CN115552551A - 阻燃聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚合物组合物，该聚合物组合物包含基于该聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的硅烷接枝的乙烯聚合物。该硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于该硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至1.50摩尔％的硅烷含量，并且用于制备该硅烷接枝的乙烯聚合物的该乙烯聚合物具有基于该乙烯聚合物的总重量计小于15重量％的极性共聚单体含量。该聚合物组合物还包含基于该聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的阻燃填料。
Description
背景技术
技术领域
本公开涉及聚合物组合物，并且更具体地涉及阻燃聚合物组合物。
背景技术
利用聚烯烃和阻燃材料(卤化阻燃剂或无卤素阻燃剂(HFFR))的聚合物组合物可用于形成涂覆导体的绝缘层和护套，这些涂覆导体用于阻燃性很重要的应用中。通常通过在配方中添加水合矿物填料来实现无卤素阻燃性，这些水合矿物填料稀释易燃聚烯烃材料的浓度并在暴露于热时在聚合物的降解温度或更低温度下分解。水合矿物填料的分解释放去除热量的水，热量是燃烧的关键促成因素之一(其他促成因素是燃料和氧气)。传统的含HFFR的聚合物组合物用于建筑物、火车、汽车或可能存在人的任何地方。
HFFR在聚合物组合物中的使用具有许多缺点，其中大部分是由于满足阻燃剂技术规范需要相对高水平的HFFR。聚烯烃中60重量％或65重量％的HFFR负载并不少见。这种HFFR负载不利地影响使用聚合物组合物的涂覆导体的密度、柔韧性和机械特性。
解决与高HFFR负载相关的问题的一种方法是使用硅烷接枝的聚烯烃弹性体作为HFFR的载体聚烯烃。例如，WO2017218280A1(“′280公布”)公开了包含硅烷接枝的聚烯烃弹性体和HFFR的聚合物组合物的用途，其中弹性体具有宽泛的硅烷浓度范围。然而，使用硅烷接枝的聚烯烃弹性体与HFFR存在其自身的复杂性。例如，硅烷与HFFR中的羟基基团/水分之间的化学反应尚未被完全了解，并且避免过早交联是困难的。另外，接枝硅烷对用包含HFFR的聚合物组合物制成的电缆的燃烧性能的影响是不确定的，并且′280公布未提及电缆(涂覆导体或绝缘线)的燃烧性能。
考虑到基于硅烷浓度和高HFFR负载的电缆燃烧性能的不确定性质，令人惊讶的是发现在聚合物组合物中硅烷接枝的乙烯聚合物的临界硅烷浓度范围，该范围使得用所述组合物制成的涂覆导体的燃烧性能最大化。
发明内容
本公开提供了一种具有硅烷接枝的乙烯聚合物的临界硅烷浓度范围的聚合物组合物，所述临界硅烷浓度范围使得用该聚合物组合物制成的涂覆导体的燃烧性能最大化。
本申请的发明人已发现，包含基于硅烷接枝的乙烯聚合物、阻燃材料、任选地有机硅、任选地抗氧化剂和任选地硅烷醇缩合催化剂的总摩尔数计具有0.40摩尔％至1.50摩尔％的接枝硅烷含量的硅烷接枝的乙烯聚合物的聚合物组合物可用于形成表现出如下文更详细地描述的通过填料加权炭化长度(“FWCL”)值的涂覆导体。
重要的是评估具有高阻燃负载、具体地高HFFR负载的涂覆导体的燃烧性能，目的是获得期望的电缆燃烧性能，同时最小化由于高阻燃负载导致的聚合物组合物的机械特性的任何损失。利用具有高阻燃负载的聚合物组合物确定涂覆导体的燃烧性能的一种方法是使用FWCL标准在国际电工技术委员会测试60332-1-2：2004中测量阻燃剂在减小形成的炭的长度方面的功效。一般来讲，对于FWCL标准，小于15cm*％的值被认为是理想的。本发明的发明人惊讶地发现，所测量的FWCL值是用于制备具有高阻燃负载的聚合物组合物的硅烷接枝的乙烯聚合物的硅烷浓度的函数。还令人惊讶地发现，基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至1.50摩尔％的临界接枝硅烷含量允许由高阻燃负载聚合物组合物形成的涂覆导体对于FWCL标准表现出小于15cm*％的值。
本发明的聚合物组合物特别可用于制备涂覆导体。
根据本公开的第一特征，一种聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的硅烷接枝的乙烯聚合物，其中硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至1.50摩尔％的硅烷含量，并且用于制备硅烷接枝的乙烯聚合物的乙烯聚合物具有基于乙烯聚合物的总重量计小于15重量％的极性共聚单体含量；以及基于聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的阻燃填料。
根据本公开的第二特征，聚合物组合物还包含以下中的一者或多者：基于聚合物组合物的总重量计1重量％至5重量％的有机硅；以及基于聚合物组合物的总重量计0.001重量％至10.0重量％的硅烷醇缩合催化剂。
根据本公开的第三特征，硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至0.94摩尔％的硅烷含量。
根据本公开的第四特征，硅烷接枝的乙烯聚合物具有如根据ASTM D-792测量的0.860g/cc至0.930g/cc的密度。
根据本公开的第五特征，阻燃填料是无卤素阻燃填料。
根据本公开的第六特征，硅烷接枝的乙烯聚合物的硅烷接枝是衍生自结构(I)的可水解硅烷单体的单元，其中R1为氢原子或甲基基团；x为0或1；n为1至4、或6、或8、或10、或12的整数；并且每个R2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)、芳烷氧基基团(例如，苯甲氧基)、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)、氨基或取代的氨基基团(例如，烷氨基、芳氨基)或具有1至6个碳原子的低级烷基基团，条件是三个R2基团中不超过一个基团为烷基。
根据本公开的第七特征，可水解硅烷选自由乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷组成的组。
根据本公开的第八特征，阻燃填料包含氢氧化镁、三水合铝、碳酸钙、水合硅酸钙和水合镁中的至少一种。
根据本公开的第九特征，一种涂覆导体，其包含：导体；以及至少部分地围绕导体定位的特征1-8中任一项的聚合物组合物，其中涂覆导体表现出小于15cm*％的填料加权炭化长度标准值。
根据本公开的第十特征，涂覆导体的填料加权炭化长度标准值为1cm*％至10cm*％。
具体实施方式
如本文所用，术语“和/或”当用于两个或更多个项目的列表中时，意指所列项目中的任一个可单独使用，或可使用所列项目中的两个或更多个的任何组合。例如，如果组合物被描述为包含组分A、B和/或C，则组合物可单独含有A；单独含有B；单独含有C；以组合含有A和B；以组合含有A和C；以组合含有B和C；或以组合含有A、B和C。
除非另有说明，否则所有范围包括端点。
测试方法是指截至本文件优先权目的最新测试方法，除非日期用测试方法编号表示为带连字符的两位数。对测试方法的引用包括对测试协会和测试方法编号两者的引用。测试方法组织通过以下缩写之一来引用：ASTM是指ASTM国际(以前称为美国试验与材料协会)；EN是指欧洲标准；DIN是指德国标准化学会；并且ISO是指国际标准化组织。
如本文所用，除非另外指明，否则术语重量百分比(“重量％”)表示组分占聚合物组合物总重量的重量百分比。术语摩尔百分比(“摩尔％”)表示组分占存在该组分的物品的总摩尔数的摩尔百分比。
除非本文另外提供，否则密度根据ASTMD792方法B测量。结果以克(g)/立方厘米(g/cc)记录。
除非本文另外提供，否则熔体指数(MI)根据ASTM D1238，条件190℃/2.16千克(kg)重量测量，并且以每10分钟洗脱的克数(g/10min)报告。
“聚合物”意指通过使单体(无论相同类型或不同类型)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、互聚物和共聚物。
“乙烯聚合物”意指含有衍生自乙烯的单元的聚合物。乙烯聚合物通常包含至少50摩尔％的衍生自乙烯的单元。聚乙烯是乙烯聚合物。
聚合物组合物
本公开涉及聚合物组合物。聚合物组合物包含硅烷接枝的乙烯聚合物和阻燃填料。聚合物组合物还可包含有机硅。如下文将更详细地解释，聚合物组合物可用于制造涂覆导体。
乙烯聚合物
“硅烷接枝的乙烯聚合物”、“硅烷接枝的聚乙烯”、“Si-g-PE”和类似术语意指通过将硅烷官能团接枝到乙烯聚合物的主链上的过程制备的乙烯聚合物，如例如USP 3,646,155或6,048,935中所述。
乙烯聚合物(由其形成硅烷接枝的乙烯聚合物)可包含50摩尔％或更多、60摩尔％或更多、70摩尔％或更多、80摩尔％或更多、85摩尔％或更多、90摩尔％或更多、或91摩尔％或更多、或92摩尔％或更多、或93摩尔％或更多、或94摩尔％或更多、或95摩尔％或更多、或96摩尔％或更多、或97摩尔％或更多、或97.5摩尔％或更多、或98摩尔％或更多、或99摩尔％或更多，而同时100摩尔％或更少、99.5摩尔％或更少、或99摩尔％或更少、或98摩尔％或更少、或97摩尔％或更少、或96摩尔％或更少、或95摩尔％或更少、或94摩尔％或更少、或93摩尔％或更少、或92摩尔％或更少、或91摩尔％或更少、或90摩尔％或更少、或85摩尔％或更少、或80摩尔％或更少、或70摩尔％或更少、或60摩尔％或更少的乙烯，如使用核磁共振(NMR)或傅立叶变换红外(FTIR)光谱法所测量。乙烯聚合物的其他单元可包括C3至C4、或C6、或C8、或C10、或C12、或C16、或C18、或C20 α-烯烃，诸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。乙烯聚合物(由其形成硅烷接枝的乙烯聚合物)的其他单元可以衍生自一种或多种可聚合单体，包括但不限于极性单体诸如不饱和酯。不饱和酯可为丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或羧酸乙烯基酯。烷基可具有1至8个碳原子，或1至4个碳原子。羧酸酯基团可具有2至8个碳原子，或2至5个碳原子。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的示例包括但不限于丙烯酸乙酯、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。羧酸乙烯酯的示例包括但不限于乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。
由其形成硅烷接枝的乙烯聚合物的乙烯聚合物可以是超低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯或乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯乙酸乙烯酯共聚物。乙烯聚合物的密度可为0.860g/cc或更大、0.870g/cc或更大、或0.880g/cc或更大、或0.890g/cc或更大、或0.900g/cc或更大、或0.904g/cc或更大、或0.910g/cc或更大、或0.915g/cc或更大、或0.920g/cc或更大、或0.921g/cc或更大、或0.922g/cc或更大、或0.925g/cc至0.930g/cc或更大、或0.935g/cc或更大，而同时0.970g/cc或更小、或0.960g/cc或更小、或0.950g/cc或更小、或0.940g/cc或更小、或0.935g/cc或更小、或0.930g/cc或更小、或0.925g/cc或更小、或0.920g/cc或更小、或0.915g/cc或更小、或0.910g/cc或更小、或0.905g/cc或更小、或0.900g/cc或更小，如通过ASTM D792所测量。
乙烯聚合物的熔体指数可为0.5g/10min或更大、或1.0g/10min或更大、或1.5g/10min或更大、或2.0g/10min或更大、或2.5g/10min或更大、或3.0g/10min或更大、或3.5g/10min或更大、或4.0g/10min或更大、或4.5g/10min或更大、或10.0g/10min或更大、或18g/10min或更大，而同时30.0g/10min或更小、或25.0g/10min或更小、或20.0g/10min或更小、或18.0g/10min或更小、或15.0g/10min或更小、或10.0g/10min或更小、或5.0g/10min或更小、或4.5g/10min或更小、或4.0g/10min或更小、或3.5g/10min或更小、或3.0g/10min或更小、或2.5g/10min或更小、或2.0g/10min或更小、或1.5g/10min或更小、或1.0g/10min或更小。
乙烯聚合物可以是均质聚合物或均聚物。均质乙烯聚合物可具有在1.5至3.5范围内的多分散指数(即，分子量分布)和基本上均匀的共聚单体分布，并且特征在于如通过差示扫描量热法(DSC)测量的单一且相对低的熔点。基本上线性的乙烯共聚物(SLEP)是均质乙烯聚合物。
如本文所用，“基本上线性的”意指本体聚合物平均被约0.01个长支链/1000个总碳(包括主链和支链碳)至约3个长支链/1000个总碳、优选地约0.01个长支链/1000个总碳至约1个长支链/1000个总碳、更优选地约0.05个长支链/1000个总碳至约1个长支链/1000个总碳、并且尤其是约0.3个长支链/1000个总碳至约1个长支链/1000个总碳取代。
“长支链”或“长链支化”(LCB)意指链长比共聚单体中的碳数少至少一(1)个碳，而“短支链”或“短链支化”(SCB)意指链长比共聚单体中的碳数少二(2)。例如，乙烯/1-辛烯基本上线性的聚合物具有长度为至少七(7)个碳的长支链的主链，但其也具有长度仅为六(6)个碳的短支链，而乙烯/1-己烯基本上线性的聚合物具有长度为至少五(5)个碳的长支链，但也具有长度仅为四(4)个碳的短支链。通过使用13C核磁共振(NMR)光谱法可以将LCB与SCB区分开，并且在有限程度上，例如对于乙烯均聚物，可使用Randall的方法(Rev.Macromol.Chem.Phys.，C29(2&3)，第285至297页)将其量化。然而，实际上，现有的13CNMR光谱法不能测定超过约六(6)个碳原子的长支链的长度，因此，该分析技术不能区分七(7)个碳和七十(70)个碳的支链。LCB可以与聚合物主链的长度大致一样长。
USP 4,500,648教导了LCB频率可通过等式LCB＝b/Mw来表示，其中b为每分子LCB的加权平均数，并且Mw为重均分子量。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易于通过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年)中所述，或如USP 4,798,081中所述。可用于本发明的基本上线性的乙烯聚合物的SCBDI或CDBI通常大于约30重量％、或50重量％、或80重量％、或90重量％。
“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，该产物可包含具有LCB的聚合物主链和不具有LCB的聚合物主链两者。因此，“本体聚合物”包含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。
SLEP及其制备方法在USP 5,741,858和USP 5,986,028中更完全地描述。
多分散指数以Mw/Mn计算。Mw被定义为重均分子量，并且Mn被定义为数均分子量。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)。通过使用窄分子量分布聚苯乙烯标准品(来自Polymer Laboratories)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 ofPolymer Science，Polymer Letters，第6卷，(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＝∑(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。一般来讲，乙烯聚合物的Mw在42,000至64,000、优选地44,000至61,000、并且更优选地46,000至55,000的范围内。
用于制备均质乙烯聚合物的典型催化剂体系包括茂金属和限制几何构型催化剂(CGC)体系。CGC系统用于制备SLEP。
乙烯聚合物可以是乙烯与具有3至12个碳原子或3至8个碳原子的一种或多种alpha-烯烃(α-烯烃)的共聚物。α-烯烃可以是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的一种或多种。乙烯聚合物可包含衍生自三种或更多种不同单体的单元。例如，第三共聚单体可以是另一种α-烯烃或二烯诸如亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、丁二烯、1，4-己二烯或二环戊二烯，或者极性材料诸如不饱和酯。用于制备硅烷接枝的乙烯聚合物的乙烯聚合物可具有基于乙烯聚合物的总重量计小于15重量％、或10重量％、或5重量％或更小、或3重量％或更小、或1重量％或更小、或0重量％的极性共聚单体含量。示例性极性共聚单体是丙烯酸乙酯。
可用于本发明的乙烯聚合物的具体示例包括均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如Mitsui Petrochemicals Company Limited的TAFME RTM和Exxon Chemical Company的EXACTTM)；以及均匀支化的基本上线性的乙烯/α-烯烃聚合物(例如购自The DowChemical Company的AFFINITYTM塑性体和ENGAGETM弹性体)。
可水解硅烷单体
“可水解硅烷单体”被接枝到乙烯聚合物以制备硅烷接枝的乙烯聚合物。可使用将有效地接枝到乙烯聚合物(并且因此能够实现硅烷接枝的乙烯聚合物的后续交联)的任何可水解硅烷或此类可水解硅烷的混合物。可水解硅烷单体的代表性但非限制性的示例具有结构(I)：
其中R1为氢原子或甲基基团；x为0或1；n为1至4、或6、或8、或10、或12的整数；并且每个R2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)、芳烷氧基基团(例如，苯甲氧基)、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)、氨基或取代的氨基基团(例如，烷氨基、芳氨基)或具有1至6个碳原子的低级烷基基团，条件是三个R2基团中不超过一个基团为烷基。
可水解硅烷单体可包括包含烯键式不饱和烃基基团(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、烃酰氧基或烃氨基基团)的硅烷单体。可水解基团可包括甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和烷基或芳基氨基。在一个具体示例中，可水解硅烷单体是不饱和烷氧基硅烷，其可接枝到乙烯聚合物上。可水解硅烷单体的示例包括乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙烯基三乙酰氧基硅烷和γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。在结构(I)的上下文中，对于VTMS，x＝0；R1＝氢；并且R2＝甲氧基；对于VTES：x＝0；
R1＝氢；并且R2＝乙氧基；并且对于乙烯基三乙酰氧基硅烷：x＝0；R1＝H；并且R2＝乙酰氧基。
自由基引发剂
可水解硅烷单体可通过使用自由基引发剂接枝到乙烯聚合物以形成Si-g-PE。自由基引发剂的示例包括过氧化物、偶氮化合物(即，带有二嗪基部分的化合物)，和/或通过电离辐射。自由基引发剂可以是有机过氧化物，诸如过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、过辛酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、月桂基过氧化物和过乙酸叔丁酯。偶氮化合物的示例是偶氮二异丁腈。
基于组合的乙烯聚合物、可水解硅烷单体和引发剂的总重量，所用引发剂的量可为0.04重量％或更大、或0.06重量％或更大，而同时1.00重量％或更小、或0.50重量％或更小、或0.30重量％或更小、或0.15重量％或更小、或0.10重量％或更小。可水解硅烷单体与引发剂的重量比可为5∶1至70∶1、或10∶1至30∶1。对于具有不饱和基团的某些聚合物，可以使用通过热和剪切生成的自由基在根本没有任何引发剂的情况下进行接枝。
乙烯聚合物的硅烷接枝
通常，在将硅烷接枝的乙烯聚合物(Si-g-PE)与阻燃填料混合之前，用可水解硅烷单体接枝乙烯聚合物。另选地，原位Si-g-PE是通过诸如MONOSIL方法的方法形成的，其中在挤出聚合物组合物以形成涂覆导体期间，可水解硅烷单体接枝到乙烯聚合物的主链上，如例如USP 4,574,133中所述。使用已知的设备和技术将乙烯聚合物、可水解硅烷单体和自由基引发剂混合，并使它们经受120℃至270℃的接枝温度。通常，混合设备是BANBURYTM混合器或类似混合器，或单螺杆或双螺杆挤出机。也可使用其他挤出机，如反转双螺杆挤出机、捏合机、行星式挤出机、多螺杆挤出机。也可使用串联的两个或更多个上述混合器或挤出机的组合。
硅烷接枝的乙烯聚合物
硅烷接枝的乙烯聚合物具有与上述预接枝的乙烯聚合物相同的密度范围。硅烷接枝的乙烯聚合物的熔体指数可为0.1g/10min或更大、或0.3g/10min或更大、或0.5g/10min或更大、或1.0g/10min或更大、或1.5g/10min或更大、或2.0g/10min或更大、或2.5g/10min或更大、或3.0g/10min或更大、或3.5g/10min或更大、或4.0g/10min或更大、或4.5g/10min或更大、或10.0g/10min或更大、或18g/10min或更大、或20g/10min或更大、或30g/10min或更大、或40g/10min或更大，而同时50.0g/10min或更小、40.0g/10min或更小、30.0g/10min或更小、或25.0g/10min或更小、或20.0g/10min或更小、或18.0g/10min或更小、或15.0g/10min或更小、或10.0g/10min或更小、或5.0g/10min或更小、或4.5g/10min或更小、或4.0g/10min或更小、或3.5g/10min或更小、或3.0g/10min或更小、或2.5g/10min或更小、或2.0g/10min或更小、或1.5g/10min或更小、或1.0g/10min或更小，如根据ASTM D1238所测量。
硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至1.50摩尔％的硅烷含量。例如，硅烷接枝的乙烯聚合物可具有基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％或更大、或0.41摩尔％或更大、或0.42摩尔％或更大、或0.43摩尔％或更大、或0.44摩尔％或更大、或0.45摩尔％或更大、或0.46摩尔％或更大、或0.47摩尔％或更大、或0.48摩尔％或更大、或0.49摩尔％或更大、或0.50摩尔％或更大、或0.52摩尔％或更大、或0.54摩尔％或更大、或0.56摩尔％或更大、或0.58摩尔％或更大、或0.60摩尔％或更大、或0.62摩尔％或更大、或0.64摩尔％或更大、或0.66摩尔％或更大、或0.68摩尔％或更大、或0.70摩尔％或更大、或0.72摩尔％或更大、或0.74摩尔％或更大、或0.76摩尔％或更大、或0.78摩尔％或更大、或0.80摩尔％或更大、或0.82摩尔％或更大、或0.84摩尔％或更大、或0.86摩尔％或更大、或0.88摩尔％或更大、或0.90摩尔％或更大、或0.92摩尔％或更大、或0.94摩尔％或更大、或0.96摩尔％或更大、或0.98摩尔％或更大、或1.00摩尔％或更大、或1.10摩尔％或更大、或1.20摩尔％或更大、或1.30摩尔％或更大、或1.40摩尔％或更大，而同时1.50摩尔％或更小、或1.40摩尔％或更小、或1.30摩尔％或更小、或1.20摩尔％或更小、或1.10摩尔％或更小、或1.00摩尔％或更小、或0.99摩尔％或更小、或0.98摩尔％或更小、或0.96摩尔％或更小、或0.94摩尔％或更小、或0.92摩尔％或更小、或0.90摩尔％或更小、或0.88摩尔％或更小、或0.86摩尔％或更小、或0.84摩尔％或更小、或0.82摩尔％或更小、或0.80摩尔％或更小、或0.78摩尔％或更小、或0.76摩尔％或更小、或0.74摩尔％或更小、或0.72摩尔％或更小、或0.70摩尔％或更小、或0.68摩尔％或更小、或0.66摩尔％或更小、或0.64摩尔％或更小、或0.62摩尔％或更小、或0.60摩尔％或更小、或0.58摩尔％或更小、或0.56摩尔％或更小、或0.54摩尔％或更小、或0.52摩尔％或更小、或0.50摩尔％或更小、或0.49摩尔％或更小、或0.48摩尔％或更小、或0.47摩尔％或更小、或0.46摩尔％或更小、或0.45摩尔％或更小、或0.44摩尔％或更小、或0.43摩尔％或更小、或0.42摩尔％或更小、或0.41摩尔％或更小的硅烷含量。
硅烷接枝的乙烯聚合物可具有基于硅烷接枝的乙烯聚合物的总重量计1.8重量％至5.0重量％的硅烷含量。例如，硅烷含量可为1.8重量％或更大、或2.0重量％或更大、或2.2重量％或更大、或2.4重量％或更大、或2.6重量％或更大、或2.8重量％或更大、或3.0重量％或更大、或3.2重量％或更大、或3.4重量％或更大、或3.6重量％或更大、或3.8重量％或更大、或4.0重量％或更大、或4.2重量％或更大、或4.4重量％或更大、或4.6重量％或更大、或4.8重量％或更大，而同时5.0重量％或更小、或4.8重量％或更小、或4.6重量％或更小、或4.4重量％或更小、或4.2重量％或更小、或4.0重量％或更小、或3.8重量％或更小、或3.6重量％或更小、或3.4重量％或更小、或3.2重量％或更小、或3.0重量％或更小、或2.8重量％或更小、或2.6重量％或更小、或2.4重量％或更小、或2.2重量％或更小、或2.0重量％或更小。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的硅烷接枝的乙烯聚合物。例如，聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计浓度为10重量％或更大、或12重量％或更大、或14重量％或更大、或15重量％或更大、或16重量％或更大、或17重量％或更大、或18重量％或更大、或19重量％或更大、或20重量％或更大、或21重量％或更大、或22重量％或更大、或23重量％或更大、或24重量％或更大、或25重量％或更大、或26重量％或更大、或27重量％或更大、或28重量％或更大、或29重量％或更大、或30重量％或更大、或35重量％或更大、或40重量％或更大、或45重量％或更大、或50重量％或更大、或55重量％或更大、或60重量％或更大、或65重量％或更大、或70重量％或更大、或75重量％或更大，而同时80重量％或更小、或75重量％或更小、或70重量％或更小、或65重量％或更小、或60重量％或更小、或55重量％或更小、或50重量％或更小、或45重量％或更小、或40重量％或更小、或35重量％或更小、或30重量％或更小、或29重量％或更小、或28重量％或更小、或27重量％或更小、或26重量％或更小、或25重量％或更小、或24重量％或更小、或23重量％或更小、或22重量％或更小、或21重量％或更小、或20重量％或更小、或19重量％或更小、或18重量％或更小、或17重量％或更小、或16重量％或更小、或15重量％或更小、或14重量％或更小、或13重量％或更小、或12重量％或更小、或11重量％或更小的硅烷接枝的乙烯聚合物。
阻燃填料
阻燃填料可以抑制、压制或延迟火焰的产生。在一些示例中，阻燃填料可以是无卤素的。如本文所用，“无卤素”和类似术语表示阻燃填料不含或基本上不含卤素含量，即，包含小于10,000mg/kg的卤素，如通过离子色谱法(IC)或类似分析方法所测量。小于该量的卤素含量被认为对例如涂覆导体中的阻燃填料的功效无关紧要。
适用于聚合物组合物的阻燃填料的示例包括但不限于卤化材料、金属氢氧化物、红磷、多磷酸铵、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、氧化锌、钼酸锌、硫化锌、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。阻燃填料的无卤素示例可包括氢氧化镁、三水合铝、碳酸钙、水合硅酸钙、氢氧化铝和水合镁中的至少一种。适用于聚合物组合物的阻燃填料的市售示例包括但不限于购自Nabaltec AG，Schwandorf，Germany的APYRALTM40CD和购自Israel Chemicals Ltd.，Tel Aviv-Yafo，Israel的FR-20-100。
阻燃填料可任选地进行表面处理(涂覆)。表面处理可以用具有8至24个碳原子或12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。另选地，酸或盐可以仅以类似的量添加到组合物中，而不使用表面处理过程。也可利用其他表面处理，包括硅烷、钛酸盐、磷酸盐和锆酸盐。也可使用未在此公开的其他表面处理。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的量的阻燃填料。例如，聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计10重量％或更多、或15重量％或更多、或20重量％或更多、或25重量％或更多、或30重量％或更多、或35重量％或更多、或40重量％或更多、或45重量％或更多、或50重量％或更多、或55重量％或更多、或60重量％或更多、或65重量％或更多、或70重量％或更多、或75重量％或更多，而同时80重量％或更少、或75重量％或更少、或70重量％或更少、或65重量％或更少、或60重量％或更少、或55重量％或更少、或50重量％或更少、或45重量％或更少、或40重量％或更少、或35重量％或更少的阻燃填料。
有机硅
聚合物组合物可包含1重量％至5重量％的有机硅(也称为聚硅氧烷)。有机硅可以是直链的、支链的、反应性的和/或非反应性的。有机硅可以其天然形式(包括但不限于聚二甲基硅氧烷和硅橡胶纯胶料)或作为载体聚合物中的母料或作为所谓的“粉末树脂改性剂”(例如，DOWSILTM Si粉末树脂改性剂)或作为它们的组合使用。例如，聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计浓度为1重量％或更大、或1.5重量％或更大、或2重量％或更大、或2.5重量％或更大、或3重量％或更大、或3.5重量％或更大、或4重量％或更大、或4.5重量％或更大，而同时20重量％或更小、或15重量％或更小、或10重量％或更小、7重量％或更小、或5重量％或更小、或4.5重量％或更小、或4.0重量％或更小、或3.5重量％或更小、或3.0重量％或更小、或2.5重量％或更小、或2.0重量％或更小、或1.5重量％或更小的有机硅。
添加剂
聚合物组合物可包含一种或多种添加剂。合适的添加剂的非限制性示例包括抗氧化剂、着色剂、腐蚀抑制剂、润滑剂、硅烷醇缩合催化剂、紫外线(UV)吸收剂或稳定剂、防粘连剂、阻燃剂、偶联剂、增容剂、增塑剂、填料、加工助剂以及它们的组合。
聚合物组合物可包含抗氧化剂。合适的抗氧化剂的非限制性示例包含酚类抗氧化剂、硫类抗氧化剂、磷酸盐类抗氧化剂和肼类金属钝化剂。合适的酚类抗氧化剂包括高分子量受阻酚、甲基取代酚、具有伯或仲羰基取代基的酚以及多官能酚诸如含硫和含磷酚。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；四-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸季戊四醇酯；3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯；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；3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸(二正辛基硫代)乙酯；和六[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)-丙酸]山梨糖醇酯。聚合物组合物可包含四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸)季戊四醇酯，其可从BASF以IrganoxTM1010商购获得。合适的甲基取代的苯酚的非限制性示例是亚异丁基双(4，6-二甲基苯酚)。合适的基于肼的金属钝化剂的非限制性示例是草酰双(亚苄基酰肼)。聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计0重量％、或0.001重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％至0.5重量％、或0.6重量％、或0.7重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或2.5重量％、或3.0重量％的抗氧化剂。
聚合物组合物可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”通过水解和缩合反应促进硅烷官能化的聚烯烃交联。路易斯酸为可接受来自路易斯碱的电子对的化学物种。路易斯碱是可以接受来自路易斯碱的电子对的化学物质。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。合适的布朗斯台德酸的非限制性示例是甲磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸或烷基萘磺酸。硅烷醇缩合催化剂可包含封端磺酸。封端磺酸可如US 2016/0251535 A1中所定义，并且可以是在加热时，任选地在水分或醇的存在下原位生成磺酸的化合物。封端磺酸的示例包括胺-磺酸盐和磺酸烷基酯。封端磺酸可以由碳原子、氢原子、一个硫原子和三个氧原子以及任选的氮原子组成。这些催化剂通常用于湿固化应用中。聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量计0重量％、或0.001重量％、或0.005重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.03重量％至0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％、或0.5重量％、或1.0重量％、或3.0重量％、或5.0重量％或10重量％的硅烷醇缩合催化剂。通常将硅烷醇缩合催化剂添加到制品制造挤出机(诸如在电缆制造期间)，使得其存在于最终熔融挤出过程中。因此，硅烷官能化的聚烯烃在离开挤出机之前可发生一定程度的交联，在离开挤出机之后通常在暴露于湿气(例如，桑拿浴、热水浴或冷却浴)和/或储存、运输或使用的环境中存在的湿度时完成交联。
硅烷醇缩合催化剂可被包含在催化剂母料共混物中，并且催化剂母料被包含在组合物中。合适的硅烷醇缩合催化剂母料的非限制性示例包括由The Dow Chemical Company以商品名SI-LINKTM出售的那些，包括SI-LINKTMDFDB-5480NT、SI-LINKTMDFDA-5481NT和SI-LINKTMAC DFDA-5488NT。在一个实施方案中，组合物包含基于组合物的总重量计0重量％、或0.001重量％、或0.01重量％、或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％的硅烷醇缩合催化剂母料。
聚合物组合物可包含紫外线(UV)吸收剂或稳定剂。合适的UV稳定剂的非限制性示例为受阻胺光稳定剂(HALS)。合适的HALS的非限制性示例是1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺、N，N-1，2-乙二基双N-3-4，6-双丁基(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)氨基-1，3，5-三嗪-2-基氨基丙基-N，N-二丁基-N，N-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-1，5，8，12-四[4，6-双(正丁基-n-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1，3，5-三嗪-2-基]-1，5，8，12-四氮杂十二烷，其作为SABOTMSTAB UV-119可从SABO S.p.A.(Levate，Italy)商购获得。在一个实施方案中，组合物包含基于组合物的总重量计0重量％、或0.001重量％、或0.002重量％、或0.005重量％、或0.006重量％、或0.007重量％、或0.008重量％、或0.009重量％、或0.01重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、1.0重量％、或2.0重量％、或2.5重量％、或3.0重量％的UV吸收剂或稳定剂。
组合物可包含加工助剂。合适的加工助剂的非限制性示例包括油、有机酸(诸如硬脂酸)和有机酸的金属盐(诸如硬脂酸锌)。在一个实施方案中，组合物包含基于组合物的总重量计0重量％、或0.01重量％、或0.02重量％、或0.05重量％、或0.07重量％、或0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％至0.5重量％、或0.6重量％、或0.7重量％、或0.8重量％、或1.0重量％、或2.0重量％、或2.5重量％、或3.0重量％、或5.0重量％、或10.0重量％、或20.0重量％的加工助剂。
组合物可包含基于聚合物组合物的总重量计0重量％或更多、或0.001重量％或更多、或0.002重量％或更多、或0.005重量％或更多、或0.006重量％或更多、或0.008重量％或更多、或0.009重量％或更多、或0.01重量％或更多、或0.2重量％或更多、或0.3重量％或更多、或0.4重量％或更多、或0.5重量％或更多、或1.0重量％或更多、或2.0重量％或更多、或3.0重量％或更多、或4.0重量％或更多、或5.0重量％或更多、或10.0重量％或更多、或15.0重量％或更多、或20.0重量％或更多、或30重量％或更多、或40重量％或更多、或50重量％或更多的添加剂。
母料
硅烷接枝的乙烯聚合物、阻燃剂和添加剂中的一种或多种可组合为预混合母料。此类母料通常通过将阻燃剂和添加剂分散到惰性塑料树脂中来形成。母料适宜通过熔融混配方法形成。
组分或母料中的一者或多者可在配混或挤出前被干燥，或者组分或母料的混合物在配混或挤出后被干燥，以减小或消除可能由存在于例如填料的组分中或与组分相关联的湿气导致的潜在的焦烧。可在不存在硅烷醇缩合催化剂的情况下制备组合物以延长货架期，并且硅烷醇缩合催化剂可作为通过挤出方法制备电缆构造(涂覆导体)中的最终步骤添加。
涂覆导体
本公开还提供涂覆导体。涂覆导体包括导体和导体上的涂层，该涂层包含聚合物组合物。聚合物组合物至少部分地设置在导体周围以产生涂覆导体。导体可包含导电金属。
用于制备涂覆导体的方法包括将聚合物组合物混合并在挤出机中加热到至少硅烷接枝的乙烯聚合物的熔融温度以形成聚合物熔融共混物，然后将该聚合物熔融共混物涂覆到导体上。术语“到……上”包括聚合熔融共混物和导体之间直接接触或间接接触。聚合物熔融共混物处于可挤出状态。
聚合物组合物设置在导体上和/或围绕导体设置以形成涂层。涂层可以是一个或多个内层，诸如绝缘层。涂层可以完全或部分地覆盖或以其他方式包围或包覆导体。涂层可以是包围导体的唯一组件。替代性地，涂层可以是包裹导体的多层护套或外皮的一层。涂层可直接接触导体。涂层可直接接触包围导体的绝缘层。
涂覆导体可表现出如下测定的小于15cm*％的FWCL值。例如，涂覆导体可表现出0.5cm*％或更大、或1cm*％或更大、或2cm*％或更大、或3cm*％或更大、或4cm*％或更大、或5cm*％或更大、或6cm*％或更大、或7cm*％或更大、或8cm*％或更大、或9cm*％或更大、或10cm*％或更大、或11cm*％或更大、或12cm*％或更大、或13cm*％或更大、或14cm*％或更大，而同时小于15cm*％、或14cm*％或更小、或13cm*％或更小、或12cm*％或更小、或11cm*％或更小、或10cm*％或更小、或9cm*％或更小、或8cm*％或更小、或7cm*％或更小、或6cm*％或更小、或5cm*％或更小、或4cm*％或更小、或3cm*％或更小、或2cm*％或更小、或1cm*％或更小的填料加权炭化长度值。
实施例
测试方法
Si-g-PE的VTMS含量：使用中子活化分析(NAA)测量Si-g-PE的VTMS含量。由已在55℃处真空汽提24小时的部分Si-g-PE制备样品。Si标准品由它们的NIST可追踪标准溶液制备到类似的小瓶中。使用纯水将标准品稀释至与样品相似的体积。还制备了水的空白样品。然后按照针对Si的标准NAA过程“Global-SOP-01101.02”分析样品、标准品和空白。具体地，NAA期间的照射在250kW反应器功率下进行3分钟。使用HPGe检测器组，等待时间为9分钟，并且计数时间为270秒。使用Canberra软件和比较技术以重量百分比计算Si浓度。测量的典型不确定度在2％-5％相对值的范围内，并且检测限小于90ppm。假定通过NAA测量的Si全部来自添加的乙烯基三甲氧基硅烷(C5H12O3Si)，使用化学计量反算VTMS含量(重量％)。已知VTMS的重量％，以及乙烯和用于制备乙烯聚合物的任何其他共聚单体(例如，辛烯、丙烯酸乙酯)的重量％，使用下式计算VTMS的摩尔％：
其中，
W＝重量％
M＝分子量
i＝VTMS、乙烯、辛烯、丙烯酸乙酯。
FWCL值：通过首先进行国际电工技术委员会测试60332-1-2：2004来测定涂覆导体的FWCL值，该测试指定了用于测试单个垂直涂覆导体对垂直火焰传播的抵抗力的过程。测试60332-1-2：2004测量在测试期间形成在涂覆导体上的炭化长度(“炭化长度”)。FWCL值通过将以厘米计的炭化长度乘以用于形成涂覆导体的聚合物组合物中存在的阻燃填料的重量％再除以100来计算。
材料
在下面提供了用于实施例的材料。
POE1是用1-辛烯(10.3摩尔％)作为共聚单体制成的乙烯聚合物，其具有如根据ASTM D792测量的0.88g/cc的密度和根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的18g/10分钟的熔体指数。POE1具有0重量％的极性共聚单体含量。POE1可从The Dow ChemicalCompany，Midland，MI商购获得。
POE2是用1-辛烯(5.6摩尔％)作为共聚单体制成的乙烯聚合物，其具有如根据ASTM D792测量的0.902g/cc的密度和如根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的30g/10分钟的熔体指数。POE2具有0重量％的极性共聚单体含量。POE2可从The Dow ChemicalCompany，Midland，MI商购获得。
极性PE1是用丙烯酸乙酯作为共聚单体(18重量％的丙烯酸乙酯)制成的乙烯聚合物，其具有如根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的6g/10分钟的熔体指数。极性PE1具有18重量％的极性共聚单体含量。极性PE1可从The Dow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
极性PE2是用丙烯酸乙酯作为共聚单体(21重量％的丙烯酸乙酯)制成的乙烯聚合物，其具有如根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的21g/10分钟的熔体指数。极性PE2具有21重量％的极性共聚单体含量。极性PE2可从The Dow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
LDPE是低密度聚乙烯(乙烯聚合物)，其具有如根据ASTM D792测量的0.918g/cc密度的密度和如根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的8g/10分钟的熔体指数。LDPE具有0重量％的极性共聚单体含量。LDPE可从The Dow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)CAS号2768-02-7是98％纯的，并且可从Sigma-Aldrich，St.Louis，MO商购获得。
2，5-双(叔丁基过氧基)-2，5-二甲基己烷(DBPH)CAS号78-63-7是可从Sigma-Aldrich，St.Louis，MO商购获得的过氧化物。
SC是被开发以与可湿致固化的乙烯-硅烷共聚物结合使用的硅烷醇缩合催化剂母料，并且可以SI-LINKTMDFDB-5480NT从The Dow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
oBC是烯烃嵌段共聚物，其具有如根据ASTM D792测量的0.877g/cc的密度和如根据ASTM D1238测量的190℃/2.16kg下的15g/10分钟的熔体指数。OBC可以INFUSETM9817从The Dow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
增容剂是马来酸酐接枝的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，并且可以FUSABONDTMC250从TheDow Chemical Company，Midland，MI商购获得。
填料是氢氧化镁(HFFR)，并且可以FR-20-100从Israel Chemicals Ltd.，TelAviv-Yafo，Israel商购获得。
Ao1是化学名称为四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯的空间位阻酚类抗氧化剂，其可以IRGANOXTM1010从BASF，Ludwigshafen，Germany商购获得。
Ao2是硫代二丙酸二硬脂基酯，并且可以NAUGARDTMDSTDP从Addivant，Danbury，CT商购获得。
oBH是草酰双(亚苄基)酰肼，并且可从Sigma-Aldrich，St.Louis，Mo商购获得。
有机硅是DOWSILTMSi粉末树脂改性剂4-7081，并且可从The Dow ChemicalCompany，Midland，MI商购获得。
oTS是辛基三乙氧基硅烷，并且可以PROSILTM9202从Milliken&Co的SiVance LLC商购获得。
样品制备
乙烯聚合物的硅烷官能化在26mm同向旋转双螺杆挤出机(得自Coperion Corp.的ZSK-26)中进行。挤出机配置有15个料筒(60L/D)。最大螺杆速度为1200转/分钟(“rpm”)，并且最大马达输出为40马力。挤出机配备有“失重进料器”以馈送基础树脂。对于所有样品，将硅烷(VTMS)和DBPH(过氧化物)以按重量计20：1的比率预共混，并且使用Eldex计量在料筒5处定量添加到挤出机中。运行速率为4.54kg/hr，并且螺杆速度为300rpm。料筒温度对于料筒2-4设定为150℃，对于料筒6-10设定为230℃，对于料筒11-12设定为190℃，对于料筒12-15和适配器/模具设定为160℃。使用10-15标准立方英尺/小时的氮气吹扫第一料筒段以保持惰性气氛并且使氧化最小化。在料筒13上抽真空(50795.8帕斯卡)。使用2孔模具制备股线，使用股线切割器将股线切割成粒料。然后将硅烷接枝的材料在通风橱中使用氮气干燥约4-6小时，并且真空密封在铝箔袋中以避免在水分中的任何暴露并储存用于进一步测试。使用中子活化分析(NAA)对真空剥离的样品测量接枝水平。表1提供了实施例中使用的硅烷官能化乙烯聚合物的硅烷含量。
表1
通过组合表2的材料形成阻燃母料(“FRMB”)。通过在具有凸轮叶片的BRABENDERTM混合器中以40rpm转子速度和160℃护套(混合碗组)温度将氢氧化镁和其他成分与OBC组合来制备FRMB。FRMB的液体添加剂在均匀混合所有其他成分之后添加。熔融后将FRMB混合15分钟，在压机中压平，冷却并切成小片。在具有双混合头的25：1单螺杆挤出机中以40rpm以150℃/160℃/170℃/180℃曲线、20/40/60US目/英寸筛网组合件挤出片，并且将所得股线切割成小粒料。
表2
| <u>材料</u> | 重量百分比(％) |
| OBC | 18.29 |
| 增容剂 | 5.00 |
| 填料 | 70.00 |
| AO1 | 0.38 |
| AO2 | 0.38 |
| OBH | 0.45 |
| 有机硅 | 5.00 |
| OTS | 0.50 |
| 总计 | 100.00 |
在线材制备之前，将所有母料在真空烘箱中干燥：将FR MB粒料在60℃烘箱中放置48小时以去除水分。然后以表3所示的特定比例物理共混硅烷接枝的乙烯聚合物、FRMB和硅烷醇缩合催化剂。然后在挤出期间将共混物熔融混合以在具有标称1.524毫米壁厚的10AWG固体铜上制备线材构造。线材制备单元包括具有变速驱动器的BRABENDERTM19.05mm挤出机、不具有任何混合头的24：1聚乙烯螺杆、BRABENDERTM十字头线模、具有空气擦拭器的实验室水冷却槽、激光测微器和变速拉线器。以40rpm螺杆速度和接近2.44米/分钟的卷取速度，以140℃/155℃/165℃/165℃的温度曲线(跨区1、区2、区3和头/模具)和40/40目筛网组合件挤出线材样品。
将挤出的涂覆导体在90℃水浴中固化两天。在23℃和50％相对湿度下进一步调节72小时之后，根据国际电工技术委员会测试60332-1-2：2004测试固化的涂覆导体，并计算FWCL值。
结果
表3提供了比较例(“CE”)1-6和本发明实施例(“IE”)1-10的组合物以及相关联的FWCL值。
从表3可以看出，已令人惊讶地发现，所测量的FWCL值是用于制备聚合物组合物的Si-g-PE的硅烷含量(接枝VTMS)以及用于制备Si-g-PE的乙烯聚合物的类型的函数。令人惊讶地，当使用极性PE1或极性PE2制备Si-g-PE时，获得了涂覆导体的显著较差的燃烧性能(如15cm*％或更大的FWCL值所反映)。还令人惊讶地发现，在低于0.40摩尔％的硅烷含量下，涂覆导体表现出15cm*％或更大的FWCL值，而高于0.40摩尔％的硅烷含量产生小于15cm*％的FWCL值(当极性PE1或极性PE2不是Si-g-PE时)，表明0.40摩尔％是临界硅烷含量。对于高达0.94摩尔％的接枝VTMS(硅烷含量)值(当极性PE1或极性PE2不是Si-g-PE时)，获得小于15cm*％的FWCL值，并且该关系被认为扩展到高达1.50摩尔％。
Claims (10)
1.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
基于所述聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的硅烷接枝的乙烯聚合物，其中硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于所述硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至1.50摩尔％的硅烷含量，并且用于制备所述硅烷接枝的乙烯聚合物的所述乙烯聚合物具有基于所述乙烯聚合物的总重量计小于15重量％的极性共聚单体含量；以及
基于所述聚合物组合物的总重量计10重量％至80重量％的阻燃填料。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物还包含以下中的一者或多者：
基于所述聚合物组合物的总重量计1重量％至5重量％的有机硅；以及
基于所述聚合物组合物的总重量计0.001重量％至10.0重量％的硅烷醇缩合催化剂。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的聚合物组合物，其中所述硅烷接枝的乙烯聚合物具有基于所述硅烷接枝的乙烯聚合物的总摩尔数计0.40摩尔％至0.94摩尔％的硅烷含量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物组合物，其中所述硅烷接枝的乙烯聚合物具有如根据ASTM D-792测量的0.860g/cc至0.930g/cc的密度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物，其中所述阻燃填料是无卤素阻燃填料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合物组合物，其中所述硅烷接枝的乙烯聚合物的所述硅烷接枝是衍生自具有以下通式的可水解硅烷单体的单元：
其中R1为氢原子或甲基基团；x为0或1；n为1至4、或6、或8、或10、或12的整数；并且每个R2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)、芳烷氧基基团(例如，苯甲氧基)、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)、氨基或取代的氨基基团(例如，烷氨基、芳氨基)或具有1至6个碳原子的低级烷基基团，条件是三个R2基团中不超过一个基团为烷基。
7.根据权利要求6所述的聚合物组合物，其中所述可水解硅烷选自由乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷组成的组。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合物组合物，其中所述阻燃填料包含氢氧化镁、三水合铝、碳酸钙、水合硅酸钙和水合镁中的至少一种。
9.一种涂覆导体，所述涂覆导体包含：
导体；以及
至少部分地围绕所述导体定位的根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物组合物，其中所述涂覆导体表现出小于15cm*％的填料加权炭化长度标准值。
10.根据权利要求9所述的涂覆导体，其中所述填料加权炭化长度标准值为1cm*％至10cm*％。
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