙烯和共聚单体共聚，以直接制造含有可水解硅烷基的共聚物实施例。在一些方面中，烯烃官能性可水解硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙烯基三乙酰氧基硅烷或γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，且可水解硅烷基为2-三甲氧基硅烷基乙基、2-三乙氧基硅烷基乙基、2-三乙酰氧基硅烷基乙基或3-三甲氧基硅烷基丙氧基羰基乙基或3-三甲氧基硅烷基丙氧基羰基丙基。
(A)基于乙烯的(共)聚合物可以是两种或更多种不同的基于乙烯的(共)聚合物的掺合物或两种或更多种不同催化剂下聚合反应的反应产物。(A)基于乙烯的(共)聚合物可在两个或更多个反应器中制得，如来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的ELITETM聚合物。
(A)基于乙烯的(共)聚合物可通过任何适合的方法制得，许多方法在所属领域中熟知。可采用用于生产聚乙烯(共)聚合物的任何常规或下文发现的生产方法来制备(A)。生产方法通常包括一个或多个聚合反应。举例来说，LDPE可使用高压聚合方法制备。或者，LDPE可使用配位聚合方法制备，所述配位聚合方法使用一种或多种聚合催化剂，如齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)、氧化铬、茂金属、后茂金属催化剂进行。适合的温度为0℃至250℃，或30℃或200℃。适合的压力为大气压力(101kPa)至10,000大气压(大致1,013兆帕斯卡(“MPa”))。在大多数聚合反应中，所采用的催化剂与可聚合烯烃(单体/共聚单体)的摩尔比为10-12:1至10-1:1，或10-9:1至10-5:1。
聚乙烯组合物中(A)基于乙烯的(共)聚合物的量可以是均按聚乙烯组合物的总重量计75至98.9wt％、或者80至95wt％、或者80至90wt％。
组分(B)：含有苯乙烯属单元的共聚物.具有苯乙烯属单元的大分子或大分子集合，通过聚合苯乙烯单体和选自以下的共聚单体单元制得：乙烯属单元、(C3-C20)α-烯系单元、二烯属单元和乙烯属、(C3-C20)α-烯属和二烯属单元的组合。共聚单体单元通过共聚至少一种选自以下的烯属烃制得：乙烯、(C3-C20)α-烯烃、二烯和乙烯、(C3-C20)α-烯烃和二烯中的至少两者的组合。苯乙烯(Styrene)也称为苯乙烯(ethenylbenzene)、乙烯基苯和苯基乙烯，且具有式C8H8。用于制造(B)的实施例的(C3-C20)α烯属单元的(C3-C20)α-烯烃独立地可如上文针对(A)基于乙烯的(共)聚合物的适当实施例所述，所述描述由此以引用的方式并入本文中。(C3-C20)α-烯烃可以是(C3-C10)α-烯烃、或者(C4-C8)α-烯烃、或者1-丁烯、或者1-己烯、或者1-辛烯。二烯可以是具有两个碳-碳双键的烃化合物，且其分子量(Mw)为54至500克/摩尔。二烯可以是1至3种二烯的组合；或者1或2种二烯；或者1种二烯。每个二烯可独立地为(C4-C20)二烯。适合的(C4-C20)二烯的实例为(C4-C12)二烯；(C4-C10)二烯；(C4-C8)二烯；(C10-C20)二烯；亚乙基降冰片烯；二环戊二烯；乙烯基降冰片烯；和α,ω-(C4-C20)二烯。α-ω-(C4-C20)二烯为含有两个碳-碳双键(C＝C)的线性烃，其中每个C＝C位于不同末端碳原子处。每个α,ω-(C4-C20)二烯可独立地选自1,3-丁二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯、1,8-壬二烯和1,9-癸二烯；或者1,3-丁二烯；或者1,4-戊二烯；或者1,5-己二烯；或者1,6-庚二烯；或者1,7-辛二烯；或者1,8-壬二烯；或者1,9-癸二烯。用以制造二烯属共聚单体单元的二烯可以是1,3-丁二烯、1,5-己二烯、1,7-辛二烯、亚乙基降冰片烯、二环戊二烯或乙烯基降冰片烯。在一些方面中二烯为1,3-丁二烯。在一些方面中，(B)为苯乙烯/丁二烯橡胶。在一些方面中，(B)为具有至少一个聚苯乙烯嵌段和至少一个基于自聚合α,ω-(C4-C20)二烯衍生的单元(例如1,3-丁二烯属单元)的二烯属嵌段的嵌段共聚物。(B)可以是线性共聚物、或者线性嵌段共聚物、或者具有3至10个嵌段(例如3、4或5个嵌段)的线性嵌段共聚物(其中末端嵌段为聚苯乙烯嵌段，且聚苯乙烯末端嵌段结合至聚(二烯)嵌段)、或者线性三嵌段共聚物、或者具有至少一个苯乙烯属嵌段(聚苯乙烯嵌段)和至少一个二烯属嵌段(聚(二烯)嵌段)或氢化二烯属嵌段(饱和聚(二烯)嵌段)的线性三嵌段共聚物。在一些方面中，(B)为具有两个聚苯乙烯嵌段和α,ω-(C4-C20)二烯属嵌段或部分或完全氢化的α,ω-(C4-C20)二烯属嵌段的线性三嵌段共聚物。在一些方面中，(B)为线性聚苯乙烯-乙烯/丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物，其也称为“苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物”或“SEBS”。SEBS的乙烯/丁烯嵌段为饱和的，即不含C＝C键。其通过也称为“苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物”或“SBS”的线性聚苯乙烯-聚(1,3-丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的熟知完全氢化方法制得，得到作为产物的SEBS。SEBS的乙烯/丁烯嵌段含有丁-1,4-二基单元和丁-1,2-二基单元的组合。这些饱和单元为完全氢化存在于SBS中且在1,3-丁二烯聚合期间视1,3-丁二烯的不同分子在1,4-或1,2-方向的反应而形成的丁-2-烯-1,4-二基单元和丁-3-烯-1,2-二基单元的产物。在SBS氢化期间，形成中间物三嵌段共聚物，其中SBS的聚(1,3-丁二烯)嵌段中的一些C＝C键已氢化且SBS的聚(1,3-丁二烯)嵌段中的其它C＝C键尚未氢化。这些中间物三嵌段共聚物在本文中称为部分氢化SBS。氢化SBS的氢化条件可以一定方式控制，或氢化反应可在完成之前终止，以便产生部分氢化的SBS，而非SEBS或为除SEBS以外者。在一些方面中，(B)为SEBS、SBS、部分氢化的SBS或SEBS、SBS和部分氢化的SBS中的至少两个的组合。在一些方面中，(B)为SEBS，或者(B)为SBS，或者(B)为部分氢化的SBS，或者(B)为SEBS和部分氢化的SBS的组合，或者(B)为SBS和部分氢化的SBS的组合，或者(B)为SEBS和SBS的组合(例如掺合物)，或者(B)为SEBS、SBS和部分氢化的SBS的组合。(B)含有苯乙烯属单元的共聚物的苯乙烯属单元含量可以是均按(B)含有苯乙烯属单元的共聚物的总重量计15至35wt％、或者15至25wt％、或者25至35wt％、或者18至32wt％、或者20.0至30.0wt％；和熔融指数为0.01至30克/10分钟(g/10min)、或者0.01至26g/10min、或者0.01至25.0g/10min、或者0.05至15g/10min；或者0.1至25g/10min；或者1至25g/10min。(B)的苯乙烯属含量根据ISO 5478，第三版(2006),《橡胶、苯乙烯含量的测定、硝化方法(Rubber-Determination of styrene content-Nitration method)》测定。当苯乙烯属内含物呈(B)的嵌段共聚物实施例的聚苯乙烯嵌段(如SEBS或SBS)的形式时，即当苯乙烯属单元连续且不杂有共聚单体单元时，苯乙烯属含量在本文中可称为聚苯乙烯含量。SEBS、SBS和部分氢化SBS的苯乙烯类单元含量独立地可以是按(B)的总重量计15至25wt％、或者16至24wt％、或者18至22wt％、或者19至21wt％、或者19.5至20.49wt％。对于(B)，熔融指数根据ASTMD1238-04在230℃下，在2.16kg的负载下测定。二烯属含量可以是分别均按(B)含有苯乙烯属单元的共聚物的总重量计85至65wt％、或者85至75wt％、或者75至65wt％、或者82至68wt％、或者80.0至70.0wt％。(B)的实例为KRATON G1643M聚合物(Kraton Corporation,Kraton Polymers U.S.LLC，美国得克萨斯州休斯顿(Houston,Texas,USA))，其为熔融指数(ASTM D1238-04，230℃，2.16kg)为14.0至25.0g/10min，例如18g/10min；且聚苯乙烯含量为按KRATON G1643M聚合物的总重量计20wt％的线性聚苯乙烯-乙烯/丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物或SEBS的实施例。(B)可以是熔融指数(ASTM D1238-04，230℃，2.16kg)为18g/10min且聚苯乙烯含量为按(B)的总重量计20wt％的线性苯乙烯/乙烯/丁烯三嵌段共聚物。
组分(C)：聚有机硅氧烷.聚有机硅氧烷为式(I)的有机官能性硅氧烷聚合物：[(R1)3SiO1/2]m[(R2)2SiO2/2]d[R3SiO3/2]t[SiO4/2]q(I)，其中下标m为0至0.3且表示聚有机硅氧烷中的式[(R1)3SiO1/2]的M单元的摩尔分数，如果存在；下标d来自0至0.99且表示聚有机硅氧烷中的式[(R2)2SiO2/2]的D单元的摩尔分数，如果存在；下标t为0至0.99且表示聚有机硅氧烷中的式[R3SiO3/2]的T单元的摩尔分数，如果存在；且下标q为0至0.1且表示聚有机硅氧烷中的式[SiO4/2]的Q单元的摩尔分数，如果存在；其中总和m+d+t+q＝1.00；且其中R1、R2和R3中的各者独立地为H；(C1-C12)有机杂原子基(例如(C1-C6)烷氧基)；(C1-C12)烃基(例如(C1-C12)烷基、(C2-C12)烯基、(C2-C12)炔基、(C3-C12)环烷基、(C6-C12)芳基或(C7-C12)芳烷基)；(C1-C12)杂烃基(例如二乙基氨基丙基或缩水甘油基氧基)。在一些方面中，R1、R2和R3中的各者独立地为(C1-C12)烃基；或者(C1-C12)烷基、(C2-C12)烯基或(C6-C12)芳基；或者(C1-C12)烷基或(C2-C12)烯基；或者(C1-C12)烷基或(C6-C12)芳基；或者(C1-C12)烷基；或者(C1-C4)烷基；或者甲基、乙基、丙基或丁基；或者甲基。在一些方面中，(C)聚有机硅氧烷为聚二有机硅氧烷(式(I)化合物，其中R1、R2和R3中的每一个独立地不为H)；或者聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷可以是式(I)-(A)化合物：[(R1)3SiO1/2]m[(R2)2SiO2/2]d(I)-(A)，其中下标m和d中的每一个如上文所定义且每个R1和R2为甲基。
任选的组分(D)抗氧化剂.(D)抗氧化剂用于为聚乙烯组合物和/或过氧化物固化的半导电产物提供抗氧化特性。适合的(D)的实例为双(4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基)胺(例如NAUGARD 445)；2,2'-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(例如VANOX MBPC)；2,2'-硫基双(2-叔丁基-5-甲基苯酚(CAS编号90-66-4，商业上为LOWINOX TBM-6)；2,2'-硫基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚(CAS编号90-66-4，商业上为LOWINOX TBP-6)；三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮(例如CYANOX 1790)；季戊四醇四(3-(3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟苯基)丙酸酯(例如IRGANOX 1010，CAS编号6683-19-8)；3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2,2'-硫代二乙二基酯(例如IRGANOX 1035，CAS编号41484-35-9)；和硫代二丙酸二硬脂基酯(“DSTDP”)。在一些方面中，(D)为双(4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基)胺(例如NAUGARD 445，其可购自美国康涅狄克州丹柏立(Danbury,Connecticut,U.S.A.)的Addivant)。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(D)。如果存在，则(D)可以是聚乙烯组合物的0.01至1.5wt％、或者0.05至1.2wt％、或者0.1至1.0wt％。
任选的组分(E)：有机过氧化物.含有碳原子、氢原子和两个或更多个氧原子且具有至少一个-O-O-基团的分子，其限制条件为当存在超过一个-O-O-基团时，每个-O-O-基团经由一个或多个碳原子间接键结于另一-O-O-基团；或此类分子的集合。如果需要固化聚乙烯组合物，则可将(E)有机过氧化物添加至聚乙烯组合物，固化尤其包括将包括组分(A)、(B)、(C)和(E)的聚乙烯组合物加热至温度处于或高于(E)有机过氧化物的分解温度。(E)有机过氧化物可以是式RO-O-O-RO的单过氧化物，其中每个RO独立地为(C1-C20)烷基或(C6-C20)芳基。每个(C1-C20)烷基独立地未经取代或经1或2个(C6-C12)芳基取代。每个(C6-C20)芳基未经取代或经1至4个(C1-C10)烷基取代。或者，(E)可以是式RO-O-O-R-O-O-RO的二过氧化物，其中R为二价烃基，如(C2-C10)亚烷基、(C3-C10)亚环烷基或亚苯基，且每个RO如上文所定义。(E)有机过氧化物可以是双(1,1-二甲基乙基)过氧化物；双(1,1-二甲基丙基)过氧化物；2,5-二甲基-2,5-双(1,1-二甲基乙基过氧基)己烷；2,5-二甲基-2,5-双(1,1-二甲基乙基过氧基)己炔；4,4-双(1,1-二甲基乙基过氧基)戊酸；丁酯；1,1-双(1,1-二甲基乙基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷；过氧化苯甲酰；过氧苯甲酸叔丁酯；二叔戊基过氧化物(“DTAP”)；双(α-叔丁基-过氧基异丙基)苯(“BIPB”)；异丙基异丙苯基叔丁基过氧化物；叔丁基异丙苯过氧化物；二叔丁基过氧化物；2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷；2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己炔-3,1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷；异丙基异丙苯基过氧化异丙苯；4,4-二(叔丁基过氧)戊酸丁酯；或二(异丙基异丙苯基)过氧化物；或过氧化二异丙苯。(E)有机过氧化物可以是过氧化二异丙苯。在一些方面中，仅使用两种或更多种(E)有机过氧化物的掺合物，例如叔丁基过氧化异丙苯与双(叔丁基过氧异丙基)苯的20:80(wt/wt)掺合物(例如LUPEROX D446B，其可购自Arkema)。在一些方面中，至少一种，或者每个(E)有机过氧化物含有一个-O-O-基团。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(E)。如果存在，则(E)有机过氧化物可以是聚乙烯组合物的0.05至3.0wt％，或者0.1至3wt％，或者0.5至2.5wt％。通常当聚乙烯组合物进一步包括(D)抗氧化剂与(E)有机过氧化物时，(D)抗氧化剂与(E)有机过氧化物的重量/重量比小于2((D)/(E)(wt/wt)<2)。
任选的组分(F)防焦剂.抑制过早固化的分子或此类分子的集合。防焦剂的实例为受阻酚；半受阻酚；TEMPO；TEMPO衍生物；1,1-二苯乙烯；2,4-二苯基-4-甲基-1-己烯(也称为α-甲基苯乙烯二聚物或AMSD)；和US 6277925B1,第2列第62行至第3列第46行中所描述的含烯丙基化合物。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(K)。如果存在，则(K)防焦剂可以是聚乙烯组合物的0.01至1.5wt％，或者0.05至1.2wt％，或者0.1至1.0wt％。
任选的组分(G)烯基官能性助剂.含有主链或环子结构和一个、或者两个或更多个结合其的丙烯基、丙烯酸基和/或乙烯基的分子，其中子结构由碳原子和任选的氮原子构成，或此类分子的集合。(D)常规助剂可不含硅原子。(G)烯基官能性助剂可以是如通过限制(i)至(v)中的任一者所描述的丙烯基官能性常规助剂：(i)(G)为2-烯丙基苯基烯丙醚；4-异丙烯基-2,6-二甲基苯基烯丙醚；2,6-二甲基-4-烯丙基苯基烯丙醚；2-甲氧基-4-烯丙基苯基烯丙醚；2,2'-二烯丙基双酚A；O,O'-二烯丙基双酚A；或四甲基二烯丙基双酚A；(ii)(G)为2,4-二苯基-4-甲基-1-己烯或1,3-二异丙烯基苯；(iii)(G)为异氰尿酸三烯丙酯(“TAIC”)；氰尿酸三烯丙酯(“TAC”)；偏苯三酸三烯丙酯(“TATM”)；N,N,N′,N′,N″,N″-六烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(“HATATA”；也称为N2,N2,N4,N4,N6,N6-六烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)；原甲酸三烯丙酯；季戊四醇三烯丙基醚；柠檬酸三烯丙酯；或乌头酸三烯丙酯；(iv)(G)为(i)中的丙烯基官能性助剂中的任何两种的混合物。或者，(G)可以是选自以下的丙烯酸酯官能性常规助剂：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(“TMPTA”)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(“TMPTMA”)、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯三丙烯酸酯和丙氧基化甘油基三丙烯酸酯。或者，(G)可以是选自具有至少50wt％1,2-乙烯基含量和三乙烯基环己烷(“TVCH”)的聚丁二烯的乙烯基官能性常规助剂。或者，(G)可以是US 5,346,961或US4,018,852中所描述的常规助剂。或者，(G)可以是前述助剂的组合或任何两种或更多种。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(G)。如果存在，则(G)助剂可以是聚乙烯组合物的0.01至4.5wt％，或者0.05至2wt％，或者0.1至1wt％，或者0.2至0.5wt％。
任选的组分(H)成核剂.促进聚乙烯聚合物的结晶速率的有机或无机添加剂。(L)的实例为碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、超高分子量聚乙烯、邻苯二甲酸钾氢、苯甲酸化合物、苯甲酸钠化合物、双环[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸二钠、单甘油酸锌和1,2-环己烷二羧酸、钙盐:硬脂酸锌。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(L)。如果存在，则(L)的浓度可以是聚乙烯组合物的0.01至1.5wt％，或者0.05至1.2wt％，或者0.1至1.0wt％。
任选的组分(I)加工助剂.(I)的实例为氟弹性体。
任选的组分(J)增量油.(J)的实例为矿物油、石蜡油和其组合。
任选的组分(K)碳黑.细粉状形式的同结晶碳的表面积体积比率高，但小于活性碳的表面积体积比率。(M)的实例为炉法碳黑、乙炔碳黑、导电碳(例如碳纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨和膨胀石墨小板)。在一些方面中，聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物不含(M)。如果存在，(M)的浓度可以是聚乙烯组合物的0.01至40wt％、或者0.05至35wt％、或者0.1至20wt％、或者0.5至10wt％、或者1至5wt％。
任选的组分(L)纳米粒子.(L)的实例为纳米颗粒形式的氧化镁(MgO)、有机蒙脱石、二氧化硅和其组合。如本文所用，(L)纳米粒子的平均直径为1至100纳米(nm)，如通过可调电阻脉冲感测(TRPS)所测量。(L)纳米粒子可未经涂布，或者经涂层材料(如疏水性基于硅的涂层材料)涂布。在一些方面中，(L)为平均直径1至100nm的二氧化硅纳米粒子，如在水中根据A.Braun等人的ERM-FD100，《水中的二氧化硅纳米粒子的等效球形直径的检定(Certification of Equivalent Spherical Diameters of Silica Nanoparticles inWater)》，2011，European Commission，Joint Research Centre，Institute forReference Materials and Measurements，比利时吉尔市(Geel,Belgium)所测量。
任选的组分(M)稳定剂.平均粒度18至22纳米(nm)的微粒固体。(M)可以是碳黑或疏水化烟雾状二氧化硅，如可以CAB-O-SIL商标名购自Cabot Corporation的那些物质。(M)UV稳定剂还可具有阻燃剂效应。
任选的添加剂(D)至(M)可用以赋予本发明组合物和/或本发明产物一个或多个有益特性。可将某些添加剂喷雾于本发明组合物上以增强其挤出。添加剂(D)至(M)为与组分(A)至(C)不同且彼此不同的化合物/材料。在一些方面中聚乙烯组合物进一步包括0至0.1wt％的(F)和独立地0至1wt％的(G)至(M)中的每一种。
聚乙烯组合物独立地可不包括，或者可进一步包括0.005至0.5wt％的一种或多种选自以下的任选的添加剂中的每一种：载体树脂、腐蚀抑制剂(例如SnSO4)、润滑剂、防粘剂、抗静电剂、助滑剂、塑化剂、增粘剂、表面活性剂、除酸剂、电压稳定剂、金属去活化剂和除组分(B)和(C)外的水树生长阻滞剂。除(B)和(C)外的水树生长阻滞剂可以是聚乙二醇(例如PEG 20000)。
在方面中，其中存在任一种任选的添加剂，如(D)至(M)中的任一者或上文段落中所列举的任选的添加剂中的任一种，例如聚乙二醇，其量以一定方式选择以便不消除或抵消本发明的聚乙烯组合物对如以下特性的益处：(i)当根据下文描述的水树生长测试方法使用ASTM D6097测试时，增强对电树生长的抑制；(ii)当根据下文描述的迁移测试方法测试时，不存在水树阻滞剂的浮现或渗出(即，(C)聚有机硅氧烷自内部缓慢迁移或不迁移至组合物和/或产物的表面)；(iii)当根据耗散因子测试方法测量时耗散因子小于0.35％；(iv)(i)和(ii)中的每一个；(v)(i)和(iii)中的每一个；(vi)(ii)和(iii)中的每一个；或(vii)(i)至(iii)中的每一个。
交联聚乙烯产物.交联聚乙烯产物含有网状聚乙烯属树脂，所述网状聚乙烯属树脂含有聚乙烯组合物固化期间形成的C-C键交联。网状聚乙烯属树脂包括偶合可交联(A)的产物和在(E)有机过氧化物存在下偶合其与(G)烯基官能性助剂的任选的产物。还可使用制造交联聚乙烯产物的其它方法，包含在不存在(E)有机过氧化物下辐射交联。交联聚乙烯产物还可含有固化副产物，如(E)有机过氧化物反应的醇产物。当聚乙烯组合物进一步含有任何添加剂(D)至(M)中的一种或多种时，交联聚乙烯产物还可含有添加剂(D)至(M)中的任何一种或多种，或一种或多种在聚乙烯组合物固化期间自其形成的反应副产物。交联聚乙烯产物可呈分开的固体形式或连续形式。连续形式可以是模制部件(例如吹塑模制部件)或挤出部件(例如绝缘电导体的绝缘层)。
绝缘电导体.绝缘电导体可以是涂布的金属线和/或电缆，包含低、中、高和超高电压电传输应用中使用的电力电缆。“导线”意指单股或单根导电材料，例如导电金属。如铜或铝，或单股或单根光纤。“电力电缆”意指包括至少一个安置于可称为绝缘层的覆盖物内的导线的绝缘电导体。绝缘电导体可经设计且构筑用于中、高或超高电压应用中。适合的电缆设计的实例示于US 5,246,783；US 6,496,629；和US 6,714,707中。
绝缘电导体可含有导电芯和围绕其安置的外部单层覆盖物或外部多层覆盖物以便保护导体芯且将导体芯与外部环境隔离。导电芯可由一个或多个金属线构成。当导电芯为“绞合”时，其含有两个或更多个金属线，其可再分成个别导线束。导电芯中的每一导线不论成束或不成束，均可个别地涂布有绝缘层和/或个别束可涂布有绝缘层。单层覆盖物或多层覆盖物(例如单层或多层涂层或外鞘)主要用以保护导电芯或将导电芯与外部环境(如日光、水、热、氧气、其它导电材料(例如防止短路)和/或其它腐蚀性材料(例如化学烟尘))隔离。
一个绝缘电导体至下一个的单层或多层覆盖物可以不同方式配置，此视其相应预定用途而定。举例来说，检视横截面，绝缘电导体的多层覆盖物自其最内层至其最外层可依序配置有以下组分：内部半导电层(与导电芯实体接触)、包括交联聚乙烯产物(本发明的交联产物)的绝缘层、外部半导电层、金属屏蔽件，和保护外鞘。所述层和外鞘沿周向和同轴(纵向)为连续的。所述金属屏蔽件(接地)为同轴连续的，且沿周向为连续的(层)或不连续的(带或线)。外部半导电层如果存在，则可由过氧化物交联半导体产物组成，其可自交联绝缘层剥离。
导电方法.本发明导电方法可使用本发明的绝缘电导体，或可使用包含本发明组合物或产物的不同电导体。
我们宜发现本发明组合物和/或产物的特征在于，当根据下文描述的水树生长测试方法使用ASTM D6097测试时，相对于含有组分(B)和(C)中的一者而非两者的比较组合物，水树生长降低(即，增加对水树生长的抑制)。本发明组合物和/或产物的实施例的特征也为特性(i)至(iv)中的至少一者，或者至少两者，或者各者：(i)当根据下文描述的水树生长测试方法使用ASTM D6097测试时，增强对电树生长的抑制；(ii)当根据下文描述的迁移测试方法测试时，不存在水树阻滞剂的浮现或渗出(即，(C)聚有机硅氧烷自内部缓慢迁移或不迁移至组合物和/或产物的表面)；(iii)当根据耗散因子测试方法测量时耗散因子小于0.35％，和(iv)(i)至(iii)中的每一个。理想地，含有由本发明组合物构成的绝缘层的电力电缆在室外环境中在较高电压下具有较长运作寿命。
本发明的绝缘电导体适用于数据传输应用和/或电传输应用，包含低、中、高和超高电压应用。
本发明组合物和产物适用于多种其它应用，包含用于容器、车辆部件和电子设备包装中。
化合物包含所有其同位素和天然丰度和同位素富集形式。富集形式可具有医疗或防伪用途。
在一些方面中，本文中的任何化合物、组合物、调配物、混合物或反应产物可不含选自由以下组成的群组的化学元素中的任一种：H、Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、镧系元素和锕系元素；其限制条件为化合物、组合物、调配物、混合物或反应产物所需的化学元素(例如聚乙烯所需的C和H或醇所需的C、H和O)不计数。
除非另外规定，否则使用以下应用。或者先于不同实施例。AEIC意指美国亚拉巴马州伯明翰(Birmingham,Alabama,USA)的Association of Edison IlluminatingCompanies，。ASTM意指标准组织ASTM，美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯(West Conshohocken,Pennsylvania,USA)的ASTM International。IEC意指标准组织，瑞士日内瓦(Geneva，Switzerland)的International Electrotechnical Commission，。ISO意指标准组织，瑞士日内瓦的International Organization for Standardization，。任何比较实例仅用于说明目的且不为现有技术。不含或缺失意指完全不存在；或者不可检测。ICEA意指InsulatedCable Engineers Association和英格兰伦敦(London，England)的IHS Markit颁布的标准。IUPAC为International Union of Pure and Applied Chemistry(美国北卡罗莱纳州三角研究园的IUPAC秘书处(IUPAC Secretariat,Research Triangle Park,NorthCarolina,USA))。可赋予准许选项，但不为必要的。操作性意指在功能上能够或有效。任选的(任选地)意指不存在(不包含)，或者存在(包含)。PPM是基于重量。特性使用标准测试方法和用于测量的条件测量(例如粘度：23℃和101.3kPa)。范围包含其中所含的端点、子范围和整数值和/或分数值，不包含分数值的整数的范围除外。室温：23℃±1℃。大体上不含特定物质意指0至1wt％，或者0至<0.1wt％，或者0wt％的材料。当提及化合物时，经取代意指至多(且包含)每次取代具有一个或多个取代基替代氢。
除非另外提及，否则在本文中使用以下制备用于表征。
聚乙烯组合物制备方法1.不含(E)有机过氧化物的聚乙烯组合物的制备实施例。在160℃下将组分(A)馈入布拉班德密闭混合器(Brabender internal mixer)中至多4分钟，其中转子速度设定为10转/分钟(rpm)。向所得熔融物中馈入组分(B)(C)，得到基本上由组分(A)至(C)组成的第一本发明的聚乙烯组合物。向第一本发明的聚乙烯组合物中添加任何添加剂(D)和(F)至(M)，且在160℃和45rpm下混合4分钟，以获得呈(A)、(B)、(C)和任何(D)和(F)至(M)的均匀分散液的第二本发明的聚乙烯组合物。
丸粒制备方法1.将通过聚乙烯组合物制备方法1制备的第二本发明的聚乙烯组合物混配于布拉班德单螺杆挤压机的料斗中，且在120℃下挤出组合物的熔融物得到呈的熔融物股线的组合物，其中螺杆速度为25rpm。将熔融物股线馈入布拉班德粒化机中，得到呈丸粒形式的第二本发明的聚乙烯组合物。
浸泡方法1.将50克(g)丸粒制备方法1中制备的第二本发明的聚乙烯组合物的丸粒和0.865g(E)有机过氧化物添加至250毫升体积的氟化高密度聚乙烯(F-HDPE)瓶子中。紧密密封含有丸粒和(E)的瓶子。在70℃下使(E)有机过氧化物浸泡入丸粒中8小时，振荡密封的瓶子0、2、5、10、20和30分钟，得到呈(E)有机过氧化物浸泡的丸粒的第三本发明的聚乙烯组合物。在23℃下将(E)有机过氧化物浸泡的丸粒储存于F-HDPE瓶子中直至需要测试之时。
交联聚乙烯产物和压缩模制板制备方法1：制备交联聚乙烯产物的压缩模制板用于耗散因子测试。将15g通过浸泡方法1制备的(E)有机过氧化物浸泡的丸粒夹心于两个2毫米(mm)厚的聚(对苯二甲酸乙二酯)膜之间，得到夹层结构。将夹层结构置于具有以下尺寸的模具中：180mm×190mm×0.5mm。将含有夹层结构的模具置于热压机的上盘与下盘之间且在120℃和0兆帕斯卡(MPa)施加压力下模制10分钟，得到预热模具。模具保持于120℃下、5MPa下0.5分钟，接着120℃下、10MPa下0.5分钟。使模具通风8次，接着使模具保持于180℃下、10MPa压力下大致13分钟，额外固化，得到交联聚乙烯产物。在10MPa下在10分钟内使模具由180℃冷却至25℃，且去除呈压缩模制板制形式的交联的聚乙烯产物。根据以下方法测试耗散因子。
交联时间(T90)测试方法(MDR：180℃下的ML(N-m)，MDR：180℃下的MH-ML(N-m))：ASTM D5289-12，测试橡胶特性的标准方法-使用无转子固化计硫化(Standard TestMethod for Rubber Property-Vulcanization Using Rotorless Cure Meters)。使用以下程序测量6克冷压测试样品的扭矩。加热直接获自布拉班德混合槽的测试样品，在动模流变仪(MDR)仪器MDR2000(Alpha Technologies)中，在180℃下，在0.5度振荡弧下持续20分钟，同时监测扭矩变化。将测得的最低扭矩值表示为“ML”，以分牛顿-米(dN-m)表示。随着固化或交联进展，测量的扭矩值增加，最终达到最大扭矩值。将测量的最大或最高扭矩值表示为“MH”，以dN-m表示。在所有其它因素均相同的情况下，MH扭矩值越高，交联程度越大。T90交联时间测定为达成扭矩值等于MH减ML(MH-ML)差值的90％，即自ML至MH的90％所需分钟数目。T90交联时间越短，即扭矩值变为自ML至MH的90％越早，测试样品的固化速率越快。相反地，T90交联时间越长，即扭矩值变为自ML至MH的90％需要更多时间，测试样品的固化速率越慢。测量单位为磅-英寸(lb.-in.)，且转换为牛顿-米(N-m)，其中1.00lb.-in.＝0.113N-m。
密度测试方法：根据ASTM D792-13，通过排出量测试塑料密度和比重(相对密度)的标准方法(Standard Test Methods for Density and Specific Gravity(RelativeDensity)of Plastics by Displacement)，方法B(用于在除水的外的液体(例如液体2-丙醇)中测试固体塑料)测量。报道结果单位为克/立方厘米(g/cm3)。
介电常数和耗散因子测试方法.测试根据ASTM D150-11，测试固体电绝缘体的AC耗损特征和电容率(介电常数)的标准方法(Standard Test Methods for AC LossCharacteristics and Permittivity(Dielectric Constant)of Solid ElectricalInsulation)，在烘箱中经具有含有样本固持器的电极的来自Shanghai Young ElectricalCo.Ltd.的高精度高电压电容电桥QS87在50Hz下进行，高电压电源为来自Shanghai YoungElectrical Co.Ltd.的YG8Q。测试样本为通过交联聚乙烯产物和压缩模制板制备方法1制备的固化(交联)压缩模制板。在真空烘箱中在70℃下在大气压力下将板脱气24小时。修整测试样本、测试厚度，且接着在电极温度达到100℃之后立即在烘箱中在110℃下夹心于两个电极之间。将整个膜上的电位设定为2.5千伏(kV)、5kV、7.5kV、10kV、7.5kV、5kV和2.5kV；膜上的电应力计算为等于整个膜上的施加电压除以膜的厚度(以毫米(mm)为单位)；且测试耗散因子(“Df”)和相对电容率(即，介电常数εr)。获得不同电应力值下的耗散因子(Df)曲线，通常在5kV/mm至25kV/mm的范围上绘制。根据曲线，电应力的Df值计算为等于16kV/mm。
熔融指数(190℃，2.16公斤(kg)，“I2”)测试方法：基于乙烯的(共)聚合物根据ASTM D1238-04，通过挤出求积仪测试热塑性塑料的熔体流动速率的标准方法(StandardTest Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Platometer)使用先前称为“条件E”的190℃/2.16公斤(kg)的条件测量，且也称为I2。报道结果单位为每10分钟洗脱的克数(g/10min)。
迁移测试方法.可通过以下来观测迁移添加剂：向未使用的透明自密封聚乙烯袋中放置5克(g)丸粒且按压丸粒5次来观察在袋上是否压印有任何痕迹。如果观测到痕迹则记录为“是”，且如果未观测到痕迹则记录为“否”。
焦化时间测试方法(MDR：180℃或140℃下的ts1(分钟))：样品“X”的焦化时间或达成焦化的时间(ts1)在140℃下通过MDR测量，且缩写为ts1@140℃。在180℃下通过MDR测量的焦化时间缩写为ts1@180℃。根据ISO 6502经Alpha Technologies流变仪MDR 2000E如下测量焦化时间。将5至6g测试材料(丸粒)放入MDR 200E仪器中。测量分别在140℃下自0(开始)至120分钟或在182℃下自0(开始)至20分钟扭矩随时间的变化，且绘制相对于时间的扭矩曲线。ts1为自测试的开始(0分钟)至观测到扭矩自扭矩曲线中的最小值增加1分牛顿-米(dNm)所需时间长度。使用ts1@140℃表征在熔体加工方法(例如熔体混配或挤出)期间的抗焦化性。在180℃下使用MDR表征固化电位(MH-ML)和固化速度(参见上文交联时间(T90)测试方法)。
水树生长测试方法：使用根据ASTM D6097-01a(历史)或ASTM D6097-16(目前有效)的方法，测试固体介电绝缘材料中的通风水树生长的相对抗性的标准方法(StandardTest Method for Relative Resistance to Vented Water-Tree Growth in SolidDielectric Insulating Materials)。此测试方法涵盖固体半透明热塑性或交联电绝缘材料中的水树生长相对抗性。尤其可用于适用于中等电压电力电缆的挤出的聚合绝缘材料。总之，在1千赫兹(kHz)和23℃±2℃下在0.01当量氯化钠的导电水溶液中使十个各含有控制圆锥状缺陷的压缩模制盘样本经历5千伏(kV)的施加电压30天。控制圆锥状缺陷通过夹角60°和尖端半径3微米(μm)的锋利针产生。缺陷尖端的电应力由此增强且通过梅森双曲线点面应力增强等式(Mason's Hyperbolic point-to-plane stress enhancementequation)估计。此增强的电应力引发自缺陷尖端形成通风水树生长。将因此产生的所得树生长样本中的各者染色且切片。在显微镜下测量水树长度和点面样本厚度且用以计算界定为水树生长抗性的比率。
实例
组分(A1)：密度为0.92克/立方厘米(g/cm3)且熔融指数(I2)(ASTM D1238-04，190℃，2.16kg)为2.0克/10分钟(g/10min)的低密度聚乙烯。可自美国密歇根州米德兰(Midland,Michigan,USA)的陶氏化学公司以产品DXM-446获得。
组分(B1)：含有18wt％苯乙烯类单元和72wt％饱和乙烯/丁烯共聚单体单元且熔融指数(I2)(ASTM D1238-04，230℃，2.16kg)为18g/10min的线性聚苯乙烯-乙烯/丁烯-聚苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物。可自Kraton Corporation以产品KRATON G1643M聚合物获得。
组分(C1)：25℃下的运动粘度为100mm2/s且密度为0.960至0.970g/cm3的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。可以来自中华人民共和国(Peoples Republic of China)的SinopharmChemical Reagent Co.,Ltd.的产品获得。测定运动粘度：在25℃下使用测试方法ASTM-D445-11a(测试透明和不透明液体的运动粘度(和计算动态粘度)的标准方法(StandardTest Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids(andCalculation of Dynamic Viscosity)))，以厘史(cSt)或等效mm2/s单位表示。
抗氧化剂(D1)：化合物硫代二丙酸二硬脂基酯也称为3,3'-硫代二丙酸二十八烷基酯。CAS编号[693-36-7]。可自巴斯夫(BASF)以产品Irganox PS 802获得。
抗氧化剂(D2)：化合物1,3,5-三[[4-(1,1-二甲基乙基)-3-羟基-2,6-二甲基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮。CAS编号40601-76-1。可自CytecIndustries以产品Cyanox 1790获得。
有机过氧化物(E1)：过氧化二异丙苯。可以来自中华人民共和国的Fangruida产品获得。
稳定剂(M1)：化合物N,N′-双甲酰基-N,N′-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-己二胺。CAS编号124172-53-8。可自巴斯夫以Uvinul 4050H获得。
比较实例1至4(CE1至CE4)：对于每一比较实例，分别根据聚乙烯组合物制备方法1、丸粒制备方法1和浸泡方法1制备一系列聚乙烯组合物。对于通过浸泡方法1制备的每一聚乙烯组合物，根据交联聚乙烯产物和压缩模制板制备方法1制备CE1至CE4的交联聚乙烯产物。根据上文方法测试。组合物和测试结果以下报道于表1中。
表1：组合物CE1至CE4和测试结果.(“0”意指0.00)
Figure BDA0002379919950000271
如表1中的数据所示，CE1至CE4对水树长度(WTL)生长的产生中等抑制，从而使百分比由12.8％增至15.8％。比较CE3与CE2，(C)的浓度倍增，绝对增加仅1wt％，对WTL生长的抑制较差且导致(C)的“添加剂浮现”，其中(C)不当迁移至丸粒的表面。比较CE4至CE1，(B)由15wt％增至16wt％增加了1wt％对WTL％产生适度改良，但结果仍明显达不到下文IE1至IE4中(B)和(C)的组合下所见的WLT％的改良。
本发明实例1至4(IE1至IE4)：对于每个本发明的实例，分别根据聚乙烯组合物制备方法1、丸粒制备方法1和浸泡方法1制备一系列聚乙烯组合物。对于通过浸泡方法1制备的每一聚乙烯组合物，根据交联聚乙烯产物和压缩模制板制备方法1制备IE1至IE4的交联聚乙烯产物。根据上文方法测试。组合物和测试结果以下报道于表2中。
表2：组合物IE1至IE4和测试结果.(“0”意指0.00)
Figure BDA0002379919950000281
如表2中的数据所示，IE1至IE4出乎意料地水树长度(WTL)生长的抑制较佳，从而展示5.4％至12.1％的百分比增加，其中百分比增加越少，水树生长越小。使用较低浓度的(B)和(C)的组合，比含有两倍量的一者，而非(B)与(C)的比较实例，WTL(百分比增加较少)的抑制更佳。此外，由IE2获得的WTL％((B)的浓度为7.50wt％)比由IE1获得者((B)的浓度为15.00wt％)更佳；且比较IE4((B)的浓度为7.50wt％)与IE3((B)的浓度为15.00wt％)获得类似结果。这些结果表明(B)和(C)的组合在聚乙烯组合物和交联聚乙烯产物中的性能并非加成的，而是协同的。(B)/(C)的重量/重量比可用以界定提供协同作用的(B)和(C)的量。
如编号的方面的以下权利要求以引用的方式并入本文中，但其中用“权利要求(claim/claims)”替代“方面(aspect/aspects)”。

Claims (15)

1.一种聚乙烯组合物，其包括50至98.9重量百分比(wt％)的(A)基于乙烯的(共)聚合物；1至20.0wt％的(B)含有苯乙烯属单元的共聚物；和0.1至10wt％的(C)聚有机硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其包括50.0至98.9wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物；1.0至15.4wt％的所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物；和0.1至小于1.5wt％的所述(C)聚有机硅氧烷。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯组合物，其中所述(B)苯乙烯共聚物和(C)聚有机硅氧烷的总量为所述聚乙烯组合物的1.1至16wt％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚乙烯组合物，其特征为限制(i)至(iii)中的任一个：(i)所述聚乙烯组合物的所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物与所述(C)聚有机硅氧烷的重量/重量比为2至40；(ii)所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物为线性聚苯乙烯-乙烯/丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物；和(iii)(i)与(ii)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚乙烯组合物，其进一步包括0.05至2wt％的(D)抗氧化剂和不超过98.85wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物。
6.根据权利要求1至4或5中任一项所述的聚乙烯组合物，其进一步包括0.1至3wt％的(E)有机过氧化物和分别不超过98.80wt％或98.75wt％的所述(A)基于乙烯的(共)聚合物。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的聚乙烯组合物，其中所述聚乙烯组合物不含固化剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯组合物，其进一步包括至少一种选自以下的添加剂：(F)防焦剂；(G)烯基官能性助剂；(H)成核剂；(I)加工助剂；(J)增量油；(K)碳黑；(L)纳米粒子；(M)稳定剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚乙烯组合物，其特征为当根据水树生长测试方法使用ASTM D6097测量时，水树长度(WTL)的增加小于14％。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的聚乙烯组合物，其特征为当根据耗散因子测试方法测量时，耗散因子小于0.35％。
11.一种制造根据权利要求1至10中任一项所述的聚乙烯组合物的方法，所述方法包括将所述(B)含有苯乙烯属单元的共聚物和(C)聚有机硅氧烷混合于所述(A)基于乙烯的(共)聚合物的熔融物中，得到呈包括组分(A)、(B)和(C)的熔融掺合物的所述聚乙烯组合物。
12.一种交联聚乙烯产物，其为固化根据权利要求1至10中任一项所述的聚乙烯组合物的产物。
13.一种制品，其包括成形的根据权利要求1至10中任一项所述的聚乙烯组合物、通过根据权利要求11所述的方法制得的聚乙烯组合物，或根据权利要求12所述的交联聚乙烯产物。
14.一种绝缘电导体，其包括导电芯和至少部分覆盖所述导电芯的绝缘层，其中所述绝缘层的至少一部分包括根据权利要求1至10中任一项所述的聚乙烯组合物、通过根据权利要求11所述的方法制得的聚乙烯组合物或根据权利要求12所述的交联聚乙烯产物。
15.一种导电方法，所述方法包括跨越根据权利要求14所述的绝缘电导体的所述导电芯施加电压，以便产生通过所述导电芯的电流。
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