CN112262443B - 用于电缆涂层的聚合化合物及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了涂覆的导体，所述涂覆的导体具有至少部分地被聚合物组合物包围的导体。所述聚合物组合物包含宽分子量分布高密度乙烯系聚合物和窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物，并且其密度为至少0.95g/cm3。还公开了用于制备所述聚合物组合物和用于制作所述涂覆的导体的方法。还公开了包含所述涂覆的导体的制品。

Description

用于电缆涂层的聚合化合物及其生产方法
背景技术
电缆(诸如电力电缆或通信电缆)是一种包括内部传导元件(诸如金属线材或玻璃纤维)以及用于屏蔽和保护目的的一个或多个外层的导体。电缆的最外层是保护层，通常称为外护层或外护套。
已知乙烯系聚合物用于制造电缆护套。用于电缆护套的乙烯系聚合物应具有良好的可加工性，诸如在宽加工温度范围内具有良好的挤出特性。此外，此类基于乙烯的电缆护套通常应具有良好的机械特性。然而，由溶液相聚合的基于乙烯的树脂(“SP树脂”)制成的电缆护套化合物在挤出设备上的加工效果不佳，与基于较宽分子量分布(“MWD”)的气相聚合树脂(“GP树脂”)的同等化合物相比，在典型的挤出生产线速度下会产生不可接受的表面光滑度。
因此，期望在既保持合适的可加工性又保持合适的机械和性能特性的同时，使可用于电缆护套应用的聚合物树脂的类型多样化和扩大化。
发明内容
一个实施方案是一种涂覆的导体，所述涂覆的导体包括：
导体；和至少部分地围绕所述导体的聚合物组合物，
其中所述聚合物组合物包含：
宽分子量分布(“宽MWD”)高密度乙烯系聚合物，以及
窄分子量分布(“窄MWD”)线性低密度乙烯系聚合物，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述宽MWD高密度乙烯系聚合物以至少50重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述窄MWD线性低密度乙烯系聚合物以至少20重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中所述聚合物组合物的密度为至少0.95g/cm3。
另一个实施方案是一种用于生产导体护套的方法，所述方法包括：
将宽分子量分布(“宽MWD”)高密度乙烯系聚合物与窄分子量分布(“窄MWD”)线性低密度乙烯系聚合物共混以形成聚合物组合物；以及
以大于1.02米/秒的速率在导体上挤出所述聚合物组合物的至少一部分，从而形成所述导体护套，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述宽MWD高密度乙烯系聚合物以至少50重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述窄MWD线性低密度乙烯系聚合物以至少20重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中所述聚合物组合物的密度为至少0.95g/cm3。
具体实施方式
本公开的各种实施方案涉及用在涂覆的导体诸如电缆中的聚合物组合物。该聚合物组合物包含宽分子量分布(“宽MWD”)高密度乙烯系聚合物和窄分子量分布(“窄MWD”)线性低密度乙烯系聚合物。该聚合物组合物可以进一步包含一种或多种添加剂。
宽MWD乙烯系聚合物
如上所述，本公开的聚合物组合物包含宽MWD乙烯系聚合物。如本文所用，术语“乙烯系聚合物”表示包含大于50重量％的聚合的乙烯单体(基于可聚合单体的总重量)并且任选地可以包含至少一种共聚单体的聚合物。乙烯系聚合物包括乙烯均聚物和乙烯共聚物(意指衍生自乙烯和一种或多种共聚单体的单元)。术语“乙烯系聚合物”和“聚乙烯”可互换使用。乙烯系聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包括低密度聚乙烯(“LDPE”)、线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)、超低密度聚乙烯(“ULDPE”)、极低密度聚乙烯(“VLDPE”)、多组分乙烯系共聚物(“EPE”)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也称为烯烃嵌段共聚物(“OBC”))、单位点催化线性低密度聚乙烯(“m-LLDPE”)、基本上线性的或线性的塑性体/弹性体、中密度聚乙烯(“MDPE”)和高密度聚乙烯(“HDPE”)。一般来说，可使用非均相催化剂体系(诸如齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂)、包含第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杂芳基、异价芳氧基醚、膦亚胺等)的均相催化剂体系在气相流化床反应器、液相浆液法反应器或液相溶液法反应器中产生聚乙烯。非均相和/或均相催化剂的组合也可以在单反应器或双反应器配置中使用。
本文使用术语“宽MWD”来表示I21/I2熔融指数比为至少55的聚合物。在各种实施方案中，宽MWD乙烯系聚合物的I21/I2熔融指数比可以为至少60、至少65，或在55至100、55至90、60至80、或65至75的范围内。熔融指数根据ASTM D1238测定，其中I21在190℃下使用21.6kg的砝码测定，而I2在190℃下使用2.16kg的砝码测定。
可用于本文的宽MWD乙烯系聚合物是高密度乙烯系聚合物(“HDPE”)。HDPE是根据ASTM D792所测定的密度大于0.940g/cm3的乙烯系聚合物。在一个或多个实施方案中，宽MWD HDPE的密度可以为至少0.945g/cm3、至少0.950g/cm3，在0.950至0.985g/cm3的范围内、在0.955至0.970g/cm3的范围内、在0.955至0.965g/cm3的范围内、或在0.960至0.963g/cm3的范围内。
在各种实施方案中，宽MWD HDPE的I2熔融指数可以在0.1g/10min、或0.2g/10min、或0.3g/10min、或0.4g/10min直至5.0g/10min、或4.0g/10min、或3.0g/10min或2.0g/10min、或1.0g/10min的范围内，如根据ASTM D-1238(190℃/2.16kg)所测定的。宽MWD HDPE的I21熔融指数可以在40g/10min、或45g/10min、或50g/10min、或55g/10min直至80g/10min、75g/10min、70g/10min、65g/10min、或60g/10min的范围内。
在各种实施方案中，宽MWD HDPE是单峰聚合物。“单峰聚合物”是具有在凝胶渗透色谱(GPC)中示出分子量分布的一个明显的峰的聚合物。
适用于本文的宽MWD HDPE可以通过本领域任何已知的或以后发现的用于制备具有上述特征的聚乙烯的方法来制备。在各种实施方案中，可以通过使用氧化铬催化剂的气相聚合来制备宽MWD HDPE。
市售的宽MWD HDPE的实例包括但不限于可得自The Dow Chemical Company,Midland,MI,USA的UNIVALTM DMDA-6400NT 7。
窄MWD乙烯系聚合物
如上所述，本公开的聚合物组合物包含窄MWD乙烯系聚合物。本文使用术语“窄MWD”来表示I21/I2熔融指数比为50或更小的聚合物。在各种实施方案中，窄MWD乙烯系聚合物的I21/I2熔融指数比可以为45或更小、40或更小，或在20至50、25至45、30至40、或35至40的范围内。
可用于本文的窄MWD乙烯系聚合物是线性低密度乙烯系聚合物(“LLDPE”)。LLDPE通常是具有非均匀分布的共聚单体(例如，α-烯烃单体)的乙烯系聚合物，并且其特征在于短链支化。例如，LLDPE可以是乙烯和α-烯烃单体诸如C3至C20α-烯烃共聚单体的共聚物。C3-C20α-烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯和1-十八碳烯。α-烯烃还可以具有环状结构，诸如环己烷或环戊烷，从而产生诸如3-环己基-1-丙烯(烯丙基环己烷)和乙烯基环己烷的α-烯烃。在一个实施方案中，窄MWD LLDPE是乙烯和选自由1-丁烯、1-己烯和1-辛烯组成的组的α-烯烃的共聚物。在一个优选的实施方案中，窄MWD LLDPE是乙烯和1-己烯的共聚物。
适用于本文的窄MWD LLDPE的密度可以在0.910至0.925g/cm3、0.915至0.925g/cm3、0.917至0.923g/cm3、或0.918至0.920g/cm3的范围内。适用于本文的窄MWD LLDPE的I2熔融指数可以在0.1g/10min、或0.2g/10min、或0.3g/10min、或0.4g/10min直至5.0g/10min、或4.0g/10min、或3.0g/10min或2.0g/10min、或1.0g/10min的范围内。窄MWD LLDPE的I21熔融指数可以在10g/10min、或15g/10min、或20g/10min、或25g/10min、或30g/10min直至50g/10min、45g/10min、或40g/10min的范围内。
在各种实施方案中，窄MWD LLDPE是单峰聚合物。
适用于本文的窄MWD LLDPE可以通过本领域中任何已知的或以后发现的用于制备具有上述特征的聚乙烯的方法来制备。在各种实施方案中，可以通过使用齐格勒-纳塔催化剂的溶液相聚合来制备窄MWD LLDPE。
市售的窄MWD LLDPE(乙烯/1-己烯共聚物)的实例包括但不限于可得自The DowChemical Company,Midland,MI,USA的DOWLEXTM 2645G。
聚合物组合物
如上所述，提供了包含宽MWD高密度乙烯系聚合物和窄MWD线性低密度乙烯系聚合物的聚合物组合物。基于聚合物组合物的总重量，宽MWD HDPE可以按至少50重量％(“wt％”)的量，或以50至70wt％、或52至67wt％的范围存在于聚合物组合物中。窄MWDLLDPE可以按至少25wt％的量，或以25至45wt％、或28至42wt％的范围存在于聚合物组合物中。
聚合物组合物可以进一步包含一种或多种通常包含在电缆护套配方中的添加剂。在各种实施方案中，聚合物组合物可以包含炭黑，炭黑的存在量可为1wt％、或2wt％、或3wt％、或5wt％至7wt％、或9wt％或10wt％的炭黑。合适的炭黑的非限制性实例是DFNA-0037BK。合适的添加剂的另外的非限制性实例包括抗氧化剂、着色剂、紫外线(UV)吸收剂或稳定剂、防结块剂、增强剂、阻燃剂、增容剂、增塑剂、填料、加工助剂及其组合。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含抗氧化剂。合适的抗氧化剂的非限制性实例包括酚类抗氧化剂、基于硫的抗氧化剂、基于磷酸盐的抗氧化剂和基于肼的金属减活剂。在另一个实施方案中，聚合物组合物包含抗氧化剂，诸如LOWINOXTM TBM-6，基于聚合物组合物的总重量，抗氧化剂以0.1wt％、或0.2wt％至0.3wt％的量存在。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含填料。合适的填料的非限制性实例包括碳酸钙、氧化锌、硼酸锌、钼酸锌、硫化锌、有机粘土及其组合。填料可以具有或可以不具有阻燃剂特性。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含加工助剂。合适的加工助剂的非限制性实例包括油、有机酸(诸如硬脂酸)和有机酸的金属盐(诸如硬脂酸锌)。在另一个实施方案中，聚合物组合物包含加工助剂，诸如DYNAMAR FX 5912，基于聚合物组合物的总重量，加工助剂以0.01wt％、或0.02wt％至0.1wt％、或0.05wt％的量存在。
在一个实施方案中，共混物组分不含或原本不含丙烯。
可以通过本领域已知或以后发现的任何聚合物配混方法来制备聚合物组合物。在一个实施方案中，可以通过将宽MWD HDPE、窄MWD LLDPE和任何一种或多种上述添加剂共混来制备聚合物组合物。在一个实施方案中，共混借助熔融共混进行。“熔融共混”是将至少两种组分合并或以其它方式混合在一起并且至少一种组分处于熔融状态的过程。熔融共混可以借助间歇混合、挤出共混、挤出成型及其任意组合来完成。
所得的聚合物组合物的密度可以为至少0.95g/cm3，在0.951至0.965g/cm3、0.953至0.960g/cm3、或0.953至0.958g/cm3的范围内。
所得的聚合物组合物的I2熔融指数可以在0.1至2g/10min、0.2至1.5g/10min、或0.5至1.0g/10min的范围内。另外，聚合物组合物的I21熔融指数可以在35至60g/10min、或40至55g/10min的范围内。聚合物组合物的I21/I2熔融指数比可以在30至80、35至75、40至70、或45至65的范围内。
所得的聚合物组合物的拉伸强度可以在20至40兆帕斯卡(“MPa”)、或15至35MPa的范围内。另外，所得的聚合物组合物的拉伸伸长率可以在700％至1100％、或800％至1000％的范围内。拉伸特性根据下面“测试方法”章节中详述的测试方法测定。
所得的聚合物组合物的F20耐环境应力开裂性(“ESCR”)可以为至少500小时、至少550小时、至少600小时、至少650小时、或至少700小时。ESCR根据下面“测试方法”章节中详述的测试方法测定。
涂覆的导体
如上所述，上述聚合物组合物可用于制造涂覆的导体。该方法包括以大于1.02米每秒(m/s)(200英尺每分钟(ft/min))的速率将聚合物组合物挤出到导体(或导体上的中间层)上。所得的导体涂层的表面光滑度可以小于80微英寸、小于70微英寸、小于60微英寸、小于50微英寸、小于40微英寸、小于30微英寸、小于20微英寸、或小于15微英寸，其中较低的光滑度值表示较好的表面光滑度。另外，所得的导体涂层的表面光滑度可以在10至80微英寸、10至50微英寸、或13至35微英寸的范围内。
挤出步骤由挤出机进行。挤出机具有十字头模头，该模头提供所需的层(壁或涂层)厚度。可以使用的挤出机的非限制性实例是用十字头模头、冷却通过和连续卷取设备改进的单螺杆型。典型的单螺杆型挤出机可以描述为在其上游端具有料斗而在其下游端具有模头的挤出机。料斗喂料进入装有螺杆的料筒。在下游端，在螺杆的端部与模头之间是过滤网组和多孔板。认为挤出机的螺杆部分分为三个区段，即喂料区段、压缩区段和计量区段，以及从后加热区到前加热区的多个加热区，该多个区段从上游延伸到下游。料筒的长径比在16:1至30:1的范围内。沟槽机筒挤出机或双螺杆挤出机也可用于型芯涂覆过程。护套挤出过程可以在160℃、或180℃、或200℃至220℃、或240℃、或260℃范围内的温度下进行。十字头模具将聚合物组合物分布在流动通道中，使得熔融的聚合物组合物以均匀的速度离开并被施加到导体上。这样，共混(熔融共混)和挤出是在相同的单台挤出机中进行的。导体穿过十字头的中心，并在导体离开时，使用管上冷却(tube-on cooling)的压力或半压力沿圆周方向施加均匀的共混物组分层。可以使用多重式十字头来施加一个或多个聚合物组合物(或其它材料)层。然后，将涂覆的导体在水槽中充分冷却，以防止所施加的共混物组分层在卷取卷轴上变形，从而形成导体套。
熔融共混可以在挤出之前按顺序进行。另选地，熔融共混可与挤出同时或基本上同时进行(即，熔融共混和挤出在同一挤出机中进行)。炭黑可以在熔融共混期间和/或挤出期间添加。
挤出速率大于1.02m/s(>200ft/min)。在一个实施方案中，挤出速率从大于1.02m/s、或1.14m/s、或1.27m/s、或1.40m/s至1.52m/s、或1.65m/s。
在一个实施方案中，由共混物组分组成的电缆护套的厚度为0.508mm、或0.762mm、或1.016mm、或1.27mm至1.524mm、或1.778mm、或2.032mm、或2.286mm、或2.54mm。
利用双聚合物型聚合物组合物的本发明方法有利地提供改进的可加工性(即，以大于1.02m/s的线速度挤出的能力)，同时实现用于导体护套的可接受的表面光滑度(30-80微英寸)，且改善护套的拉伸强度和拉伸伸长率。另外，双聚合物型聚合物组合物相对于单独的宽MWD HDPE树脂或甚至具有低水平(例如，小于20wt％)的窄MWD LLDPE的宽MWD HDPE的共混物表现出改善的ESCR。
定义
本文对元素周期表的所有提及应是指由CRC Press,Inc.在2003年出版并且归其版权所有的元素周期表。此外，对一个或多个族的任何提及应是使用IUPAC系统对族进行编号的在这一元素周期表中反映的一个或多个族。除非相反地陈述、由上下文暗示或在所属领域中惯用，否则所有份数和百分比都是按重量计。出于美国专利实践的目的，本文提及的任何专利、专利申请案或公开案的内容都据此全文以引用方式并入(或其等效美国版本以引用方式如此并入)，尤其是关于本领域中的合成技术、定义(在不会与本文提供的任何定义不一致的情况下)和常识的公开内容。
本文中所公开的数值范围包括从下限值到上限值并且包括下限值和上限值的所有值。对于含有确切值(例如1或2、或3到5、或6、或7)的范围，包括任何两个确切值之间的任何子范围(例如1到2；2到6；5到7；3到7；5到6等)。
除非相反地说明、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则所有测试方法都为截至本公开的提交日的现行方法。
如本文所用的术语“组合物”是指构成组合物的材料以及由所述组合物的材料形成的反应产物和分解产物的混合物。
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，无论是否具体地公开了所述组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则通过使用术语“包含”所要求的所有组合物可包括任何附加的添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合的还是其它的。相比之下，术语“基本上由……组成”从任何随后叙述的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除了对可操作性并非必不可少的那些之外。术语“由……组成”排除未具体划定或列出的任何组分、步骤或程序。
“导体”是用于传导热、光和/或电的一根或多根线材或一根或多根纤维。导体可以是单线材/纤维或多线材/纤维的并且可呈股线形式或呈管状形式。合适的导体的非限制性实例包括碳和各种金属诸如银、金、铜和铝。导体也可以是由玻璃或塑料制成的光纤。导体可以设置或可以不设置在保护套中。“电缆”是一种导体，其中将两根或更多根线材或两根或更多根光纤任选地在共同的绝缘覆盖层中绑在一起。覆盖层内的各根线材或纤维可以是裸露的、经覆盖的或绝缘的。组合电缆可含有电线和光纤两者。电缆可被设计用于低电压、中电压和/或高电压应用。
“护套”是导体上最外面的涂层。
“线性低密度聚乙烯”(或“LLDPE”)是包含衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3–C10α-烯烃共聚单体或至少一种C4–C8α-烯烃共聚单体、或至少一种C6–C8α-烯烃共聚单体的单元的含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物。LLDPE的特征在于与常规LDPE相比长链支化(如果存在的话)极少。LLDPE的密度为0.910g/cc至0.925g/cc。LLDPE的非限制性实例包括TUFLINTM聚乙烯树脂(可得自The Dow Chemical Company)、DOWLEXTM聚乙烯树脂(可得自Dow Chemical Company)和MARLEXTM聚乙烯树脂(可得自ChevronPhillips)。
熔融指数I21/I2或“I21/I2比”。比率I21/I2是在高剪切速率和低剪切速率下的粘度比的间接度量，并表示剪切稀化行为，该行为与分子量分布以及长链支化的存在均有关，每一个均显著影响可加工性。通常，含有长链支化的聚乙烯具有高熔体强度，并且在高剪切速率条件下表现出低粘度，与具有很少或没有长链支化的聚乙烯相比，可实现高加工速率。
“聚合物”是通过使呈聚合形式提供构成聚合物的多个和/或重复“单元”或“单体单元”的无论相同或不同类型的单体聚合而制备的化合物。因此，通用术语聚合物涵盖术语均聚物，其通常用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物，和术语共聚物，其通常用于指由至少两种类型的单体制备的聚合物。聚合物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”表示如上所述分别使乙烯或丙烯与一种或多种额外可聚合α-烯烃单体聚合而制备的共聚物。应注意，尽管聚合物常常被称为“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，但在此上下文中，术语“单体”应理解为是指特定单体的聚合残余物而非未聚合的物质。一般而言，本文的聚合物是指基于对应单体的聚合形式的“单元”。
以举例而非限制的方式，提供本公开的实施例。
实施例
测试方法
密度。密度根据ASTM D792测量，值以克/立方厘米(g/cc或g/cm3)报告。
耐环境应力开裂性。根据ASTM D1693在10％Igepal溶液中于50℃和75密耳下测定ESCR。
熔融指数。根据ASTM D1238测定熔融指数，其中I21在190℃下使用21.6kg的砝码测定，I10在190℃下使用10kg的砝码测定，I2在190℃下使用2.16kg的砝码测定，并且I0.5在190℃下使用0.5kg的砝码测定。
循环收缩。循环温度收缩对在烘箱中调节的线材样本(移除了导体)进行，该烘箱以0.5℃/min的速率从40℃斜升到100℃，在100℃保持60分钟，然后将温度以0.5℃/min的速率斜降到40℃，并在40℃保持20分钟。将该温度循环重复五次，然后使用尺子(精度为1/16英寸(0.0625英寸或1.59mm))进行收缩率测量。该测试方法符合IEC 60811-503(护层收缩率测试)。
表面光滑度。导体护套的表面光滑度根据ANSI 1995通过Surftest SV-400系列178表面纹理测量仪进行测量。将线材样品放在V型块中，然后将测针(10urn)降低到特定的起始位置(向线材施加约1克的力)。测针以每秒2毫米的固定速率沿横向方向移动以进行测量。每个线材样品四次读数，测试了四个样品，然后取平均值，值以微英寸为单位报告。
拉伸特性。本发明的组合物可通过它们的断裂拉伸强度(单位为兆帕斯卡，MPa)和断裂伸长率(％)(“TE”)来表征。根据ASTM D638测试程序，对根据ASTM D4703制备的压缩成型样品测量拉伸强度(“TS”)和断裂伸长率。断裂伸长率或断裂伸长是样品断裂时的应变，以百分比表示。
材料
在下表1中提供用在以下实施例中的材料。
表1-材料
Figure BDA0002827546550000121
*所有熔融指数值均以每10分钟的克数提供。
A＝The Dow Chemical Company,Midland,MI,USA。
B＝3M Company,Maplewood,MN,USA
C＝Addivant USA,LLC,Danbury,CT,USA
D＝Minerals Technologies Inc.,New York City,NY,USA。
实施例1–实验室配混的样品和微型线材挤出
在制作线材样品之前，首先在实验室规模的Brabender混合器中混合比较样品CS1-CS7和样品S1-S3。将具有250cc容量的Brabender混料罐和凸轮型混合叶片用于熔融混合样品。混合器温度设置为180℃。混合过程涉及首先以15转/分钟(rpm)的混合速度将树脂添加到混料罐中。两个加热区均设置为180℃。树脂开始熔融后，添加炭黑母料、加工助剂和抗氧化剂，并在50rpm下混合6分钟。然后将熔融材料移出并置于Mylar片材之间，然后在室温(23℃)下使用Wabash压缩成型压机压成片材。将Berlyn制粒机用于对样品制粒。
在14号铜线上使用Brabender微型线材生产线对材料中的每一种进行涂覆线材挤出。机器设置如下表2所示。该设备用于在直径为1.63mm(0.064英寸)的14AWG实心铜导体上产生最终直径为约0.125英寸且壁厚为约0.03英寸的样品。挤出后，用表面光度仪测量表面光滑度。
表2–微型线材生产线挤出参数
Figure BDA0002827546550000131
使用下表3中提供的配方制备比较样品CS1-CS7和样品S1-S3，然后使用以上提供的测试方法进行测试。表3中指出的所有组分浓度均以基于样品总重量的重量百分比提供。在视觉上确定定性光滑度。结果在表3中提供。
表3–S1-S3和CS1-CS7的配方和特性
Figure BDA0002827546550000141
实施例2–中试配混样品和标准线材挤出
比较样品CS8-CS10和样品S4-S6使用Banbury密炼机/熔体喂料造粒挤出机配混生产线制备。Banbury系统通常提供对配混温度的极好控制。使用具有175℃下降温度的三阶段混合循环。
CS8-CS10和S4-S6的绝缘线材挤出试验在6.35cm(2.5英寸)Davis标准线材生产线上完成。6.35cm Davis标准线材和电缆挤出机配有24:1L/D料筒。挤出机设置有压缩比为3:1的聚乙烯型Maddox混合头螺杆。该挤出机的出料流经Guill型9/32英寸×5/8英寸可调中心十字头，并流经指定的管尖和涂布模头，以成型用于样品挤出的熔体流。该设备用于在14号美国线规(AWG)实心铜导体(1.63mm/0.064英寸直径)上产生最终直径为约2.9mm(0.114英寸)且壁厚为约0.635mm(0.025英寸)的样品。
使用下表4中提供的配方制备比较样品CS8-CS10和样品S4-S6，然后使用以上提供的测试方法进行测试。表4中指出的所有组分浓度均以基于样品总重量的重量百分比提供。在视觉上确定定性光滑度。结果在表4中提供。
表4-S4-S6和CS8-CS10的配方和特性
Figure BDA0002827546550000161
尤其期望的是，本公开不限于本文中所含有的实施方案和说明，而是包含那些实施方案的修改形式，所述修改形式包含在所附权利要求书范围内出现的实施方案的部分和不同实施方案的要素的组合。

Claims (10)

1.一种涂覆的导体，其包括：
导体；和
至少部分地围绕所述导体的聚合物组合物，
其中所述聚合物组合物包含：
(a)宽分子量分布高密度乙烯系聚合物，其密度大于0.940g/cm3并且I2熔融指数在0.1g/10min至5.0g/10min的范围内，以及
(b)窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物，其密度在0.910至0.925g/cm3的范围内并且I21熔融指数在10g/10min至50g/10min的范围内，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述宽分子量分布高密度乙烯系聚合物以至少50重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物以至少20重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中所述聚合物组合物的密度为至少0.95g/cm3。
2.根据权利要求1所述的涂覆的导体，其中所述宽分子量分布高密度乙烯系聚合物是密度在0.955至0.970g/cm3范围内且I21/I2熔融指数比为60至80的高密度聚乙烯，其中所述窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物是密度在0.910至0.925g/cm3范围内且I21/I2熔融指数比为35至50的线性低密度聚乙烯。
3.根据权利要求2所述的涂覆的导体，其中所述线性低密度聚乙烯是用齐格勒-纳塔催化剂制备的乙烯和1-己烯的共聚物。
4.根据权利要求2所述的涂覆的导体，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述高密度聚乙烯以50至70重量％范围内的量存在于所述聚合物组合物中，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述线性低密度聚乙烯以25至45重量％范围内的量存在于所述聚合物组合物中。
5.根据权利要求1所述的涂覆的导体，其中根据ASTM D1693，所述聚合物组合物在10％Igepal溶液中在50℃和75密耳下表现出至少500小时的F20耐环境应力开裂性。
6.根据权利要求1所述的涂覆的导体，其中所述聚合物组合物的密度在0.951g/cm3至0.965g/cm3的范围内。
7.一种用于生产导体护套的方法，所述方法包括：
将宽分子量分布高密度乙烯系聚合物与窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物共混以形成聚合物组合物，其中所述宽分子量分布高密度乙烯系聚合物的密度大于0.940g/cm3并且I2熔融指数在0.1g/10min至5.0g/10min的范围内，并且所述窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物的密度在0.910至0.925g/cm3的范围内并且I21熔融指数在10g/10min至50g/10min的范围内；以及
以大于1.02米/秒的速率在导体上挤出所述聚合物组合物的至少一部分，从而形成所述导体护套，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述宽分子量分布高密度乙烯系聚合物以至少50重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物以至少20重量％的量存在于所述聚合物组合物中，
其中所述聚合物组合物的密度为至少0.95g/cm3。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述宽分子量分布高密度乙烯系聚合物是密度在0.955至0.970g/cm3范围内且I21/I2熔融指数比为60至80的高密度聚乙烯，其中所述窄分子量分布线性低密度乙烯系聚合物是密度在0.910至0.925g/cm3范围内且I21/I2熔融指数比为35至50的线性低密度聚乙烯。
9.根据权利要求8所述的方法，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述高密度聚乙烯以50至70重量％范围内的量存在于所述聚合物组合物中，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述线性低密度聚乙烯以25至45重量％范围内的量存在于所述聚合物组合物中。
10.根据权利要求7所述的方法，其中根据ASTM D1693，所述聚合物组合物在10％Igepal溶液中在50℃和75密耳下表现出至少500小时的F20耐环境应力开裂性，其中所述聚合物组合物表现出在10微英寸至80微英寸范围内的表面光滑度。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338589A (en) * 1991-06-05 1994-08-16 Hoechst Aktiengesellschaft Polyethylene molding composition
WO2003099922A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-04 Equistar Chemicals, Lp Polyethylene blends
CN101203560A (zh) * 2005-03-04 2008-06-18 陶氏环球技术公司 具有低熔体指数和高熔体强度的改进的聚乙烯树脂组合物
CN101273087A (zh) * 2005-08-24 2008-09-24 陶氏环球技术公司 聚烯烃组合物及其制品和制备方法
CN101356225A (zh) * 2006-05-02 2009-01-28 陶氏环球技术公司 高密度聚乙烯组合物、生产该组合物的方法、由此生产的金属线和电缆套、和生产上述金属线和电缆套的方法
CN101490163A (zh) * 2007-05-02 2009-07-22 陶氏环球技术公司 高密度聚乙烯组合物、其制备方法、由其制得的注塑制品以及该制品的制备方法
CN103319763A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 上海盈致橡塑制品有限公司 Hdpe与lldpe共混电缆塑料
CN103571005A (zh) * 2012-07-22 2014-02-12 上海利隆化工化纤有限公司 一种hdpe和lldpe共混电缆塑料及其制备方法
WO2017091996A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Dow Global Technologies Llc High porosity microcellular polyethylene
WO2017166004A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Dow Global Technologies Llc Process for foaming polyolefin compositions using a fluororesin/boron nitride mixture as a nucleating agent

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA849081A (en) * 1967-03-02 1970-08-11 Du Pont Of Canada Limited PRODUCTION OF ETHYLENE/.alpha.-OLEFIN COPOLYMERS OF IMPROVED PHYSICAL PROPERTIES
KR100357840B1 (ko) * 1994-11-02 2002-12-18 더 다우 케미칼 캄파니 성형조성물,그의제조방법,성형방법및성형품
JPH09309926A (ja) * 1996-05-17 1997-12-02 Dow Chem Co:The エチレン共重合体の製造方法
US11015043B2 (en) * 2016-12-19 2021-05-25 Dow Global Technologies Llc Conductor jacket and process for producing same
WO2018226311A1 (en) * 2017-06-08 2018-12-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polyethylene blends and extrudates and methods of making the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338589A (en) * 1991-06-05 1994-08-16 Hoechst Aktiengesellschaft Polyethylene molding composition
WO2003099922A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-04 Equistar Chemicals, Lp Polyethylene blends
CN101203560A (zh) * 2005-03-04 2008-06-18 陶氏环球技术公司 具有低熔体指数和高熔体强度的改进的聚乙烯树脂组合物
CN101273087A (zh) * 2005-08-24 2008-09-24 陶氏环球技术公司 聚烯烃组合物及其制品和制备方法
CN101356225A (zh) * 2006-05-02 2009-01-28 陶氏环球技术公司 高密度聚乙烯组合物、生产该组合物的方法、由此生产的金属线和电缆套、和生产上述金属线和电缆套的方法
CN101490163A (zh) * 2007-05-02 2009-07-22 陶氏环球技术公司 高密度聚乙烯组合物、其制备方法、由其制得的注塑制品以及该制品的制备方法
CN103319763A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 上海盈致橡塑制品有限公司 Hdpe与lldpe共混电缆塑料
CN103571005A (zh) * 2012-07-22 2014-02-12 上海利隆化工化纤有限公司 一种hdpe和lldpe共混电缆塑料及其制备方法
WO2017091996A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Dow Global Technologies Llc High porosity microcellular polyethylene
WO2017166004A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Dow Global Technologies Llc Process for foaming polyolefin compositions using a fluororesin/boron nitride mixture as a nucleating agent

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