CN112292736B - 用于线材及电缆绝缘和护套层的可湿气固化的阻燃组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于带涂层导体的护套层，所述护套层由以下物质构成：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；(B)阻燃剂；(C)有机硅共混物，所述有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；(D)任选地，抗氧化剂；以及(E)从0.000重量％至10重量％的硅烷醇缩合催化剂。

Description

用于线材及电缆绝缘和护套层的可湿气固化的阻燃组合物
技术领域
本公开涉及可湿气固化的组合物。在一个方面，本公开涉及基于有机硅共混物的可湿气固化的组合物，而在另一个方面，本公开涉及用于线材和电缆的包含可湿气固化的组合物的绝缘层或护套层，以及包括前述绝缘层或护套层的带涂层导体。
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，特别是用于线材和电缆的绝缘层或护套层。许多阻燃组合物包含填料(诸如金属水合物、碳酸盐和二氧化硅)，并且产生不太理想的燃烧性能和/或机械特性。
为了改善特性，可以将有机硅添加到该组合物中。添加有机硅改善一些特性，包括拉伸强度。虽然此类形成物适合于某些要求，但是这些配制物表现出由有机硅流体的高渗出引起的稳定性问题(如通过表面有机硅流体提取所测量的)。因此，本领域认识到需要在可湿气固化的组合物中使用有机硅并且表现出足够低的表面有机硅流体提取值的阻燃组合物。
发明内容
本公开提供了用于带涂层导体的护套层的可交联组合物。在一个实施方案中，该可交联组合物包含：(A)硅烷官能化的聚烯烃；(B)阻燃剂；(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；(D)任选地，抗氧化剂；以及(E)硅烷醇缩合催化剂。
在另一个实施方案中，本公开提供了用于带涂层导体的护套层。在一个实施方案中，该护套层包含：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；(B)阻燃剂；(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；(D)任选地，抗氧化剂；以及(E)基于该护套层的总重量计从0.000重量％至10重量％的硅烷醇缩合催化剂。
在另一个实施方案中，本公开提供了带涂层导体。在一个实施方案中，该带涂层导体包括导体和在导体上的涂层，该涂层包含：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃；(B)阻燃剂；(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；(D)任选地，抗氧化剂；以及(E)基于该涂层的总重量计从0.000重量％至10重量％的硅烷醇缩合催化剂。
附图说明
图1是展示拉伸强度随CS1-3和IE1-2的有机硅共混物中的MQ有机硅树脂的重量百分比的变化的图。图2是展示拉伸伸长率随CS1-3和IE1-2的有机硅共混物中的MQ有机硅树脂的重量百分比的变化的图。图3是展示表面粗糙度随CS1-3和IE1-2的有机硅共混物中的MQ有机硅树脂的重量百分比的变化的图。图4是展示水平燃烧随CS1-3和IE1-2的有机硅共混物中的MQ有机硅树脂的重量百分比的变化的图。图5是展示渗出随CS1-3和IE1-2的有机硅共混物中的MQ有机硅树脂的重量百分比的变化的图。
定义
任何情况下提及的元素周期表都是如由CRC Press，Inc.在1990年至1991年出版的元素周期表。通过用于对各族进行编号的新记号法来提及该元素周期表中的元素的族。出于美国专利实务的目的，任何所提及的专利、专利申请或专利公开的内容都以全文引用的方式并入(或其等效美国版以引用的方式如此并入)，尤其是关于定义(在不会与本公开具体提供的任何定义不一致的情况下)和本领域中的常识的公开内容。
本文所公开的数值范围包括自下限值和上限值的所有值，并且包括下限值和上限值。对于含有明确值的范围(例如，从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，以上范围1至7包括子范围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计，并且所有测试方法均是截至本公开提交之日的现行方法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”和“烷基基团”是指饱和的线性、环状或支链烃基。“芳基基团”是指芳族取代基，其可以是单个芳环，或者稠合在一起、共价连接或连接到共用基团(诸如亚甲基或亚乙基部分)的多个芳环。芳环可以包括苯基、萘基、蒽基和联苯基等。在一些具体实施方案中，芳基具有介于1个和200个之间的碳原子、介于1个和50个之间的碳原子或介于1个和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经取代的烃分子(即，包含一个或多个除氢和碳之外的原子(例如，卤素、氧、氮等)的烃分子)，该烃分子包含(i)仅一个烯属不饱和度，该不饱和度位于第一碳原子和第二碳原子之间，和(ii)至少2个碳原子、或3个至20个碳原子、或4个至10个碳原子、或4个至8个碳原子。α-烯烃的非限制性示例包括乙烯、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。这种共混物可以是或可以不是可混溶的。这种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他方法测定的，这种共混物可以含有或可以不含有一种或多种结构域构型。共混物不是层压物，但层压物的一个或多个层可以含有共混物。
“羧化物”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”、“包括”、“具有”和它们的衍生词并不旨在排除存在任何附加的组分、步骤或程序，无论所述组分、步骤或程序是否被具体地公开。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”所要求权利的所有组合物均可以包括任何附加的添加剂、佐剂或化合物，无论是以聚合还是以其他方式。相比之下，术语“基本上由......组成”从任何随后列举的范围中排除任何其他的组分、步骤或程序，除了对操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由......组成”排除未具体列出的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合的列出的成员。单数的使用包括复数的使用，反之亦然。
“导体”是用于以任何电压(DC电压、AC电压或瞬变电压)传导热、光和/或电的一根或多根线材、或者一根或多根纤维。导体可以是单线材/纤维或多线材/纤维并且可以为股线形式或管状形式。合适导体的非限制性示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。导体可以设置在保护性外皮中，也可以不设置在其中。导体可以是单根电缆或绑在一起的多根电缆(即，电缆芯或芯)。
“可交联的”、“可固化的”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未交联的并且尚未经受或暴露于诱导牢固交联的处理，尽管该聚合物包含将在经受或暴露于这类处理(例如，暴露于水)后实现牢固交联的添加剂或官能度。
“交联的”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提取物小于或等于90重量百分比(即，大于或等于10重量百分比的凝胶含量)。
“固化的”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。
“乙烯/α-烯烃聚合物”是含有基于该聚合物的重量计大部分量的聚合乙烯，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”是含有基于该聚合物的重量计等于或大于50重量％、或者大部分量的聚合乙烯，并且任选地可以包含一种或多种共聚单体的聚合物。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酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的合适的非限制性示例包括丙烯酸乙酯、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。羧酸乙烯酯的合适的非限制性示例包括乙酸乙烯酯、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)的非限制性示例包括低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯。线性聚乙烯的非限制性示例包括线性低密度聚乙烯(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))、单位点催化的线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、基本上线性或线性的塑性体/弹性体、中等密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。一般来讲，可以使用非均相催化剂体系(诸如齐格勒-纳塔催化剂)、包含第4族过渡金属和配体结构(诸如茂金属、非茂金属金属中心的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生产聚乙烯。非均相催化剂和/或均相催化剂的组合也可以在单反应器配置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性反应的部分或原子团。官能团的非限制性示例包括含杂原子的部分、含氧的部分(例如，醇、醛、酯、醚、酮和过氧化物基团)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)。
“可水解的硅烷基团”、“可水解的硅烷单体”和类似术语意指将与水反应的硅烷基团或包含硅烷基团的单体。这些术语包括单体或聚合物上的可以水解产生硅烷醇基团，进而可以缩合以使单体或聚合物交联的烷氧基硅烷基团。
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。通用术语“互聚物”因此包括共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由多于两种不同类型的单体制备的聚合物。
“可湿气固化的”和类似术语表明该组合物在暴露于水时会固化，即交联。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”是通过使单体(不论是相同的还是不同的类型)聚合而制备的聚合化合物。因此，通用术语“聚合物”涵盖术语“均聚物”(用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物，理解为痕量的杂质可以并入到聚合物结构中)和术语“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)、三元共聚物(用于指由三种不同类型的单体制备的聚合物)和由多于三种不同类型的单体制备的聚合物。痕量杂质(例如催化剂残余物)可以并入到聚合物中和/或聚合物内。它还涵盖所有形式的共聚物，例如无规、嵌段等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”指示分别由乙烯或丙烯、以及一种或多种附加的可聚合的α-烯烃共聚单体聚合而制备的如上所述的共聚物。应注意，尽管聚合物经常被称为“由”一种或多种指定单体“制成”、“基于”指定单体或单体类型、“含有”指定单体含量等。但是在该语境中，术语“单体”应理解为是指指定单体的聚合残余物而不是指未聚合物质。一般来讲，本文的聚合物是指基于对应单体的聚合形式的“单元”而言的。
“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，则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”是含有基于该聚合物的重量计等于或大于50重量％、或者大部分量的聚合丙烯，以及任选地一种或多种共聚单体的聚合物。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。
“外皮”是通用术语，并且当相关于电缆使用时，包括绝缘覆盖物或绝缘层、护套层等。
“线材”是单股导电金属(例如，铜或铝)或光纤。
测试方法
根据ASTM D792，方法B测量密度。结果以克(g)/立方厘米(g/cc或g/cm3)记录。
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30密耳)。将一次性火焰施加到样本的中央，持续30秒。当棉花着火(以秒报告)或炭化长度超过100mm时，样品不合格。
运动粘度是剪切粘度与流体密度的比率，并且以St(斯托克斯)或cSt(厘斯)报告。出于本说明书的目的，运动粘度是在40℃处使用Brookfield粘度计根据ASTM D445测量的。
聚乙烯的熔融指数(MI)测量是根据ASTM D1238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。
“室温”意指25℃+/-4℃。
对如本文所公开的但不具有硅烷醇缩合催化剂的可交联组合物的配混样品进行表面有机硅流体提取测定(提取表面有机硅)。将配混样品熔融压缩成尺寸为18×10×0.74mm3的板，并且在室温(23℃)下储存3天，之后进行溶剂提取。在异丙醇(IPA)中以1∶9w/w的比率提取30分钟。在提取步骤之后，从样品中分离出异丙醇相并且保存用于凝胶渗透色谱(GPC)或液相色谱(LC)分析，以定量从压缩样品表面提取到IPA中的有机硅的量。使用具有UV检测功能的THF(四氢呋喃)GPC来定量Dow Coming 3037有机硅。使用Agilent PLgel柱(300nm×7.5mm I.D.，孔径被标记为
Figure BDA0002853191130000071
)进行GPC分离。使用含非有机硅流体的对照样品来进行紫外信号的背景扣除。Dow Corning 3037有机硅的定量是通过使用来自所提取样品的UV信号和由已知进样浓度的Dow Corning 3037有机硅生成的校准曲线来完成的。使用Agilent Eclipese Plus C8 1.8um 3.0×100mm柱和从80％10mM甲酸铵的H2O溶液和20％50∶50IPA：乙腈(ACN)至100％IPA：ACN的流动相梯度，用QTOF检测器进行LC分析，由此进行PMX-0156有机硅定量和PMX-200有机硅定量。PMX-0156有机硅和PMX-200有机硅的定量是通过使用来自所提取样品的MS信号和由已知进样浓度的PMX-0156和PMX-200生成的校准曲线来完成的。以每克样品提取的有机硅质量计算有机硅流体提取量。
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ASTM D1298进行测量。
表面粗糙度(Ra)通过Mitutoyo SJ 400表面粗糙度测试仪进行测量。将带涂层导体线材样品放置在样品架上，并且对一个测试样本以90度间隔进行四次测量。算术平均粗糙度值Ra是相对于粗糙度轮廓平均线的轮廓偏差(zi)的绝对值的算术平均值，并且如通过EN ISO 4287所确定的那样报告，并且以μin报告。
根据ASTM D638，针对从导体剥离的护套层测量拉伸伸长率，并且以百分比(％)报告。根据ASTM D638，针对从导体剥离的护套层测量拉伸强度，并且以psi报告。
重均分子量(Mw)被限定为聚合物的重均分子量，并且数均分子量(Mn)被限定为聚合物的数均分子量。根据以下技术测量多分散指数：通过凝胶渗透色谱法(GPC)在配备有三个线性混合床柱(Polymer Laboratories(10微米粒径))的Waters 150℃高温色谱单元上分析聚合物，在140℃的系统温度处操作。溶剂是1，2，4-三氯苯，由其制备约0.5重量％的样品溶液用于进样。流速为1.0毫升/分钟(mm/min)，并且进样量为100微升(μL)。分子量确定是通过使用窄分子量分布的聚苯乙烯标准品(Polymer Laboratories)结合它们的洗脱体积来推导的。聚乙烯的当量分子量是通过使用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，PolymerLetters，第6卷(621)1968中所述，该文献以引用方式并入本文)导出以下等式来测定的：M聚乙烯＝(a)(M聚苯乙烯)b，其中a＝0.4316并且b＝1.0。
重均分子量Mw以通常的方式根据以下公式计算：Mw＝∑(wi)(Mi)，其中wi和Mi分别是从GPC柱洗脱的第i个级分的重量分数和分子量。通常，该乙烯聚合物的Mw在从42000Da至64000Da、优选地44000Da至61000Da，并且更优选地46000Da至55000Da的范围内。
具体实施方式
在一个实施方案中，本公开提供了用作带涂层导体的护套层的可交联组合物。如本文所用，“护套层”涵盖绝缘层。在一个实施方案中，护套层是绝缘层。
在一个实施方案中，本公开提供了用于带涂层导体的护套层的可交联组合物，该可交联组合物包含：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)硅烷醇缩合催化剂。
在一个实施方案中，本公开提供了用于带涂层导体的护套层，该护套层包含：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)基于该护套层的总重量计从0.000重量％至10重量％的硅烷醇缩合催化剂。
在一个实施方案中，本公开提供了包括导体和在导体上的涂层的带涂层导体，该涂层包含：(A)交联的硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)基于该涂层的总重量计从0.000重量％至10重量％的硅烷醇缩合催化剂。
硅烷官能化的聚烯烃
可交联组合物包含硅烷官能化的聚烯烃。在一个实施方案中，硅烷官能化的聚烯烃含有基于该硅烷官能化的聚烯烃的总重量计从0.1重量％、或0.3重量％、或0.5重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或1.2重量％、或1.5重量％至1.8重量％、或2.0重量％、或2.3重量％、或2.5重量％、或3.0重量％、或3.5重量％、或4.0重量％、或4.5重量％、或5.0重量％的硅烷。
在一个实施方案中，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。在一个实施方案中，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/硅烷共聚物的制备在例如USP3,225,018和USP 4,574,133中描述，这些专利各自以引用方式并入本文。
硅烷接枝的聚烯烃(Si-g-PO)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。在一个实施方案中，接枝在存在自由基产生剂(诸如过氧化物)的情况下进行。可以在将Si-g-PO并入或配混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，在一个实施方案中，先形成Si-g-PO，之后再将Si-g-PO与以下组分配混：(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，(E)硅烷醇缩合催化剂，以及其他任选组分。在另一个实施方案中，Si-g-PO是通过将聚烯烃、可水解的硅烷单体和接枝催化剂/助剂与以下组分一起配混而形成的：(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，(E)硅烷醇缩合催化剂，以及其他任选组分。
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。在一个实施方案中，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示例包括乙烯均聚物和含有一种或多种可聚合的共聚单体(诸如不饱和酯和/或α-烯烃)的乙烯互聚物。
用于制备α-烯烃/硅烷共聚物的合适的不饱和酯的非限制性示例包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或羧酸乙烯酯。合适的烷基基团的非限制性示例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等。在一个实施方案中，烷基基团具有从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示例包括丙烯酸乙酯、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示例包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯。在一个实施方案中，羧酸根基团具有从2个至5个、或6个、或8个碳原子。合适的羧酸乙烯酯的非限制性示例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。
在一个实施方案中，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的总重量计等于或大于50重量％、或大部分量的聚合乙烯的聚合物。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚乙烯含有基于该硅烷官能化的聚乙烯的总重量计(i)从50重量％、或55重量％、或60重量％、或65重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％、或95重量％至97重量％、或98重量％、或99重量％、或少于100重量％的乙烯，和(ii)从0.1重量％、或0.3重量％、或0.5重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或1.2重量％、或1.5重量％至1.8重量％、或2.0重量％、或2.3重量％、或2.5重量％、或3.0重量％、或3.5重量％、或4.0重量％、或4.5重量％、或5.0重量％的硅烷。
在一个实施方案中，如通过ASTM D792测量的，硅烷官能化的聚烯烃具有从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的密度。
在一个实施方案中，根据ASTM D1238(190℃/2.16kg)测量的，硅烷官能化的聚乙烯具有从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的熔融指数(MI)。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚乙烯是乙烯/硅烷共聚物，其包含衍生自乙烯的单元、衍生自可水解的硅烷单体的单元，以及任选地衍生自C3、或C4至C6、或C8、或C10、或C12、或C16、或C18或C20α-烯烃和不饱和酯中的一者或多者的单元。在一个实施方案中，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。
合适的乙烯/硅烷共聚物的非限制性示例包括SI-LINKTM DFDA-5451 NT和SI-LINKTM AC DFDB-5451 NT，其各自购自Dow Chemical Company(Midland，Michigan)。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚乙烯是Si-g-PE。用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物包含基于该基于乙烯的基础聚合物的总重量计从50重量％、或55重量％、或60重量％、或65重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％、或95重量％至97重量％、或98重量％、或99重量％、或100重量％的乙烯。
在一个实施方案中，如通过ASTM D792测量的，用于Si-g-PE的基于乙烯的基础聚合物具有从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的密度。
在一个实施方案中，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从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的熔融指数(MI)。
在一个实施方案中，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在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，并且具有如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。基本上线性的乙烯共聚物(SLEP)是均质的基于乙烯的聚合物。SLEP及其制备方法在USP 5,741,858和USP 5,986,028中被更完全地描述。如本文所用，“基本上线性的”意指本体聚合物平均被取代有从约0.01个长支链/1000个总碳(包括主链碳和支链碳这两者)、或约0.05个长支链/1000个总碳(包括主链碳和支链碳这两者)、或约0.3个长支链/1000个总碳(包括主链碳和支链碳这两者)至约1个长支链/1000个总碳(包括主链碳和支链碳这两者)、或约3个长支链/1000个总碳(包括主链碳和支链碳这两者)。
“长支链(long-chain branch)”或“长链支化(long-chain branching)”(LCB)意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的主链具有长度为至少七(7)个碳的长支链，并且乙烯/1-己烯SLEP具有长度为至少五(5)个碳的长支链。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)，第285至297页)将其量化。USP 4,500,648教导了LCB频率可以通过等式LCB＝b/Mw来表示，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。
乙烯共聚物的SCB的一种量度是其短支链分布指数(SCBDI)，也称为组成分布支化指数(CDBI)，其被定义为共聚单体含量在共聚单体总摩尔含量中值50％以内的聚合物分子的重量百分数。聚合物的SCBDI或CDBI易于从本领域已知的技术获得的数据来计算，这些技术诸如升温洗脱分级(TREF)，如例如Wild等人，Journal of Polymer Science，Poly.Phys编辑，第20卷，第441页(1982)中所述，或如USP 4,798,081中所述。可用于本发明中的基本上线性的乙烯聚合物的SCBDI或CDBI通常大于约30％，优选地大于约50％，更优选地大于约80％，并且最优选地大于约90％。
“聚合物主链”或仅“主链”意指离散分子，并且“本体聚合物”或仅“聚合物”意指由聚合方法得到的产物，而对于基本上线性的聚合物，该产物可以包括具有LCB的聚合物主链和不具有LCB的聚合物主链这两者。因此，“本体聚合物”包括在聚合期间形成的所有主链。对于基本上线性的聚合物，不是所有的主链都具有LCB，而是有足够数量的主链具有LCB，使得本体聚合物的平均LCB含量对熔体流变特性(即，熔体破裂特性)产生积极影响。
在一个实施方案中，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所公开的任何不饱和酯，诸如丙烯酸乙酯。在一个实施方案中，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。
在一个实施方案中，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-烯烃含有从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-烯烃的非限制性示例包括丙烯、丁烯、己烯和辛烯。在一个实施方案中，基于乙烯的共聚物是乙烯/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。
可用作Si-g-PE的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示例包括均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如，Mitsui Petrochemicals CompanyLimited生产的TAFMERTM和Exxon Chemical Company生产的EXACTTM)，均匀支化、基本上线性的乙烯/α-烯烃聚合物(例如，购自Dow Chemical Company的AFFINITYTM塑性体和ENGAGETM弹性体)和烯烃嵌段共聚物(OBC)(例如，购自Dow Chemical Company的INFUSETM树脂)。
用于制备α-烯烃/硅烷共聚物或Si-g-PO的可水解的硅烷单体是将有效地与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)以形成Si-g-PO并因此引起交联的含硅烷单体。示例性的可水解硅烷单体为具有以下结构的那些：
Figure BDA0002853191130000151
其中R’为氢原子或甲基基团；x和y为0或1，条件是当x为1时，y为1；n为1至12(包含端点值)或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个碳原子的烷氧基基团(例如，甲氧基、乙氧基、丁氧基)、芳氧基基团(例如，苯氧基)、芳烷氧基(例如，苄氧基)、具有1至12个碳原子的脂族酰氧基基团(例如，甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基)、氨基基团或经取代的氨基基团(烷基氨基、芳基氨基)或具有1至6个碳原子(包含端点值)的低级烷基基团，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示例包括具有烯属不饱和烃基基团(诸如乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基或γ-(甲基)丙烯酰氧基烯丙基基团)和可水解基团(诸如烃氧基、烃羰氧基或烃氨基基团)的硅烷。可水解基团的示例包括甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基以及烷基或芳基氨基基团。
在一个实施方案中，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、丙基三甲氧基硅烷和这些硅烷的混合物。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚烯烃是具有以下特性中的一者或两者的硅烷接枝的乙烯/C4-C8α-烯烃聚合物：(i)从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的密度；以及(ii)从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35g/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的熔融指数；在一个实施方案中，硅烷接枝的基于乙烯的聚合物具有特性(i)至(ii)中的两者。
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用一种或多种其他聚合物稀释至一定程度，以使得(i)聚合物可混溶或可彼此相容，并且(ii)硅烷官能化的聚烯烃构成共混物的从70重量％、或75重量％、或80重量％、或85重量％、或90重量％、或95重量％、或98重量％、或99重量％至低于100重量％。
硅烷官能化的聚烯烃可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
阻燃剂
可交联组合物包含阻燃剂。合适阻燃剂的非限制性示例包括矿物填料、卤代阻燃剂、无卤素阻燃剂，以及它们的组合。
在一个实施方案中，阻燃剂是无卤素阻燃剂。所公开组合物的无卤素阻燃剂可以抑制、遏制或延缓火焰产生。在根据本公开的组合物中使用的无卤素阻燃剂的非限制性示例包括金属氢氧化物、红磷、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳纳米管、滑石、粘土、有机改性粘土、碳酸钙、硼酸锌、三氧化锑、硅灰石、云母、八钼酸铵、玻璃料、中空玻璃微球、膨胀化合物、膨胀石墨，以及它们的组合。在一个实施方案中，无卤素阻燃剂可以选自由氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙以及它们的组合组成的组。
无卤素阻燃剂可以任选地用具有8个至24个碳原子或12个至18个碳原子的饱和或不饱和羧酸或者该酸的金属盐进行表面处理(涂覆)。示例性表面处理在US 4,255,303、US5,034,442、US 7,514,489、US 2008/0251273和WO 2013/116283中有所描述。替代性地，可以仅以类似的量将酸或盐添加到组合物中，而不使用表面处理程序。也可以使用本领域中已知的其他表面处理，包括硅烷、钛酸盐、磷酸盐和锆酸盐。
在一个实施方案中，阻燃剂是卤代阻燃剂。卤代阻燃剂包含至少一个与可以是单环、双环或多环的芳族环或脂环族环键合的卤素原子。可以存在除至少一个卤素基团之外的官能团，条件是此类附加官能团不会不利地影响组合物的加工特性或物理特性。在一个实施方案中，卤化阻燃剂是卤化有机阻燃剂。适用于根据本公开的组合物中的无卤素阻燃剂的可商购获得的示例包括但不限于：购自Nabaltec AG的APYRALTM 40CD、购自MagnifinMagnesiaprodukte GmbH&Co KG的MAGNIFINTM H5、购自Reverte的MicrocarbR，以及它们的组合。
阻燃剂可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
有机硅共混物
可交联组合物包含由(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅构成的有机硅共混物。
如本文所用的首字母缩写词MQ衍生自四个符号M、D、T和Q，它们表示存在于含有通过
Figure BDA0002853191130000171
键连接的硅氧烷单元的有机硅化合物中的结构单元的官能度。单官能(M)单元表示R3SiO1/2；双官能(D)单元表示R2SiO2/2；三官能(T)单元表示RSiO3/2并且导致形成支链的线性硅氧烷；并且四官能(Q)单元表示SiO4/2，其导致形成交联的树脂质组合物。R代表一价有机基团，优选地烃基，诸如甲基。因此，当硅氧烷含有的全部单元为单官能M单元和四官能Q单元时，或者当硅氧烷含有从大于或等于95重量％、或96重量％、或97重量％至98重量％、或99重量％、或100重量％的M单元和Q单元时，使用MQ。
MQ有机硅树脂在室温(23℃)下为固体。
在一个实施方案中，MQ有机硅树脂具有从1.00g/cm3、或1.05g/cm3、或1.10g/cm3至1.15g/cm3、或1.20g/cm3、或1.25g/cm3或1.30g/cm3的比重。
在一个实施方案中，MQ有机硅树脂是具有结构I的化合物：
Figure BDA0002853191130000181
其中A是Q单元的摩尔比并且大于0，C是M单元的摩尔比并且大于0，每个R独立地选自羟基基团、一价烃基或具有1个至6个碳原子的官能取代的烃基，并且“楔形键”或
Figure BDA0002853191130000182
表示连接到另一条聚硅氧烷链中的Si的键，其中A+B等于1.00。在一个实施方案中，每个R为甲基基团。
在一个实施方案中，A∶C比率为从1.0∶0.5至1.0∶1.5。
在一个实施方案中，MQ有机硅树脂是本文所述的两种或更多种有机硅树脂的共混物。
除MQ有机硅树脂之外的有机硅是具有结构II的化合物：
(结构II)
Figure BDA0002853191130000183
其中x为0或1，A为Q单元或T单元的摩尔比并且为从100至115，B为D单元的摩尔比并且为从0至60，C为M单元的摩尔比并且为从0至30，每个R独立地选自烷基基团、芳基基团、烷氧基基团、羟基基团、烷基基团或芳基基团，并且“楔形键”或
Figure BDA0002853191130000184
表示连接到另一条聚硅氧烷链中的Si的键，其中A+B+C＝1.00并且条件是，当x＝0时，B≠0。
在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是线性的含有机硅的聚合物或支链的含有机硅的聚合物。
在一个实施方案中，含有机硅的聚合物是聚硅氧烷。聚硅氧烷是具有通用结构(III)的聚合物：
Figure BDA0002853191130000191
其中R2和R3各自为氢或烷基基团，条件是，如果含有机硅的聚合物为线性聚硅氧烷，则R2和R3均必须为H或甲基基团。
在一个实施方案中，该聚硅氧烷是具有通用结构III的线性聚硅氧烷，其中R2和R3独立地为H或甲基基团。在一个实施方案中，聚硅氧烷是具有通用结构I的线性聚硅氧烷，其中R2和R3各自为甲基基团。
在一个实施方案中，该聚硅氧烷是具有通用结构(IV)的支链聚硅氧烷
Figure BDA0002853191130000192
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基团或芳基基团，A为交联单元的摩尔比并且大于0，B为线性单元的摩尔比并且大于0，并且A+B＝1.00。在上述结构IV中，每个“楔形键”或
Figure BDA0002853191130000193
表示连接到另一条聚硅氧烷链中的Si的键。
在一个实施方案中，A∶B比率为从1∶99、或5∶95、或25∶75至95∶5、或97∶3、或99∶1。
在一个实施方案中，支链聚硅氧烷是具有线性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线性单元的无规平衡分布的无规聚硅氧烷。
在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是反应性有机硅油或非反应性有机硅油。另外，在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是聚硅氧烷，并且该聚硅氧烷是反应性聚硅氧烷或非反应性聚硅氧烷。在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是选自线性反应性聚硅氧烷、线性非反应性聚硅氧烷、支链反应性聚硅氧烷或支链非反应性聚硅氧烷的聚硅氧烷。反应性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)。合适官能团的非限制性示例包括可以经历水解反应和/或缩合反应的基团，诸如羟基甲硅烷氧基基团、三甲氧基甲硅烷氧基基团和烷氧基甲硅烷氧基基团。非反应性聚硅氧烷具有末端烷基基团或芳族基团。
在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是具有从0∶0、或0.05∶1、或0.1∶1、或0.2∶1、或0.3∶1、或0.4∶1、或0.5∶1至0.6∶1、或0.7∶1、或0.8∶1、或0.9∶1、或1∶1的芳基基团与烷基基团的比率的反应性聚硅氧烷。在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是仅含有甲基基团和苯基(fenyl)基团(官能化或非官能化)的反应性聚硅氧烷。苯基支链与甲基支链的比率为从0.1∶1、或0.2∶1、或0.3∶1、或0.4∶1、或0.5∶1至0.6∶1、或0.7∶1、或0.8∶1、或0.9∶1、或1∶1。
在一个实施方案中，除MQ有机硅树脂之外的有机硅是具有从1.00、或1.05、或1.10、或1.15、或1.20至1.25、或1.50、或1.70、或1.75、或1.80、或1.85、或1.90、或1.95、或2.00的取代度的支链反应性聚硅氧烷。
合适的线性聚硅氧烷的非限制性示例包括线性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、线性聚(乙基-甲基硅氧烷)，以及它们的组合。非反应性线性聚硅氧烷的非限制性示例是PMX-200，一种具有末端-Si(CH3)3基团的聚二甲基硅氧烷聚合物，购自Dow Corning。反应性线性聚硅氧烷的非限制性示例是
Figure BDA0002853191130000201
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，购自Dow Corning。合适的反应性支链聚硅氧烷的非限制性示例包括Dow Corning 3037，一种苯基甲基硅烷聚合物流体(0.25∶1苯基：甲基)，其具有未反应的甲氧基硅烷端基，总甲氧基含量为15％至18％，购自Dow Corning。
在一个实施方案中，除MQ有机硅之外的有机硅是如本文所述的两种或更多种有机硅油的混合物。
有机硅共混物具有从90∶10、或80∶20、或70∶30至30∶70、或20∶80、或10∶90的MQ有机硅：除MQ有机硅之外的有机硅的比率。在一个实施方案中，MQ有机硅：除MQ有机硅之外的有机硅的比率为从9∶1、或4∶1、或7∶3、或2∶1、或1∶1至1∶2、或3∶7、或1∶4、或1∶9。
该有机硅共混物可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
抗氧化剂
“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的氧化的化学化合物的类型或类别。合适的抗氧化剂包括高分子量受阻酚和多官能酚，诸如含硫酚和含磷酚。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]。在一个实施方案中，该组合物包含季戊四醇四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯)，其可从BASF以
Figure BDA0002853191130000211
1010商购获得。
硅烷醇缩合催化剂
在一个实施方案中，该可交联组合物包含硅烷醇缩合催化剂，诸如路易斯酸和碱，以及布朗斯台德酸和碱。“硅烷醇缩合催化剂”促进硅烷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示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、马来酸二辛基锡、马来酸二正丁基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、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示例包括伯胺、仲胺和叔胺。硅烷醇缩合催化剂通常用于湿气固化应用中。
在电缆制造过程期间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，且在其已经离开挤出机之后在暴露于其储存、运输或使用环境中存在的湿气时完成交联，但大部分交联被延迟至最终组合物暴露于湿气(例如桑拿浴或冷却浴)。
在一个实施方案中，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。在一个实施方案中，载体树脂与用硅烷官能化以变成硅烷官能化的聚烯烃或在本发明组合物中不具有反应性的另一种聚合物的聚烯烃树脂相同。在一个实施方案中，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示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示例包括Dow Chemical Company以商品名SI-LINKTM出售的那些，包括SI-LINKTM DFDA-5481 Natural和SI-LINKTM AC DFDA-5488 NT。SI-LINKTM DFDA-5481 Natural是含有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)和酚酰肼化合物的共混物的催化剂母料。SI-LINKTM AC DFDA-5488 NT是含有热塑性聚合物、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)的共混物的催化剂母料。
在一个实施方案中，硅烷醇缩合催化剂是两种或更多种如本文所述的硅烷醇缩合催化剂的共混物。
硅烷醇缩合催化剂可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
任选的添加剂
在一个实施方案中，可交联组合物包含一种或多种任选的添加剂。合适的添加剂的非限制性示例包括偶联剂(例如，极性基团官能化的聚烯烃)、金属减活剂(例如，草酰双(亚苄基)酰肼(OABH))、除湿剂(例如，烷氧基硅烷)、抗氧化剂、抗粘连剂、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。
金属减活剂遏制金属表面和痕量金属矿物质的催化作用。金属减活剂(例如，通过多价螯合)将痕量金属和金属表面转化成非活性形式。合适的金属减活剂的非限制性示例包括1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰基)肼、2，2’-草酰胺基双[乙基3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]和草酰基双(亚苄基酰肼)(OABH)。在一个实施方案中，可交联组合物包含OABH。
除湿剂除去可交联组合物中不需要的水或使其失活，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。除湿剂的非限制性示例包括选自原酸酯、缩醛、缩酮或硅烷(诸如烷氧基硅烷)的有机化合物。在一个实施方案中，除湿剂是烷氧基硅烷。
可交联组合物
在一个实施方案中，护套层是可交联组合物的反应产物，该可交联组合物包含：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)硅烷醇缩合催化剂。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚烯烃以基于可交联组合物的总重量计从10重量％、或20重量％、或30重量％、或40重量％、或50重量％至60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％、或95重量％、或99重量％的量存在。
在一个实施方案中，阻燃剂基于可交联组合物的总重量计所占的重量百分比从大于0重量％、或10重量％、或20重量％、或30重量％、或40重量％至50重量％、或60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％。
有机硅共混物以基于可交联组合物的总重量计从大于0重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或4重量％、或5重量％至6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％的量存在。在一个实施方案中，有机硅共混物以基于可交联组合物的总重量计从1.0重量％、或1.5重量％、或2.0重量％、或2.25重量％、或2.5重量％至2.75重量％、或3.0重量％、或3.25重量％、或3.5重量％、或4.0重量％、或5.0重量％的量存在。在一个实施方案中，由(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅构成的有机硅共混物基于可交联组合物的总重量计所占的重量百分比从大于0重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或4重量％、或5重量％至6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％，并且MQ有机硅：除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率为从9∶1、或4∶1、或7∶3、或2∶1、或1∶1至1∶2、或3∶7、或1∶4、或1∶9。
MQ有机硅树脂以基于可交联组合物的总重量计从大于0重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或4重量％、或5重量％至6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％的量存在于可交联组合物中。
除MQ有机硅树脂之外的有机硅以基于可交联组合物的总重量计从大于0重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或4重量％、或5重量％至6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％的量存在于可交联组合物中。
在一个实施方案中，抗氧化剂以基于可交联组合物的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.06重量％、或0.07重量％、或0.08重量％、或0.09重量％、或0.1重量％至0.12重量％、或0.14重量％、或0.16重量％、或0.18重量％、或0.2重量％、或0.25重量％、或0.3重量％、或0.5重量％、或1重量％、或2重量％的量存在。
在一个实施方案中，硅烷醇缩合催化剂以基于可交联组合物的总重量计从0.002重量％、或0.005重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.08重量％、或0.1重量％、或0.15重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或0.6重量％、或0.8重量％、或1.0重量％至1.5重量％、或2重量％、或4重量％、或5重量％、或6重量％、或8重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％的量存在。在一个实施方案中，硅烷醇缩合催化剂以催化剂母料的形式提供，并且该组合物包含基于可交联组合物的总重量计从0.5重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或3.0重量％、或4.0重量％至5.0重量％、或6.0重量％、或7.0重量％、或8.0重量％、或9.0重量％、或10.0重量％、或15.0重量％、或20.0重量％的催化剂母料。
在一个实施方案中，金属减活剂以基于可交联组合物的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.5重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％至5重量％、或6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％或10重量％的量存在。
在一个实施方案中，除湿剂以基于可交联组合物的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％至0.3重量％、或至0.5重量％、或至0.75重量％、或至1.0重量％、或至1.5重量％、或至2.0重量％、或至3.0重量％的量存在。
在一个实施方案中，一种或多种添加剂(例如，抗粘连剂、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)以基于可交联组合物的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.1重量％至1重量％、或2重量％、或3重量％、或5重量％、或10重量％的量存在。
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/或带涂层导体。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。
在一个实施方案中，可交联组合物是可湿气固化的。
可交联组合物可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
护套层
在一个实施方案中，可交联组合物用于形成护套层。在一个实施方案中，护套层是绝缘层。
用于产生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，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。
护套层是交联的。在一个实施方案中，交联在挤出机中开始，但仅在最小程度上进行。在另一个实施方案中，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使可水解基团水解，从而产生硅烷醇基团，然后硅烷醇基团发生缩合(在硅烷醇缩合催化剂的帮助下)以形成硅烷键。硅烷键与聚合物链偶联或以其他方式交联，以产生硅烷偶联的聚烯烃或硅烷交联的聚烯烃。湿气固化反应的示意图在以下反应(V)中提供。
(V)
Figure BDA0002853191130000261
在一个实施方案中，湿气是水。在一个实施方案中，通过将护套层或带涂层导体暴露于湿气形式的水(例如，气态水或水蒸汽)或者通过将绝缘层或护套层或带涂层导体浸入水浴中来进行湿气固化。相对湿度可以高达100％。
在一个实施方案中，湿气固化在从室温(环境条件)至最高达100℃的温度处持续进行从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。
在一个实施方案中，本公开提供了用于带涂层导体的护套层，该护套层包含：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)从0.000重量％至20重量％的硅烷醇缩合催化剂。
在一个实施方案中，硅烷官能化的聚烯烃以基于护套层的总重量计从10重量％、或20重量％、或30重量％、或40重量％、或50重量％至60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％、或95重量％、或99重量％的量存在。
在一个实施方案中，阻燃剂基于护套层的总重量计所占的重量百分比从大于0重量％、或10重量％、或20重量％、或30重量％、或40重量％至50重量％、或60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％。
在一个实施方案中，由(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅构成的有机硅共混物基于护套层的总重量计所占的重量百分比从大于0重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或4重量％、或5重量％至6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％，并且MQ有机硅：除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率为从9∶1、或4∶1、或7∶3、或2∶1、或1∶1至1∶2、或3∶7、或1∶4、或1∶9。
在一个实施方案中，抗氧化剂以基于护套层的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.06重量％、或0.07重量％、或0.08重量％、或0.09重量％、或0.1重量％至0.12重量％、或0.14重量％、或0.16重量％、或0.18重量％、或0.2重量％、或0.25重量％、或0.3重量％、或0.5重量％、或1重量％、或2重量％的量存在。
在一个实施方案中，硅烷醇缩合催化剂以基于护套层的总重量计从0.000重量％、或0.002重量％、或0.005重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.08重量％、或0.1重量％、或0.15重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或0.6重量％、或0.8重量％、或1.0重量％至1.5重量％、或2重量％、或4重量％、或5重量％、或6重量％、或8重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％的量存在。
在一个实施方案中，金属减活剂以基于护套层的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.5重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％至5重量％、或6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％或10重量％的量存在。
在一个实施方案中，除湿剂以基于护套层的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％、或0.04重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％至0.3重量％、或至0.5重量％、或至0.75重量％、或至1.0重量％、或至1.5重量％、或至2.0重量％、或至3.0重量％的量存在。
在一个实施方案中，一种或多种添加剂(例如，抗粘连剂、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)以基于护套层的总重量计从0重量％、或大于0重量％、或0.01重量％、或0.1重量％至1重量％、或2重量％、或3重量％、或5重量％、或10重量％的量存在。
在一个实施方案中，护套层具有从5密耳、或从10密耳、或从15密耳、或从20密耳至25密耳、或30密耳、或35密耳、或40密耳、或50密耳、或75密耳、或100密耳的厚度。
在一个实施方案中，护套层在如Horizontal Flame UL 2556中所定义的水平燃烧测试中合格。为了在水平燃烧测试中合格，护套层具有的总炭化必须小于100mm。在一个实施方案中，护套层在水平燃烧测试期间具有从20mm、或25mm、或30mm至50mm、或55mm、或60mm、或70mm、或75mm、或80mm、或90mm、或小于100mm的总炭化。
在一个实施方案中，护套层具有如根据ASTM D638测量的从大于1500psi、或1550psi、或1600psi、或1650psi至1700psi、或1750psi、或1800psi、或1850psi、或1900psi、或1950psi的拉伸强度。
在一个实施方案中，护套层具有如根据ASTM D638测量的从大于200％、或225％、或250％、或275％至300％、或325％、或350％、或375％、或400％的拉伸伸长率。
在一个实施方案中，护套层具有从0μin、或＞0μin、或10μin、或20μin至≤30μin、或≤40μin、或≤50μin、或≤60μin、或≤70μin、或≤80μin、或≤90μin、或≤100μin的表面粗糙度(挤出到14AWG实心铜导体上，护套层的壁厚为30密耳；线材粗糙度Ra)。
在一个实施方案中，护套层具有较低的有机硅流体提取量。如上所述，为了测试有机硅流体提取量，通过熔融压缩来制备可交联组合物(没有硅烷醇缩合催化剂)的配混样品。在一个实施方案中，配混的样品具有从0mg/g，或大于0mg/g、或0.100mg/g、或0.150mg/g、或0.200mg/g、或0.250mg/g、或0.300mg/g至0.350mg/g、或0.400mg/g、或0.450mg/g、或0.500mg/g、或0.550mg/g、或0.600mg/g、或0.700mg/g、或0.800mg/g、或0.900mg/g、或小于1.000mg/g的有机硅流体提取量。
在一个实施方案中，护套层在水平燃烧测试中合格，并且具有如根据ASTM D638测量的从大于1500psi、或1550psi、或1600psi、或1650psi至1700psi、或1750psi、或1800psi、或1850psi、或1900psi、或1950psi的拉伸强度。
护套层1：在一个实施方案中，护套层包含：(A)基于护套层的总重量计从40重量％、或45重量％、或47重量％、或50重量％至52重量％、或55重量％、或60重量％的硅烷接枝的聚乙烯；(B)基于护套层的总重量计从40重量％、或42重量％、或44重量％、或46重量％、或48重量％至50重量％、或52重量％、或54重量％、或56重量％的无卤素阻燃剂；(C)基于护套层的总重量计从1.00重量％、或1.25重量％、或1.50重量％、或1.75重量％、或2.00重量％至2.25重量％、或2.50重量％、或2.75重量％、或3.00重量％、或3.25重量％、或3.5重量％的有机硅共混物，其中该有机硅共混物由(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅以从0.5∶1、或1∶1、或1.5∶1、或2∶1至1∶2、或1∶1.5、或1∶1、或1∶0.5的MQ有机硅：除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率构成；(D)基于护套层的总重量计从0.14重量％、或0.16重量％、或0.18重量％、或0.20重量％至0.22重量％、或0.24重量％、或0.26重量％、或0.28重量％、或0.30重量％的抗氧化剂；以及(E)基于护套层的总重量计从0.00重量％、或0.001重量％、或0.002重量％、或0.005重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.08重量％、或0.1重量％、或0.15重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％至0.6重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或1.5重量％、或2重量％、或4重量％的硅烷醇缩合催化剂。
护套层2：在一个实施方案中，护套层包含：(A)基于护套层的总重量计从40重量％、或45重量％至47重量％、或50重量％、或52重量％的硅烷接枝的聚乙烯；(B)基于护套层的总重量计从44重量％、或46重量％、或48重量％至50重量％、或52重量％、或54重量％的无卤素阻燃剂；(C)基于护套层的总重量计从1.50重量％、或1.75重量％、或2.00重量％至2.50重量％、或2.75重量％、或3.00重量％、或3.25重量％的有机硅共混物，其中该有机硅共混物由(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅之外的有机硅(为聚硅氧烷)以从0.5∶1、或1∶1、或1.5∶1、或2∶1至1∶2、或1∶1.5、或1∶1、或1∶0.5的MQ有机硅：聚硅氧烷的比率构成；(D)基于护套层的总重量计从0.18重量％、或0.20重量％至0.22重量％、或0.24重量％、或0.26重量％的抗氧化剂；以及(E)基于护套层的总重量计从0.00重量％、或0.001重量％、或0.002重量％、或0.005重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.08重量％、或0.1重量％、或0.15重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％至0.6重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或1.5重量％、或2重量％、或4重量％的硅烷醇缩合催化剂。
在一个实施方案中，根据护套层1或护套层2的绝缘层具有以下特性中的一项、一些或全部：(i)在水平燃烧测试中合格；和/或(ii)如根据ASTM D638测量的从大于1500psi、或1550psi、或1600psi、或1650psi至1700psi、或1750psi、或1800psi、或1850psi、或1900psi、或1950psi的拉伸强度；和/或(iii)如根据ASTM D638测量的从大于200％、或225％、或250％、或275％至300％、或325％、或350％、或375％、或400％的拉伸伸长率；和/或(iv)从0μin、或＞0μin、或10μin、或20μin至≤30μin、或≤40μin、或≤50μin、或≤60μin、或≤70μin、或≤80μin、或≤90μin、或≤100μin的表面粗糙度。在一个实施方案中，绝缘层或护套层具有特性(i)至(iv)中的至少2项、至少3项或全部4项。
在一个实施方案中，护套层是根据护套层1或护套层2的护套层，其中除MQ有机硅树脂之外的有机硅是反应性支链聚硅氧烷，并且其中该护套层具有以下特性中的一项、一些或全部：(i)在水平燃烧测试中合格；和/或(ii)如根据ASTM D638测量的从大于1700psi、或1725psi、或1750psi、或1775psi至1800psi、或1825psi、或1850psi的拉伸强度；和/或(iii)如根据ASTM D638测量的从大于200％、或225％、或250％、或275％至300％、或325％、或350％、或375％、或400％的拉伸伸长率；和/或(iv)从0μin、或＞0μin、或5μin、或10μin、或20μin至≤25μin、或≤30μin、或≤35μin、或≤40μin、或≤45μin、或≤50μin的表面粗糙度。在一个实施方案中，护套层具有特性(i)至(iv)中的至少2项、至少3项或全部4项。
护套层可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
带涂层导体
在一个实施方案中，本公开提供了包括在导体上的涂层的带涂层导体，该涂层包含：(A)硅烷官能化的聚烯烃，(B)阻燃剂，(C)有机硅共混物，该有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，(D)任选地，抗氧化剂，以及(E)从0.000重量％至20重量％的硅烷醇缩合催化剂。在一个实施方案中，根据本文所公开的任何实施方案或实施方案的组合，带涂层导体上的涂层是护套层。
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者以其他方式包围或包裹导体。涂层可以是包围导体的唯一部件。替代性地，涂层可以是包裹导体的多层护套或外皮的一层。在一个实施方案中，涂层直接接触导体。在另一个实施方案中，涂层直接接触包围导体的中间层。
在一个实施方案中，涂层具有从5密耳、或从10密耳、或从15密耳、或从20密耳至25密耳、或30密耳、或35密耳、或40密耳、或50密耳、或75密耳、或100密耳的厚度。
在一个实施方案中，带涂层导体在水平燃烧测试中合格。为了在水平燃烧测试中合格，涂层具有的总炭化必须小于100mm。在一个实施方案中，带涂层导体在水平燃烧测试期间具有从0mm、或5mm、或10mm至50mm、或55mm、或60mm、或70mm、或75mm、或80mm、或90mm、或小于100mm的总炭化。
在一个实施方案中，带涂层导体上的涂层是根据护套层1或护套层2的涂层，其中带涂层导体具有以下特性中的一项、一些或全部：(i)带涂层导体在水平燃烧测试中合格；和/或(ii)涂层具有如根据ASTM D638测量的从大于1500psi、或1550psi、或1600psi、或1650psi至1700psi、或1750psi、或1800psi、或1850psi、或1900psi、或1950psi的拉伸强度；和/或(iii)涂层具有如根据ASTM D638测量的从大于200％、或225％、或250％、或275％至300％、或325％、或350％、或375％、或400％的拉伸伸长率；和/或(iv)涂层具有从0μin、或＞0μin、或10μin、或20μin至≤30μin、或≤40μin、或≤50μin、或≤60μin、或≤70μin、或≤80μin、或≤90μin、或≤100μin的表面粗糙度。在一个实施方案中，带涂层导体具有特性(i)至(iv)中的至少2项、至少3项或全部4项。
在一个实施方案中，带涂层导体上的涂层是根据护套层1或护套层2的涂层，其中除MQ有机硅树脂之外的有机硅是反应性支链聚硅氧烷，并且带涂层导体具有以下特性中的一项、一些或全部：(i)带涂层导体在水平燃烧测试中合格；和/或(ii)涂层具有如根据ASTMD638测量的从大于1700psi、或1725psi、或1750psi、或1775psi至1800psi、或1825psi、或1850psi的拉伸强度；和/或(iii)涂层具有如根据ASTM D638测量的从大于200％、或225％、或250％、或275％至300％、或325％、或350％、或375％、或400％的拉伸伸长率；和/或(iv)涂层具有从0μin、或＞0μin、或5μin、或10μin、或20μin至≤25μin、或≤30μin、或≤35μin、或≤40μin、或≤45μin、或≤50μin的表面粗糙度。在一个实施方案中，带涂层导体具有特性(i)至(iv)中的至少2项、至少3项或全部4项。
在一个实施方案中，涂层是护套层。在一个实施方案中，护套层是绝缘层。带涂层导体可以构成本文所公开的两个或更多个实施方案。
举例来说而非限制性地，现在将在以下实施例中详细描述本公开的一些实施方案。
实施例
材料
表1.材料
Figure BDA0002853191130000341
样品制备
通过双螺杆挤出机由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)的总重量计1.8重量％的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和基于基础树脂(ENGAGE 8402)的总重量计900ppm的Luperox 101并混合在一起，之后磁力搅拌大约10分钟至15分钟以获得均匀的液体混合物。将混合物放在秤上，并且连接到液体泵进样装置。将ENGAGE8402给料到ZSK-30挤出机的主给料器中。ZSK-30的料筒温度曲线设置如下：
2-3 160℃4-5 195℃6-7 225℃8-9 225℃10-11 170℃
粒料水的温度尽可能接近10℃(50°F)，而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的VTMS的量。用Nicolet 6700 FTIR仪器测量光谱。在不受表面污染干扰的情况下，通过FTIR模式测量绝对值。确定在1192cm-1和2019cm-1(内部厚度)处的吸光度的比率。将1192/2019峰值高度的比率与在DFDA-5451中具有已知水平的VTMS的标准品(作为SI-LINK 5451购自Dow Chemical Company)进行比较。结果表明，基于聚合物的总质量计，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℃处将Si-g-PE添加到Brabender中，在Si-g-PE熔融之后，以如下表3中所规定的量将阻燃剂、MQ有机硅树脂、除MQ有机硅树脂之外的有机硅、金属减活剂、防焦剂和抗氧化剂Irganox 1010添加到碗中。将混合物混合约5分钟。
然后将所得的可交联组合物(不具有硅烷醇缩合催化剂)造粒成小片，以进行线材挤出。在挤出步骤中，将硅烷醇缩合催化剂(以如下表2中列出的母料形式)与造粒的混合物一起添加，以在直径为0.064的14AWG铜线上挤出线材。将壁厚设定为约30密耳，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0.01重量％至0.5重量％的范围内。将挤出的线材在90℃水浴中固化过夜。将固化的线材切成15英尺(4.572米)长的片段，并放置在90℃处的电槽中。
表2：催化剂母料(“MB”)
ENGAGE 8450 80.00重量％
DFH-2065 LLDPE 17.14重量％
DFDA-1216 NT 1.34重量％
1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰基)肼 0.33重量％
四(亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))甲烷 0.67重量％
二月桂酸二丁基锡 0.52重量％
总计： 100.00重量％
根据UL-2556将水平燃烧测试应用于挤出线材。将燃烧器设置为相对于样品的水平方向成20°角(14 AWG铜线，壁厚为30密耳)。将一次性火焰施加到样本的中央，持续30秒。当棉花着火(以秒报告)或样品炭化超过100mm(UL 1581，1100.4)时，样品不合格。根据ASTMD638将拉伸测试应用于挤出线材。将线材平滑度计算为粗糙度平均值(Ra)。
表3：比较例和发明实施例
Figure BDA0002853191130000361
CS＝比较样品
IE＝发明实施例
*NA＝无法挤出样品
**在添加催化剂母料之前进行测试
这些实施例表明，MQ有机硅树脂与除MQ有机硅树脂之外的有机硅的组合出乎意料地得到在水平燃烧测试中合格并且具有可接受的拉伸特性、低表面粗糙度和低有机硅流体提取量的协同平衡的组合物。发明实施例1至5均在水平燃烧测试中合格并且满足以下各方面的最低阈值要求：拉伸强度(即，拉伸强度大于1500psi)、拉伸伸长率(即，拉伸伸长率大于200％)、粗糙度(即，Ra小于100μin)和有机硅流体提取量(小于1.000mg/g)。
相比之下，不含有机硅，即不含MQ有机硅树脂并且不含除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比较样品1在水平燃烧测试中不合格(炭化长度为102mm)。如比较样品3和6中那样，单独包含MQ有机硅树脂(即，除MQ有机硅树脂之外不包含有机硅)改善了燃烧性能，但损害了拉伸特性。单独包含除MQ有机硅树脂之外的有机硅(即，没有MQ有机硅树脂)导致组合物(在添加硅烷醇缩合催化剂之前)不适合挤出(比较样品4和5)，或者渗出过多，即，有机硅流体提取量大于或等于1.000mg/g(比较样品2)。
回顾发明实施例和比较例看出，由于以从1∶2至2∶1的MQ有机硅：除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率使用MQ有机硅树脂/除MQ有机硅树脂之外的有机硅的共混物，所有的特性均获得了特别出乎意料的改善。图1至图5以图形表示CS1-3和IE1-2的如上表1中所提供的拉伸强度、拉伸伸长率、表面粗糙度、水平燃烧和有机硅流体提取(渗出)数据。为了进行比较，在图中仅使用了CS1-3和IE1-2，因为CS1-3和IE1-2中的每一者使用相同的MQ有机硅树脂和/或除MQ有机硅树脂之外的有机硅(适用时)。基于比较样品1至3的数据的趋势线展示了发明实施例的物理特性的期望值；然而，如图所示，发明实施例的特性的实际值大大高于拉伸强度和拉伸伸长率的趋势线，并且大大低于表面粗糙度、水平燃烧和渗出的趋势线。换句话讲，发明实施例1至2具有出乎意料的较大的拉伸强度和拉伸伸长率。类似地，发明实施例1至2具有出乎意料的较低的表面粗糙度、水平燃烧和渗出。
回顾发明实施例还看出，MQ有机硅树脂与除MQ有机硅树脂之外的有机硅树脂(其为反应性支链有机硅)的特定共混物示出增强的协同效应。发明实施例1、2和5各自使用MQ有机硅树脂与反应性支链有机硅的共混物，并且具有改善的拉伸强度和表面粗糙度的出乎意料的组合。IE1-2和5中的每一者具有大于1700psi的拉伸强度和小于50μin的表面粗糙度。
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，而是包括那些实施方案的修改形式，所述修改形式包括在以下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 (12)

1.一种可交联组合物，其包含：
(A)基于所述可交联组合物的总重量计从30重量％至60重量％的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)基于所述可交联组合物的总重量计从30重量％至60重量％的阻燃剂；
(C)基于所述可交联组合物的总重量计从1重量％至10重量％的有机硅共混物，所述有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；
(D)基于所述可交联组合物的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的抗氧化剂；以及
(E)基于所述可交联组合物的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的硅烷醇缩合催化剂，
其中所述可交联组合物具有从0mg/g至0.450mg/g的有机硅流体提取量。
2.一种用于带涂层导体的交联的护套层，所述护套层包含：
(A)基于所述护套层的总重量计从30重量％至60重量％的交联的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)基于所述护套层的总重量计从30重量％至60重量％的阻燃剂；
(C)基于所述护套层的总重量计从1重量％至10重量％的有机硅共混物，所述有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅；
(D)基于所述护套层的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的抗氧化剂；以及
(E)基于所述护套层的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的的硅烷醇缩合催化剂，
其中所述护套层在水平燃烧测试中合格，并且具有：
(A)从1500psi至1950psi的拉伸强度，所述拉伸强度是根据ASTM D638针对从导体剥离的护套层测量的；
(B)从大于200％至400％的拉伸伸长率，所述拉伸伸长率是根据ASTM D638针对从导体剥离的护套层测量的；
(C)从0μin至100μin的表面粗糙度，所述表面粗糙度是通过Mitutoyo SJ 400表面粗糙度测试仪进行测量的；和
(D)从0mg/g至0.450mg/g的有机硅流体提取量。
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至3中任一项所述的护套层，其中所述有机硅共混物具有的MQ有机硅树脂:除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率为从9:1至1:9。
5.根据权利要求2至3中任一项所述的护套层，其中所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅选自支链聚硅氧烷、线性聚硅氧烷以及它们的组合。
6.根据权利要求5所述的护套层，其中所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅选自反应性支链聚硅氧烷、非反应性支链聚硅氧烷、反应性线性聚硅氧烷和非反应性线性聚硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的护套层，其中所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅是支链聚硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的护套层，其中所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅是反应性支链聚硅氧烷。
9.根据权利要求2至3中任一项所述的护套层，其基于所述护套层的总重量计包含：
(A)从40重量％至60重量％的所述交联的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)从40重量％至56重量％的所述阻燃剂；
(C)从1.00重量％至3.5重量％的所述有机硅共混物；
(D)从0.14重量％至0.30重量％的所述抗氧化剂；以及
(E)从0.01重量％至0.5重量％的所述硅烷醇缩合催化剂。
10.一种带涂层导体，其包括：
导体；以及
在所述导体上的涂层，所述涂层包含
(A)基于所述涂层的总重量计从30重量％至60重量％的交联的硅烷官能化的聚烯烃；
(B)基于所述涂层的总重量计从30重量％至60重量％的阻燃剂；
(C)基于所述涂层的总重量计从1重量％至10重量％的有机硅共混物，所述有机硅共混物包含(i)MQ有机硅树脂和(ii)除MQ有机硅树脂之外的有机硅，所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅选自由反应性支链聚硅氧烷、非反应性支链聚硅氧烷、反应性线性聚硅氧烷、非反应性线性聚硅氧烷以及它们的组合组成的组，其中所述MQ有机硅树脂:除MQ有机硅树脂之外的有机硅的比率为从1:5至5:1；
(D)基于所述涂层的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的抗氧化剂；以及
(E)基于所述涂层的总重量计从0.01重量％至0.5重量％的硅烷醇缩合催化剂，
其中所述带涂层导体在水平燃烧测试中合格，并且所述涂层具有：
(A)从1500psi至1950psi的拉伸强度，所述拉伸强度是根据ASTM D638针对从导体剥离的护套层测量的；
(B)从大于200％至400％的拉伸伸长率，所述拉伸伸长率是根据ASTM D638针对从导体剥离的护套层测量的；
(C)从0μin至100μin的表面粗糙度，所述表面粗糙度是通过Mitutoyo SJ 400表面粗糙度测试仪进行测量的；和
(D)从0mg/g至0.450mg/g的有机硅流体提取量。
11.根据权利要求10所述的带涂层导体，其中所述除MQ有机硅树脂之外的有机硅是反应性支链聚硅氧烷。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的带涂层导体，其中所述涂层具有大于1700psi至1950psi的拉伸强度和从0μin至100μin的表面粗糙度。
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