CN116057123A - 紫外线稳定的聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合物组合物，该聚合物组合物包含基于该聚合物组合物的总重量，90重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物；基于该聚合物组合物的总重量，0.1重量％至1重量％的受阻胺光稳定剂；以及基于该聚合物组合物的总重量，0.1重量％至5.0重量％的MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。

Description

紫外线稳定的聚合物组合物
背景技术
技术领域
本公开总体上涉及聚合物组合物，并且更具体地涉及紫外线稳定的聚合物组合物。
简介
聚合物护套材料用作各种电力和通讯电缆的最外面的保护层。护套有助于防止电缆在安装和/或使用期间可能承受的物理损坏。护套可被着色以帮助在视觉上区分一根电缆与另一根电缆。安装在室外使用的电缆上的护套由于紫外线和其他环境因素而经受风化。
在暴露于紫外光(“UV”)和环境条件期间，在聚合物护套内产生自由基和酸。自由基氧化护套的聚合物，导致护套的机械性能随着UV暴露增加而降低。聚合物的氧化在护套内形成酸。对于电缆存在各种UV风化标准，这些标准要求电缆在某一加速UV测试时间段之后保持预定量的其拉伸强度和断裂拉伸伸长率。
减轻自由基在室外或高UV光暴露环境中的影响的常规方法是包括炭黑和受阻胺光稳定剂(“HALS”)两者。炭黑虽然在吸收紫外光和防止自由基产生方面是有效的，但对赋予护套所需颜色的能力具有强烈的影响。除了炭黑之外，HALS也用于聚合物护套中以中和所产生的自由基。HALS在中和自由基方面是有效的，但是被存在于聚合物护套环境中的酸去活化。因此，通过专门使用HALS来制造可着色电缆以防止护套降解的尝试导致加速的机械性能退化，这是由于更多的自由基产生和HALS经由酸的失活。
已经尝试了制造抗UV的可着色护套。例如，世界知识产权组织公开号2014/177153A1公开了在电缆护套内使用含碳酸钙的材料以防止HALS被环境酸失活。在碳酸钙中和环境酸时，预期聚合物护套的机械性能随时间而衰退。
鉴于上述情况，出乎意料的是发现了一种可用作护套的聚合物组合物，其既可着色又可用于制造通过UV风化标准的电缆。
发明内容
本公开提供可用作护套的聚合物组合物，其既可着色又可用于制造通过UV风化标准的电缆。令人惊奇地，本发明的实施方案提供了可用作护套的聚合物组合物，其既可着色又可用于制造超过UV风化标准要求的电缆。
本发明是以下发现的结果：虽然金属碳酸盐在中和来自电缆环境的强酸方面是有效的，但是金属氧化物在中和由于聚合物氧化而在聚合物护套内产生的酸方面更为有效。金属氧化物在水的存在下形成金属氢氧化物化合物。金属氢氧化物化合物表现出比金属碳酸盐更大的质子亲和力。结果，金属氢氧化物在中和由聚合物氧化产生的酸方面表现出比金属碳酸盐更高的功效。因此，金属氧化物的使用比金属碳酸盐更长时间地保持HALS的活性，并且电缆的聚合物护套在加速UV暴露后表现出更大的机械性能保持。金属氧化物和氢氧化物的更高功效允许聚合物组合物不含炭黑并因此可着色。
本公开的聚合物组合物可用于电线和电缆应用。
根据本公开的第一特征，聚合物组合物包含：基于所述聚合物组合物的总重量，90重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物；基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至1重量％的受阻胺光稳定剂；以及基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至5.0重量％的MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。
根据本公开的第二特征，所述聚合物组合物不含炭黑。
根据本公开的第三特征，所述聚合物组合物还包含着色剂。
根据本公开的第四特征，所述基于乙烯的聚合物包含根据ASTM D792测量的密度为0.917g/cc至0.926g/cc的低密度聚乙烯和根据ASTM D792测量的密度为0.940g/cc至0.970g/cc的高密度聚乙烯。
根据本公开的第五特征，所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，80重量％至95重量％的高密度聚乙烯。
根据本公开的第六特征，所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，5重量％至20重量％的低密度聚乙烯。
根据本公开的第七特征，所述聚合物组合物包含0.1重量％至3重量％的ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。
根据本公开的第八特征，所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，1.0重量％至2重量％的MgO和Mg(OH)2中的至少一种。
根据本公开的第九特征，基于所述聚合物组合物的总重量，所述聚合物组合物的1.4重量％至1.8重量％是MgO和Mg(OH)2。
根据本公开的第十特征，涂覆导体包括：导体；和聚合物组合物，所述聚合物组合物至少部分地设置在所述导体周围。
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日的最新测试方法，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)；IEC是指国际电工技术委员会；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，除非另有说明，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。
本文中的熔体指数(I2)值是指根据ASTM方法D1238在190摄氏度(℃)和2.16千克(Kg)质量下确定的值，并且以每十分钟洗脱的克数(“g/10min”)为单位提供。
本文中的密度值是指根据ASTM D792在23℃下确定的值并且以每立方厘米的克数(“g/cc”)为单位提供。
如本文所用，化学文摘服务登记号(“CAS#”)是指自本文件的优先权日起由化学文摘服务最近分配给化学化合物的唯一数字标识符。
聚合物组合物
本发明的聚合物组合物包含基于乙烯的聚合物、受阻胺光稳定剂、以及MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。所述聚合物组合物可不含炭黑，并因此可通过任选添加着色剂而着色。
基于乙烯的聚合物
如上所述，聚合物组合物的一种组分是基于乙烯的聚合物。如本文所用，“基于乙烯的”聚合物为其中大于50重量％的单体为乙烯的聚合物，但也可使用其他共聚单体。“聚合物”意指包含键合在一起的多个相同或不同类型的单体的大分子化合物，并且包括均聚物和互聚物。“互聚物”意指包含键合在一起的至少两种不同单体类型的聚合物。互聚物包括共聚物(通常用于指由两种不同单体类型制备的聚合物)和由超过两种不同单体类型制备的聚合物(例如，三元共聚物(三种不同单体类型)和四元共聚物(四种不同单体类型))。乙烯基聚合物可为乙烯均聚物。如本文所用，“均聚物”表示包含衍生自单一单体类型的重复单元的聚合物，但不排除用于制备均聚物的其他组分诸如催化剂、引发剂、溶剂和链转移剂的残余量。
基于乙烯的聚合物可具有单峰或多峰分子量分布并且可单独使用或与一种或多种其他类型的基于乙烯的聚合物组合使用(例如，两种或更多种基于乙烯的聚合物的共混物，所述两种或更多种基于乙烯的聚合物在单体组成和含量、催化制备方法、分子量、分子量分布、密度等方面彼此不同)。如果采用乙烯基聚合物的共混物，则聚合物可通过任何反应器内或反应器后方法进行共混。
所述聚合物组合物可包含90重量％或更多、或91重量％或更多、或92重量％或更多、或93重量％或更多、或94重量％或更多、或95重量％或更多、或96重量％或更多、或97重量％或更多、或98重量％或更多，而同时99重量％或更少、或98重量％或更少、或97重量％或更少、或96重量％或更少、或95重量％或更少、或94重量％或更少、或93重量％或更少、或92重量％或更少、或91重量％或更少的基于乙烯的聚合物。
如使用核磁共振(NMR)或傅立叶变换红外(FTIR)光谱法所测量的，基于乙烯的聚合物可包含50mol％或更多、60mol％或更多、70mol％或更多、80mol％或更多、85mol％或更多、90mol％或更多、或91mol％或更多、或92mol％或更多、或93mol％或更多、或94mol％或更多、或95mol％或更多、或96mol％或更多、或97mol％或更多、或97.5mol％或更多、或98mol％或更多、或99mol％或更多，而同时，100mol％或更少、99.5mol％或更少、或99mol％或更少、或98mol％或更少、或97mol％或更少、或96mol％或更少、或95mol％或更少、或94mol％或更少、或93mol％或更少、或92mol％或更少、或91mol％或更少、或90mol％或更少、或85mol％或更少、或80mol％或更少、或70mol％或更少、或60mol％或更少的乙烯。基于乙烯的聚合物的其他单元可包括C3α-烯烃、或C4α-烯烃、或C6α-烯烃、或C8α-烯烃、或C10α-烯烃、或C12α-烯烃、或C16α-烯烃、或C18α-烯烃、或C20α-烯烃，诸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。
基于乙烯的聚合物可包含高密度聚乙烯(“HDPE”)。HDPE是密度为至少0.940g/cc、或至少0.94g/cc至0.97g/cc的基于乙烯的聚合物。HDPE的熔体指数为0.1g/10min至25g/10min。HDPE可包括乙烯和一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体。所述共聚单体可以是直链或支链的。合适的共聚单体的非限制性示例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。HDPE可在淤浆反应器、气相反应器或溶液反应器中用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂、铬基催化剂、限制几何构型催化剂或茂金属催化剂制备。根据基于乙烯的聚合物的重量，乙烯/C3-C20α-烯烃共聚单体包括至少50重量％的在其中聚合的乙烯，或至少70重量％、或至少80重量％、或至少85重量％、或至少90重量％、或至少95重量％的聚合形式的乙烯。在实施方案中，HDPE是密度为0.9450g/cc和熔体指数为0.80g/10min的乙烯/α-烯烃共聚物。
所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，80重量％或更多、或81重量％或更多、或82重量％或更多、或83重量％或更多、或84重量％或更多、或85重量％或更多、或86重量％或更多、或87重量％或更多、或88重量％或更多、或89重量％或更多、或90重量％或更多、或91重量％或更多、或92重量％或更多、或93重量％或更多、或94重量％或更多，而同时，95重量％或更少、或94重量％或更少、或93重量％或更少、或92重量％或更少、或91重量％或更少、或90重量％或更少、或89重量％或更少、或88重量％或更少、或87重量％或更少、86重量％或更少、或85重量％或更少、或84重量％或更少、或83重量％或更少、或82重量％或更少、或81重量％或更少的HDPE。
基于乙烯的聚合物可包含低密度聚乙烯(“LDPE”)。LDPE树脂是可商购的，并且可通过多种方法中的任何一种来制备，所述多种方法包括但不限于溶液、气相或淤浆相齐格勒-纳塔、茂金属或受限几何构型催化(CGC)等。LDPE树脂具有0.910g/cc至0.926g/cc的密度。LDPE可具有小于20g/10min、或在0.1g/10min至10g/10min、或2g/10min至8g/10min、或4g/10min至8g/10min范围内的熔体指数。
所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，5重量％或更多、或6重量％或更多、或7重量％或更多、或8重量％或更多、或9重量％或更多、或10重量％或更多、或11重量％或更多、或12重量％或更多、或13重量％或更多、或14重量％或更多、或15重量％或更多、或16重量％或更多、或17重量％或更多、或18重量％或更多、或19重量％或更多，而同时，20重量％或更少、或19重量％或更少、或18重量％或更少、或17重量％或更少、或16重量％或更少、或15重量％或更少、或14重量％或更少、或13重量％或更少、或12重量％或更少、或11重量％或更少、或10重量％或更少、或9重量％或更少、或8重量％或更少、或7重量％或更少、或6重量％或更少的LDPE。
HALS
所述聚合物组合物包含一种或多种受阻胺光稳定剂。HALS是含有胺官能团的化学化合物，其在塑料和聚合物中用作稳定剂。这些化合物可以是四甲基哌啶的衍生物，并且主要用于保护聚合物免受由于暴露于UV光而导致的自由基氧化的影响。
HALS可包括以下中一种或多种：聚(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇-alt-1,4-丁二酸)(CAS#65447-77-0)；双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(CAS#52829-07-9)；二-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-2-丁基-2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯(CAS#63843-89-0)；双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(CAS#129757-67-1)；聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-二基]-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-六亚甲基-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基](CAS#71878-19-8)；1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，N,N”'-1,2-乙烷二基双[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)-(CAS#106990-43-6)；1,6-己二胺，N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-，与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物，与N-丁基-1-丁胺和N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺的反应产物(CAS#192268-64-7)。HALS的示例可以商品名TINUVINTM622和CHIMASSORBTM944从BASF,Ludwigshafen,Germany商购获得。
所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至1.0重量％的HALS。例如，所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1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0.6重量％或更多、或0.7重量％或更多、或0.8重量％或更多、或0.9重量％或更多，而同时，1.0重量％或更少、或0.9重量％或更少、或0.8重量％或更少、或0.7重量％或更少、或0.6重量％或更少、或0.5重量％或更少、或0.4重量％或更少、或0.3重量％或更少、或0.2重量％或更少的HALS。
金属氧化物和氢氧化物
所述聚合物组合物包含MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。如上所解释，已经令人惊奇地发现，特定金属氧化物和氢氧化物的掺入能够有效地中和存在于聚合物组合物中的酸，否则该酸会中和HALS。通过包含MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种，涂覆导体能够通过保护HALS免于失活而在暴露于紫外线辐射之后实现更大的保持拉伸强度和断裂伸长率。
所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至5.0重量％的MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。例如，所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％或更多、或0.2重量％或更多、或0.4重量％或更多、或0.6重量％或更多、或0.8重量％或更多、或1.0重量％或更多、或1.2重量％或更多、或1.4重量％或更多、或1.6重量％或更多、或1.8重量％或更多、或2.0重量％或更多、或2.2重量％或更多、或2.4重量％或更多、或2.6重量％或更多、或2.8重量％或更多、或3.0重量％或更多、或3.2重量％或更多、或3.4重量％或更多、或3.6重量％或更多、或3.8重量％或更多、或4.0重量％或更多、或4.2重量％或更多、或4.4重量％或更多、或4.6重量％或更多、或4.8重量％或更多，而同时，5.0重量％或更少、或4.8重量％或更少、或4.6重量％或更少、或4.4重量％或更少、或4.2重量％或更少、或4.0重量％或更少、或3.8重量％或更少、或3.6重量％或更少、或3.4重量％或更少、或3.2重量％或更少、或3.0重量％或更少、或2.8重量％或更少、或2.6重量％或更少、或2.4重量％或更少、或2.2重量％或更少、或2.0重量％或更少、或1.8重量％或更少、或1.6重量％或更少、或1.4重量％或更少、或1.2重量％或更少、或1.0重量％或更少、或0.8重量％或更少、或0.6重量％或更少、或0.4重量％或更少、或0.2重量％或更少的MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。所述聚合物组合物可包含0.1重量％至3重量％的ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.5重量％至2重量％的MgO和Mg(OH)2中的至少一种。所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，1.4重量％至1.8重量％的MgO和Mg(OH)2中的至少一种。
添加剂
所述聚合物组合物可包含呈以下形式的额外添加剂：抗氧化剂、交联助剂、固化促进剂和防焦剂、加工助剂、偶联剂、紫外线稳定剂(包括UV吸收剂，诸如羟苯基三嗪)、抗静电剂、附加成核剂、增滑剂、润滑剂、粘度控制剂、增粘剂、防粘连剂、表面活性剂、增量油、除酸剂、阻燃剂和金属钝化剂。聚合物组合物可包含0.01重量％至10重量％的一种或多种附加添加剂。
所述聚合物组合物可不含炭黑。如本文所用，术语“不含”被定义为表示制剂包含基于聚合物组合物的总重量，小于0.5重量％的炭黑。如上所强调，炭黑在吸收紫外光和防止自由基产生方面是有效的，但对赋予聚合物组合物所需颜色的能力具有强烈影响。包含MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种延长了HALS的使用寿命，使得不需要炭黑，并因此可从聚合物组合物中除去炭黑。
所述聚合物组合物可包含着色剂。如上所解释，没有炭黑使得聚合物组合物可被着色剂着色。着色剂可包括偶氮染料、蒽醌染料和酞菁染料中的一种或多种。所述聚合物组合物可包含以下中的一种或多种：COLOUR INDEXTM通用名着色剂，诸如颜料紫32(CAS#12225-08-0)、颜料橙34(CAS#15793-73-4)、颜料红38(CAS#6358-87-8)、颜料红208(CAS#31778-10-6)、颜料红48:2(CAS#7023-61-2)、颜料红57:1(CAS#5281-04-9)、颜料黄155(CAS#68516-73-4/77465-46-4)、颜料黄151(CAS#31837-42-0)、颜料绿7(CAS#1328-53-6)、颜料红122(CAS#980-26-7/16043-40-6)、颜料红214(CAS#40618-31-3)、颜料紫23(CAS#6358-30-1)和/或颜料黄191(CAS#129423-54-7)。
所述聚合物组合物可包含一种或多种颗粒填料，诸如玻璃纤维或各种矿物填料(包括纳米复合材料)。填料(特别是具有提供较高纵横比(长度/厚度)的细长或小片状颗粒的那些)可改善模量和挤出后收缩特性。填料的中值尺寸或d50可小于20μm、小于10μm或小于5μm。填料可经表面处理以促进在所述聚合物组合物中的润湿或分散。合适填料的具体示例包括但不限于碳酸钙、二氧化硅、石英、熔融石英、滑石、云母、粘土、高岭土、硅灰石、长石、氢氧化铝和石墨。基于所述聚合物组合物的总重量，填料可以在2重量％至30重量％或5重量％至30重量％范围内的量包括于所述聚合物组合物中。
加工助剂可包括氟树脂的金属盐，诸如聚四氟乙烯或氟化乙烯丙烯；诸如硬脂酸锌、硬脂酸钙等羧酸类；脂肪酸，诸如硬脂酸，油酸或芥酸；脂肪酰胺，诸如硬脂酰胺、油酰胺、芥酰胺或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；聚乙烯蜡；氧化聚乙烯蜡；环氧乙烷的聚合物；环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；植物蜡；石油蜡；非离子表面活性剂；有机硅流体和聚硅氧烷。
抗氧化剂可以包括受阻酚，诸如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢-肉桂酸酯)]甲烷；双[(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)甲基羧乙基)]-硫化物，4,4'-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)，4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和硫代二亚乙基双(3,5-二叔丁基-4-羟基)-氢化肉桂酸酯；亚磷酸酯和亚膦酸酯，诸如三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和二-叔丁基苯基-亚磷酸盐；硫代化合物，诸如二月桂基硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基硫代二丙酸酯和二硬脂基硫代二丙酸酯；各种硅氧烷；聚合2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉，n,n'-双(1,4-二甲基戊基-对苯二胺)，烷基化二苯胺，4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺，二苯基-对苯二胺，混合二芳基-对苯二胺和其他受阻胺抗降解剂或稳定剂。
配混
可将聚合物组合物的组分添加到分批或连续混合器中以进行熔融共混。可以任何顺序添加组分或者首先制备一个或多个母料以与其他组分共混。熔融共混可以在高于最高熔融聚合物的温度下进行。然后可将熔融共混的组合物输送到挤出机或注塑机中，或穿过模具成型为所需的制品，或者转化为粒料、胶带、条或膜或一些其他形式以用于储存或制备供给到下一个成形或加工步骤的材料。任选地，如果成形为粒料或一些类似的构型，那么粒料等可涂覆有防粘剂以便于在储存时的处理。
可使用的配混设备的示例包括内部分批混合器、连续单或双螺杆混合器、或捏合连续挤出机。所利用的混合器的类型以及混合器的操作条件将影响组合物的性能，诸如粘度，体积电阻率和挤出的表面光滑度。
机械性能
如根据ASTM D638测量的，所述聚合物组合物可表现出20.0兆帕(MPa)至35.0MPa的非UV老化或UV老化最大拉伸强度。例如，所述聚合物组合物可表现出20.0MPa或更大、或20.5MPa或更大、或21.0MPa或更大、或21.5MPa或更大、或22.0MPa或更大、或22.5MPa或更大、或23.0MPa或更大、或23.5MPa或更大、或24.0MPa或更大、或24.5MPa或更大、或25.0MPa或更大、或25.5MPa或更大、或26.0MPa或更大、或26.5MPa或更大、或27.0MPa或更大、或27.5MPa或更大、或28.0MPa或更大、或28.5MPa或更大、或29.0MPa或更大、或29.5MPa或更大、或30.0MPa或更大、或30.5MPa或更大、或31.0MPa或更大、或31.5MPa或更大、或32.0MPa或更大、或32.5MPa或更大、或33.0MPa或更大、或33.5MPa或更大、或34.0MPa或更大、或34.5MPa或更大，而同时，35.0MPa或更小、或34.5MPa或更小、或34.0MPa或更小、或33.5MPa或更小、或33.0MPa或更小、或32.5MPa或更小、或32.0MPa或更小、或31.5MPa或更小、或31.0MPa或更小、或30.5MPa或更小、或30.0MPa或更小、或29.5MPa或更小、或29.0MPa或更小、或28.5MPa或更小、或28.0MPa或更小、或27.5MPa或更小、或27.0MPa或更小、或26.5MPa或更小、或26.0MPa或更小、或25.5MPa或更小、或25.0MPa或更小、或24.5MPa或更小、或24.0MPa或更小、或23.5MPa或更小、或23.0MPa或更小、或22.5MPa或更小、或22.0MPa或更小、或21.5MPa或更小、或21.0MPa或更小、或20.5MPa或更小的最大拉伸强度。
如根据ASTM D638测量的，所述聚合物组合物可表现出550％至1000％的非UV老化或UV老化的断裂伸长率。例如，所述聚合物组合物可表现出550％或更大、或560％或更大、或570％或更大、或580％或更大、或590％或更大、或600％或更大、或610％或更大、或620％或更大、或630％或更大、或640％或更大、或650％或更大、或660％或更大、或670％或更大、或680％或更大、或690％或更大、或700％或更大、或710％或更大、或720％或更大、或730％或更大、或740％或更大、或750％或更大、或760％或更大、或770％或更大、或780％或更大、或790％或更大、或800％或更大、或810％或更大、或820％或更大、或830％或更大、或840％或更大、或850％或更大、或860％或更大、或870％或更大、或880％或更大、或890％或更大、或900％或更大、或910％或更大、或920％或更大、或930％或更大、或940％或更大、或950％或更大、或960％或更大、或970％或更大、或980％或更大、或990％或更大，而同时，1000％或更小、或990％或更小、或980％或更小、或970％或更小、或960％或更小、或950％或更小、或940％或更小、或930％或更小、或920％或更小、或910％或更小、或900％或更小、或890％或更小、或880％或更小、或870％或更小、或860％或更小、或850％或更小、或840％或更小、或830％或更小、或820％或更小、或810％或更小、或800％或更小、或790％或更小、或780％或更小、或770％或更小、或760％或更小、或750％或更小、或740％或更小、或730％或更小、或720％或更小、或710％或更小、或700％或更小、或690％或更小、或680％或更小、或670％或更小、或660％或更小、或650％或更小、或640％或更小、或630％或更小、或620％或更小、或610％或更小、或600％或更小、或590％或更小、或580％或更小、或570％或更小、或560％或更小的断裂伸长率。
所述聚合物组合物可具有65％或更大、或70％或更大、或75％或更大、或80％或更大、或85％或更大、或90％或更大、或95％或更大，而同时，100％或更小、或95％或更小、或90％或更小、或85％或更小、或80％或更小、或75％或更小、或70％或更小的保持最大拉伸强度和/或保持断裂伸长率(两者均通过UV老化值除以非UV老化值来测量)。
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。导体可以包括导电金属或光学透明结构。
用于制备涂覆导体的方法包括在挤出机中将聚合物组合物混合并加热到至少聚合物组分的熔融温度以形成聚合物熔融共混物，并且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。
实施例
材料
在以下实施例中采用以下材料。
HDPE是由乙烯/辛烯共聚物构成并且具有0.9450g/cc的密度和0.80g/10min的熔体指数的高密度聚乙烯(HDPE)，其可从The Dow Chemical Company,Midland,MI,USA获得。
LLDPE是具有0.920g/cc的密度、0.55至0.75g/10min的熔体流动指数的线性低密度聚乙烯，并且可从The Dow Chemical Company,Midland,MI,USA获得。
AO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，并且可作为IRGANOX 1010TM从BASF,Ludwigshafen,Germany商购获得。
UVA是化学组成为羟苯基三嗪的紫外光吸收剂，并且可作为TINUVINTM1577从BASF,Ludwigshafen,Germany商购获得。
HALS1是受阻胺光稳定剂(CAS#70624-18-9)，其化学名称为聚[[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]])，并且可作为CHIMASSORBTM944从BASF,Ludwigshafen,Germany商购获得。
HALS2是化学组成为聚(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇-alt-1,4-丁二酸)(CAS#65447-77-0)的低聚受阻胺光稳定剂，并且可作为TINUVINTM622从BASF,Ludwigshafen,Germany商购获得。
MgO是可从Lanxess corporation,Pittsburgh,Pennsylvania,USA商购获得的氧化镁。
ZnO是可从Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.,China商购获得的氧化锌。
样品制备
通过在150℃下在BRABENDERTM混合器中配混HDPE和LDPE来制备样品。混合器的转子速度设定为30转/分钟(“RPM”)。将除HDPE和LDPE以外的组分进料到混合器中。转子速度增加到80RPM，并且使样品再混合5分钟。然后将样品冷却并切成小片。
将40克小片夹在两个双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(即Mylar)片材之间，并放入尺寸为100毫米(“mm”)×200mm×2mm的模具中。将模具置于来自Shanghai GreatInstrument Co.Ltd的KT-201-A热压机中，并在170℃预热10分钟。将模具排气8次。然后将模具保持在170℃和10兆帕(“MPa”)(如通过热压机测量的)下持续另外5分钟。接着，使用内部水冷却在10MPa下在5分钟内将模具冷却至室温以形成饰板(plaque)。
根据ISO 527-2将饰板切成5A狗骨。将5A狗骨置于来自EYE Applied Optix的SUV-W161超紫外(“UV”)日光模拟风化室中以进行超UV(“SUV”)老化。暴露周期由1小时的光周期和随后的2小时黑暗周期组成，其中在正面上连续喷水。在光周期中，将宽带辐照度(从295nm至400nm的光谱辐照度的积分)控制在1500W/m2。未绝缘的黑面板温度(“BPT”)在光开启时为70±3℃，在光关闭时为55±3℃。在光周期期间相对湿度为70±10％，在黑暗周期期间相对湿度大于95％。在整个操作期间不控制空气温度。将样品(每个样品至少四个重复)老化4周(总共1200MJ/m2)或8周(总共2400MJ/m2)。1200MJ/m2宽带UV剂量相当于根据ASTMD1248所描述的5700小时氙-弧老化/10,000小时荧光老化，或根据IEC 60794所描述的7600小时氙-弧老化。
测试方法
根据ASTM D638在来自Instron Calibration Lab的5565拉伸试验机上进行样品的最大拉伸强度和断裂拉伸伸长率。
表1提供了样品与之比较的UV测试相关标准。
表1
Figure BDA0004103594670000141
结果
表2提供了本发明实施例(“IE”)1-12的组成以及在不同的加速UV老化时期的机械性能，诸如最大拉伸强度(“TS Max”)、断裂拉伸伸长率(“TE”)、最大拉伸强度保持率(“TS保持率”)和断裂拉伸伸长保持率(“TE保持率”)。
表2
Figure BDA0004103594670000151
关于表2中的4周老化，IE1-IE12对于4周(1200MJ/m2)的SUV老化表现出大于50％的TS保持率和TE保持率，这表明ZnO、MgO、Zn(OH)2和Mg(OH)2(据信这些氢氧化物由于水分而形成于聚合物组合物中)在允许聚合物组合物通过ASTM D1248老化方面是有效的，尽管不含炭黑。应当注意，IE1-IE12所暴露的UV能量的总量(1200MJ/m2)远超过了ASTM D1248的要求(853MJ/m2)。IE1、IE3、IE5和IE8全部都能够通过IEC60794的80％ TE保持率要求，尽管接受几乎两倍的由IEC 60794规定的UV曝光(633MJ/m2)。考虑到这些结果，据信IE1-IE12将全部通过ASTM D1248和IEC 60794。
关于表2中的8周老化，令人惊讶地发现IE5和IE7-IE12全部都能够通过ASTMD1248的50％或更大的TE保持率要求，尽管接收了接近三倍的由ASTM D1248规定的UV能量。甚至更令人惊讶的是，IE8能够满足IEC 60794的80％或更大的TE保持率要求，尽管接收了几乎四倍的由IEC 60794规定的UV能量。这些结果表明，MgO和Mg(OH)2产生了从1.00重量％至2.00重量％并且更具体地从1.4重量％至1.8重量％的令人惊讶的结果，其中所述聚合物组合物尽管不含炭黑但在2400MJ/m2的UV暴露之后仍可保持大于80％的拉伸伸长率。

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，90重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物；
基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至1重量％的受阻胺光稳定剂；以及
基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至5.0重量％的MgO、Mg(OH)2、ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物不含炭黑。
3.根据权利要求2所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物还包含：
着色剂。
4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述基于乙烯的聚合物包含根据ASTMD792测量的密度为0.917g/cc至0.926g/cc的低密度聚乙烯和根据ASTM D792测量的密度为0.940g/cc至0.970g/cc的高密度聚乙烯。
5.根据权利要求4所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，80重量％至95重量％的高密度聚乙烯。
6.根据权利要求5所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，5重量％至20重量％的所述低密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含0.1重量％至3重量％的ZnO和Zn(OH)2中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量，1.0重量％至2重量％的MgO和Mg(OH)2中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的聚合物组合物，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述聚合物组合物的1.4重量％至1.8重量％为MgO和Mg(OH)2。
10.一种涂覆导体，所述涂覆导体包括：
导体；以及
根据权利要求1至9中任一项所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物至少部分地设置在所述导体周围。
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