CN114302911A - 制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物而在制备期间不熔化聚烯烃固体的方法。所述方法包括将20至100赫兹频率的声能施加到包含所述聚烯烃固体和所述碳固体的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将所述聚烯烃固体和所述碳固体基本上混合在一起，同时将所述非均匀混合物的温度保持低于所述聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化所述聚烯烃固体的情况下制备均匀混合物。
Description
技术领域
将聚烯烃与添加剂混合。
背景技术
本领域中或关于本领域的专利包括US 6,565,784；US 7,188,993 B1；US7695,817B2；US 8,124,309 B2；US 8,435,714 B2；US 8,680,177 B2；US 8,889,331 B2；US 9,223,236 B2；US 9,593,919 B2；US 9,926,427 B2；US 9,957,360 B2。本领域中或关于本领域的非专利出版物包括G.Sanchez-Olivares等人《通过流变表征对阻燃聚丙烯的挤出超声工艺进行评估(Assessment of extrusion-sonication process on flame retardantpolypropylene by rheological characterization)》,《AIMS材料科学(AIMS MaterialsScience)》，2016；第3卷，第2期，第620至633页；以及K.Tarverdi等人《使用具有超声辅助的双螺杆挤出技术增强颗粒添加剂在聚合物中的分散(ENHANCED DISPERSION OF PARTICLEADDITIVE INTO POLYMERS USING TWIN SCREW EXTRUSION WITH ULTRASOUNDASSISTANCE)》，《SPE ANTEC Anaheim 2017》，第1058至1062页。
现有的混合方法依赖于聚烯烃的固体(例如，在搅拌罐装置中)或熔体(例如，在双螺杆挤出机装置中)与固体添加剂的机械共混。
发明内容
迄今为止，已认为聚烯烃固体与碳固体的彻底混合需要将聚烯烃固体熔化以形成液体熔体，然后通过机械装置将碳固体混合到该液体熔体中。
已发现了一种制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物而在制备步骤期间不熔化聚烯烃固体的方法。所述方法包括将20至100赫兹频率的声能施加到包含聚烯烃固体和碳固体的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将聚烯烃固体和碳固体基本上混合在一起，同时将非均匀混合物的温度(以及就此而言，由其制成的均匀混合物的温度)保持低于聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化聚烯烃固体的情况下制备均匀混合物。
所述方法在不熔化聚烯烃固体的情况下实现了彻底混合。
具体实施方式
一种制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物而在制备期间不熔化聚烯烃固体的方法。所述方法包括将20至100赫兹(Hz)频率的声能施加到包含聚烯烃固体和碳固体的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将聚烯烃固体和碳固体基本上混合(彻底或完全均匀化)在一起，同时将非均匀混合物的温度(以及就此而言，由其制成的均匀混合物的温度)保持低于聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化聚烯烃固体的情况下制备均匀混合物。
以下为另外的本发明方面；为便于参考，有些编号如下。
方面1.一种制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物而在制备期间不熔化聚烯烃固体的方法，所述方法包括将20至100赫兹(Hz)频率的声能施加到包含(A)聚烯烃固体和(B)碳固体的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将(A)聚烯烃固体和(B)碳固体基本上混合(彻底或完全均匀化)在一起，同时将非均匀混合物的温度(以及就此而言，由其制成的均匀混合物的温度)保持低于(A)聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下制备均匀混合物；其中分别地，所述(A)聚烯烃固体为成分(A)和(B)的组合重量的95.0至99.9重量百分比(wt％)并且所述(B)碳固体为0.1至5.0wt％。非均匀混合物的所有成分的总重量为100.0wt％，并且均匀混合物的所有成分的总重量为100.0wt％。所述方法可进一步包括在施加声能步骤期间不机械搅拌(不通过机械装置混合)非均匀混合物的限制。
方面2.根据方面1所述的方法，其中所述施加声能步骤的特征在于以下限制(i)至(v)中的任一项：(i)频率为50至70Hz、替代地55至65Hz、替代地58至62Hz、替代地59至61Hz；(ii)时间段为0.5分钟至4小时、替代地0.5分钟至2小时、替代地1分钟至60分钟、替代地1分钟至10分钟；(iii)(i)和(ii)两者；(iv)将非均匀混合物的温度保持低于(A)聚烯烃固体的熔化温度包括将非均匀混合物的温度(以及就此而言，由其制成的均匀混合物的温度)保持在-20℃至109℃、替代地10℃至109℃、替代地15℃至99℃、替代地-20℃至50.0℃、替代地20.0℃至39.9℃、替代地20.0℃至29.9℃(例如25℃±3℃)；以及(v)(iv)以及(i)至(iii)中的任一项。温度可以是环境室外温度。强度足以移动具有足够幅度的材料，所述幅度有效于在没有机械搅拌的情况下进行混合。声学混合器装置可用于执行施加声能步骤，其中频率由声学混合器装置的操作者设定。
方面3.根据方面1或2所述的方法，其中所述(A)聚烯烃固体的特征在于物理形式(即，固体微粒形式)为粉末、颗粒、丸粒或其任何两种或更多种的共混物，并且在于熔化温度为61℃至180℃、替代地90℃至180℃、替代地110℃至174℃、替代地120℃至180℃；并且所述(B)碳固体的特征在于物理形式为粉末、颗粒、纤维、管或其任何两种或更多种的共混物，并且特征在于熔化温度为2400℃至4400℃。
方面4.根据方面1至3中任一项所述的方法，其特征在于以下限制(i)至(iii)中的任一项：(i)所述(A)聚烯烃固体的聚烯烃基本上由一种或多种基于乙烯的聚合物组成；(ii)所述(B)碳固体是石墨、炭黑、碳纳米管或其任何两种或更多种的共混物；以及(iii)(i)和(ii)两者。
方面5.根据方面4所述的方法，其中所述基于乙烯的聚合物是线性低密度聚乙烯(LLDPE)或两种不同LLDPE的组合；其中所述(B)碳固体是炭黑。在其他实施方案中，基于乙烯的聚合物是低密度聚乙烯(LDPE)、LLDPE和LDPE的组合、或两种不同LDPE的组合。
方面6.根据方面1至5中任一项所述的方法，其中所述非均匀混合物进一步包含一种或多种添加剂，所述添加剂不是(A)聚烯烃固体或(B)碳固体，并且所述施加声能步骤包括将20或100赫兹(Hz)频率的声能施加到包含(A)聚烯烃固体、(B)碳固体和一种或多种添加剂的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将(A)聚烯烃固体、(B)碳固体和一种或多种添加剂基本上混合(彻底或完全均匀化)在一起，同时将非均匀混合物的温度(以及就此而言，由其制成的均匀混合物的温度)保持低于(A)聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下制备进一步包含一种或多种添加剂的均匀混合物。
方面7.根据方面6所述的方法，其中所述一种或多种不是成分(A)或(B)的添加剂中的至少一种、替代地除了一种以外的所有添加剂、替代地每种添加剂独立地为独立地选自以下添加剂(C)至(I)的液体添加剂或微粒固体添加剂：液体或微粒固体(C)抗氧化剂；液体或微粒固体(D)着色剂；液体或微粒固体(E)防焦剂；液体或微粒固体(F)稳定剂，用于稳定均匀混合物免受紫外线和/或热的影响；液体或微粒固体(G)加工助剂；液体或微粒固体(H)阻燃剂；以及(I)固体填料。
方面8.根据方面7所述的方法，其中所述一种或多种添加剂包括至少一种微粒固体添加剂，并且其中所述至少一种微粒固体添加剂独立地选自微粒固体添加剂(C)sol至(I)sol:(C)sol固体抗氧化剂(例如，(i)2,2'-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)(例如，LOWINOXTBP-6)；(ii)3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2,2'-硫代二乙二酯，其熔点78℃(例如，IRGANOX 1035，CAS编号41484-35-9)；(iii)4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，其熔点为160℃至163℃(也称为4,4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚)，CAS编号96-69-5，例如LOWINOXTBM-6)；(D)sol是并非(B)碳固体的固体着色剂(例如，(D)sol可以是TiO2)；(E)sol固体防焦剂(例如，氢醌)；(F)sol固体稳定剂，用于(i)稳定均匀混合物免于紫外线的影响(UV稳定剂)(例如固体受阻胺光稳定剂(HALS)，例如聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]])作为Chimassorb 944出售)或用于(ii)稳定非均匀混合物和均匀混合物免于热的影响(热稳定剂)(例如，聚(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)固体，平均分子量为874g/mol，并且软化温度为128℃.(CAS编号26780-96-1；例如，Naugard Super Q))；(G)sol固体加工助剂(例如，(i)N,N'-亚乙基双(硬脂酰胺)，例如Kemamide W-40；或(ii)固体氟化聚烯烃聚合物，以粒状固体形式提供且熔化温度为110℃至126℃；熔体流动指数(265℃，5.0kg)为15.0至25.0g/10min.；98％粒度小于2,400μm(例如，来自3M公司(3M Corporation)的3MDynamar FX-5912)，并且按(A)聚烯烃固体的量计，典型使用水平为200至1,000每百万重量份(ppmw))；(H)sol固体阻燃剂(例如金属水合物)；以及(I)sol固体填料(例如，表面处理的气相二氧化硅)。替代地或另外地，所述至少一种微粒固体添加剂可以是固体有机过氧化物(例如，熔点为40.6℃的过氧化二异丙苯)或固体交联助剂(例如，异氰脲酸三烯丙酯)。
方面9.根据方面7或8所述的方法，其中所述一种或多种添加剂包括至少一种液体添加剂，并且其中所述至少一种液体添加剂独立地选自以下液体添加剂(C)liq至(H)liq：(C)liq液体抗氧化剂(例如，2-甲基-4,6-双(辛基硫甲基)苯酚，例如IRGASTAB Cable KV10)；(D)liq液体着色剂(例如，液体染料)；(E)liq液体防焦剂；(F)liq液体稳定剂，用于稳定均匀混合物免于紫外线的影响(UV稳定剂)，例如液体受阻胺光稳定剂(HALS)；(G)liq液体加工助剂(例如，(i)矿物油，例如运动粘度为33.5厘沲(cSt)的石蜡液体和/或)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)流体(例如，根据等级运动粘度为50至60,000cSt的PDMS流体，例如来自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的XIAMETER PMX-200硅油，例如运动粘度为50cSt的XIAMETER PMX-200硅油)；以及(H)liq液体阻燃剂(例如，溴化聚苯乙烯；溴化橡胶、聚(溴化乙烯)、聚(双溴亚乙烯)、聚(丙烯酸溴化-烷基酯)、聚(溴化-丙烯酸烷基酯)或溴化丁二烯-苯乙烯共聚物)。(E)liq液体防焦剂可以是2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(也称为α-甲基苯乙烯二聚体或AMSD)或液体可水解硅烷(例如，辛基三乙氧基硅烷(OTES)或乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS))。(E)liq可以是式RSi(X)3化合物，其中R是(C1-C10)烷基、(C2-C10)烯基、(C2-C10)炔基或X，并且每个X独立地是(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)羧基、二((C1-C10)烷基)氨基或(C1-C10)肟。替代地或另外，至少一种液体添加剂可以是液体有机过氧化物(例如，过氧乙酸叔丁酯)、液体交联助剂(例如，富马酸二烯丙酯)或液体水分发生剂(例如，羟基封端的聚二甲基硅氧烷流体)。至少一种液体添加剂中的每一种独立地具有小于20.0℃、替代地小于15℃、替代地小于5℃的冰点。至少一种液体添加剂中的每一种的冰点独立地可以是至少-80℃、替代地至少-50℃、替代地至少-10℃。在一些实施方案中，存在至少2种液体添加剂。
方面10.根据方面4至9中任一项所述的方法，其特征在于以下限制(i)至(v)中的任一项：(i)所述(A)聚烯烃固体包含第一线性低密度聚乙烯(第一LLDPE)的第一固体和不同于第一LLDPE的第二LLDPE的第二固体的颗粒共混物；(ii)所述(B)碳固体包含炭黑；(iii)所述一种或多种添加剂包括一种或两种微粒固体(C)抗氧化剂；(iv)所述一种或多种添加剂包括微粒固体(F)热稳定剂；以及(v)所述一种或多种添加剂包括独立地选自微粒固体(G)加工助剂和(G)液体加工助剂的一种或两种(G)加工助剂。在一些实施方案中，所述方法的这个方面的特征在于以下限制组合(vi)至(xiii)中的任一项；(vi)限制(iii)和(iv)两者；(vii)限制(iii)和(v)两者；(viii)限制(iv)和(v)两者；(ix)限制(iii)至(v)中的每一项；(x)限制(i)以及限制(iii)至(ix)中的任一项；(xii)限制(ii)以及限制(iii)至(x)中的任一项；以及(xiii)限制(i)至(v)中的每一项。在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体进一步包含中等密度聚乙烯的第三固体。
方面11.根据方面1至10中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：将均匀混合物的(A)聚烯烃固体熔化以制备包含(B)碳固体、一种或多种添加剂(如果存在)和(A)聚烯烃固体的熔体的均匀溶体混合物；将均匀熔体混合物成型以得到成型熔体混合物；以及冷却所述成型熔体混合物以得到成型固体。熔化步骤发生在施加声能步骤之后。
方面12.根据方面11所述的方法，其中所述成型步骤包括将所述熔体混合物作为涂层(例如，护套组合物)挤出到导电芯(例如，电线、光纤或两者)上，并且使所述涂层固化以形成包括导电芯和至少部分地覆盖(例如，夹套)导电芯的涂层状固体的涂层(例如，夹套)导体。
方面13.一种涂层导体，其通过根据方面12所述的方法制成。
方面14.根据方面11或12所述的方法，其中所述非均匀混合物和由其制成的均匀混合物包含有机过氧化物和任选的(E)防焦剂；所述方法进一步包括固化均匀混合物(例如，通过将其加热至100℃至180℃的温度)以得到交联的均匀产物。
方面15.一种交联的均匀产物，其通过根据方面14所述的方法制备。
所述方法解决了在不熔化聚烯烃固体的情况下并且任选地在不使用机械混合装置的情况下将聚烯烃固体与碳固体混合的问题。施加声能步骤可以在不熔化聚烯烃固体的情况下实现这种彻底的混合。如果需要，所述方法可以在没有机械混合的情况下进行。
施加声能步骤能够并且有效地在混合期间不熔化聚烯烃固体的情况下将(A)聚烯烃固体和(B)碳固体彻底且快速地混合。下文讨论混合完全度、混合速度和使热暴露最小化的优点的组合。省略机械混合装置的方法的实施方案有利地避免使用昂贵的机械混合设备并简化制造操作。
施加声能步骤的混合是彻底的，因为它实现并制备了均匀混合物。在实际意义上，实现均匀性可以通过目视检查或通过在混合物从非均匀状态转变为均匀状态时对混合物进行取样并测量样品的特性来识别。例如，当测量的取样误差与测量的总误差相比可以忽略不计或相同时，就实现了均匀性。在所有其他条件相同的情况下，(i)声能越大，实现均匀所需的时间越短，反之亦然；并且(ii)频率越接近与聚合物固体的共振，实现均匀所需的时间越短，反之亦然。
施加声能步骤的混合是快速的，因为完全混合可以在几秒钟或几分钟内实现，例如0.5分钟到10分钟、替代地1.0到5.0分钟、替代地2到4分钟。
施加声能步骤使均匀混合物的热暴露最小化，因为它在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下将非均匀混合物转化为均匀混合物。事实上，如果需要，可以有利地在远低于(A)聚烯烃固体的熔化温度的温度下进行。例如，施加声能步骤可以在0℃至39℃、替代地10℃至34℃、替代地20℃至30℃的温度下进行。
因为施加声能步骤可以在远低于(A)聚烯烃固体的熔化温度的温度下进行，所以所述步骤的实施方案可以有利地在诸如空气的含氧气氛中进行。含氧气氛可能对常规熔体混合或熔体混配操作有害，其中将含有(B)碳固体和任选添加剂的(A)聚烯烃固体的熔体暴露于高温例如140℃至200℃的空气中，可能不期望地引起焦烧(过早固化，特别是当非均匀混合物在有或没有(E)防焦剂的情况下含有有机过氧化物时)或(A)聚烯烃固体和/或添加剂的氧化和/或热分解。因此，施加声能步骤有利地将(A)聚烯烃固体的温度以及含有所述聚烯烃固体的非均匀混合物和由其制成的均匀混合物的其他成分的温度保持低于(A)聚烯烃固体的熔化温度。
即使在进一步包括熔化和挤出均匀混合物以得到成型制品的步骤的方法的实施方案中，与通过熔化混合或熔化配混非均匀混合物制成的比较均匀混合物相比，均匀混合物具有更少的热暴露。这是因为它避免了熔化混合/混配暴露时间，否则会增加10分钟或更长的暴露于140℃或更高温度的时间。
因此，不受理论的束缚，据信相对于比较的均匀混合物，本发明的均匀混合物可以具有改进的固化特性(例如，较低的热蠕变％)、改进的机械性能(例如，更高的拉伸强度、更大的断裂伸长率)和/或改进的热老化性能。
不需要对施加声能步骤如何在没有机械混合的情况下由非均匀混合物制备均匀混合物做出技术性解释。然而，不受理论的束缚，据信施加20至100Hz频率的声能产生导致(A)聚烯烃固体和(B)碳固体快速振荡的声波。它们经历了相对较大的物理位移，其幅度和速度被认为是频率和声强的函数。(A)聚烯烃固体和(B)碳固体的这种振荡导致它们快速混合以形成均匀混合物。因此在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下，并且任选地在不对(A)聚烯烃固体和(B)碳固体进行任何机械混合的情况下制备均匀混合物。因此，本发明方法不同于现有混合方法，现有混合方法依赖于聚烯烃的固体(例如，在搅拌罐装置中)或熔体(例如，在双螺杆挤出机装置中)与(B)碳固体的机械共混。
频率小于20赫兹(Hz)的声音被称为“次声”；并且20赫兹到20千赫兹(KHz)的声音被称为“原声”；并且大于20KHz(高达200兆赫(MHz)或更高)的声音被称为“超声波”。不受理论的束缚，认为次声和超声波以及高于100Hz的原声本身不能以会产生相对大的物理位移并且从而产生均匀混合物的方式快速震荡非均匀混合物中的(A)聚烯烃固体或(B)碳固体。施加20至100Hz频率的声能在本文中称为“声学混合”。
为了通过实际手段施加有效声能，所述方法可以在声学混合器装置中制备均匀混合物。此种装置可以没有可能干扰或衰减施加声能步骤的声能的组件。用于从实验室工作台到商业制造的各种规模用途的声学混合器装置可以商购获得，包括来自美国蒙大拿州比尤特的Resodyn声学混合器公司(Resodyn Acoustic Mixers,Butte,Montana,USA)的共振声学混合器。
所述方法可进一步包括在施加声能步骤期间没有机械搅拌(通过机械装置移动)非均匀混合物的限制。机械移动装置通过手动或经由机器施加直接接触力来启动运动，其中物理对象(例如，搅拌桨、螺杆、柱塞或共混器)接触并由此移动材料。机械移动的实例是搅拌、螺杆混合、柱塞混合、共混器混合和其他直接物理接触。接触力不包括电磁力、重力、声力和对流力。
除了施加声能步骤之外，所述方法的一些实施方案可以进一步包括一个或多个任选的步骤。通常，任选的步骤不会与施加声能步骤同时发生。如本文所述，任选的步骤可在施加声能步骤之前或在声能步骤之后发生。
所述方法可以在施加声能步骤之后进一步包括将通过施加声能步骤制备的均匀混合物熔化和成型并冷却成型均匀混合物以制备包含成型均匀混合物的制成品的后续步骤。
所述方法可以在施加声能步骤之后进一步包括以下步骤：熔化均匀混合物的(A)聚烯烃固体以制备包含(B)碳固体、一种或多种添加剂(如果存在的话)和(A)聚烯烃固体的熔体的均匀熔体混合物；将均匀熔体混合物成型以得到成型熔体混合物；冷却成型熔体混合物，以得到成型固体。熔化和成型可以不使用机械搅拌，替代地可以使用机械搅拌。成型可包括包衣、挤出、模塑、造粒或挤出和造粒。在一些实施方案中，成型包括挤出均匀熔体混合物并将挤出物造粒以制备均匀混合物的丸粒。成型固体可用作制成品。制成品可以是涂覆导体的涂层，例如电信电缆或电力电缆。
所述方法可进一步包括固化(交联)涂层成型固体，从而得到包括导电芯和至少部分覆盖导电芯的涂层成型固化产物的涂层导体的任选步骤。该方面可用于制备包括电力电缆例如低压电力电缆在内的制成品。
所述方法可以在施加声能步骤之前进一步包括制备非均匀混合物的任选的步骤。可以通过使(A)聚烯烃固体与(B)碳固体以及任选的一种或多种添加剂接触来制备非均匀混合物，以便制备包含组分(A)和(B)以及(如果存在的话)一种或多种添加剂的非均匀混合物。接触步骤在没有声能的情况下并且理想地在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下进行。
使成分(A)和(B)以及任选的一种或多种添加剂接触以制备非均匀混合物可以同时(一次全部)或依次进行，或者一些同时进行和其余依次进行的组合(逐步)。同时接触可包括将成分(A)、(B)和任何一种或多种添加剂同时在容器中组合在一起以制备非均匀混合物。
逐步接触可以包括不同的实施方案。在一些实施方案中，依次接触可包括使(B)碳固体与一种或多种添加剂中的至少一种接触，以得到不含(A)的第一预接触批次，并且然后使(A)聚烯烃固体与第一预接触批次接触以制备包含(A)、(B)和一种或多种添加剂的非均匀混合物的实施方案。
替代地，依次接触可包括使(A)聚烯烃固体与一种或多种添加剂中的至少一种接触以得到不含(B)的第二预接触批次，并且然后使(B)碳固体与第二预接触批次以制备(A)、(B)和一种或多种添加剂的非均匀混合物的实施方案。
替代地，可以如下进行两个前述连续实施方案的组合：使用第一添加剂制备第一预接触批次并使用第二添加剂制备第二预接触批次，其中第一添加剂和第二添加剂相同或不同，并且然后将第一预接触批次和第二预接触批次接触在一起以制备包含(A)、(B)和一种或多种添加剂的非均匀混合物的实施方案。
在接触步骤之前，用于制备非均匀混合物的实施方案的(A)聚烯烃固体可以不含(B)碳固体，并且反之亦然，所用的(B)碳固体可以不含(A)聚烯烃固体。替代地，在一些实施方案中，可以预先制备包含高于最终加载量的分散在一部分(A)聚烯烃固体中的(B)碳固体母料，并且然后可以使母料与其余部分(A)聚烯烃固体接触以制备非均匀混合物。相同或不同的母料可包含一种或多种添加剂，其可与其余部分的(A)聚烯烃固体和(B)碳固体接触以制备非均匀混合物的实施方案。母料可通过声学混合或常规熔化混合来制备。
用于制备非均匀混合物的接触步骤中所用的(A)聚烯烃固体可以不含一种或多种添加剂(例如，(A)聚烯烃固体可以由纯聚烯烃树脂的颗粒或丸粒组成)。
替代地，用于制备非均匀混合物的接触步骤中所用的(A)聚烯烃固体可含有一种或多种添加剂，例如一种或多种抗氧化剂和热稳定剂中的一些或全部。这些添加剂可以通过熔化混合或熔化混配纯树脂来预混合到纯聚烯烃树脂的颗粒或丸粒中，以便制备含有一种或多种抗氧化剂和热稳定剂的(A)聚烯烃固体。
非均匀混合物可以通过使不含微粒固体添加剂的纯(A)聚烯烃固体与微粒固体添加剂接触而不将其均质化来制备。替代地，可以通过使通过本发明的声学混合或比较熔化混合制备的均匀混合物与第二微粒固体添加剂和/或液体添加剂接触而不使其均质化来制备。替代地，可以通过使(A)聚烯烃固体和微粒固体添加剂的均匀混合物去均质化来制备，例如通过使均匀混合物在25℃下静置足以导致微粒固体添加剂迁移到(A)聚烯烃固体表面的时间段。
非均匀混合物可能以前从未被均质化或可已如上所述被去均质化。无论哪种方式，非均匀混合物是非均匀物理物质组合，例如，由未共混或部分(不完全)共混的成分组成。去均质化混合物的均质化可以重构其前身均匀混合物而不会使聚烯烃再熔化。
在施加声能的步骤中使用的非均匀混合物可以通过这种接触步骤新鲜制备。“新鲜制备”意指接触步骤和开始施加声能步骤之间的时间可以小于30分钟、替代地小于15分钟、替代地小于10分钟、替代地小于5分钟。替代地，在施加声能的步骤中使用的非均匀混合物可以是预老化的。“预老化”意指接触步骤和开始施加声能步骤之间的时间可以是至少30分钟、替代地大于60分钟、替代地大于120分钟。
通过所述方法的施加声能步骤制备均匀混合物。均匀混合物的特征可以例如如前所述。不受理论的束缚，所述步骤的产物的特征可以为均匀的，因为(B)碳固体基本上均匀地吸附在(A)聚烯烃固体的外表面和任何可接近的内表面上。“基本上均匀地吸附”意指(A)聚烯烃固体的几乎所有可接近的表面上都吸附有至少一些(B)碳固体，尽管吸附的(B)碳固体的量在整个表面上可能不同。一旦吸附在(A)聚烯烃固体的表面上，(B)碳固体可以保留在其上，直到在任选的后续步骤中，(A)聚烯烃固体熔化。
当非均匀混合物和由其制成的均匀混合物包含一种或多种添加剂时，(A)聚烯烃固体可以为50至99.8重量百分比(wt％)，(B)碳固体可以为0.1至5.0wt％，并且一种或多种添加剂的总重量可以为0.1至45wt％，全部分别按均匀混合物和均匀混合物的重量计；并且其中非均匀混合物的所有成分的总重量为100.0wt％，并且均匀混合物的所有成分的总重量为100.0wt％。
不受理论的束缚，据信均匀混合物的总重量等于制备它的非均匀混合物的总重量。也就是说，据信施加声能步骤导致从非均匀混合物到均匀混合物的重量不会有任何显着损失或增加。
(A)聚烯烃固体。由聚烯烃大分子组成的细分固态物质，其独立地包含至少5个、替代地10至200,000个衍生自一种或多种烯烃官能单体聚合的组成单元。
聚烯烃可以是均聚物或共聚物。均聚物是通过仅聚合一种烯烃单体制备的。共聚物是通过聚合至少两种不同的烯烃单体制备的。共聚物可以是通过聚合两种不同的烯烃单体制备的二元共聚物、通过聚合三种不同的烯烃单体制备的三元共聚物、或通过聚合四种不同的烯烃单体制备的四元共聚物。作为共聚物的聚烯烃可以是嵌段共聚物或无规共聚物。
用于制备(A)聚烯烃固体的聚烯烃的烯烃官能单体的实例是乙烯、丙烯、(C4-C20)α-烯烃、环状烯烃(例如降冰片烯)、二烯烃(例如1,3-丁二烯)、不饱和羧酸酯和烯烃官能性可水解硅烷。(C4-C20)α-烯烃的实例是(C4-C8)α-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯；和(C10-C20)α-烯烃。二烯的实例是1,3-丁二烯。不饱和羧酸酯的实例是丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和羧酸乙烯酯(例如乙酸乙烯酯)。烯烃官能性可水解硅烷的实例是乙烯基三烷氧基硅烷、乙烯基三(二烷基氨基)硅烷和乙烯基(三肟)硅烷。
此类聚烯烃的实例是聚乙烯均聚物；乙烯/α-烯烃共聚物；(可水解甲硅烷基)-官能聚乙烯共聚物(HSG-FP共聚物)；乙烯/不饱和羧酸酯共聚物(例如，乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物或乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯(EAA或EAM)共聚物)；卤化聚烯烃(例如，氯化聚烯烃，例如聚(氯乙烯)聚合物)以及其任何两种或更多种的组合。
在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体的聚烯烃是基于乙烯的聚合物。基于乙烯的聚合物包含51至100wt％的衍生自乙烯聚合的乙烯单元和49至0wt％的衍生自一种或者两种烯烃官能单体(共聚单体)聚合的共聚单元。共聚单体可以选自丙烯、(C4-C20)α-烯烃和1,3-丁二烯。(C4-C20)α-烯烃可以是(C4-C8)α-烯烃，例如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
合适的基于乙烯的聚合物的实例是聚乙烯均聚物、乙烯/(C4-C20)α-烯烃共聚物、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/二烯单体(EPDM)共聚物，例如乙烯/丙烯/1,3-丁二烯三元共聚物和乙烯/1-丁烯/苯乙烯共聚物。合适的乙烯/(C4-C20)α-烯烃共聚物的实例是乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-己烯共聚物和乙烯/1-辛烯共聚物。基于乙烯的聚合物可以是超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或超高密度聚乙烯(UHDPE)。许多基于乙烯的聚合物由陶氏化学公司以AFFINITY、ATTANE、DOWLEX、ENGAGE、FLEXOMER或INFUSE等商品名销售。其他基于乙烯的聚合物由其他供应商以TAFMER、EXCEED和EXACT等商品名销售。
在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体由仅一种基于乙烯的聚合物(例如，仅LLDPE、或仅LDPE、或仅MDPE、或仅HDPE)的固体组成。
在其他实施方案中，(A)聚烯烃固体包含两种或更多种不同的基于乙烯的聚合物。在一些此类实施方案中，(A)聚烯烃固体包含第一线性低密度聚乙烯(第一LLDPE)的第一固体以及中等密度聚乙烯(MDPE)的第二固体和不同于第一LLDPE的第二LLDPE的第三固体中的至少一种的颗粒共混物。在一些实施方案中，颗粒共混物包含第一LLDPE和MDPE；替代地第一LLDPE和第二LLDPE；替代地第一LLDPE、MDPE和第二LLDPE中的每一者。
在一些实施方案中，不含卤素和硅原子的基于乙烯的聚合物是聚乙烯均聚物、聚(乙烯-共-1-丁烯)共聚物、聚(乙烯-共-1-己烯)共聚物、聚(乙烯-共-1-辛烯)共聚物或其任何两种或更多种的组合。在一些此类实施方案中，聚烯烃是低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或其任何两种或更多种的组合(例如，一种LLDPE和一种MDPE的组合或两种LLDPE和一种MDPE的组合)。
在一些实施方案中，基于乙烯的聚合物是(i)至(x)中的至少一种：(i)密度为0.915至0.924g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.5至1.0g/10min的第一线性低密度聚乙烯(第一LLDPE)(例如，稍后在实施例中针对聚烯烃固体(A)-1描述的LLDPE-1)；(ii)密度为0.930至0.940g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.5至1.0g/10min.的中等密度聚乙烯(MDPE)(例如，稍后在实施例中针对聚烯烃固体(A)-2描述的MDPE-1)；(iii)密度为0.920至0.927g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为15至24g/10min的的第二LLDPE(例如，稍后在实施例中针对聚烯烃固体(A)-3描述的LLDPE-2)；(iv)密度为0.915至0.924g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.5至1.0g/10min.的第一低密度聚(乙烯-共-1-己烯)共聚物(第一LDPE)(例如，稍后在实施例中针对聚烯烃固体(A)-4描述的LDPE-1)；(v)密度为0.920至0.927g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为15至24g/10min.的第二低密度聚(乙烯-共-1-己烯)共聚物(第二LDPE)(例如，稍后在实施例中针对聚烯烃固体(A)-5描述的LDPE-2)；(vi)(i)和(iii)两者；(vii)(i)至(iii)中的每一者；(viii)(i)和(v)两者；(ix)(ii)和(iv)两者；以及(x)(iv)和(v)两者。
(A)聚烯烃固体可以基本上仅由一种聚烯烃组成。
在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体基本上由两种或三种不同的聚烯烃组成。(A)聚烯烃固体的此类实施方案可以基本上由固体组成，其中每个固体颗粒包含两种或更多种不同聚烯烃的聚合物共混物。其他此类实施方案可以包括基本上仅由第一聚烯烃组成的第一固体、基本上仅由第二聚烯烃组成的第二固体和任选地基本上仅由第三聚烯烃组成的第三固体的颗粒共混物；其中第一聚烯烃和第二聚烯烃以及(如果存在的话)第三聚烯烃彼此不同。其它实施方案可包括基本上仅由第一聚烯烃组成的第一固体和基本上由第二聚烯烃和第三聚烯烃的聚合物共混物组成的第二固体的颗粒共混物；其中第一聚烯烃和第二聚烯烃彼此不同，并且第一聚烯烃和第三聚烯烃相同或不同。
在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体的聚烯烃不含卤素和/或硅原子。在一些实施方案中，聚烯烃也不含氧原子和/或氮原子。在一些实施方案中，基于乙烯的聚合物不含卤素和/或硅原子。在一些实施方案中，基于乙烯的聚合物也不含氧原子和/或氮原子。在其他实施方案中，基于乙烯的聚合物不含卤素和/或硅原子并且不含衍生自含氧和/或含氮烯烃单体的氧和氮原子，但包含含有衍生自含氧原子和/或含氮原子交联助剂的交联物(例如异氰脲酸三烯丙酯或2,4,6-三(二烯丙基氨基)-1,3,5-三嗪)。
在一些实施方案中，(A)聚烯烃固体的聚烯烃是基于丙烯的聚合物，其包含51至100wt％的衍生自丙烯聚合的丙烯单元和49至0wt％的衍生自一种或者两种选自以下的烯烃官能性单体(共聚单体)聚合的共聚单体单元：乙烯；(C4-C8)α-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
(A)聚烯烃固体可以是多孔的或无孔的。(A)聚烯烃固体可以包括粉末、颗粒或丸粒。
(A)聚烯烃固体在熔化开始时的熔化温度可以为60℃或更高、替代地大于100℃、替代地大于110℃。(A)聚烯烃固体在熔化结束或完成时的熔化温度为至多220℃、替代地至多180℃、替代地至多150℃。
非均匀混合物的(A)聚烯烃固体的特征在于平均粒度为10至500个颗粒/克(ppg)、替代地11至80ppg、替代地20至40ppg，如通过计数测量的。
(B)碳固体。具有体积和形状稳定的物质状态(即，并非气体或液体)且基本上由排列成结晶、亚结晶或无定形结构或其任何两种或更多种结构的组合的碳原子组成的多个微粒。
结晶(B)碳固体可以是以下任一种的粉末或颗粒：金刚石；石墨，包括膨胀石墨片和石墨烯；富勒烯；或其任何两种或更多种结晶形式的共混物。
无定形碳固体可以是源自煤、烟灰、碳化物或其任何两种或更多种来源的共混物的粉末。
亚结晶碳固体可以是炭黑。炭黑可以是乙炔黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热炭黑或其任何两种或更多种的共混物。
在一些实施方案中，(B)碳固体是炭黑。碳黑为细分形式的亚结晶碳，其具有较高但低于活性炭的表面积与体积比。
包含(A)聚烯烃固体和(B)碳固体即炭黑的均匀混合物的实施方案可用作电信电缆中的护套组合物。炭黑有益地为护套化合物提供良好的室外耐候性。在此，良好的室外耐候性尤其包括稳定的抗紫外线(UV)降解作用。可以根据ASTM D 822-89或ASTM G 23-90的适当程序使用三个电缆样品测试耐候性。总暴露时间应为至少800小时。失效被定义为三个测试电缆中的任一者上的褪色、开裂、起泡或分层。
适用于本文的炭黑，包括可用作护套组合物的均匀混合物的实施方案，可具有约20至约1500平方米/克(m2/g)的表面积。表面积根据ASTM D 4820-93a(多点B.E.T.氮吸附)测定。在一些实施方案中，炭黑具有小于或等于20纳米(nm)的平均粒度，例如10至20nm的平均粒度。在一些实施方案中，通过所述方法制备的均匀混合物的炭黑含量为2.3至2.9wt％、替代地2.6±0.25wt％、替代地2.5至2.7wt％、替代地2.55至2.64wt％。这些实施方案符合电信电缆的行业标准。
合适的炭黑的实例是炉黑、乙炔黑和科琴黑。炭黑可以是炉炭黑，替代地是来自卡博特公司(Cabot Corporation)的CABOT CSX-362的炉炭黑。
(B)碳固体的总体形状可以是球形、不规则颗粒、纤维、管、板或其任何两种或更多种形状的共混物。
(B)碳固体的熔化温度预期比(A)聚烯烃固体的熔化温度高1,000摄氏度(℃)。(B)碳固体在熔化开始时的熔化温度可以大于2,000.0℃、替代地大于3,000℃、替代地大于3,400℃。(B)碳固体在熔化结束或完成时的熔化温度为至多4,500℃、替代地至多4,000℃、替代地至多3,900℃。因此将(A)聚烯烃固体、包含所述聚烯烃固体的非均匀混合物和由其制成的均匀混合物的温度保持低于(A)聚烯烃固体的熔点温度也有效地将所述温度保持远低于(B)碳固体的熔点。
(B)碳固体可以是导电的、半导电的或不导电的。(B)碳固体可以是导电炭黑。包含(A)聚烯烃固体和(B)碳固体的均匀混合物的实施方案(其中碳固体是导电炭黑)可用于制备含有这种层的涂层导体的半导体层，例如作为用于传输中压(MV)、高压(HV)或超高压(EHV)电流的电力电缆的涂层导体。
(B)碳固体可以提供在聚(1-烯烃-共-乙烯)共聚物(占母料总重量的50wt％至90wt％)和(B)碳固体(占母料总重量的50wt％至10wt％)的母料配制物中。
任选的一种或多种添加剂。不是(A)聚烯烃固体或(B)碳固体并且被添加到非均匀混合物中以改善由其制成的均匀混合物的一种或多种性质的物质。不受理论的束缚，据信所述方法的施加声能步骤不分解任何添加剂，使得如果非均匀混合物含有添加剂，则所述添加剂也将包含在由所述非均匀混合物制成的均匀混合物中。
在一些实施方案中，非均匀混合物和由其制成的均匀混合物不含添加剂。在其他实施方案中，非均匀混合物和由其制成的均匀混合物包含1种或多种添加剂。
均匀混合物可以进一步包含一种或多种另外的添加剂，其不存在于制备所述均匀混合物的非均匀混合物中，但在施加声能步骤之后被添加到均匀混合物中。添加此类额外添加剂的方法可以包括在熔化混合或熔化混配操作中熔化(A)聚烯烃固体。替代地，添加此类额外添加剂的方法可包括无熔化操作，例如在20℃至90℃的温度下将此类额外添加剂被动浸泡或吸收到均匀混合物中。(例如，50℃至80℃)。熔点低于90℃的液体添加剂和微粒固体添加剂可用于此类浸泡或吸收方法。
在一些实施方案中，非均匀混合物和由其制成的均匀混合物含有1种或多种添加剂、替代地2种或更多种添加剂、替代地3种或更多种添加剂、替代地4种或更多种添加剂、替代地5种或更多种添加剂。在一些实施方案中，非均匀混合物和由其制成的均匀混合物含有总共10种或更少的添加剂、替代地总共9种或更少的添加剂、替代地总共8种或更少的添加剂、替代地总共7种或更少的添加剂、替代地总共6种或更少的添加剂。
在一些实施方案中，一种或多种不是成分(A)或(B)的添加剂中的至少一种添加剂、替代地除一种以外的所有添加剂、替代地每一种添加剂独立地是选自添加剂(C)至(I)的液体或微粒固体添加剂：液体或微粒固体(C)抗氧化剂；液体或微粒固体(D)着色剂；液体或微粒固体(E)防焦剂；液体或微粒固体(F)稳定剂，用于稳定均匀混合物免于紫外线和/或热的影响；液体或微粒固体(G)加工助剂；液体或微粒固体(H)阻燃剂；以及(I)固体填料。每种添加剂独立地可以是液体添加剂或微粒固体添加剂。在一些实施方案中，非均匀混合物和由其制备的均匀混合物含有至少一种微粒固体添加剂、替代地至少一种液体添加剂、替代地至少一种微粒固体添加剂和至少一种液体添加剂。
任选的微粒固体添加剂。不含聚烯烃聚合物的物质，即不是任何类型的聚合物或者是其中组成单元不是衍生自烯烃官能单体的聚合物。非均匀混合物和均匀混合物可以包含零微粒固体添加剂、替代地一种微粒固体添加剂、替代地两种或更多种微粒固体添加剂的组合。微粒固体添加剂可以是无机的或有机的。
至少一种微粒固体添加剂中的每一种在熔化开始时的熔化温度可以大于20.0℃、替代地大于100℃、替代地大于200℃。至少一种微粒固体添加剂在熔化结束或完成时的熔化温度可以为至多4,000℃、替代地至多2,000℃、替代地至多1,000℃。每种微粒固体添加剂的特征可以独立地在于熔点为40℃至999℃。
每个微粒固体添加剂的熔点可以独立地低于、等于或高于(A)聚烯烃固体的熔点。
在一些实施方案中，至少一种微粒固体添加剂的特征可以独立地在于(A)聚烯烃固体的玻璃化转变温度(如果有的话)和/或熔化温度，例如大于140℃、替代地大于180℃的熔化温度。微粒固体添加剂的实际玻璃化转变温度(如果有的话)和熔化温度并不重要，只要它/它们足够高以使微粒固体添加剂在施加声能步骤期间不发生玻璃化转变或熔化。
在一些实施方案中，至少一种微粒固体添加剂的熔点高于(A)聚烯烃固体的熔点，并且在施加声能步骤期间，将非均匀混合物(以及就此而言，由其制成的均匀混合物)的温度保持低于此类高熔点微粒固体添加剂的熔点并低于(A)聚烯烃固体的熔化温度，使得施加声能步骤在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下并且在不熔化高熔点微粒固体添加剂的情况下制备均匀混合物。在其他实施方案中，至少一种微粒固体添加剂的熔点低于(A)聚烯烃固体的熔点，并且在施加声能步骤期间，将非均匀混合物(以及就此而言，由其制成的均匀混合物)的温度保持低于此类低熔点微粒固体添加剂的熔点，使得施加声能步骤在不熔化(A)聚烯烃固体的情况下并且在不熔化低熔点颗粒固体添加剂的情况下制备均匀混合物。在其他实施方案中，至少一种微粒固体添加剂的熔点低于(A)聚烯烃固体的熔点，并且在施加声能步骤期间，将非均匀混合物(以及就此而言，由其制成的均匀混合物)的温度保持高于此类低熔点微粒固体添加剂的熔点但低于(A)聚烯烃固体的熔化温度，使得施加声能步骤在不熔化(A)聚烯烃固体但熔化低熔点微粒固体添加剂的情况下制备均匀混合物。
在一些实施方案中，非均匀混合物和由其制备的均匀混合物包含至少一种、替代地至少两种、替代地除了一种之外的全部、替代地每一种以下添加剂：固体热稳定剂，其为聚(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)固体，平均分子量为874g/mol且软化温度为128℃.(CAS编号26780-96-1；例如，Naugard Super Q)；聚合物加工添加剂(PPA)，其为固体氟化聚烯烃聚合物，以粒状固体形式提供且熔化温度为110℃至126℃；熔体流动指数(265℃，5.0kg)为15.0至25.0g/10min；98％粒度小于2,400μm；并且按聚烯烃的量计(例如，来自3M公司的3MDynamar FX-5912)，典型使用水平为200至1,000每百万重量份(ppmw)；固体抗氧剂3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2,2'-硫代二乙二酯为，其熔点为78℃.(例如，IRGANOX1035，CAS编号41484-35-9)；和固体抗氧化剂4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，其熔点为160℃至163℃.(也称为4,4'-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)，CAS编号96-69-5，在商业上为LOWINOX TBM-6)。
微粒固体添加剂的其他实例是粉末状金属、粉末状金属氧化物、固体阻燃剂、二氧化硅、氧化铝和硅酸盐玻璃珠。
任选的液体添加剂。纯液体或溶解在液体溶剂中的液体或固体添加剂(溶质)的溶液。纯液体由并非聚烯烃聚合物大分子且具有以下温度特性(i)或(ii)的分子组成：(i)冰点小于0℃、替代地0℃至20.0℃；或(ii)熔点为20.1℃至99℃、替代地30.0℃至79.9℃、替代地40.0℃至69.9℃。溶液中的液体添加剂溶质可以为与对于纯液体所述相同的化合物。溶液中的固体添加剂溶质可以是在液体溶剂中溶解度为至少1wt％的化合物。液体溶剂可以是选择的在施加声能步骤期间沸点高于非均匀混合物的温度的有机液体。合适的液体溶剂是烃类(例如矿物油或二甲苯)、醚类(例如二丁醚)以及其两种或更多种的共混物。
在一些方面，液体添加剂作为纯液体添加到(A)聚烯烃固体中，并且非均匀混合物不含任何液体溶剂。在一些方面，非均匀混合物、其制备方法和由此制备的均匀混合物不含液体添加剂。
液体添加剂可以赋予或不赋予均匀混合物和/或其(A)聚烯烃固体至少一种有益的功能特性。例如，相对于在没有液体添加剂的情况下由(A)聚烯烃固体制备但不提供功能益处的产品的成本，液体添加剂可以仅是仅用于降低由均匀混合物制备的产品的成本的填充材料。替代地，液体添加剂可以赋予均匀混合物和/或赋予其(A)聚烯烃固体至少一种功能特性，例如颜色、增加的稳定性(例如，降解、脆化、下垂或由于暴露于热、紫外光、电和/或水而引起的介电损失作用)、交联源(当液体添加剂是用于增强聚烯烃交联的交联助剂或催化剂时)、增加的电导率(例如电导率和/或热导率)以及增加的模量。
至少一种微粒固体添加剂的实例是前面描述的微粒固体添加剂(C)sol至(I)sol，并且至少一种液体添加剂的实例是前面描述的液体添加剂(C)liq至(H)liq。这些添加剂一般如下描述。使用上文对微粒固体添加剂和液体添加剂的描述以及稍后给出的固体和液体的定义，对于本领域普通技术人员来说确定下文描述的特定添加剂中哪些是微粒固体添加剂以及哪些是液体添加剂并不重要。
任选的液体或微粒固体添加剂(C)抗氧化剂：抑制氧化的有机分子或此类分子的集合。(C)抗氧化剂在组成上不同于(F)稳定剂，这意味着当不均匀或均匀混合物含有(C)和(F)两者时，用作(C)的化合物不同于用作(F)的化合物。(C)抗氧化剂起到为不均匀或均匀混合物和/或通过固化均匀混合物制备的固化聚合物产品提供抗氧化特性的作用。合适的(C)的实例是双(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'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚(CAS编号90-66-4；4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)(也称为4,4'-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)，CAS编号96-69-5，市售LOWINOX TBM-6)；2,2'-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚(CAS编号90-66-4，市售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-羟基苯基)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'-硫代二乙烷二基酯(例如，IRGANOX 1035，CAS编号41484-35-9)；硫代二丙酸二硬脂酯(“DSTDP”)；硫代二丙酸二月桂酯(例如，IRGANOX PS 800)；3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯(例如，IRGANOX 1076)；2,4-双(十二烷基硫代甲基)-6-甲基苯酚(IRGANOX 1726)；4,6-双(辛基硫代甲基)-邻甲酚(例如，IRGANOX 1520)；和2',3-双[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰基]]丙酰肼(IRGANOX 1024)。(C)可以是4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)(也称为4,4'-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)；2,2'-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚；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；硫代二丙酸二硬脂酯；或硫代二丙酸二月桂酯；或其任何两种或更多种的组合。所述组合可为三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮和硫代二丙酸二硬脂酯。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(C)。当存在时，(C)抗氧化剂可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的总重量的0.01至1.5wt％、替代地0.1至1.0wt％。
任选的液体或微粒固体添加剂(D)着色剂，不是(B)碳固体。例如，颜料或染料。例如，二氧化钛。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(D)。当存在时，(D)可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的0.1至35wt％/替代地1至10wt％。
任选的液体或微粒固体添加剂(E)防焦剂。(E)防焦剂起到抑制非均匀混合物和/或均匀混合物的可湿固化实施方案的过早湿固化的作用，其中过早湿固化将由混合物过早或延长暴露于环境空气或当混合物在环境温度或升高的温度下时(例如，在稍后熔体挤出期间)产生。(E)的示例为辛基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(E)。当存在时，(E)可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的0.001至5.0wt％、替代地0.01至3.0wt％、替代地0.10至1.5wt％、替代地0.15至1.0wt％。
任选的液体或微粒固体添加剂(F)用于稳定非均匀混合物和/或均匀混合物免于紫外线影响的稳定剂(UV稳定剂)。(F)稳定剂在组成上不同于(C)抗氧化剂，这意味着当混合物同时含有(C)和(F)时，用作(C)的化合物不同于用作(F)的化合物。实例是受阻胺光稳定剂(HALS)、二苯甲酮或苯并三唑。(F)UV稳定剂可以是含有碱性氮原子的分子，碱性氮原子与至少一个空间体积庞大的有机基团键合并且用作降解或分解的抑制剂，或此类分子的集合。HALS是具有空间位阻氨基官能团并且抑制氧化降解并且还可以增加含有有机过氧化物的混合物的实施方案的储存寿命的化合物。合适的(F)的实例是琥珀酸二甲酯，与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-乙醇的聚合物(CAS编号65447-77-0，市售LOWILITE62)；和N,N′-双甲酰基-N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-六亚甲基二胺(CAS编号124172-53-8，市售Uvinul 4050H)。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(F)。当存在时，(F)UV稳定剂可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的0.001至1.5wt％、替代地0.002至1.0wt％、替代地0.05至0.1wt％。
任选的液体或微粒固体添加剂(G)加工助剂：降低聚合物熔体在如挤出机和模头等制造设备中的粘附性并在其中稍后使用均匀混合物的实施方案中降低材料的熔体破裂的分子。(G)可以是含氟聚合物、聚有机硅氧烷、脂肪羧酸的金属盐、脂肪羧酰胺、蜡、环氧乙烷(共)聚合物和非离子表面活性剂。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(G)。当存在时，(G)加工助剂可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的0.05至5wt％。
在此对任选的液体添加剂(G)liq液体加工助剂进行了更多说明。为了改进(B)碳固体在(A)聚烯烃固体表面中和表面上的混合，施加声能步骤的实施方案可以使用少量但有效量的(G)liq液体加工助剂。(G)liq可以是矿物油或硅油(即PDMS流体)。不受理论的束缚，据信(G)liq液体加工助剂通过粘附或粘合到(A)聚烯烃固体和/或(B)碳固体来改善声学混合，从而使(A)和(B)的颗粒更容易相互混合。(G)liq液体加工助剂的有效量可以如此之少，以至于在随后制备均匀混合物之后，其中的(G)liq不会影响其熔体粘度，例如在随后的熔体挤出步骤期间用于制备成型制品。(G)liq液体加工助剂的量可以为非均匀混合物和由其制备的均匀混合物的总重量的0.1至1.0wt％、替代地0.2至0.8wt％、替代地0.3至0.7wt％(例如，约0.5wt％)。(G)liq液体加工助剂可以在开始施加声能步骤之前添加到非均匀混合物中。
任选的液体或微粒固体添加剂(H)阻燃剂。(H)阻燃剂为通过抑制火焰中的化学反应来抑制或延缓火势蔓延的化合物。(H)阻燃剂可以是(H1)矿物，(H2)有机卤素化合物，(H3)(有机)磷化合物；(H4)卤素化有机硅；(H5)(H1)至(H4)中任何两种或更多种的组合；(H6)(H1)至(H4)中任一种与阻燃增效剂(例如，三氧化锑)的组合。非均匀混合物和/或均匀混合物可以不含(H)。当存在时，(H)阻燃剂可以为非均匀混合物和/或均匀混合物的0.1至80.0wt％、替代地1至50.0wt％；以及替代地5至30.0wt％。
任选的微粒固体添加剂(I)填料。填料可以是微粒无机固体，例如氧化铝或二氧化硅。在一些实施方案中，(I)填料是疏水剂处理的热解法二氧化硅，例如已经用基于硅的疏水剂进行表面处理的气相二氧化硅。基于硅的疏水剂的实例是六甲基二硅氮烷、PDMS流体和二甲基二氯硅烷。
每种添加剂可以以纯的形式或以添加剂母料配制物的形式添加到组分(A)和(B)中。添加剂母料配制物可包含载体树脂和足量的添加剂，所述载体树脂可与(A)聚烯烃固体的聚烯烃相同或不同。(B)碳固体和至少一种添加剂可以组合在一种且相同的母料配制物中。例如，母料配制物可以基本上由(B)碳固体和(C)抗氧化剂组成。
制成品。由均匀混合物制成的制成品可以包括其成型形式。实例是基底上的涂层、带、膜、层压层、泡沫和管。
涂层导体。制成品可以是涂层导体，其包含导电芯和至少部分地围绕所述导电芯的聚合物层，其中所述聚合物层的至少一部分包含均匀混合物或使所述均匀混合物固化的固化聚合物产品。整个聚合物层或所述层的仅一部分可包含固化聚合物产品。
导电芯可以是具有长度和的线性形状(例如，如导线)，近端和远端彼此间隔开线性形状的长度；并且除了近端和远端之外，聚合物层可以围绕导电芯。
涂层导体可进一步包含一层或多层附加的聚合物层，其可独立地包含或可不包含固化聚合物产品；和/或外屏蔽层(例如，金属护套或套筒)。涂层导体可包含一层或两层绝缘层，其中至少一层包含固化聚合物产品；替代地或附加地，一层或两层半导体层，其中至少一层包含含有碳黑的固化聚合物产品；替代地或附加地，外屏蔽层，其包含固化聚合物产品。
高密度聚乙烯或HDPE。一种聚乙烯均聚物或聚(乙烯-共-1-烯烃)共聚物，其根据ASTM D792-13测量的密度为0.940至0.980g/cm3；其中1-烯烃共聚单体是(C4-C20)1-烯烃，诸如(C4-C8)1-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
低密度聚乙烯或LDPE。一种聚(乙烯-共-1-烯烃)共聚物，其根据ASTM D792-13测量的密度为0.871至小于0.930克每立方厘米(g/cm3)；并且每1,000个碳原子的短支链(SCB/1000C)量显着低于LLDPE，其中SCB/1000C是根据稍后描述的GPC和SCB测试方法测定的；其中1-烯烃共聚单体是(C4-C20)1-烯烃，诸如(C4-C8)1-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
线性低密度聚乙烯或LLDPE。一种聚(乙烯-共-1-烯烃)共聚物，其根据ASTM D792-13测量的密度为0.871至小于0.930g/cm3；具有显著量的每1,000个碳原子的短链支链(SCB/1000C)，其中SCB/1000C是根据稍后描述的GPC和SCB测试方法测定的；其中1-烯烃共聚单体是(C4-C20)1-烯烃，诸如(C4-C8)1-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
LLDPE的制备工艺条件与用于制备LDPE的工艺条件不同。LLDPE在组成上与LDPE不同，并具有某些优异的特性，使其在许多商业应用中取代LDPE。这些应用包括涂层、薄膜、薄片和注塑制品。LLDPE涂层包括电信电缆的绝缘层。LLDPE薄膜和薄片用于包装应用和非包装应用。实例为农用薄膜、食品包装、服装袋、杂货袋、重型麻袋、工用薄片、托盘和收缩包裹以及袋子。LLDPE注塑制品包括桶、冷冻器容器、封盖和玩具。
液体意指在环境温度(例如，23℃)下物质的无定形状态，其介于气体和固体之间并且具有稳定的体积，但没有限定的形状。
液体添加剂用于描述在施加声能步骤期间在非均匀混合物的温度下添加剂的物质状态，并且如果在施加声能步骤期间非均匀混合物的温度高于环境温度，则不一定要求添加剂在环境温度(例如，23℃)下为液体。在一些方面，液体添加剂在环境温度(例如，在23℃)下为液体。溶剂不是液体添加剂的实例，因为溶剂仅用于溶解固体或液体添加剂，以与(A)聚烯烃固体和/或(B)碳固体接触，并且旨在在接触步骤后从非均匀混合物中去除，或稍后在均匀混合物用于制备成型制品之前从均匀混合物中去除。
将材料的温度保持低于阈值。防止材料的热度或冷度上升到阈值的任何被动或主动方式。被动保持方式可以包括将材料放置在容器中(例如，在声学混合器装置中)，其中容器的温度小于阈值，并且不将容器及其内容物暴露于热源。主动保持方式可以包括使容器绝热或使容器与具有循环通过其中的冷却剂流体的热交换器装置进行有效冷却接触。
中等密度聚乙烯或MDPE。一种聚(乙烯-共-1-烯烃)共聚物，其根据ASTM D792-13测量的密度为0.930至小于0.940g/cm3；其中1-烯烃共聚单体是(C4-C20)1-烯烃，诸如(C4-C8)1-烯烃，诸如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
熔化意指将材料从固态物质转变为液态物质。通常，熔化意指变化已经完成，使得物质的液态不包含未熔化固体形式的材料。将材料表征为固体或液体的材料的温度为20℃。
聚烯烃意指包含衍生自聚合烯烃官能单体聚合或至少两种烯烃官能单体共聚的组成单元的任何大分子或这些大分子的混合物。聚烯烃可以是无定形的(即，具有玻璃化转变温度但在差示扫描量热法(DSC)中没有熔点)或半结晶的(即，具有玻璃化转变温度和在DSC中的熔点)。
固体意指在环境温度(例如，23℃)下具有稳定体积和限定形状的物质状态。可以是无定形的、结晶的或半结晶的。
本文中的任何化合物、组合物、配制物、材料、混合物或反应产物可不含选自由以下组成的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；其条件是化合物、组合物、配制物、材料、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)不可省略。
替代地，在不同的实施方案之前。ANSI是美国国家标准协会组织(AmericanNational Standards Institute organization)，总部位于美国华盛顿哥伦比亚特区(Washington,D.C.,USA)。ASME是美国机械工程师协会(American Society of MechanicalEngineers)，总部位于美国纽约州纽约市(New York City,New York,USA)。ASTM是标准组织，美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯的ASTM国际(ASTM International,West Conshohocken,Pennsylvania,USA)。任何比较实施例仅用于说明目的并且不应是现有技术。不含或缺少意指完全不存在；或者不可检测。IUPAC是国际理论与应用化学联合会(International Unionof Pure and Applied Chemistry)(美国北卡罗来纳州三角研究园的IUPAC秘书处(IUPACSecretariat,Research Triangle Park,North Carolina,USA))。元素周期表是2018年5月1日发布的IUPAC版本。可以赋予准许选项，而非必不可少的。操作性意指在功能上有能力或有效。任选的(地)意指不存在(或排除)，替代地存在(或包括)。可以使用标准测试方法和条件测量特性。范围包含端点、子范围和其中包含的整数值和/或分数值，除整数范围不包含分数值之外。室温：23℃±1℃
除非另有说明，否则本文所用的术语定义均取自2014年2月24日的《IUPAC化学术语纲要(IUPAC Compendium of Chemical Technology)》(“金典”)第2.3.3版。为方便起见，下文给出了一些定义。
密度：根据ASTM D792-13,《通过位移进行的塑料的密度和比重(相对密度)的标准测试方法，方法B(Standard Test Methods for Density and Specific Gravity(Relative Density)of Plastics by Displacement,Method B)》(用于测试除水之外的液体中的固体塑料，例如，在液体2-丙醇中)测量。单位为克/立方厘米(g/cm3)。
凝胶渗透色谱(Gel permeation chromatography；GPC)测试方法：每1000个碳原子的短链分支(SCB)数；重均分子量测试方法：使用在高温凝胶渗透色谱仪(HTGPC，《聚合物实验室(Polymer Laboratories)》)上获得的色谱图测定z均分子量(Mz)、重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和Mw/Mn。HTGPC配备有传输线、差示折光率检测器(DRI)和三个聚合物实验室PLgel 10μm Mixed-B柱，所有都包含在保持在160℃下的烘箱中。方法使用由BHT处理的TCB构成的溶剂，标称流动速率为1.0毫升/分钟(mL/min)，并且标称注入体积为300微升
通过将6克丁基化羟基甲苯(BHT，抗氧化剂)溶解在4升(L)试剂级1,2,4-三氯苯(TCB)中，并且通过0.1微米(μm)聚四氟乙烯过滤器过滤所得溶液以得到溶剂来制备溶剂。在溶剂进入HTGPC仪器之前，用在线脱气器对溶剂进行脱气。用一系列单分散聚苯乙烯(PS)标准校准色谱柱。单独地，通过在160℃下在已知体积的溶剂中加热已知量的测试聚合物并连续摇动2小时以得到溶液来制备溶解在溶剂中的已知浓度的测试聚合物。(通过重量分析法测量所有量)测试聚合物的目标溶液浓度c为0.5到2.0毫克聚合物每毫升溶液(mg/mL)，其中较低浓度c用于较高分子量聚合物。在运行每个样品之前，吹扫DRI检测器。然后，将设备中的流动速率增加到1.0mL/min，并且在注射第一样品之前使DRI检测器稳定8小时。使用与色谱柱校准的通用校准关系计算Mw和Mn。使用以下等式计算每个洗脱体积的MW：
，其中下标“X”代表测试样品，下标“PS”代表PS标准，PS＝0.67，KPS＝0.000175，并且ax和Kx获得自已发表的文献。对于聚乙烯，ax/Kx＝0.695/0.000579。对于聚丙烯，ax/Kx＝0.705/0.0002288。在所得色谱图中的每个点处，使用以下等式由减去基线的DRI信号IDRI计算浓度c：c＝KDRIIDRI/(dn/dc)，其中KDRI为通过校准DRI确定的常数，/表示除法，并且dn/dc为聚合物的折光率增量。对于聚乙烯，dn/dc＝0.1 09。由浓度色谱法色谱图的洗脱体积处的积分面积和注入质量的比率计算聚合物质量回收率，所述注入质量等于预定浓度乘以注入环路体积。除非另有说明，否则以克每摩尔(g/mol)报告所有分子量。关于确定Mw、Mn、MWD的方法的进一步细节描述于US 2006/01731 23，第24-25页，第[0334]到[0341]段中。y轴上的dW/dLog(MW)相对于x轴上的Log(MW)的曲线图给出GPC色谱图，其中Log(MW)和dW/dLog(MW)如上文所限定。
熔体指数(“I2”)：根据ASTM D1238-13，使用以前称为“条件E”的190℃/2.16kg的条件进行测量。单位为克/10分钟(g/10min)。
短链支化使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定，其中掺入聚合物中的共聚单体含量(重量％)在GPC测量中通过对溶解聚合物进行快速FT-IR光谱测定。例如，共聚单体含量通过在凝胶渗透色谱测量中使用红外检测器如IR5检测器测定聚合物分子量，如《分析化学(Analytical Chemistry)》2014,86(17),8649-8656.Dean Lee、Colin Li Pi Shan、DavidM.Meunier、John W.Lyons、Rongjuan Cong和A.Willem deGroot的“通过与红外吸光度和光散射检测器联用的高温液相色谱法对聚烯烃进行绝对化学成分分布测量(TowardAbsolute Chemical Composition Distribution Measurement of Polyolefins byHigh-Temperature Liquid Chromatography Hyphenated with Infrared Absorbanceand Light Scattering Detectors)”.《分析化学(Analytical Chemistry)》2014 86(17),8649-8656中所述。
实施例
其他发明实施方案是前述方面，并且稍后描述的权利要求描述了工艺条件的范围和/或材料特性的范围，其中在另外的发明实施方案中工艺条件范围的端点和/或材料特性范围的端点分别被修改为任一示例性工艺条件值和/或任一示例性材料特性值，分别在本章节下文针对任一发明性实施例进行描述。
聚烯烃固体(A)-1：一种线性低密度聚乙烯(LLDPE-1)，其为聚(乙烯-共-1-丁烯)共聚物，具有单峰分子量分布，密度为0.92g/cc，并且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.6至0.8g/10min，可以以干丸粒或干颗粒形式使用。颗粒可以从气相聚合反应器中获得。丸粒由反应器颗粒制成，并且可从陶氏化学公司以DFDA-7530NT的形式获得。可以通过造粒将丸粒转化为颗粒。将颗粒用于IE1至IE4中(下表1)，而将丸粒用于预示性实施例IE9(下表2)。
聚烯烃固体(A)-2：中等密度聚乙烯(MDPE-1)，其为聚(乙烯-co-1-己烯)共聚物，具有单峰分子量分布，密度为0.930至0.940g/cc，且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.7至0.9g/10min，来自陶氏化学公司的DFH-3580。以干丸粒的形式使用。
聚烯烃固体(A)-3：LLDPE-2，其为聚(乙烯-共-1-丁烯)共聚物，具有单峰分子量分布，密度为0.922至0.924g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为20g/10min(例如，来自陶氏化学公司的DNDA-8320NT-7)。以丸粒的形式使用。
聚烯烃固体(A)-4(预示性)：低密度聚(乙烯-共-1-己烯)共聚物(LDPE-1)，密度为0.92g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为0.6至0.8g/10min。以干丸粒的形式使用。
聚烯烃固体(A)-5(Prophetic)：低密度聚(乙烯-共-1-己烯)共聚物(LDPE-2)，密度为0.922至0.924g/cc且熔体指数(I2，190℃，2.16kg)为20g/10min。以丸粒的形式使用。
碳固体(B)-1：炉炭黑，是来自卡博特公司的CABOT CSX-362。
碳固体(B)-2：粉末状石墨。
碳固体(B)-3：碳纳米管。
固体抗氧剂(C)sol-1：3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2,2'-硫代二乙二酯，熔点为78℃。(例如，IRGANOX 1035，CAS编号41484-35-9)。
固体抗氧剂(C)sol-2：4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，熔点为160℃至163℃。(也称为4,4'-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)，CAS编号96-69-5，例如LOWINOX TBM-6。
固体稳定剂(F)sol-1：固体热稳定剂，其为聚(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)固体，平均分子量为874g/mol且软化温度为128℃。(CAS编号26780-96-1；Naugard Super Q)。
固体加工助剂(G)sol-1：固体氟化聚烯烃聚合物，以粒状固体形式提供，且熔化温度为110℃至126℃；熔体流动指数(265℃，5.0kg)为15.0至25.0g/10min.；98％粒度小于2,400μm(例如，来自3M公司的3M Dynamar FX-5912。
液体加工助剂(G)liq-1：一种矿物油，其为石蜡液体，运动粘度为33.5厘沲(cSt)。
液体加工助剂(G)liq-2：PDMS流体，运动粘度为50cSt，来自陶氏化学公司的XIAMETER PMX-200硅油。
炭黑母料1(MB1)的制备：在配备有滚轮叶片的布拉本德(Brabender)型号Prep混合器中将45重量份的炭黑(B)-1和0.2重量份的抗氧剂(C)sol-2添加到54.8重量份的聚烯烃固体(A)-3中，同时在180℃的温度和15转/分钟(rpm)的速度下混合内容物。一旦添加了所有成分，将所得混合物以40rpm的速度熔融10分钟以得到炭黑MB1。
比较实施例1(CE1)：使用配备有滚轮叶片的布拉本德型号Prep混合器通过熔化混合(熔化混配)制备样品。在180℃的温度和15转/分钟(rpm)的速度下混合内容物时，将添加剂成分添加到200克(g)的(A)聚烯烃固体和炭黑MB1中。一旦添加了所有成分，将所得的非均匀混合物以40rpm熔融6分钟以得到比较均匀混合物的熔体。从混合器中取出熔体，并且冷却至室温。在直径为1.9厘米(cm，3/4英寸)的25-1L/D布拉本德挤出机上使用马多克斯(Maddox)混合头螺杆，使用拉丝模头挤出混合物。温度曲线设置为150°、170℃、180℃和190℃，并且螺杆速度为40rpm。将线材在室温下造粒以用于进一步加工。配制物稍后报告于表1中。
发明实施例1至4(IE1至IE4)：每个实施例均在单独的实验中通过声学混合制备。使总计150g的聚乙烯颗粒(A)-1、(A)-2和(A)-3与表1所示量的添加剂和炭黑接触，分别制备IE1至IE4的非均匀混合物。使用ResodynTM声学混合器(LabRAM Mixer)在玻璃罐中在60赫兹(Hz)的频率下在23℃至26℃下将声能施加到非均匀混合物3分钟，以分别制备均匀混合物IE1到IE4。制备多个批次的每种均匀混合物以便进行足够的材料特性测试并用于挤出到电线上。使用具有马多克斯混合头螺杆的25-1L/D的1.9cm(3/4英寸)布拉本德挤出机，使用拉丝模头单独挤出本发明的均匀混合物。挤出机的温度分布设置为150°、170°、180°和190℃，并且螺杆速度为40rpm。将线材在室温下造粒，以用于进一步加工，以分别得到IE1至IE4的均匀混合物作为丸粒。配制物稍后报告于表1中。
将所得粒状比较混合物CE1和本发明的均匀混合物IE1至IE4分别引入到线材涂覆挤出生产线(小型线材)，以分别制备CE1和IE1至IE4的涂层线材，作为14AWG实心铜线上的线材结构。线材包覆挤出生产线由布拉本德1.9cm变速驱动挤出机、25:1标准PE螺杆、布拉本德十字头拉丝模具、带空气擦拭的实验室水冷却槽、激光千分尺和变速拉线器组成。将样品以40rpm的螺杆速度挤出，其中壁厚为0.76毫米(mm，30密耳)。使用160℃/170℃/180℃/190℃的设置温度曲线分别以每分钟3.1米(每分钟10英尺)的卷绕速度跨区域1/区域2/区域3/和机头/模具制造线材。CE1和IE1至IE4的每个线材样品的表面粗糙度分别根据ANSI/ASME B46.1使用表面轮廓测量法进行量化。使用三丰公司(Mitutoyo)SJ-400表面粗糙度计测量平均粗糙度。数据稍后报告于表1中。
制备比较混合物CE1和均匀混合物IE1至IE4的模压板，用作拉伸和伸长率(T&E)测试的试样。使用在手动模式下操作的WABASH Genesis蒸汽压机(具有急冷能力)分别压塑丸粒状均匀混合物。将压机预加热至180℃±5℃。将总共75克丸粒预先称重并放置在由聚酯薄膜和铝板组成的模具组件之间的1.9毫米(75密耳)不锈钢板的中心。然后将所得填充模具在3.45兆帕(Mpa，500磅/平方英寸(psi))下放置到压机中5分钟。在该初始压制后，将压力增加到17.2Mpa(2,500psi)持续5分钟。以每分钟10℃的冷却速率冷却样品。冷却后的样品在达到35℃后取出，得到IE1至IE4和CE1的压塑板。从板上切下5块IV型狗骨，首先在23.0℃(73.4华氏度(°F))和50％相对湿度的受控空气气氛中调节48小时后，根据ASTM D638-03对其进行拉伸测试。在Instron Renew 420165/16设备上使用50.8厘米/分钟(20英寸/分钟)的钳口分离速度进行拉伸测试。数据报告于下表1中。
表1：实施例的均匀混合物和特性。
*报告。N/m未测量。N/a不适用N/r未报告。
在表1中，本发明实施例表明可以制备具有通常在通信电缆的涂层中以紫外线阻断量使用的碳固体水平的聚烯烃组合物。涂层具有良好的机械特性。此外，用本发明的均匀组合物制成的涂层线材的表面光滑度值与比较混合物相当。线材表面粗糙度数越低，线材表面越光滑(粗糙度越低)。比较混合物是基于通过两步母料法制备的商业配制物。本发明涂层线材的良好表面光滑度(低表面粗糙度)表明，令人满意地实现碳固体(B)-1的粗炭黑聚集物的良好分散。由表面光度计测量的表面粗糙度值还表明，添加相对低水平的油显着增强了声学混合器均匀混合炭黑颗粒的能力。
预示性发明实施例5至8(IE5至IE8)：重复IE1的程序，除了使用150g聚乙烯颗粒(A)-2和/或(A)-3代替使用150g聚乙烯颗粒(A)-1以制备具有下表2所示配制物的IE5至IE8均匀混合物。
预示性发明实施例9(IE9)：重复IE1的程序，除了使用LLDPE-1的丸粒代替LLDPE-1的颗粒并且使用(B)-2粉状石墨或碳纳米管代替(B)-1炭黑以制备具有下表2所示配制物的IE9均匀混合物。
表2：预示性发明均匀混合物。
表2的预示性实施例旨在表明本发明的施加声能步骤可用于制备(A)聚烯烃固体和(B)碳固体和添加剂的均匀混合物，其中(A)聚烯烃固体不限于工作实施例IE1至IE4中使用的材料的选择。
Claims (10)
1.一种制备聚烯烃固体和碳固体的均匀混合物而在制备期间不熔化所述聚烯烃固体的方法，所述方法包括将20至100赫兹(Hz)频率的声能施加到包含(A)聚烯烃固体和(B)碳固体的非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将所述(A)聚烯烃固体和所述(B)碳固体基本上混合在一起，同时将所述非均匀混合物的温度保持低于所述(A)聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化所述(A)聚烯烃固体的情况下制备所述均匀混合物；其中分别地，所述(A)聚烯烃固体为所述成分(A)和(B)的组合重量的95.0至99.9重量百分比(wt％)并且所述(B)碳固体为0.1至5.0wt％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加声能步骤的特征在于以下限制(i)至(v)中的任一项：(i)所述频率为50至70Hz；(ii)所述时间段为1分钟至10分钟；(iii)(i)和(ii)两者；(iv)将所述非均匀混合物的温度保持低于所述(A)聚烯烃固体的熔化温度包括将所述非均匀混合物的温度保持在-20.0℃至50.0℃下；(v)(iv)和(i)至(iii)中的任一项。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述(A)聚烯烃固体的特征在于其物理形式为粉末、颗粒、丸粒或其任何两种或更多种的共混物，并且特征在于熔化温度为61℃至180℃；并且所述(B)碳固体的特征在于物理形式为粉末、颗粒、纤维、管或其任何两种或更多种的共混物，并且特征在于熔化温度为2400℃至4400℃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于以下限制(i)至(iii)中的任一项：(i)所述(A)聚烯烃固体的所述聚烯烃基本上由一种或多种基于乙烯的聚合物组成；(ii)所述(B)碳固体是石墨、炭黑、碳纳米管或其任何两种或更多种的共混物；以及(iii)(i)和(ii)两者。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述基于乙烯的聚合物是线性低密度聚乙烯(LLDPE)或两种不同LLDPE的组合；其中所述(B)碳固体是炭黑。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述非均匀混合物进一步包含一种或多种添加剂，所述添加剂不是(A)聚烯烃固体或(B)碳固体，并且所述施加声能步骤包括将20或100赫兹(Hz)频率的声能施加到包含所述(A)聚烯烃固体、所述(B)碳固体和所述一种或多种添加剂的所述非均匀混合物持续一个时间段，所述时间段足以将所述(A)聚烯烃固体、所述(B)碳固体和所述一种或多种添加剂基本上混合在一起，同时将所述非均匀混合物的温度保持低于所述(A)聚烯烃固体的熔化温度，从而在不熔化所述(A)聚烯烃固体的情况下制备进一步包含所述一种或多种添加剂的所述均匀混合物。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于以下限制(i)至(v)中的任一项：(i)所述(A)聚烯烃固体包含第一线性低密度聚乙烯(第一LLDPE)的第一固体和不同于所述第一LLDPE的第二LLDPE的第二固体的颗粒共混物；(ii)所述(B)碳固体包含炭黑；(iii)所述一种或多种添加剂包括一种或两种微粒固体(C)抗氧化剂；(iv)所述一种或多种添加剂包括微粒固体(F)热稳定剂；以及(v)所述一种或多种添加剂包括独立地选自微粒固体(G)加工助剂和(G)液体加工助剂的一种或两种(G)加工助剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：将所述均匀混合物的所述(A)聚烯烃固体熔化以制备包含所述(B)碳固体、如果存在的话一种或多种添加剂和所述(A)聚烯烃固体的熔体的均匀熔体混合物；将所述均匀熔体混合物成型以得到成型熔体混合物；以及冷却所述成型熔体混合物以得到成型固体。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述成型步骤包括将所述熔体混合物作为涂层挤出到导电芯上，并且使所述涂层固化以制备包含所述导电芯和至少部分覆盖所述导电芯的涂层成型固体的涂层导体。
10.一种涂层导体，其通过根据权利要求9所述的方法制成。
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