CN111052265A - 用于电线和电缆绝缘层和护套层的可湿气固化组合物 - Google Patents

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Abstract

用于涂覆的导体的绝缘层或护套层，包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，选自由反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和非反应性支链含硅酮的聚合物组成的组，以及(D)基于绝缘层或护套层的总重量，从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。

Description

用于电线和电缆绝缘层和护套层的可湿气固化组合物
技术领域
本公开涉及可湿气固化的组合物。在一方面，本公开涉及具有较高的湿电绝缘电阻和阻燃性的可湿气固化的组合物，在另一方面，本公开涉及用于电线和电缆的包括可湿气固化的组合物的绝缘层或护套层，以及包括绝缘层或护套层的涂覆的导体。
背景技术
含有硅烷官能化的聚烯烃(例如，硅烷接枝的聚烯烃)的可湿气固化的组合物经常用于形成涂层，特别是用于电线和电缆的绝缘层或护套层。为了改善组合物的阻燃性，添加了阻燃填料或填料的组合。阻燃填料化合物通常在高温下分解以释放或吸收热量。例如，金属水合物和其他无卤素阻燃填料在暴露于高温时会通过吸热分解反应释放惰性气体并吸收能量。然而，使用这种在高温下会分解的无卤素填料化合物的阻燃组合物倾向于具有较低的湿电绝缘电阻。
二氧化硅也被认为是阻燃填料。然而，由于二氧化硅不发生吸热分解反应，因此二氧化硅通常仅以少量进行使用。因此，在本领域认识到需要在可湿气固化的组合物中使用二氧化硅作为主要阻燃填料的阻燃组合物。
发明内容
本公开提供了用于涂覆导体的绝缘层或护套层的可交联组合物。在实施方式中，可交联组合物包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅；(C)选自由以下组成的组的含硅酮的聚合物：反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和非反应性支链含硅酮的聚合物；以及(D)基于可交联组合物总重量从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在另一实施方式中，本公开提供了一种用于涂覆的导体的绝缘层或护套层。在实施方式中，绝缘层或护套层包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅；(C)选自由以下组成的组的含硅酮的聚合物：反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和非反应性支链含硅酮的聚合物；以及(D)基于绝缘层总重量从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在另一实施方式中，本公开提供了一种涂覆的导体。在实施方式中，涂覆的导体包括导体和导体上的涂层，该涂层包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)选自由以下组成的组的含硅酮的聚合物：反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和非反应性支链含硅酮的聚合物，以及(D)基于涂层总重量从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
定义和测试方法
任何情况下引用的元素周期表是指由CRC出版公司(CRC Press，Inc.)1990-1991公布的元素周期表。通过用于对组(族)进行编号的新符号对此表中一组(族)元素进行引用。
出于美国专利实践的目的，任何引用的专利、专利申请或出版物的内容通过引用整体并入(或其等同的美国版本通过引用如此并入)，特别是关于定义的公开(在与本公开中具体提供的任何定义不一致的程度上)和本领域的一般知识。
本文公开的数值范围包括来自下限值至上限值之间的所有值，并且包括下限值和上限值。对于含有明确值(例如1或2、或3至5、或6、或7)的范围，包括任何两个明确值之间的任何子范围(例如1至2；2至6；5至7；3至7；5至6；等)。
除非有相反地说明，从上下文暗示或本领域惯用的，否则所有份数和百分比均基于重量，并且所有测试方法均是截至本公开提交之日的现行方法。
“烷基(Alkyl)”和“烷基(alkylgroup)”是指饱和的直链、环状或支链烃基。“芳基”是指芳香族取代基，其可以是单个芳环，或稠合在一起、共价连接或连接至共用基团(诸如亚甲基或亚乙基部分)的多个芳环。芳环(一个或多个)可以包括苯基、萘基、蒽基和联苯等。在特定实施方式中，芳基具有1至200个之间的碳原子、1至50个之间的碳原子或1至20个之间的碳原子。
“α-烯烃(Alpha-olefin)”、“α-烯烃(α-olefin)”和类似术语是指烃分子或取代的烃分子(即，包括除氢和碳之外的一个或多个原子(例如卤素、氧、氮等)的烃分子)，烃分子含有：(i)仅一个烯式不饱和键，此不饱和键位于第一碳原子与第二碳原子之间，以及(ii)至少2个碳原子，优选3至20个碳原子，在一些情况下优选4至10个碳原子并且在其它情况下优选4至8个碳原子。制备弹性体的α-烯烃的非限制性实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二碳烯和这些单体中的两种或更多种的混合物。
“共混物”、“聚合物共混物”和类似术语意指两种或更多种聚合物的组合物。这类共混物可以是或可以不是可混溶的。这类共混物可以是或可以不是相分离的。如通过透射电子光谱法、光散射、X射线散射以及用于测量和/或鉴定结构域构型的任何其它方法测定的，这类共混物可以或可以不含有一种或多种结构域构型。共混物不为层压物，但层压物的一个或多个层可以含有共混物。
“羧酸盐或酯”是指羧酸的盐或酯。
如本文所用，“组合物”包括含有组合物的材料的混合物以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
术语“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”和其衍生词并不旨在排除任何附加组分、步骤或程序的存在，无论该组分、步骤或程序是否具体地公开。为了避免任何疑问，除非有相反的说明，否则通过使用术语“包含”所要求的所有组合物都可以包括任何附加添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合的还是其它形式。相反，术语“基本上由……组成”排除了任何随后列举的范围以外任何其它组分、步骤或程序，除了对可操作性来说并非必不可少的那些。术语“由……组成”排除了未具体列出的任何组分、步骤或程序。除非另有说明，否则术语“或”是指列出的单个要素以及以任何组合的要素。单数的使用包括复数的使用，反之亦然。
“导体”是用于在任何电压(DC、AC或瞬态)下传递能量的细长形状的元件(电线、电缆、光纤)。导体通常是至少一根金属电线或至少一根金属电缆(诸如铝或铜)，但也可以是光纤。导体可为单根电缆或绑在一起的多根电缆(即电缆芯或芯)。
“可交联的(Crosslinkable)”、“可固化的(curable)”和类似术语意指聚合物在成形为制品之前或之后是未固化或交联的，并且未经受或暴露于诱导牢固交联的处理，尽管聚合物包括将在经受或暴露于此类处理(例如暴露于水)后实现牢固交联的添加剂(一种或多种)或官能团。
“交联”和类似术语意指聚合物组合物在其成形为制品之前或之后具有的二甲苯或萘烷可萃取物小于或等于90重量百分比(即，大于或等于10重量百分比的凝胶含量)。
“固化”和类似术语意指聚合物在其成形为制品之前或之后经受或暴露于诱导交联的处理。
根据ASTMD792方法B对密度进行测量。结果记录为克(g)/立方厘米(g/cc或g/cm3)。
动态粘度是流体对剪切流动的抵抗力，并且以Pa·s(帕斯卡秒)、mPa·s(毫帕斯卡秒)或MPa·s(兆帕斯卡秒)表示。剪切粘度通过
Figure BDA0002379429620000051
计算，其中，η是以帕斯卡秒测得的剪切粘度，τ是以帕斯卡测得的剪切应力，并且
Figure BDA0002379429620000052
是以秒的倒数测得的剪切速率。为了本公开的目的，根据ASTM D445测量了动态粘度。
“乙烯/α-烯烃聚合物”是基于聚合物重量含有大量聚合乙烯以及一或多种α-烯烃共聚单体的聚合物。
“基于乙烯的聚合物”、“乙烯聚合物”或“聚乙烯”是基于聚合物重量，含有等于或大于50wt％、或者大量聚合乙烯的聚合物，并且任选地，可以包括一种或多种共聚单体。合适的共聚单体包括但不限于α-烯烃和不饱和酯。合适的不饱和酯包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和羧酸乙烯基酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的合适的实例包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。羧酸乙烯基酯的合适的非限制性实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。因此，通用术语“基于乙烯的聚合物”包括乙烯均聚物和乙烯互聚物。“基于乙烯的聚合物”和术语“聚乙烯”可互换地使用。基于乙烯的聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包括低密度聚乙烯(LDPE)和直链聚乙烯。直链聚乙烯的非限制性实例包括直链低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、多组分的基于乙烯的共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也称为烯烃嵌段共聚物(OBC))、单位点催化的直链低密度聚乙烯(m-LLDPE)、实质上直链或直链的塑性体/弹性体、中等密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。一般来说，可以在气相流化床反应器、液相浆料工艺反应器或液相溶液工艺反应器中使用非均质催化剂体系(诸如Ziegler-Natta催化剂)、均质催化剂体系(含有第4族过渡金属和配体结构，诸如茂金属、非茂金属的金属中心、异芳基、异价芳氧基醚、膦亚胺等)来产生聚乙烯。非均质和/或均质催化剂的组合也可以在单反应器或双反应器配置中使用。聚乙烯也可以在没有催化剂的高压反应器中生产。
“官能团”和类似术语是指负责使特定化合物发生其特征反应的部分或原子团。官能团的非限制性实例包括含杂原子的部分、含氧的部分(例如醇、醛、酯、醚、酮和过氧基团)和含氮的部分(例如酰胺、胺、偶氮、酰亚胺、亚胺、硝酸根、腈和亚硝酸根基团)。
根据UL-2556进行水平燃烧测试。将燃烧器设置为相对于样品的水平方向成20°角(14AWG铜线，聚合物层/壁厚为30mil)。将一次性火焰施加到样品的中央，持续30秒。当棉花着火(以秒报告)或炭长度超过100mm时，样品失效。
“可水解的硅烷基团”和类似术语意指将与水反应的硅烷基团。这些包括可水解以产生硅烷醇基团的单体或聚合物上的烷氧基硅烷基团，其进而可缩合以交联单体或聚合物。
如本文所用，“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体制备的聚合物。因此，通用术语互聚物包括共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由两种以上不同类型的单体制备的聚合物。
运动粘度是剪切粘度与流体密度的比率，并且以St(斯托克)或cSt(厘斯托克)表示。对于本说明书的目的，运动粘度是在40℃下使用Brookfield粘度计根据ASTMD445等进行测量的。
中值粒径或D50是50％颗粒具有的粒径小于或等于D50且50％颗粒具有的粒径大于D50的粒径。
聚乙烯的熔融指数(MI)测量是根据ASTMD1238进行的，条件为190℃/2.16千克(kg)重量(先前称为“条件E”并且也称为I2)，并且以每10分钟洗脱的克数报告。
“金属”包括元素周期表中列为金属的所有元素，包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Fr、Ra、Ac、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、Mt、Ds、Rg和Cn以及镧系元素和锕系元素。
“不含金属的”、“不含金属的填料”或“不含金属的组合物”是按重量计含有的金属为0wt％、或大于0wt％、或0.05wt％、或0.1wt％至小于0.15wt％、或小于0.2wt％、或小于0.3wt％、或小于0.4wt％、或小于0.5wt％、或少于0.5wt％的填料或组合物
“可湿气固化”和类似术语表明该组合物在暴露于水时会固化，即交联。可湿气固化可以在有或没有交联催化剂(例如，硅烷醇缩合催化剂)、促进剂等的帮助下进行。
“聚合物”是通过使相同类型或不同类型的单体聚合而制备的聚合的化合物。因此，通用术语聚合物涵盖术语“均聚物”(用于表示仅由一种类型的单体制备的聚合物，应理解为痕量的杂质可以掺入聚合物结构中)以及术语“互聚物”，互聚物包括共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)、三聚物(用于指由三种不同类型的单体制备的聚合物)和由三种以上不同类型的单体制备的聚合物。痕量的杂质(例如催化剂残余物)可以被掺入和/或存在于聚合物中。它还涵盖所有形式的共聚物，例如无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示如上所述分别由乙烯或丙烯以及一种或多种另外的可聚合α-烯烃共聚单体聚合而制备的共聚物。应注意的是，尽管聚合物通常被称为“由”一种或多种特定单体“制成”，“基于”特定单体或单体类型，“含有”特定单体含量等，但在本文中，术语“单体”应理解为指特定单体的聚合残余物而非未聚合的物质。一般而言，本文所指的聚合物基于对应单体的聚合形式的“单元”。
“聚烯烃”和类似术语意指衍生自简单烯烃单体(例如，乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的聚合物。烯烃单体可以被取代或未被取代，并且如果被取代，那么取代基可以广泛地变化。
“基于丙烯的聚合物”、“丙烯聚合物”或“聚丙烯”是基于聚合物的重量，含有等于或大于50wt％、或者大量聚合丙烯的聚合物，并且任选地，可以包括一种或多种共聚单体。因此，通用术语“基于丙烯的聚合物”包括丙烯均聚物和丙烯互聚物。
“室温”是指25℃+/-4℃。
“保护套”是一个通用术语，并且当相关于电缆使用时，其包括绝缘覆盖物或层、护套层等。
比重是物质的密度与标准品的密度之比。对于液体，标准品是水。比重是无量纲的量，并且根据ASTMD1298进行测量。
重均分子量(Mw)定义为聚合物的重均分子量，并且数均分子量(Mn)定义为聚合物的数均分子量。根据以下技术测量多分散指数：聚合物通过凝胶渗透色谱法(GPC)在配备有三个直链混合床柱(聚合物实验室(10微米粒径))的Waters150℃高温色谱单元上进行分析，在140℃的系统温度下操作。溶剂是1，2，4-三氯苯，由此制备按重量计约0.5％的样品溶液用于注射。流动速率为1.0毫升/分钟(mm/min)，并且注射量为100微升(μL)。通过使用窄分子量分布的聚苯乙烯标准品(来自聚合物实验室(PolymerLaboratories))结合其洗脱体积来推断分子量测定值。等效聚乙烯分子量通过使用用于聚乙烯和聚苯乙烯的适当马克-霍温克(Mark-Houwink)系数(如由Williams和Ward在Journal of Polymer Science，Polymer Letters，Vol.6，(621)1968中所述，其通过引用并入本文)导出以下等式来测定：
M聚乙烯＝(a)(M聚苯乙烯)b
在此等式中，a＝0.4316且b＝1.0。
根据下式以通常的方式计算重均分子量Mw：
Mw＝E(wi)(Mi)
其中，wi和Mi是洗脱自GPC柱的第i个级分的相应地重量分数和分子量。通常，乙烯聚合物的Mw的范围为42,000至64,000，优选44,000至61,000，并且更优选46,000至55,000。
湿绝缘电阻(IR)通常在卷绕的湿气固化涂覆导体(具有30mil厚的聚合物层/壁的14AWG铜线)上进行，其中10ft(3.048米)长的电线浸入90℃的电水浴中。电线连接到兆欧表，其连接方式使得水是一个电极而电线导体是另一个电极。以这种方式，通过施加500V来测量绝缘层的直流(DC)电阻。在浸没6-24hr后进行初始测量，并且所有后续测量以7天频率进行持续通常达12周的时间，而样品在600V交流电(AC)下老化。如果在10-12周之前，对10fi长的电线测得的平均电阻低于1000MOhms，则认为样品未通过测试，并标记为“失效”。对于那些在10-12周之前表现出高于1000MOhms电阻的样品，通过将10-12周中记录的平均IR除以6-8周中记录的平均IR来计算湿绝缘电阻比率。
“电线”是单股导电金属(例如，铜或铝)或单股光纤。
具体实施方式
在一种实施方式中，本公开提供了用作护套层的可交联组合物以用于涂覆的导体。如本文所用，“护套层”涵盖绝缘层。在一种实施方式中，护套层是绝缘层。
在一种实施方式中，本公开提供了一种用于涂覆的导体的绝缘层或护套层的可交联组合物，该可交联组合物包括：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，以及(D)基于可交联组合物总重量从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在一种实施方式中，本公开提供了一种用于涂覆的导体的绝缘层或护套层，包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，以及(D)基于绝缘层或护套层总重量从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
(A)硅烷官能化的聚烯烃
可交联组合物包括硅烷官能化的聚烯烃。
在一种实施方式中，基于硅烷官能化的聚烯烃总重量，硅烷官能化的聚烯烃含有0.1wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或0.8wt％、或1.0wt％、或1.0wt％、或1.2wt％、或1.5wt％至1.8wt％、或2.0wt％、或2.3wt％、或2.5wt％、或3.0wt％、或3.5wt％、或4.0wt％、或4.5wt％、或5.0wt％的硅烷。
在一种实施方式中，如通过ASTMD-792测量的，硅烷官能化的聚烯烃具有的密度为0.850g/cc、或0.860g/cc、或0.875g/cc、或0.890g/cc至0.900g/cc、或0.910g/cc、或0.915g/cc、或0.920g/cc、或0.930g/cc、或0.940g/cc、或0.950g/cc或0.960g/cc、或0.965g/cc。
在一种实施方式中，硅烷官能化的聚烯烃是α-烯烃/硅烷共聚物或硅烷接枝的聚烯烃(Si-g-PO)。
α-烯烃/硅烷共聚物通过α-烯烃(诸如乙烯)和可水解的硅烷单体(诸如乙烯基硅烷单体)的共聚形成。在一种实施方式中，乙烯/硅烷共聚物中的α-烯烃/硅烷共聚物通过乙烯、可水解的硅烷单体和任选的不饱和酯的共聚制备。乙烯/硅烷共聚物的制备描述于例如USP3,225,018和USP4,574,133中，其各自通过引用并入本文。
通过将可水解的硅烷单体(诸如乙烯基硅烷单体)接枝到基础聚烯烃(诸如聚乙烯)的主链上来形成硅烷接枝的聚烯烃(Si-g-PO)。在一种实施方式中，接枝在自由基产生剂诸如过氧化物的存在下进行。可在将Si-g-PO掺入或复合到最终制品中之前或在挤出组合物以形成最终制品的同时，将可水解的硅烷单体接枝到基础聚烯烃的主链上。例如，在一种实施方式中，在将Si-g-PO与(B)填料、(C)含硅酮的聚合物、(D)硅烷醇缩合催化剂以及其他任选的组分复合之前形成Si-g-PO。在另一种实施方式中，通过将聚烯烃、可水解的硅烷单体和接枝催化剂/助剂与(B)填料、(C)含硅酮的聚合物、(D)硅烷醇缩合催化剂以及其他任选组分复合来形成Si-g-PO。
用于Si-g-PO的基础聚烯烃可以是基于乙烯或基于丙烯的聚合物。在一种实施方式中，基础聚烯烃是基于乙烯的聚合物，从而产生硅烷接枝的基于乙烯的聚合物(Si-g-PE)。合适的基于乙烯的聚合物的非限制性实例包括乙烯均聚物和含有一种或多种可聚合共聚单体(诸如不饱和酯和/或α-烯烃)的乙烯互聚物。
用于制备α-烯烃/硅烷共聚物或Si-g-PO的可水解硅烷单体是含硅烷的单体，其可以有效地与α-烯烃(例如乙烯)共聚以形成α-烯烃/硅烷共聚物(例如，乙烯/硅烷共聚物)，或接枝到α-烯烃聚合物(例如，聚烯烃)并使之交联以形成Si-g-PO。示例性的可水解硅烷单体是具有以下结构的那些：
Figure BDA0002379429620000121
其中，R′是氢原子或甲基；x和y为0或1，其条件是当x为1时，y为1；n为1至12包含端点值的整数，优选1至4的整数，并且每个R″独立地为可水解有机基团，诸如具有1至12个碳原子的烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、丁氧基)、芳氧基(例如，苯氧基)、芳烷氧基(例如，苄氧基)、具有1至12个碳原子的脂肪族酰氧基(例如，甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基)、氨基或被取代的氨基(烷基氨基、芳基氨基)或具有1至6个碳原子且包含端点值的低级烷基，其条件是三个R″基团中不超过一个为烷基。
合适的可水解的硅烷单体的非限制性实例包括以下硅烷，该硅烷具有烯式不饱和烃基(诸如乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基或γ-(甲基)丙烯酰氧基烯丙基)和可水解的基团(诸如，例如，烃氧基(hydrocarbyloxy)、烃基氧基(hydrocarbonyloxy)或烃基氨基(hydrocarbylamino)基团)。可水解基团的实例包括甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和烷基氨基或芳基氨基。
在一种实施方式中，可水解的硅烷单体是不饱和烷氧基硅烷，诸如乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基、丙烯三甲氧基硅烷和这些硅烷的混合物。
用于制备α-烯烃/硅烷共聚物的合适的不饱和酯的非限制性实例包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或羧酸乙烯基酯。合适的烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等。在一种实施方式中，烷基具有1个或2个至4个或8个碳原子。合适的丙烯酸烷基酯的非限制性实例包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。合适的甲基丙烯酸烷基酯的非限制性实例包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯。在一种实施方式中，羧酸盐/酯基团具有2个至5个或6个或8个碳原子。合适的羧酸乙烯基酯的非限制性实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。
在一种实施方式中，硅烷官能化的聚烯烃是硅烷官能化的聚乙烯。“硅烷官能化的聚乙烯”是含有硅烷和基于聚合物总重量等于或大于50wt％、或大量聚合乙烯的聚合物。
在一种实施方式中，基于硅烷官能化的聚乙烯的总重量，硅烷官能化的聚乙烯含有：(i)50wt％、或55wt％、或60wt％、或65wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％至97wt％、或98wt％、或99wt％、或少于100wt％的乙烯；以及(ii)0.1wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或0.8wt％、或1.0wt％、或1.2wt％、或1.5wt％至1.8wt％、或2.0wt％、或2.3wt％、或2.5wt％、或3.0wt％、或3.5wt％、或4.0wt％、或4.5wt％、或5.0wt％的硅烷。
在一种实施方式中，根据ASTMD1238(190℃/2.16kg)测量的，硅烷官能化的聚乙烯具有的熔融指数为0.1g/10min、或0.5g/10min、或1.0g/10min、或2g/10min、或3g/10min、或5g/10min、或8g/10min、或10g/10min、或15g/10min、或20g/10min、或25g/10min、或30g/10min至40g/10min、或45g/10min、或50g/10min、或55g/10min、或60g/10min、或65g/10min、或70g/10min、或75g/10min、或80g/10min、或85g/10min、或90g/10min。
在一种实施方式中，硅烷官能化的聚乙烯是乙烯/硅烷共聚物。
在一种实施方式中，乙烯/硅烷共聚物含有乙烯和可水解的硅烷单体作为仅有的单体单元。
在一种实施方式中，乙烯/硅烷共聚物任选地包括C3、或C4至C6、或C8、或C10、或C12、或C16、或C18、或C20α-烯烃；不饱和酯；及其组合。在一种实施方式中，乙烯/硅烷共聚物是乙烯/不饱和酯/硅烷反应器共聚物。
合适的乙烯/硅烷共聚物的非限制性实例包括SI-LINKTMDFDA-5451NT和SI-LINKTMACDFDB-5451NT，其各自可购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)，米德兰，密歇根。
乙烯/硅烷反应器共聚物可以包括本文所公开的两种或更多种实施方式。
在一种实施方式中，硅烷官能化的聚乙烯是Si-g-PE。
按照基于乙烯的基础聚合物的总重量，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物包括50wt％、或55wt％、或60wt％、或65wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％至97wt％、或98wt％、或99wt％、或100wt％的乙烯。
在一个实施例中，如通过ASTMD-792测量的，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物具有的密度为0.850g/cc、或0.860g/cc、或0.875g/cc、或0.890g/cc至0.900g/cc、或0.910g/cc、或0.915g/cc、或0.920g/cc、或0.930g/cc、或0.940g/cc、或0.950g/cc、或0.960g/cc、或0.965g/cc。
在一种实施方式中，根据ASTM D1238(190℃/2.16kg)测量的，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物具有的熔融指数(MI)为0.1g/10min、或0.5g/10min、或1.0g/10min、或2g/10min、或3g/10min、或5g/10min、或8g/10min、或10g/10min、或15g/10min、或20g/10min、或25g/10min、或30g/10min至40g/10min、或45g/10min、或50g/10min、或55g/10min、或60g/10min、或65g/10min、或70g/10min、或75g/10min、或80g/10min、或85g/10min、或90g/10min。
在一种实施方式中，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物是均质聚合物。均质的基于乙烯的聚合物具有1.5至3.5范围内的多分散指数(Mw/Mn或MWD)和基本均匀的共聚单体分布，并且具有通过差示扫描量热法(DSC)所测量的单一且相对低熔点的特征。基本上直链的乙烯共聚物(SLEP)是均质的基于乙烯的聚合物。
如本文所用，“基本上直链的”是指本体聚合物平均取代有约0.01个长链分支/1000个总碳(包括主链和支链碳)、或约0.05个长链分支/1000个总碳(包括主链和支链碳)或约0.3个长链分支/1000个总碳(包括主链和支链碳)至约1个长链分支/1000个总碳(包括主链和支链碳)、或约3个长链分支/1000个总碳(包括主链和支链碳)。
“长链分支(Long-chainbranches)”或“长链分支(long-chainbranching)”(LCB)是指比共聚单体中的碳数少至少一(1)个碳的链长。例如，乙烯/1-辛烯SLEP具有的主链具有长度为至少七(7)个碳的长链分支，并且乙烯/1-己烯SLEP具有长度为至少五(5)个碳的长链分支。可以通过使用13C核磁共振(NMR)光谱法鉴定LCB，并且在有限程度上，例如对于乙烯均聚物，可以使用Randall的方法(Rev.Macromol.Chem.Phys.，C29(2&3).p.285-297)将其量化。USP4,500,648教导了LCB频率可以通过等式LCB＝b/Mw表示，其中，b是每分子LCB的加权平均数，并且Mw是重均分子量。分子量平均值和LCB特征通过凝胶渗透色谱法(GPC)和固有粘度法进行测定。
SLEP及其制备方法在USP5,741,858和USP5,986,028中被更完全地描述。
在一种实施方式中，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物是乙烯/不饱和酯共聚物。不饱和酯可以是本文公开的任何不饱和酯，诸如丙烯酸乙酯。在一种实施方式中，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物是乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物。
在一种实施方式中，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物是乙烯/α-烯烃共聚物。α-烯烃含有3个、或4个至6个、或8个、或10个、或12个、或16个、或18个、或20个碳原子。合适的α-烯烃的非限制性实例包括丙烯、丁烯、己烯和辛烯。在一种实施方式中，基于乙烯的聚合物为乙烯/辛烯共聚物。当基于乙烯的共聚物是乙烯/α-烯烃共聚物时，Si-g-PO是硅烷接枝的乙烯/α-烯烃共聚物。
用于Si-g-PE用作基于乙烯的基础聚合物的合适的乙烯/α-烯烃共聚物的非限制性实例包括可从陶氏化学公司获得的ENGAGETM和INFUSETM树脂。
在一种实施方式中，硅烷官能化的聚烯烃是硅烷接枝的乙烯/C4-C8α-烯烃聚合物，其具有以下性质中的一个或两个：
(i)密度为0.850g/cc、或0.860g/cc、或0.875g/cc、或0.890g/cc至0.900g/cc、或0.910g/cc、或0.915g/cc、或0.920g/cc、或0.925g/cc、或0.930g/cc、或0.935g/cc；以及
(ii)熔融指数为0.1g/10min、或0.5g/10min、或1.0g/10min、或2g/10min、或5g/10min、或8g/10min、或10g/10min、或15g/10min、或20g/10min、或25g/10min、或30g/10min至30g/10min、或35g/10min、或45g/10min、或50g/10min、或55g/10min、或60g/10min、或65g/10min、或70g/10min、或75g/10min、或80g/10min、或85g/10min、或90g/10min；在一种实施方式中，硅烷接枝的基于乙烯的聚合物具有性质(i)-(ii)两者。
基于可交联组合物的总重量，硅烷功能化的聚烯烃的存在量为从10wt％、或20wt％、或30wt％、或40wt％、或50wt％至60wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％。
还可以使用硅烷官能化的聚烯烃的共混物，并且可以将硅烷官能化的聚烯烃(一种或多种)用一种或多种其他聚合物稀释至一定程度，以使聚合物为(i)可混溶或彼此相容，并且(ii)硅烷官能化的聚烯烃(一种或多种)构成共混物的从70wt％、或75wt％、或80wt％、或85wt％、或90wt％、或95wt％、或98wt％、或99wt％至低于100wt％。
硅烷官能化的聚烯烃可以包括两种或更多种本文公开的实施方式。
(B)填料
可交联组合物包括填料，基于填料总重量，该填料包括大于50wt％的二氧化硅(二氧化硅(SiO2))。
二氧化硅可以是天然二氧化硅或合成二氧化硅。合成二氧化硅包括气相二氧化硅、电弧二氧化硅(electric arc silica)、熔融二氧化硅、硅胶和沉淀二氧化硅。
在一种实施方式中，二氧化硅具有的中值粒径(D50)为从0.01μm、或0.1μm、或0.5μm、或1.0μm、或5.0μm、或10.0μm至20.0μm、或25.0μm、或30.0μm、或35.0μm、或40.0μm、或45.0μm、或50.0μm。
二氧化硅可以包括本文所公开的两种或更多种实施方式。
二氧化硅可以是唯一的填料，或者填料可以包括一种或多种另外的填料。在一种实施方式中，填料包括与二氧化硅组合的一种或多种另外的填料或二级填料。适合的二级填料非限制性实例包括氧化铝(氧化铝，Al2O3)、氧化钛(二氧化钛，TiO2)、碳化硅(SiC)、玻璃颗粒、玻璃珠、塑料砂粒、石英、粉煤灰、碳酸钙、硫酸钡、炭黑、金属氧化物、无机材料、天然材料、三水合氧化铝、硅酸铝、氢氧化镁、铝土矿、滑石、云母、重晶石、高岭土、消费后玻璃、工业后玻璃、合成纤维和天然纤维或其任何组合。
在一种实施方式中，基于填料总重量，填料包括从大于50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％、或96wt％、或97wt％、或98wt％至99wt％、或99.1wt％、或99.2wt％、或99.3wt％、或99.4wt％、或99.5wt％、或99.6wt％、或99.7wt％、或99.8wt％、或99.9wt％、或少于100wt％、或100wt％的二氧化硅。
在一种实施方式中，二氧化硅是唯一的填料。作为唯一的填料，二氧化硅是排除了任何其他填料的填料。在另外的实施方式中，二氧化硅是绝热层或护套层中的唯一填料，排除了以下一种、部分或所有填料：氧化铝(氧化铝，Al2O3)、氧化钛(二氧化钛，TiO2)、碳化硅(SiC)、玻璃颗粒、玻璃珠、塑料砂粒、石英、粉煤灰、碳酸钙、硫酸钡、炭黑、金属氧化物、无机材料、天然材料、三水合氧化铝、硅酸铝、氢氧化镁、铝土矿、滑石、云母、重晶石、高岭土、消费后玻璃、工业后玻璃以及合成纤维和天然纤维。
在一种实施方式中，二氧化硅是唯一的填料，并且该填料不含金属。基于填料的总重量，不含金属的填料含有从0wt％、或大于0wt％、或0.05wt％、或0.1wt％至0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％的金属。如本文所用，“金属”包括元素周期表中列为金属的所有元素，包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Fr、Ra、Ac、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、Mt、Ds、Rg和Cn，以及镧系元素和锕系元素。
在一种实施方式中，填料是本文描述的两种或更多种填料的共混物。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，填料或两种或更多种填料的共混物的存在量为从10wt％、或20wt％、或40wt％至50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％。
填料可以包括本文公开的两种或更多种实施方式。
(C)含硅酮的聚合物
绝缘层或护套层包括选自由以下组成的组的含硅酮的聚合物：反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和/或非反应性支链含硅酮的聚合物。在一种实施方式中，含硅酮的聚合物是反应性直链含硅酮的聚合物或非反应性直链含硅酮的聚合物。
含硅酮的聚合物在25℃下具有的密度为0.95g/cc、或0.96g/cc、或0.97g/cc至0.98g/cc、或0.99g/cc、或1.00g/cc。
如果在室温下为液体，则含硅酮的聚合物在25℃时具有的运动粘度为1cSt、或50cSt、或100cSt、或500cSt、或1,000cSt、或5,000cSt、或10,000cSt至15,000cSt、或25,000cSt、或50,000cSt、或75,000cSt、或1,000,000cSt、或5,000,000cSt。
在一种实施方式中，含硅酮的聚合物是反应性直链含硅酮的聚合物或非反应性直链含硅酮的聚合物。
在一种实施方式中，含硅酮的聚合物是聚硅氧烷。聚硅氧烷是具有通用结构(I)的聚合物：
Figure BDA0002379429620000201
其中，R2和R3各自为氢或烷基，条件是，如果含硅酮的聚合物为直链聚硅氧烷，则R2和R3均必须为H或甲基。
在一种实施方式中，聚硅氧烷是具有通用结构I的直链聚硅氧烷，其中R2和R3独立地为H或甲基。在一种实施方式中，聚硅氧烷是具有通用结构I的直链聚硅氧烷，其中，R2和R3各自为甲基。
在一种实施方式中，直链聚硅氧烷可以是反应性的或非反应性的。反应性直链聚硅氧烷包括至少一个末端官能团，即在聚合物末端上的官能团。合适的官能团的非限制性实例包括可以经历水解或缩合反应的基团，诸如羟基硅氧基(hydroxysiloxy)或烷氧基硅氧基(alkoxysiloxy)。非反应性直链聚硅氧烷具有末端烷基或芳基。
合适的直链聚硅氧烷的非限制性实例包括直链聚二甲基硅氧烷(PDMS)、直链聚(乙基-甲基硅氧烷)及其组合。非反应性直链聚硅氧烷的非限制性实例是PMX-200，具有-SiSi(CH3)3端基的聚二甲基硅氧烷聚合物，可从Dow Corning获得。反应性直链聚硅氧烷的非限制性实例是
Figure BDA0002379429620000211
OHX-4000，一种具有末端硅烷醇(例如，-Si(CH3)2OH)官能团的聚二甲基硅氧烷聚合物，可从Dow Corning获得。
在一种实施方式中，聚硅氧烷是具有通用结构(II)的支链聚硅氧烷
Figure BDA0002379429620000212
其中，x为0或1，每个R独立地为具有一个或多个碳原子的烷基或芳基；A为交联单元的摩尔比，并且大于0；B为直链单元的摩尔比，并且大于0；并且A+B等于1.00。在上述结构II中，每个“楔形键合”或
Figure BDA0002379429620000213
表示与另一聚硅氧烷链中的Si的键。
在一种实施方式中，A∶B比率为1∶99、或5∶95、或25∶75至95∶5、或97∶3、或99∶1。
在一种实施方式中，支链聚硅氧烷是具有直链单元的嵌段和交联单元的嵌段的嵌段聚硅氧烷，或者具有不同结构的自然分布的交联单元和直链单元的无规平衡分布的无规聚硅氧烷。
支链聚硅氧烷是非反应性支链聚硅氧烷。
在一种实施方式中，含硅酮的聚合物是如本文所述的两种或更多种含硅酮的聚合物的混合物。两种或更多种含硅酮的聚合物的混合物由从0wt％、或5wt％、或10wt％、或20wt％、或30wt％、或40wt％至50wt％、或60wt％、或70wt％、或75wt％、或80wt％、或85wt％、或90wt％、或95wt％的直链聚硅氧烷以及10wt％、或15wt％、或20wt％、或25wt％、或30wt％、或40wt％、或50wt％至60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％、或100wt％非反应性支链聚硅氧烷组成，直链聚硅氧烷是(i)反应性的，(ii)非反应性的或(iii)反应性和非反应性直链聚硅氧烷的共混物。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，含硅酮的聚合物或含硅酮的聚合物的共混物的存在量为从大于2wt％、或3wt％、或4wt％、或4.25wt％、或4.5wt％、或4.75wt％至5wt％、或5.5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
含硅酮的聚合物可以包括本文公开的两种或更多种实施方式。
(D)硅烷醇缩合催化剂
在一种实施方式中，组合物包括硅烷醇缩合催化剂，诸如路易斯(Lewis)酸和碱，以及布朗斯台德(
Figure BDA0002379429620000221
)酸和碱。“硅烷醇缩合催化剂”促进硅烷醇官能化的聚烯烃的交联。路易斯酸是可以接受来自路易斯碱的电子对的化学物质。路易斯碱是可以向路易斯酸提供电子对的化学物质。合适的路易斯酸的非限制性实例包括羧酸锡诸如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、油酸二甲基羟基锡、马来酸二辛锡、马来酸二正丁基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁锡、乙酸亚锡、辛酸亚锡和各种其他有机金属化合物诸如环烷酸铅、辛酸锌和环烷酸钴。合适的路易斯碱的非限制性实例包括伯胺、仲胺和叔胺。硅烷醇缩合催化剂通常用于湿气固化应用中。
在电缆制造过程中将硅烷醇缩合催化剂添加到可交联组合物中。因此，硅烷官能化的聚烯烃在其离开挤出机之前可能经历一些交联，在离开挤出机之后在暴露于其储存、运输或使用环境中的湿气时完成交联，尽管大多数交联延迟至最终组合物暴露于湿气(例如桑拿浴或冷却浴)。
在一种实施方式中，硅烷醇缩合催化剂被包括在催化剂母料共混物中，并且催化剂母料被包括在组合物中。催化剂母料包括在一种或多种载体树脂中的硅烷醇缩合催化剂。在一种实施方式中，载体树脂与用硅烷官能化以形成硅烷官能化的聚烯烃或者在本组合物中非反应性的另一种聚合物的聚烯烃树脂相同。在一种实施方式中，载体树脂是两种或更多种此类树脂的共混物。合适的载体树脂的非限制性实例包括聚烯烃均聚物(例如，聚丙烯均聚物、聚乙烯均聚物)、丙烯/α-烯烃聚合物和乙烯/α-烯烃聚合物。
合适的催化剂母料的非限制性实例包括来自陶氏化学公司以商品名SI-LINKTM出售的那些，包括SI-LINKTM DFDA-5481 Natural和SI-LINKTM AC DFDA-5488NT。SI-LINKTMDFDA-5481Natural是一种催化剂母料，含有1-丁烯/乙烯聚合物、乙烯均聚物、酚类化合物抗氧化剂、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)(硅烷醇缩合催化剂)和酚酰肼(phenolichydrazide)化合物的共混物。SI-LINKTMACDFDA-5488NT是一种催化剂母料，含有热塑性聚合物、酚类化合物抗氧化剂和疏水性酸催化剂(硅烷醇缩合催化剂)的共混物。
在一种实施方式中，硅烷醇缩合催化剂是两种或更多种如本文描述的硅烷醇缩合催化剂的共混物。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，硅烷醇缩合催化剂或两种或更多种硅烷醇缩合催化剂的共混物的存在量为从0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，组合物含有从0.5wt％、或1.0wt％、或2.0wt％、或3.0wt％、或4.0wt％至5.0wt％、或6.0wt％、或7.0wt％、或8.0wt％、或9.0wt％、或10.0wt％、或15.0wt％、或20.0wt％的催化剂母料。
硅烷醇缩合催化剂可以包括两种或更多种本文公开的实施方式。
(E)任选的添加剂
在一种实施方式中，可交联组合物包括一种或多种任选的添加剂。合适添加剂的非限制性实例包括金属减活剂、除湿剂、抗氧化剂、抗阻塞剂(anti-blocking agent，防粘剂)、稳定剂、着色剂、紫外线(UV)吸收剂或稳定剂(例如受阻胺光稳定剂(HALS)和二氧化钛)、其他阻燃剂、增容剂、填料和加工助剂。UV稳定剂的非限制性实例包括受阻稳定剂。
金属减活剂抑制金属表面和痕量金属矿物的催化作用。金属减活剂例如通过螯合将痕量金属和金属表面转化为非活性形式。合适的金属减活剂的非限制性实例包括1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酰)肼、2，2′-乙酰胺基双[乙基3-(3，5-二叔丁基)-4-羟基苯基)丙酸(盐/酯)]和草酰双(亚苄基肼)(oxalylbis(benzylidenehydrazide))(OABH)。在一种实施方式中，可交联组合物包括OABH。基于可交联组合物的总重量计，金属减活剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％、或3wt％至5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％。
除湿剂除去或减活可交联组合物中不需要的水，以防止可交联组合物中不需要的(过早的)交联和其他水引发的反应。除湿剂的非限制性实例包括选自原(酸)酯、缩醛、缩酮或硅烷诸如烷氧基硅烷的有机化合物。在一种实施方式中，除湿剂是烷氧基硅烷。基于可交联组合物的总重量，除湿剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.2wt％至0.3wt％、或至0.5wt％、或至0.75wt％、或至1.0wt％、或至1.5wt％、或至2.0wt％、或至3.0wt％。
“抗氧化剂”是指能够用于最小化在聚合物的加工期间可能出现氧化的一类或一种化合物。合适的抗氧化剂包括高分子量受阻酚和多官能酚诸如含硫苯酚和含磷苯酚。代表性的受阻酚包括：1，3，5-三甲基-2，4，6-三-(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-苯、季戊四醇四-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯、正十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯、4，4′-亚甲基双(2，6-叔丁基-苯酚)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-邻-甲酚)、2，6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2，4-双(正辛基-硫代)-1，3，5-三嗪、二正辛基硫代)乙基-3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯以及山梨糖醇六[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)-丙酸酯]。在一种实施方式中，组合物包括季戊四醇四-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯，可从BASF以
Figure BDA0002379429620000251
1010商购获得。基于可交联组合物的总重量，抗氧化剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.06wt％、或0.07wt％、或0.08wt％、或0.09wt％、或0.1wt％至0.12wt％、或0.14wt％、或0.16wt％、或0.18wt％、或0.2wt％、或0.25wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％。
基于组合物的总重量，包括抗阻塞剂、稳定剂、着色剂、紫外线(UV)吸收剂或稳定剂、其他阻燃剂、增容剂、填料和加工助剂的其他任选的添加剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.1wt％至1wt％、或2wt％、或3wt％、或5wt％、或10wt％。
可交联组合物
在一种实施方式中，绝缘层或护套层是可交联组合物的反应产物，可交联组合物包括：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，以及(D)基于可交联组合物的总重量从0.002wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，硅烷官能化的聚烯烃的存在量为从10wt％、或20wt％、或30wt％、或40wt％、或50wt％至60wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，并且基于可交联组合物的总重量，填料的存在量为从10wt％、或20wt％、或40wt％至50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括从50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％、或96wt％、或97wt％、或98wt％至99wt％、或99.1wt％、或99.2wt％、或99.3wt％、或99.4wt％、或99.5wt％、或99.6wt％、或99.7wt％、或99.8wt％、或99.9wt％、或少于100wt％、或100wt％的二氧化硅。
在一种实施方式中，除了二氧化硅填料之外，可交联组合物不含填料。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，含硅酮的聚合物的存在量为从大于2wt％、或3wt％、或4wt％、或4.25wt％、或4.5wt％、或4.75wt％至5wt％、或5.5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，硅烷醇缩合催化剂的存在量为从0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，金属减活剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％、或3wt％至5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，除湿剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.2wt％至0.3wt％、或至0.5wt％、或至0.75wt％、或至1.0wt％、或至1.5wt％、或至2.0wt％、或至3.0wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，抗氧化剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.06wt％、或0.07wt％、或0.08wt％、或0.09wt％、或0.1wt％至0.12wt％、或0.14wt％、或0.16wt％、或0.18wt％、或0.2wt％、或0.25wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％。
在一种实施方式中，基于可交联组合物的总重量，一种或多种添加剂，例如抗阻塞剂、稳定剂、着色剂、紫外线吸收剂或稳定剂、其他阻燃剂、增容剂、填料和加工助剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.1wt％至1wt％、或2wt％、或3wt％、或5wt％、或10wt％。
在一种实施方式中，可交联组合物不含金属。基于可交联组合物的总重量，不含金属的可交联组合物含有从0wt％、或大于0wt％、或0.05wt％、或0.1wt％至0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％的金属。如本文所用，“金属”包括元素周期表中列为金属的所有元素，包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Fr、Ra、Ac、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、Mt、Ds、Rg和Cn以及镧系元素和锕系元素。
可交联组合物可以通过干混或熔融共混各个组分和添加剂来制备。可以将熔融共混物造粒以备将来使用，或立即转移到挤出机中以形成绝缘层或护套层和/或涂覆的导体。为了方便起见，可以将某些成分预先混合，诸如通过熔融加工或制成母料。
在一种实施方式中，可交联组合物是可湿气固化的。
可交联组合物可以包括本文公开的两种或更多种实施方式。
绝缘层或护套层
在一种实施方式中，可交联组合物用于形成护套层。在一种实施方式中，护套层是绝缘层。
用于产生绝缘层或护套层的方法包括将可交联组合物加热到至少硅烷官能化的聚烯烃的熔融温度，并且然后将聚合物熔融共混物挤出到导体上。术语“到……上”包括熔融共混物和导体之间的直接接触或间接接触。熔融共混物处于可挤出状态。
绝缘层或护套层是交联的。在一种实施方式中，交联在挤出机中开始，但仅在最小程度上进行。在另一种实施方式中，交联被延迟直到组合物通过暴露于湿气而固化(“湿气固化”)。
如本文所用，“湿气固化”是通过将硅烷官能化的聚烯烃暴露于水来水解可水解基团，产生硅烷醇基团，然后硅烷醇基团进行缩合(在硅烷醇缩合催化剂的帮助下)以形成硅烷键。硅烷键偶联或以其他方式交联聚合物链以产生硅烷偶联的聚烯烃。在以下反应(V)中提供了湿气固化反应的示意图。
Figure BDA0002379429620000291
在一种实施方式中，湿气是水。在一种实施方式中，通过将绝缘层或护套层或涂覆的导体暴露于湿气形式的水(例如，气态水或蒸汽的水)中或通过将绝缘层或护套层或涂覆的导体浸入水浴中来进行湿气固化。相对湿度可高达100％。
在一种实施方式中，湿气固化在室温(环境条件)至最高达100℃的温度下发生，持续时间为1小时、或4小时、或12小时、或24小时、或3天、或5天至6天、或8天、或10天、或12天、或14天、或28天、或60天。
在一种实施方式中，本公开提供了一种用于涂覆的导体的绝缘层或护套层，绝缘层或护套层包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，以及(D)基于绝缘层或护套层的总重量，从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，硅烷官能化的聚烯烃的存在量为从10wt％、或20wt％、或30％、或40wt％、或50wt％至60wt％、或80wt％、或90wt％、或95％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，并且，基于绝缘层或护套层的总重量，填料的存在量为从10wt％、或20wt％、或40wt％至50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括从50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％、或96wt％、或97wt％、或98wt％至99wt％、或99.1wt％、或99.2wt％、或99.3wt％、或99.4wt％、或99.5wt％、或99.6wt％、或99.7wt％、或99.8wt％、或99.9wt％、或少于100wt％、或100wt％的二氧化硅。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层含有二氧化硅作为唯一填填料。二氧化硅是唯一填料，排除了其他填料。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，含硅酮的聚合物的存在量为从大于2wt％、或3wt％、或4wt％、或4.25wt％、或4.5wt％、或4.75wt％至5wt％、或5.5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，硅烷醇缩合催化剂的存在量为从0.00wt％、或0.001wt％、或0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，金属减活剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％、或3wt％至5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，除湿剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.2wt％至0.3wt％、或至0.5wt％、或至0.75wt％、或至1.0wt％、或至1.5wt％、或至2.0wt％、或至3.0wt％。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，抗氧化剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.06wt％、或0.07wt％、或0.08wt％、或0.09wt％、或0.1wt％中0.12wt％、或0.14wt％、或0.16wt％、或0.18wt％、或0.2wt％、或0.25wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％。
在一种实施方式中，基于绝缘层或护套层的总重量，一种或多种添加剂，例如抗阻塞剂、稳定剂、着色剂、紫外线吸收剂或稳定剂、其他阻燃剂、增容剂、填料和加工助剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.1wt％至1wt％、或2wt％、或3wt％、或5wt％、或10wt％。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层包括二氧化硅作为唯一的填料(二氧化硅的存在排除了所有其他填料)，并且绝缘层或护套层不含金属。基于绝缘层或护套层的总重量，不含金属的绝缘层或护套层含有从0wt％、或大于0wt％、或0.05wt％、或0.1wt％至0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％的金属。如本文所用，“金属”包括元素周期表中列为金属的所有元素，包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Fr、Ra、Ac、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、Mt、Ds、Rg和Cn以及镧系元素和锕系元素。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有的厚度为从5mil、或从10mil、或从15mil、或从20mil至25mil、或30mil、或35mil、或40mil、或50mil、或75mil、或100mil。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层通过了水平燃烧UL2556中定义的水平燃烧测试。为了通过水平燃烧测试，绝缘层或护套层具有的总炭必须小于100mm。在一种实施方式中，在水平燃烧测试期间，绝缘层或护套层具有的总炭为从20mm、或25mm、或30mm至50mm、或55mm、或60mm、或70mm、或75mm、或80mm、或90mm、或小于100mm。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有的湿绝缘电阻比率为从1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55、或1.60、或1.70。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有的湿绝缘电阻比率为从1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55、或1.60、或1.70，并且通过水平燃烧测试
绝缘层或护套层1：在一种实施方式中，绝缘层或护套层包括：(A)基于绝缘层或护套层的总重量，从40wt％、或45wt％、或47wt％、或50wt％至52wt％、或55wt％、或60wt的硅烷接枝的聚乙烯；(B)基于绝缘层或护套层的总重量，从40wt％、或42wt％、或45wt％至50wt％、或52wt％、或55wt％、或60wt％的填料，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅；(C)基于绝缘层或护套层的总重量，从4.75wt％、或4.8wt％、或4.9wt％、或5wt％至5.1wt％、或5.2wt％、或5.3wt％的含硅酮的聚合物；以及(D)基于绝缘层或护套层的总重量，从0.00wt％、或0.001wt％、或0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％的硅烷醇缩合催化剂。
绝缘层或护套层2：在一种实施方式中，绝缘层或护套层包括：(A)基于绝缘层或护套层的总重量，从40wt％、或45wt％、或47wt％、或50wt％至52wt％、或55wt％、或60wt％的硅烷接枝的聚乙烯；(B)基于绝缘层或护套层的总重量，从40wt％、或42wt％、或45wt％至50wt％、或52wt％、或55wt％、或60wt％的二氧化硅填料，其中，二氧化硅填料是唯一的填料，排除了其他填料；以及(C)基于绝缘层或护套层的总重量，从4.75wt％、或4.8wt％、或4.9wt％、或5wt％至5.1wt％、或5.2wt％、或5.3wt％的含硅酮的聚合物；以及基于绝缘层或护套层的总重量，从0.00wt％、或0.001wt％、或0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％的硅烷醇缩合催化剂。
在一种实施方式中，绝缘层是根据具有一个、部分或所有以下性质的绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2：
(i)不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10ohm、或1.15ohm、或1.20ohm、或1.25ohm至1.30ohm、或1.35ohm、或1.40ohm、或1.45ohm、或1.50ohm、或1.55ohm；和/或
(iii)通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层是根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是反应性直链聚硅氧烷，并且其中，绝缘层或护套层具有一个、部分或所有以下性质：
(i)不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55；和/或
(iii)通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是非反应性直链聚硅氧烷，并且其中，绝缘层或护套层具有一个、部分或所有以下性质：
(i)不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55；和/或
(iii)通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有性质(i)-(iii)中的至少2
个或全部3个。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层是根据绝缘层或护套层I或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是非反应性支链聚硅氧烷，并且其中，绝缘层或护套层具有一个、部分或所有以下性质：
(i)不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55；和/或
(iii)通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，绝缘层或护套层具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
尽管二氧化硅不会在高温下分解而释放出气体，但令人惊讶地发现绝缘层或护套层通过了水平燃烧测试。不受任何特定理论的束缚，据信二氧化硅和含硅酮的聚合物表现出意想不到的协同作用。含硅酮的聚合物在高温下分解，形成结合了二氧化硅颗粒的无机炭。此外，令人惊讶地发现，绝缘层或护套层具有改善的湿绝缘电阻。不受任何特定理论的束缚，据信二氧化硅颗粒的表面与硅烷官能化的聚烯烃相互作用，使得二氧化硅颗粒的更好地分布而更加离散并且更好地分散在硅烷官能化的聚烯烃基质中。当二氧化硅颗粒彼此接触时，水可能会突破二氧化硅界面。然而，当颗粒彼此不接触时，水更难以渗透界面。
绝缘层或护套层可以包括本文公开的两种或更多种实施方式。
涂覆的导体
在一种实施方案中，本公开提供了一种涂覆的导体，该导体包括在导体上的涂层，该涂层包括：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)填料，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，(C)含硅酮的聚合物，以及(D)基于涂层总重量，从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
用于制备涂覆的导体的方法包括将可交联组合物加热到至少硅烷官能化的聚烯烃的熔融温度，并且然后将聚合物熔融物挤出到导体上。术语“到……上”包括熔融共混物和导体之间的直接接触或间接接触。熔融共混物处于可挤出状态。
涂层是交联的。在一种实施方式中，交联在挤出机中开始，但仅在最小程度上进行。在另一种实施方式中，交联被延迟直到组合物通过暴露于湿气而固化(“湿气固化”)。
在一种实施方式中，湿气是水。在一种实施方式中，通过将涂覆的导体暴露于湿气形式的水(例如，处于气态的水)或将绝缘层或护套层或涂覆的导体浸入水浴中来进行湿气固化。相对湿度可高达100％。
在一种实施方案中，湿气固化在从室温(环境条件)至最高达100℃的温度下进行持续从1小时、或4小时、或12小时、或24小时、或2天、或3天、或5天至6天、或8天或10天或12天、或14天、或28天、或60天。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，硅烷官能化的聚烯烃的存在量为从10wt％、或20wt％、或30wt％、或40wt％、或50wt％至60wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括大于50wt％的二氧化硅，并且基于可交联组合物的总重量，填料的存在量为从10wt％、或20wt％、或40wt％至50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％。
在一种实施方式中，基于填料的总重量，填料包括从50wt％、或60wt％、或70wt％、或80wt％、或90wt％、或95wt％、或96wt％、或97wt％、或98wt％至99wt％、或99.1wt％、或99.2wt％、或99.3wt％、或99.4wt％、或99.5wt％、或99.6wt％、或99.7wt％、或99.8wt％、或99.9wt％、或少于100wt％、或100wt％的二氧化硅。
在一种实施方式中，涂层包括二氧化硅作为唯一填料。二氧化硅是唯一填料，排除了其他填料。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，含硅酮的聚合物的存在量为从大于2wt％、或3wt％、或4wt％、或4.25wt％、或4.5wt％、或4.75wt％至5wt％、或5.5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，硅烷醇缩合催化剂的存在量为从0.00wt％、或0.001wt％、或0.002wt％、或0.005wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.05wt％、或0.08wt％、或0.1wt％、或0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％、或0.6wt％、或0.8wt％、或1.0wt％至1.5wt％、或2wt％、或4wt％、或5wt％、或6wt％、或8wt％、或10wt％、或15wt％、或20wt％。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，金属减活剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.5wt％、或1wt％、或2wt％、或3wt％至5wt％、或6wt％、或7wt％、或8wt％、或9wt％或10wt％。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，除湿剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.1wt％、或0.2wt％至0.3wt％、或至0.5wt％、或至0.75wt％、或至1.0wt％、或至1.5wt％、或至2.0wt％、或至3.0wt％。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，抗氧化剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.02wt％、或0.03wt％、或0.04wt％、或0.05wt％、或0.06wt％、或0.07wt％、或0.08wt％、或0.09wt％、或0.1wt％至0.12wt％、或0.14wt％、或0.16wt％、或0.18wt％、或0.2wt％、或0.25wt％、或0.3wt％、或0.5wt％、或1.0wt％、或2.0wt％。
在一种实施方式中，基于涂层的总重量，一种或多种添加剂，例如抗阻塞剂、稳定剂、着色剂、紫外线吸收剂或稳定剂、阻燃剂、增容剂、填料和加工助剂的存在量为从0wt％、或大于0wt％、或0.01wt％、或0.1wt％至1wt％、或2wt％、或3wt％。
在一种实施方式中，涂层不含金属。如本文所用，术语“不含金属”是指基于涂层的总重量含有从0wt％、或大于0wt％、或0.05wt％、或0.1wt％至0.15wt％、或0.2wt％、或0.3wt％、或0.4wt％、或0.5wt％的金属。如本文所用，“金属”包括元素周期表中列为金属的所有元素，包括Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Fr、Ra、Ac、Rf、Db、Sg、Bh、Hs、Mt、Ds、Rg和Cn，以及镧系元素和锕系元素。
涂层可以是一个或多个内层。涂层可以完全或部分地覆盖或以其它方式包围或包裹导体。涂层可以是包围导体的唯一组分。替代性地，涂层可以是包裹导体的多层护套或保护套的一层。在一种实施方式中，涂层直接接触导体。在另一种实施方式中，涂层直接接触包围导体的中间层。
在一种实施方式中，涂层具有的厚度为从5mil、或从10mil、或从15mil、或从20mil至25mil、或30mil、或35mil、或40mil、或50mil、或75mil、或100mil。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有的湿绝缘电阻比率大于或等于1.00，或者大于1.10，或者大于1.20。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有的湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.00、或1.05、或1.10、或1.15、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50、或1.55、或1.60、或1.70。
在一种实施方式中，涂覆的导体通过水平燃烧测试。为了通过水平燃烧测试，涂层具有的总炭必须小于100mm。在一种实施方式中，在水平燃烧测试期间涂覆的导体具有的总炭为从0mm、或5mm、或10mm至50mm、或55mm、或60mm、或70mm、或75mm、或80mm、或90mm、或小于100mm。
在一种实施方式中，涂覆的导体上的涂层是根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，涂覆的导体具有一个、部分或所有以下性质：
(i)涂层不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20或、1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50或1.55；和/或
(iii)涂覆的导体通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，涂覆的导体上的涂层是根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是反应性直链聚硅氧烷，并且涂覆的导体具有一个、部分或所有以下性质：
(i)涂层不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20或、1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50或1.55；和/或
(iii)涂覆的导体通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，涂覆的导体上的涂层是根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是非反应性直链聚硅氧烷，并且涂覆的导体具有一个、部分或所有以下性质：
(i)涂层不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20或、1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50或1.55；和/或
(iii)涂覆的导体通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，涂覆的导体上的涂层是根据绝缘层或护套层1或绝缘层或护套层2，其中，含硅酮的聚合物是非反应性支链聚硅氧烷，并且涂覆的导体具有一个、部分或所有以下性质：
(i)涂层不含金属；和/或
(ii)湿绝缘电阻比率为从大于或等于1.10、或1.15、或1.20或、1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.45、或1.50或1.55；和/或
(iii)涂覆的导体通过水平燃烧测试。
在一种实施方式中，涂覆的导体具有性质(i)-(iii)中的至少2个或全部3个。
在一种实施方式中，涂层是护套层。在一种实施方式中，护套层是绝缘层。
涂覆的导体可以包括本文描述的两种或更多种实施方式。
现在将在以下实施例中详细描述本公开的一些实施方式。
实施例
材料
ENGAGE 8402是一种乙烯-辛烯共聚物，具有的密度为0.902g/cc，并且MI为30g/10min。
VTMS是乙烯基三甲氧基硅烷，在25℃具有的密度为0.968g/mL并且沸点为123℃。
Luperox 101是2，5-双(叔丁基过氧)-2，5-二甲基己烷接枝引发剂。
填料1是Min-U-Sil 5，一种结晶二氧化硅填料，其D90为5微米，并且纯度为99.4％。
填料2是Huber Zerogen 100SV，一种经氢氧化镁表面处理的填料，中值粒径为0.8μm。
填料3是Kisuma 5J，一种经氢氧化镁表面处理的填料，平均粒径为0.8-1.2μm。
填料4是Huber Q1，一种未经表面处理的碳酸钙填料，并且中值粒径为1.1μm。
填料5是Huber Q1T，一种经表面处理的碳酸钙填料，中值粒径为1.1μm。
填料6是
Figure BDA0002379429620000421
10，一种未经表面处理的碳酸钙，并且中值粒径为12μm。
AO是Irganox 1010(抗氧化剂)。
含硅酮的聚合物1(SCP1)是
Figure BDA0002379429620000422
PMX-200(1M cSt)，一种非反应性直链聚二甲基硅氧烷(二甲基硅氧烷、三甲基硅氧烷基封端)，在25℃下的比重为0.978，并且运动粘度为1,000,000厘斯托克。
SCP2是
Figure BDA0002379429620000423
PMX-200(60k cSt)，一种非反应性直链聚二甲基硅氧烷(二甲基硅氧烷、三甲基硅氧烷基封端)，在25℃下的比重为0.978，并且运动粘度为60,000厘斯托克。
SCP3是XIAMETER OHX-4000，一种具有端硅烷醇基团(二甲基硅氧烷、羟基封端)的反应性直链聚二甲基硅氧烷，具有的密度为0.972g/cc，并且动态粘度为2,000mPa.s。
金属减活剂(MD)是草酰双(亚苄基)氢氧化物。
除湿剂(MS)是十六烷基三甲氧基硅烷。
ENGAGE 8450是乙烯/辛烯共聚物，具有的密度为0.902g/cc并且MI为3.0g/10min
DFH-2065是直链低密度聚乙烯，具有的熔融指数为0.65克/10分钟并且密度为0.920g/cc，可从陶氏化学公司获得。
DFDA-1216NT是低密度聚乙烯(LDPE)，密度为0.92g/cc，并且熔融指数为2.3g/10min，并且可以从陶氏化学公司获得。
二月桂酸二丁基锡是硅烷醇缩合催化剂。
1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酰)肼是抗氧化剂。
四(亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酸酯)甲烷是稳定剂。
样品制备
通过双螺杆挤出机利用反应性挤出制备硅烷接枝的聚乙烯。称重基于基础树脂(ENGAGE 8402)总重量1.8wt％的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和基于基础树脂(ENGAGE8402)总重量900ppm的Luperox 101，并混合在一起，然后磁力搅拌约10至15分钟以获得均匀的液体混合物。将混合物放在秤上，并连接到液体泵注入装置。将ENGAGE 8402给料至ZSK-30挤出机的主给料器中。ZSK-30的枪管温度曲线设置如下：
Figure BDA0002379429620000431
造粒水的温度尽可能接近10℃(50°F)，并且冷却水的温度尽可能接近4℃(40℃)。
通过红外光谱确定接枝到聚乙烯上的VTMS的量。用Nicolet 6700FTIR仪器测量光谱。在不受表面污染干扰的情况下，绝对值通过FTIR模式测量。确定了在1192cm-1和2019cm-1(内部厚度)处的吸光度的比率。将1192/2019峰高度的比率与DFDA-5451中VTMS(可从陶氏化学公司以SI-LINK 5451获得)的已知水平的标准进行比较。结果表明，基于聚合物的总质量，硅烷接枝的聚乙烯(Si-g-PE)的接枝VTMS含量为约1.7质量％。
在约140℃将Si-g-PE添加到Brabender中，然后在将Si-g-PE熔融后将二氧化硅填充剂、含硅酮的聚合物、金属减活剂、除湿剂和抗氧化剂Irganox 1010以下表1和表3规定的量添加到碗中。将混合物混合约5分钟。
然后将混合物造粒成小块以用于线材挤出。在挤出步骤中，将以如下表2所示的母料形式的硅烷醇缩合催化剂添加至造粒的混合物，以将线材挤出到直径为0.064的铜线上。将壁厚设定为约30mil，并且挤出温度为从140℃至头温度165℃。硅烷醇缩合催化剂在整个组合物中的浓度在0.01wt％至0.5wt％的范围内。
将挤出的线材在90℃水浴中固化过夜，然后将固化的线材切成15英尺(4.572米)长的段材。记录了浸入水中的10英尺长段材的湿IR，并记录了湿IR比率(如果适用)。
根据UL-2556对挤出线材进行水平燃烧测试。将燃烧器设置为相对于样品(壁厚为30mil的14AWG铜线)水平方向成20°角。将一次性火焰施加到样品的中部，持续30秒。当棉花着火(以秒报告)或样品炭超过100mm时，样品失效。燃烧器设置为与样品的水平方向成20°角。当棉花着火或样品炭超过100mm时会发生失效(UL 1581，1100.
表1：比较例和发明实施例
Figure BDA0002379429620000451
Figure BDA0002379429620000461
CS＝比较样品
IE＝本发明实施例
*失效＝10-12周之前，测得的平均电阻低于1000MOhm，并且连续几周的衰减大于4％
表2：催化剂母料
Figure BDA0002379429620000471
本发明实施例1-2显示阻燃性(即，每个均通过水平燃烧测试)，并且每个还具有大于1.10ohm的湿IR。相比之下，含有二氧化硅填料不含基于硅酮的聚合物的比较样品1和2具有的湿IR大于1.00ohm，但未通过水平燃烧测试。比较样品3含有少于5wt％的基于硅酮的聚合物，并且未通过水平燃烧测试。比较样品4-11含有除二氧化硅以外的填料，并且具有的湿IR小于1.10ohm。
特别期望的是，本公开不限于本文中包括的实施方式和说明，而是包括那些实施方式的修改形式，其包括在随附权利要求书范围内出现的实施方式的部分和不同实施方式的要素的组合。

Claims (17)

1.一种可交联组合物，包括：
(A)硅烷官能化的聚烯烃；
(B)填料，基于所述填料的总重量，所述填料包括大于50wt％的二氧化硅；
(C)含硅酮的聚合物，所述含硅酮的聚合物选自由反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和非反应性支链含硅酮的聚合物组成的组；以及
(D)基于所述可交联组合物的总重量，从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
2.一种用于涂覆的导体的护套层，所述绝缘层或护套层包括：
(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)填料，基于所述填料的总重量，所述填料包括大于50wt％的二氧化硅；
(C)含硅酮的聚合物，所述含硅酮的聚合物选自由反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物和反应性支链含硅酮的聚合物组成的组；以及
(D)基于所述护套层的总重量，从0.00wt％至10wt％的硅烷醇缩合催化剂。
3.根据权利要求2所述的护套层，其中，所述交联的硅烷官能化的聚烯烃是硅烷接枝的基于乙烯的聚合物。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的护套层，其中，基于所述填料的总重量，所述填料包括大于90wt％至100wt％的二氧化硅。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的护套层，其中，所述填料仅由二氧化硅组成。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的护套层，其中，所述含硅酮的聚合物选自由反应性直链聚硅氧烷和非反应性直链聚硅氧烷组成的组。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的护套层，基于所述护套层的总重量，包括：
(A)从20wt％至80wt％的所述交联的硅烷官能化的聚烯烃，其中，所述交联的硅烷接枝的聚烯烃为交联的硅烷接枝的聚乙烯；
(B)从20wt％到80wt％的所述填料；以及
(C)从4wt％到20wt％的所述含硅酮的聚合物。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的护套层，其中，基于所述填料的总重量，所述填料包括从0wt％至0.5wt％的金属。
9.根据权利要求8所述的护套层，其中，基于所述填料的总重量，所述绝缘层或护套层包括从0wt％至0.3wt％的金属。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的护套层，具有从1.10至1.70的湿绝缘电阻比率。
11.根据权利要求2-10中任一项所述的护套层，其中，所述护套层通过水平燃烧测试。
12.根据权利要求2-11中任一项所述的护套层，其中，所述护套层还包括金属减活剂、除湿剂和抗氧化剂中的至少一种。
13.根据权利要求2-12中任一项所述的护套层，其中，所述护套层是绝缘层。
14.一种涂覆的导体，包括：
导体；以及
所述导体上的涂层，所述涂层包括
(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)填料，基于所述填料的总重量，所述填料包括大于50wt％的二氧化硅；
(C)含硅酮的聚合物，所述含硅酮的聚合物选自由反应性直链含硅酮的聚合物、非反应性直链含硅酮的聚合物或反应性支链含硅酮的聚合物组成的组；以及
(D)基于所述涂层的总重量，从0.00wt％至20wt％的硅烷醇缩合催化剂。
15.根据权利要求14所述的涂覆的导体，其中，基于所述填料的总重量，所述涂层包括从0wt％至0.3wt％的金属。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的涂覆的导体，其中，所述涂覆的导体具有的湿绝缘电阻比率为1.10至1.70。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的涂覆的导体，其中，所述涂覆的导体通过水平燃烧测试。
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