JP2021500418A - トリーイング遅延剤を含むポリエチレン組成物 - Google Patents

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Abstract

(A)エチレン系(コ)ポリマー、(B)スチレン単位含有コポリマー、および(C)ポリオルガノシロキサンを含むポリエチレン組成物。また、組成物を作製する方法;組成物を硬化させることにより作製された架橋ポリエチレン生成物;本発明の組成物または生成物の成形形態を含む製造物品;および本発明の組成物、生成物、または物品を使用する方法。【選択図】なし

Description

ポリエチレンおよびトリーイング遅延剤の組成、および関連する態様。
絶縁導電体は、典型的には、絶縁層で覆われた導電性コアを備える。導電性コアは、中実または撚り線(例えばワイヤの束)であってもよい。いくつかの絶縁導電体はまた、半導体層および/または保護ジャケット(例えば巻線、テープ、またはシース)等の1つまたは複数の追加の要素を含み得る。絶縁導電体は、低電圧(「LV」、0キロボルト(kV)超5kV未満)、中電圧(「MV」、5〜69kV超)、高電圧(「HV」、69〜230kV)および超高電圧(「EHV」、220kV超)の送電/配電用途に使用する電力ケーブルを含む、コーティング金属ワイヤおよび電力ケーブルを含む。電力ケーブルの評価には、AEIC/ICEA規格および/またはIEC試験方法が使用され得る。
ポリエチレン組成物は、CN101367972A、JP56−109401A(1981);US4,372,988;US4,501,688;US4,876,147;およびUS5,372,841に記載されている。
我々は、より高い電圧で動作し、湿気にさらされる電力ケーブルの性能を損なう問題を認識した。これらの条件下では、水トリーの成長が絶縁層内で経時的に発生する可能性があり、その結果、電気トリーが発生し得、最終的に絶縁層の破損につながる可能性がある。絶縁層に弾力性の高い材料を使用することにより、そのような故障に達するまでの時間を長くすることができ、したがって電力供給の信頼性が向上し、メンテナンスコストが削減され得る。しかしながら、MV電力ケーブル用に提案された過去の材料の解決策では、より高い電圧(HVまたはEHV電力ケーブル)で使用されると許容できない散逸率が生じる。
この問題に対する満足のいく技術的な解決策は明らかではなかった。より多くの水トリー遅延添加剤を使用しても、水トリーの阻害が必ずしも増加するわけではなく、悪化する可能性があることが分かった。さらに、追加の遅延剤は、水トリー遅延剤からのブルームまたは液滴(すなわち、水トリー遅延剤の絶縁層の内部から絶縁層の表面への移動)等の他の問題を引き起こす可能性がある。また、水のトリーイングを阻害する多くの添加剤は、散逸率の大幅な増加等の他の問題を引き起こす。解決すべき問題は、移動せずに、また散逸率を大幅に増加させることなく、水トリーの成長および電気トリーの成長をより良好に阻害する組成物を調合することである。
この問題に対する当社の技術的解決策は、(A)エチレン系(コ)ポリマー;(B)スチレン単位含有コポリマー;および(C)ポリオルガノシロキサン(「本発明の組成物」)を含むポリエチレン組成物を含む。また、本発明の組成物を作製する方法;本発明の組成物を硬化させることにより作製された架橋ポリエチレン生成物(「本発明の生成物」);本発明の組成物または生成物の成形形態を含む製造物品(「本発明の物品」);および本発明の組成物、生成物または物品を使用する方法も発明である。
本発明の組成物、生成物、および物品は、送電用途および容器または車両部品等の他の無関係の用途に有用である。
概要および要約は、参照により本明細書に援用される。ある特定の発明の実施形態を、相互参照を容易にするために番号付きの態様として以下に説明する。
態様1.50〜98.9重量パーセント(wt%)の(A)エチレン系(コ)ポリマー;1〜20.0wt%の(B)スチレン単位含有コポリマー;および0.1〜10wt%の(C)ポリオルガノシロキサンを含むポリエチレン組成物。
態様2.50.0〜98.9wt%の(A)エチレン系(コ)ポリマー;1.0〜15.4wt%の(B)スチレン単位含有コポリマー;および0.1〜1.5wt%未満の(C)ポリオルガノシロキサンを含む、態様1のポリエチレン組成物。
態様3.(B)スチレンコポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサンの総量が、ポリエチレン組成物の1.1〜16wt%である、態様1または2のポリエチレン組成物。
態様4.制限(i)〜(iii):(i)ポリエチレン組成物は、2〜40の(C)ポリオルガノシロキサンに対する(B)スチレン単位含有コポリマーの重量/重量比を有する;(ii)(B)スチレン単位含有コポリマーは、直鎖ポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレントリブロックコポリマーである;(iii)(i)と(ii)の両方のいずれか1つを特徴とする態様1〜3のいずれか1つのポリエチレン組成物。一部の態様では、(B)/(C)の重量/重量比は、2〜31、または3〜19、または5〜16であってもよい。
態様5.0.05〜2wt%の(D)酸化防止剤、および98.85wt%以下の(A)エチレン系(コ)ポリマーをさらに含む、態様1〜4のいずれか1つのポリエチレン組成物。
態様6.0.1〜3wt%の(E)有機過酸化物、およびそれぞれ98.80wt%または98.75wt%以下の(A)エチレン系(コ)ポリマーをさらに含む、態様1〜4または態様5のいずれか1つのポリエチレン組成物。
態様7.硬化剤(後で定義される)を含まない(すなわち欠いている)、態様1〜5のいずれか1つのポリエチレン組成物。
態様8.(F)スコーチ抑制剤;(G)アルケニル官能性補助剤;(H)核形成剤;(I)加工助剤;(J)エキステンダー油;(K)カーボンブラック;(L)ナノ粒子;(M)安定剤(例えば、紫外線(UV)光に関連する分解を阻害する化合物)から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、態様1〜7のいずれか1つのポリエチレン組成物。少なくとも1種の添加剤は、少なくとも組成において成分(A)〜(E)とは異なる。
態様9.後に説明されるASTM D6097を使用した水トリー成長試験法に従って測定した場合に、14%未満、または13%未満、または9%未満の水トリー長(WTL)の増加を特徴とする、態様1〜8のいずれか1つのポリエチレン組成物。いくつかの態様において、WTLの増加は、0%超〜14%未満、または1%〜14%未満、または4%〜14%、または4%〜13%未満、または4%〜9%未満、または5%〜14%、または5%〜13%未満、または5%〜9%未満である。
態様10.後に説明される散逸率試験法に従って測定した場合に、0.35%未満、または0.25%未満、または0.15%未満、または0.10%未満の散逸率を特徴とする、態様1〜9のいずれか1つのポリエチレン組成物。いくつかの態様において、散逸率は、0%超〜0.35%未満、または0.01%〜0.35%未満、または0.014%〜0.35%未満、または0.01%〜0.25%未満、または0.01%〜0.15%未満、または0.01%〜0.10%未満、または0.015%〜0.25%未満、または0.015%〜0.15%未満、または0.015%〜0.10%未満である。
態様11.態様1〜10のいずれか1つのポリエチレン組成物を作製する方法であって、(B)スチレン単位含有コポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサンを(A)エチレン系(コ)ポリマーの溶融物に混合して、成分(A)、(B)、および(C)を含む溶融ブレンドとしてポリエチレン組成物を得ることを含む方法。いくつかの態様において、方法は、1種または複数種の添加剤(例えば1つまたは複数の成分(D)〜(M))を(A)の溶融物に混合することをさらに含む。方法はまた、溶融ブレンドを押し出してポリエチレン組成物の押出物を得ることを含んでもよい。いくつかの態様において、方法は、溶融ブレンドまたは押出物を冷却して、それぞれ固体ブレンドまたは固体押出物を得ることをさらに含む。
態様12.態様1〜10のいずれか1つのポリエチレン組成物を硬化させた生成物である、架橋ポリエチレン生成物。いくつかの態様において、硬化されるポリエチレン組成物は、0.1〜3wt%の(E)有機過酸化物、およびそれぞれ98.80wt%または98.75wt%以下の(A)エチレン系(コ)ポリマーを含む。
態様13.態様1〜10のいずれか1つのポリエチレン組成物、態様11の方法により作製されたポリエチレン組成物、または態様12の架橋ポリエチレン生成物の成形形態を含む製造物品。製造物品の成形形態は、円筒形、螺旋形、または不規則であってもよい。いくつかの態様において、製造物品は、態様14(以下)の絶縁導電体の絶縁層であってもよい。いくつかの態様において、製造物品は、態様14の絶縁導電体であってもよい。
態様14.導電性コアと、導電性コアを少なくとも部分的に被覆する絶縁層とを含む絶縁導電体であって、絶縁層の少なくとも一部は、態様1〜10のいずれか1つのポリエチレン組成物、態様11の方法により作製されたポリエチレン組成物、または態様12の架橋ポリエチレン生成物を含む絶縁導電体。絶縁導電体の絶縁層中のポリエチレン組成物の量は、水トリー長の減少および/または絶縁層の散逸率の減少に効果的な量であり得る。絶縁層は、少なくとも一部が本発明の組成物または生成物である単一層で構成されてもよく、または少なくとも1つの層が本発明の組成物または生成物を含む複数の層で構成されてもよい。絶縁導電体は、コーティング線または電力ケーブルであってもよい。絶縁導電体は、低電圧、中電圧、高電圧、および超高電圧用途を含む送電/配電用途に有用である。
態様15.電気を伝導する方法であって、態様14の絶縁導電体の導電性コア全体に電圧を印加して、導電性コアを通る電気の流れを発生させることを含む方法。印加電圧は、低(0キロボルト(kV)超〜5kV未満)、中(5〜69kV未満)、高(69〜230kV)、または超高(230kV超)電圧である。
「補助剤」という用語は、架橋を促進する化合物、すなわち硬化補助剤を意味する。典型的な補助剤は、それぞれの骨格または環の部分構造に炭素原子を含む非環式または環式化合物である。したがって、従来の補助剤の骨格または環の部分構造は炭素に基づいている(炭素ベースの部分構造)。
「(コ)ポリマー」という用語は、ホモポリマーまたはコポリマーを意味する。ホモポリマーは、1つのモノマーのみから誘導されたモノマー単位で構成される高分子であり、コモノマーはない。コポリマーは、第1のモノマーを重合することによって作製されるモノマー単位と、コモノマーと呼ばれる1つまたは複数の異なる第2またはそれ以上のモノマーを重合させることによって作製される1つまたは複数の異なる種類のコモノマー単位とを有する高分子または高分子の集合である。モノマーおよびコモノマーは重合性分子である。モノマー単位または「マー」とも呼ばれるモノマー単位は、単一のモノマー分子によって(それから誘導される)高分子の構造に寄与される最大の構成単位である。コモノマー単位または「コマー」とも呼ばれるコモノマー単位は、単一のコモノマー分子によって(それから誘導される)高分子の構造に寄与される最大の構成単位である。各単位は典型的には二価である。「バイポリマー」は、モノマーと1つのコモノマーとから製造されるコポリマーである。「ターポリマー」は、モノマーと2つの異なるコモノマーとから製造されるコポリマーである。エチレン性コポリマーは、モノマー単位がモノマーエチレン(CH=CH)から誘導され、平均して高分子の分子当たり少なくとも50重量パーセントを構成し、コモノマー単位が本明細書に記載の1つまたは複数のコモノマーから誘導され、平均して分子当たり0超から最大で50重量パーセントを構成するようなコポリマーである。
「硬化剤」という用語は、活性化するとフリーラジカルを形成し、(A)エチレン系(コ)ポリマーの高分子の架橋を開始または増強するラジカル発生化合物(in situ)を意味する。硬化剤の活性化は、硬化剤を熱または光に曝露することにより達成され得る。硬化剤の例は、過酸化物、ジアゾ官能性有機化合物、および2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンである。過酸化物の例は、式H−O−O−Rの水素有機過酸化物および式R−O−O−Rの有機過酸化物であり、式中、各Rは独立してヒドロカルビル基である。
「硬化」および「架橋」という用語は、本明細書では互換的に使用され、架橋生成物(ネットワークポリマー)を形成することを意味する。
「エチレン系(コ)ポリマー」という用語は、50〜100wt%のHC=CHから誘導される繰り返し単位(エチレン性繰り返し単位)、およびそれぞれ50〜0wt%の後で説明する1種または複数種のコモノマーを含む高分子を意味する。1種または複数種のコモノマーの例は、(C−C20)アルファ−オレフィン、ビニルシラン、ビニルアセテート、およびアルキルアクリレートを含む。エチレン系(コ)ポリマーは、エチレン性(コ)ポリマーとも呼ばれ、100wt%のエチレン系モノマー単位および0wt%のコモノマー単位を有するポリエチレンホモポリマー、または50wt%超〜100wt%未満のエチレン性モノマー単位および0wt%超〜50wt%未満、または1〜<50wt%未満、または5〜<50wt%未満のコモノマー単位を有するエチレン/コモノマーコポリマーであり、コモノマー単位は1種または複数種のコモノマーから誘導される。
「(メタ)アクリレート」という用語は、アクリレート、メタクリレート、およびそれらの組み合わせを含む。(メタ)アクリレートは、非置換であってもよい。
ポリエチレン組成物成分(A)、(B)、および(C)を含むまたは含有する、単相または多相、均一または不均一、連続相または不連続相の架橋性調合物。ポリエチレン組成物において、成分(B)スチレン単位含有コポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサンは、(A)エチレン系(コ)ポリマーの高分子中に分散されていてもよい。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物は、1つ、2つ、またはそれ以上の任意選択の構成成分または添加剤(D)〜(M)をさらに含んでもよい。ポリエチレン組成物の総重量は、100.00wt%である。「ポリエチレン組成物」という用語は、「ポリエチレン調合物」または「エチレン系(コ)ポリマー含有調合物」と交換可能に使用され得る。
ポリエチレン組成物は、いくつかの異なる手法で作製され得る。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物は、(A)エチレン系(コ)ポリマーの溶融物を、(B)スチレン単位含有コポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサン、ならびにいずれかの任意選択の成分(例えば、成分(D)〜(M)のいずれかのゼロ、1つまたは複数)と混合し、成分(A)、(B)、(C)、およびいずれかの任意選択の成分の混合物としてポリエチレン組成物を得ることにより作製され得る。混合は、配合、混練、または押出を含み得る。混合を促進するために、1つ以上の成分(例えば、(B)、(C)、添加剤(D)、(E)等)は、(A)の一部への添加剤マスターバッチの形態で、または(A)以外のキャリア樹脂への添加剤の分散物として提供され得る。キャリア樹脂は、ポリプロピレンポリマーであってもよい。
ポリエチレン組成物を作製する別の手法は、(B)スチレン単位含有コポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサン、ならびに任意選択的にいずれかの任意選択の成分(例えば、(D)酸化防止剤および/または(E)有機過酸化物)のゼロ、1つまたは複数を、未溶融形態の(A)エチレン系(コ)ポリマーと接触させて、成分(A)、(B)、(C)およびいずれかの任意選択の成分の混合物としてポリエチレン組成物を得ることによるものである。接触は、浸漬、吸収または注入を含み得る。成分(B)および(C)、ならびにいずれかの任意選択の成分(複数可)は、独立して、配合、押出、吸収、注入、混練、または浸漬により組み合わせることができる。混合または接触は、約20℃〜100℃の温度で0.1〜100時間、例えば60℃〜80℃で0.1〜24時間行われてもよい。いずれの(E)有機過酸化物もその分解温度に供されない限り、より高い温度を混合または接触に使用することができる。その後、所望により、混合物は、(E)有機過酸化物と混合または接触される前に、(E)有機過酸化物分解温度未満の温度に冷却されてもよい。所望により、ポリエチレン組成物は、保管温度(例えば23℃)に冷却され、1時間、1週間、1か月、またはそれ以上の期間保管されてもよい。
ポリエチレン組成物は、一液型調合物、または二液型調合物、あるいは三液型調合物等の多液型調合物として調製することができる。一液型調合物は、ポリエチレン組成物の実施形態の全ての成分を含む。多液型調合物は、異なる部分にポリエチレン組成物の実施形態の成分の異なるものまたは量を有する複数の部分を含む。所望により、多液型調合物の異なる部分を組み合わせて、一液型調合物を提供してもよい。成分の任意の組み合わせをこれらの調合物の一部(複数可)に含めることができない固有の理由はない。
ポリエチレン組成物は、分割固体形態または連続形態であり得る。分割固体形態は、顆粒、ペレット、粉末、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含み得る。連続形態は、成形部品(例えばブロー成形部品)または押出部品(例えば絶縁導電体の絶縁層)であってもよい。ポリエチレン組成物は、照射硬化または有機過酸化物/熱硬化により架橋可能であってもよい。
ポリエチレン組成物は、成分(A)、(B)以外のいかなる炭素含有骨格ベースのポリマーも、および任意選択の成分(D)〜(M)のいかなる炭素含有骨格ベースのポリマーの実施形態も含まなくてもよい。ポリエチレン組成物は、ポリプロピレンキャリア樹脂;ポリプロピレンホモポリマー;50〜100wt%未満のプロピレンモノマー単位および50〜0wt%のエチレン系コモノマー単位を含むプロピレン/エチレンコポリマー;ならびに50〜100wt%未満のプロピレンモノマー単位、49〜0wt%超のエチレン単位、および20〜1wt%のジエンコモノマー単位を含むプロピレン/エチレン/ジエン(EPDM)コポリマーの少なくとも1つ、またはそのそれぞれを含まなくてもよい。代替的に、ポリエチレン組成物は、ポリプロピレンキャリア樹脂;99〜100wt%のプロピレンモノマー単位を含むポリプロピレンホモポリマー;50〜100wt%未満のプロピレンモノマー単位および50〜0wt%のエチレン系コモノマー単位を含むプロピレン/エチレンコポリマー;または50〜100wt%未満のプロピレン系モノマー単位、49〜0wt%超のエチレン系単位、および20〜1wt%のジエン系コモノマー単位を含むプロピレン/エチレン/ジエン(EPDM)コポリマーをさらに含んでもよい。ジエン系コモノマー単位を作製するために使用されるジエンは、1,3−ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、またはビニルノルボルネンであってもよい。
成分(A)エチレン系(コ)ポリマー:エチレンモノマーおよび任意選択的に1つまたは複数のオレフィン官能性コモノマーから作製された繰り返し単位で構成される、単相または多相、均一または不均一、連続相または不連続相の架橋性高分子(高分子は、本質的に炭素原子からなる、または炭素原子からなる骨格を有する)、または架橋されるとネットワーク構造を生成するそのような架橋性高分子の集合体。(A)は、エチレンから誘導された繰り返し単位を含むポリエチレンホモポリマー;または、エチレンから誘導された繰り返し単位、およびエチレンとは異なるアルファ−オレフィンコモノマーから誘導された繰り返し単位を含む、コポリマーとも呼ばれるエチレン/アルファ−オレフィンコポリマー;または、51〜99.9wt%のエチレン性モノマー単位および49〜0.1wt%の不飽和カルボン酸エステルコモノマー単位を含むエチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマー;または、51〜99.9wt%のエチレン性モノマー単位および49〜0.1wt%のオレフィン官能性加水分解性シランコモノマー単位を含むエチレン/オレフィン官能性加水分解性シランコポリマーであってもよい。インターポリマーは、バイポリマー、ターポリマー等を含む。
(A)エチレン系(コ)ポリマーは、99〜100wt%のエチレン性モノマー単位を含むポリエチレンホモポリマーであってもよい。ポリエチレンホモポリマーは、配位重合により作製された高密度ポリエチレン(HDPE)ホモポリマー、またはラジカル重合により作製された低密度ポリエチレン(LDPE)ホモポリマーであってもよい。
代替的に、(A)エチレン系(コ)ポリマーは、50〜100wt%未満のエチレンモノマー単位および50〜0wt%の(C〜C20)アルファ−オレフィン由来のコモノマー単位を含むエチレン/アルファ−オレフィンコポリマーであってもよい。(A)エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーのエチレン/アルファ−オレフィンコポリマーの実施形態は、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、または高密度ポリエチレン(HDPE)であってもよい。代替的に、ポリエチレンポリマーは低密度ポリエチレン(LDPE)であってもよい。インターポリマーの全重量を基準として少なくとも1wt%、少なくとも5wt%、少なくとも10wt%、少なくとも15wt%、少なくとも20wt%、または少なくとも25wt%のα−オレフィン含量を有するエチレン/アルファ−オレフィン(α−オレフィン)インターポリマー。これらのインターポリマーは、インターポリマーの全重量を基準として50wt%未満、45wt%未満、40wt%未満、または35wt%未満のα−オレフィン含量を有してもよい。例示的なエチレン/α−オレフィンインターポリマーは、エチレン/プロピレン、エチレン/1−ブテン、エチレン/1−ヘキセン、エチレン/1−オクテン、20〜1wt%のジエンコモノマー単位を含むエチレン/ジエン、エチレン/プロピレン/1−オクテン、エチレン/プロピレン/1−ブテン、エチレン/1−ブテン/1−オクテン、50〜100wt%のエチレンモノマー単位、49〜0wt%超のプロピレンコモノマー単位、および20〜1wt%のジエンコモノマー単位を含むエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)である。エチレン/ジエンコポリマーまたはEPDM中のジエンコモノマー単位を独立して作製するために使用されるジエンは、1,3−ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ビニルノルボルネン、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせであってもよい。
(A)エチレン系(コ)ポリマーのエチレン/アルファ−オレフィンコポリマーの態様の(C−C20)アルファ−オレフィンは、式(I):HC=C(H)−R(I)(式中、Rは直鎖(C−C18)アルキル基である)の化合物であってもよい。(C−C18)アルキル基は、1〜18個の炭素原子を有する一価の非置換飽和炭化水素である。Rの例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、およびオクタデシルである。いくつかの実施形態において、(C〜C20)アルファ−オレフィンは、1−プロペン、1−ブテン、1−ヘキセンまたは1−オクテン;あるいは1−ブテン、1−ヘキセンまたは1−オクテン;あるいは1−ブテンまたは1−ヘキセン;あるいは1−ブテンまたは1−オクテン;あるいは1−ヘキセンまたは1−オクテン;あるいは1−ブテン;あるいは1−ヘキセン;あるいは1−オクテン;あるいは、1−ブテン、1−ヘキセンおよび1−オクテンの任意の2つの組み合わせである。代替的に、アルファ−オレフィンは、3−シクロヘキシル−1−プロペン(アリルシクロヘキサン)およびビニルシクロヘキサン等のα−オレフィンをもたらす、シクロヘキサンまたはシクロペンタン等の環状構造を有してもよい。(C−C20)アルファ−オレフィンは、エチレンモノマーとコモノマーとして使用することができる。
(A)エチレン系(コ)ポリマーのエチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーの実施形態は、エチレンモノマーを少なくとも1つの不飽和カルボン酸エステルコモノマーを共重合させることにより作製される。各不飽和カルボン酸エステルコモノマーは、独立して、水素原子および1分子当たり3〜20個の炭素原子を有してもよく、すなわち(C−C20)不飽和カルボン酸エステルコモノマーであってもよい。いくつかの態様において、不飽和カルボン酸エステルコモノマーは、ビニル(C−C)カルボキシレートであってもよく、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーは、エチレン−ビニル(C−C)カルボキシレートコポリマーであり、これは、エチレン−ビニル(C−C)カルボキシレートコポリマーの総重量を基準として0wt%超〜3.5wt%未満、または0wt%超〜3.0wt%、または0wt%超〜2.0wt%、または0.5〜2.0wt%のビニル(C−C)カルボキシレートコモノマー含量を有してもよい。いくつかの態様において、ビニル(C−C)カルボキシレートは、2〜8個の炭素原子、または2〜4個の炭素原子を有するカルボン酸アニオンのビニルエステルである。ビニル(C−C)カルボキシレートは、ビニル(C−C)カルボキシレート、例えばビニルアセテート、ビニルプロピオネートまたはビニルブタノエートであってもよく、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーは、エチレン−ビニル(C−C)カルボキシレートバイポリマー、またはエチレン−ビニルアセテート(EVA)バイポリマー、またはエチレン−ビニルプロピオネートバイポリマー、またはエチレン−ビニルブタノエートバイポリマーであってもよい。EVAバイポリマーは、本質的にエチレン由来モノマー単位およびビニルアセテート由来コモノマー単位で構成される。EVAバイポリマーのビニルアセテートコモノマー単位含量は、EVAバイポリマーの総重量を基準として0wt%超〜3.5wt%未満、または0wt%超〜3.0wt%、または0wt%超〜2.0wt%、または0.5〜2.0wt%であってもよい。wt%値は、EVA1分子当たりの平均である。代替的に、または追加的に、(A)(例えばEVAバイポリマー)は、ASTM D1238−04により測定された、2〜60g/10分、または5〜40g/10分のメルトインデックス(190℃、2.16kg)を有し得る。
いくつかの態様において、(A)エチレン系(コ)ポリマーのエチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーの実施形態を作製するために使用される不飽和カルボン酸エステルコモノマーは、(C−C)アルキル(メタ)アクリレートであってもよく、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーは、エチレン−(C−C)アルキル(メタ)アクリレートコポリマー(EAA)であり、これは、エチレン−(C−C)アルキル(メタ)アクリレートコポリマーエチレンの総重量に基づいて0wt%超〜3.5wt%未満、または0wt%超〜3.0wt%、または0wt%超〜2.0wt%、または0.5〜2.0wt%の(C−C)アルキル(メタ)アクリレートコモノマー含量を有し得る。いくつかの態様において(C−C)アルキルは、(C−C)アルキル、(C−C)アルキル、または(C−C)アルキルであってもよい。EAAは、エチレン由来モノマー単位、ならびにエチルアクリレートおよび/またはエチルメタクリレートコモノマー単位等の(C−C)アルキル(メタ)アクリレート由来コモノマー単位の1つまたは複数の異なる種類から本質的になる。(C−C)アルキルは、メチル、エチル、1,1−ジメチルエチル、ブチルまたは2−エチルヘキシルであってもよい。(メタ)アクリレートは、アクリレート、メタクリレート、またはそれらの組み合わせであってもよい。(C−C)アルキル(メタ)アクリレートは、エチルアクリレートであってもよく、EAAは、エチレン−エチルアクリレートコポリマー(EEA)であってもよく、または、(C−C)アルキル(メタ)アクリレートはエチルメタクリレートであり、EAAはエチレン−エチルメタクリレートコポリマー(EEMA)であってもよい。EEAまたはEEMAそれぞれのエチルアクリレートまたはエチルメタクリレートコモノマー単位含量は、独立して、EEAまたはEEMAバイポリマーの総重量に基づいて0wt%超〜3.5wt%未満、または0wt%超〜3.0wt%、または0wt%超〜2.0wt%、または0.5〜2.0wt%であってもよい。
一部の態様において、(A)エチレン系(コ)ポリマーのエチレン/オレフィン官能性シランコポリマーの実施形態を作製するために使用されるオレフィン官能性シランコモノマーは、Chaudharyに対するWO2016/200600A1(2016年5月24日に出願されたPCT/US16/033879)の段落[0019];または、Meverdenらに対するUS5,266,627の加水分解性シランモノマーであってもよい。オレフィン官能性加水分解性シランは、(A)のコポリマーの実施形態にグラフト化(反応器後)されてもよい。代替的に、オレフィン官能性加水分解性シランをエチレンおよびコモノマーと共重合させて、加水分解性シリル基を含むコポリマーの実施形態を直接作製してもよい。いくつかの態様において、オレフィン官能性加水分解性シランは、ビニルトリメトキシシラン(VTMS)、ビニルトリエトキシシラン(VTES)、ビニルトリアセトキシシラン、またはγ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシランであり、加水分解性シリル基は、2−トリメトキシシリルエチル、2−トリエトキシシリルエチル、2−トリアセトキシエチルで、または3−トリメトキシシリルプロピルオキシカルボニルエチルもしくは3−トリメトキシシリルプロピルオキシカルボニルプロピルである。
(A)エチレン系(コ)ポリマーは、2つ以上の異なるエチレン系(コ)ポリマーのブレンド、または2つ以上の異なる触媒との重合反応の反応生成物であってもよい。(A)エチレン系(コ)ポリマーは、The Dow Chemical CompanyのELITE(商標)ポリマー等の2つ以上の反応器内で作製されてもよい。
(A)エチレン系(コ)ポリマーは、任意の適切なプロセスによって作製することができ、その多くは当技術分野で周知である。(A)を調製するために、ポリエチレン(コ)ポリマーを生成するための任意の従来のまたは今後発見される生成プロセスを使用することができる。典型的には、生成プロセスは、1つまたは複数の重合反応を含む。例えば、LDPEは、高圧重合プロセスを使用して調製され得る。代替的に、LDPEは、チーグラー・ナッタ、酸化クロム、メタロセン、ポストメタロセン触媒等の1種または複数種の重合触媒を使用して行われる配位重合プロセスを使用して調製され得る。適切な温度は、0〜250℃、または30〜200℃である。適切な圧力は、大気圧(101kPa)〜10,000気圧(約1,013メガパスカル(「MPa」))である。ほとんどの重合反応では、使用される重合性オレフィン(モノマー/コモノマー)に対する触媒のモル比は、10−12:1〜10−1:1、または10−9:1〜10−5:1である。
ポリエチレン組成物中の(A)エチレン系(コ)ポリマーの量は、ポリエチレン組成物の総重量を基準として75〜98.9wt%、または80〜95wt%、または80〜90wt%であってもよい。
成分(B):スチレン単位含有コポリマー。スチレンモノマーの重合によって作製されたスチレン単位と、エチレン単位、(C−C20)アルファ−オレフィン単位、ジエン単位、ならびにエチレン、C−C20)アルファ−オレフィン、およびジエン単位の少なくとも2つの組み合わせから選択されるコモノマー単位とを有する高分子または高分子の集合体。コモノマー単位は、エチレン、(C−C20)アルファ−オレフィン、ジエン、ならびにエチレン、(C−C20)アルファ−オレフィン、およびジエンの少なくとも2つの組み合わせから選択される少なくとも1つのオレフィン炭化水素を共重合させることによって作製される。スチレンはまた、エテニルベンゼン、ビニルベンゼン、およびフェニルエテンとしても知られ、式Cを有する。(B)の実施形態の(C−C20)アルファ−オレフィン単位を作製するために使用される(C−C20)アルファ−オレフィンは、独立して、(A)エチレン系(コ)ポリマーの関連する実施形態に関して上述された通りであってもよく、この説明は、参照により本明細書に組み込まれる。(C−C20)アルファ−オレフィンは、(C−C10)アルファ−オレフィン、または(C−C)アルファ−オレフィン、または1−ブテン、または1−ヘキセン、または1−オクテンであってもよい。ジエンは、2つの炭素−炭素二重結合および1モル当たり54〜500グラムの分子量(MW)を有する炭化水素化合物であってもよい。ジエンは、1〜3種のジエンの組み合わせ、または1種もしくは2種のジエン、または1種のジエンであってもよい。各ジエンは、独立して(C−C20)ジエンであってもよい。好適な(C−C20)ジエンの例は、(C−C12)ジエン;(C−C10)ジエン;(C−C)ジエン;(C10−C20)ジエン;エチリデンノルボルネン;ジシクロペンタジエン;ビニルノルボルネン;およびアルファ,オメガ−(C−C20)ジエンである。アルファ−オメガ−(C−C20)ジエンは、2つの炭素−炭素二重結合(C=C)を含む直鎖炭化水素であり、各C=Cは異なる末端炭素原子にある。各アルファ,オメガ−(C−C20)ジエンは、独立して、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、および1,9−デカジエン;または1,3−ブタジエン;または1,4−ペンタジエン;または1,5−ヘキサジエン;または1,6−ヘプタジエン;または1,7−オクタジエン;または1,8−ノナジエン;または1,9−デカジエンから選択され得る。ジエン系コモノマー単位を作製するために使用されるジエンは、1,3−ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、またはビニルノルボルネンであってもよい。いくつかの態様において、ジエンは、1,3−ブタジエンである。いくつかの態様において、(B)は、スチレン/ブタジエンゴムである。いくつかの態様において、(B)は、少なくとも1つのポリスチレンブロックと、アルファ,オメガ−(C−C20)ジエンの重合より誘導された単位(例えば1,3−ブタジエン単位)に基づく少なくとも1つのジエンブロックとを有するブロックコポリマーである。(B)は、直鎖コポリマー、または直鎖ブロックコポリマー、または3〜10ブロック(例えば3、4、または5ブロック)を有する直鎖ブロックコポリマー(末端ブロックはポリスチレンブロックであり、ポリスチレン末端ブロックは、ポリ(ジエン)ブロックに結合している)、または直鎖トリブロックコポリマー、または少なくとも1つのスチレンブロック(ポリスチレンブロック)および少なくとも1つのジエンブロック(ポリ(ジエン)ブロック)もしくは水素化ジエンブロック(飽和ポリ(ジエン)ブロック)を有する直鎖トリブロックコポリマーであってもよい。いくつかの態様において、(B)は、2つのポリスチレンブロック、およびアルファ,オメガ−(C−C20)ジエンブロックまたは部分的もしくは完全に水素化されたアルファ,オメガ−(C−C20)ジエンブロックを有する直鎖トリブロックコポリマーである。いくつかの態様において、(B)は、「スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックコポリマー」または「SEBS」としても知られる直鎖ポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレントリブロックコポリマーである。SEBSのエチレン/ブチレンブロックは飽和しており、すなわち、C=C結合がない。これは、「スチレン−ブタジエン−スチレントリブロックコポリマー」または「SBS」としても知られる直鎖ポリスチレン−ポリ(1,3−ブタジエン)−ポリスチレントリブロックコポリマーを完全に水素化して生成物としてSEBSを得る周知の方法で作製され得る。SEBSのエチレン/ブチレンブロックは、ブタン−1,4−ジイル単位およびブタン−1,2−ジイル単位の組み合わせを含む。これらの飽和単位は、SBSに存在し、1,3−ブタジエンの異なる分子が1,4−または1,2−に関して反応するかどうかに依存して1,3−ブタジエンの重合中に形成されるブタ−2−エン−1,4−ジイル単位およびブタ−3−エン−1,2−位イル単位の完全水素化の生成物である。SBSの水素化中に、SBSのポリ(1,3−ブタジエン)ブロック中のC=C結合の一部が水素化され、SBSのポリ(1,3−ブタジエン)ブロック中の他のC=C結合は水素化されていない、中間トリブロックコポリマーが形成される。これらの中間トリブロックコポリマーは、本明細書において部分水素化SBSと呼ばれる。SBSを水素化するための水素化条件は、そのように制御されてもよく、またはSEBSの代わりに、もしくはそれに加えて部分水素化SBSを生じるように、完了前に水素化反応が停止されてもよい。いくつかの態様において、(B)は、SEBS、SBS、部分水素化SBS、またはSEBS、SBS、および部分水素化SBSの少なくとも2つの組み合わせである。いくつかの態様において、(B)はSEBSであり、または(B)はSBSであり、または(B)は部分水素化SBSであり、または(B)はSEBSおよび部分水素化SBSの組み合わせであり、または(B)はSBSおよび部分水素化SBSの組み合わせであり、または(B)はSEBSおよびSBSの組み合わせ(例えばブレンド)であり、または(B)はSEBS、SBSおよび部分水素化SBSの組み合わせである。(B)スチレン単位含有コポリマーは、全て(B)スチレン単位含有コポリマーの総重量を基準として15〜35wt%、または15〜25wt%、または25から35wt%、または18〜32wt%、または20.0〜30.0wt%のスチレン単位含量;および10分当たり0.01〜30グラム(g/10分)、または0.01〜26g/10分、または0.01〜25.0g/10分、または0.05〜15g/10分、または0.1から25g/10分、または1〜25g/10分のメルトインデックスを有し得る。(B)のスチレン含量は、ISO5478、第3版(2006)、ゴム−スチレン含量の測定−ニトロ化法に従って決定される。スチレン含量が、SEBSまたはSBS等の(B)のブロックコポリマーの実施形態のポリスチレンブロックの形態である場合、すなわち、スチレン単位が連続的であり、コモノマー単位によって中断されていない場合、スチレン含量は、本明細書ではポリスチレン含量と呼ばれ得る。SEBS、SBS、および部分水素化SBSは、独立して、(B)の総重量を基準として15〜25wt%、または16から24wt%、または18〜22wt%、または19〜21wt%、または19.5〜20.49wt%のスチレン単位含量を有し得る。(B)のメルトインデックスは、ASTM D1238−04に従い、230℃で2.16kgの負荷下で決定される。ジエン含量は、全て(B)スチレン単位含有コポリマーの総重量を基準として、それぞれ85〜65wt%、または85〜75wt%、または75〜65wt%、または82〜68wt%、または80.0〜70.0wt%であってもよい。(B)の例は、KRATON G1643 M Polymers(Kraton Corporation、Kraton Polymers USLLC、Houston、Texas、USA)であり、これは、14.0〜25.0g/10分、例えば18g/10分のメルトインデックス(ASTM D1238−04、230℃、2.16kg);およびKRATON G1643 Mポリマーの総重量を基準として20wt%のポリスチレン含量を有する、直鎖ポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレントリブロックコポリマーの実施形態である。(B)は、18g/10分のメルトインデックス(ASTM D1238−04、230℃、2.16kg)および(B)の総重量を基準として20wt%のポリスチレン含量を有する直鎖スチレン/エチレン/ブチレントリブロックコポリマーであってもよい。
成分(C):ポリオルガノシロキサン。ポリオルガノシロキサンは、式(I):[(RSiO1/2[(RSiO2/2[RSiO3/2[SiO4/2(I)の有機官能性シロキサンポリマーであり、式中、下付き文字mは、0〜0.3であり、存在する場合は、ポリオルガノシロキサン中の式[(RSiO1/2]のM単位のモル分率を表し、下付き文字dは、0〜0.99であり、存在する場合は、ポリオルガノシロキサン中の式[(RSiO2/2]のD単位のモル分率を表し、下付き文字tは、0〜0.99であり、存在する場合は、ポリオルガノシロキサン中の式[RSiO3/2]のT単位のモル分率を表し、下付き文字qは、0〜0.1であり、存在する場合は、ポリオルガノシロキサン中の式[SiO4/2]のQ単位のモル分率を表し、合計m+d+t+q=1.00であり;R、R、およびRのそれぞれは、独立して、H、(C−C12)有機ヘテリル(例えば、(C−C)アルコキシ);(C−C12)ヒドロカルビル(例えば、(C−C12)アルキル、(C−C12)アルケニル、(C−C12)アルキニル、(C−C12)シクロアルキル、(C−C12)アリール、または(C−C12)アラルキル);(C−C12)ヘテロヒドロカルビル(例えば、ジエチルアミノプロピルまたはグリシジルオキシ)である。いくつかの態様において、R、R、およびRのそれぞれは、独立して、(C−C12)ヒドロカルビル;または、(C−C12)アルキル、(C−C12)アルケニル、もしくは(C−C12)アリール;または、(C−C12)アルキルもしくは(C−C12)アルケニル;または、(C−C12)アルキルもしくは(C−C12)アリール;または、(C−C12)アルキル;または、(C−C)アルキル;または、メチル、エチル、プロピル、もしくはブチル;またはメチルである。いくつかの態様において、(C)ポリオルガノシロキサンは、ポリジオルガノシロキサン(R、R、およびRのそれぞれが独立してHではない式(I)の化合物);またはポリジメチルシロキサンである。ポリジメチルシロキサンは、式(I)−(A):[(RSiO1/2[(RSiO2/2(I)−(A)の化合物であってもよく、式中、下付き文字mおよびdは、上記で定義した通りであり、各RおよびRは、メチルである。
任意選択の成分(D)酸化防止剤。(D)酸化防止剤は、ポリエチレン組成物および/または過酸化物硬化性半導体生成物に酸化防止特性を提供するように機能する。適切な(D)の例は、ビス(4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル)アミン(例えば、NAUGARD445)、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)(例えば、VANOX MBPC)、2,2’−チオビス(2−t−ブチル−5−メチルフェノール(CAS番号90−66−4、市販のLOWINOX TBM−6)、2,2’−チオビス(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)(CAS番号90−66−4、市販のLOWINOX TBP−6)、トリス[(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルフェニル)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4、6−トリオン(例えば、CYANOX1790)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−(3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)(例えば、IRGANOX1010、CAS番号6683−19−8)、3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシベンゼンプロパン酸2,2’−チオジエタンジイルエステル(例えば、IRGANOX1035、CAS番号41484−35−9)、およびジステアリルチオジプロピオネート(「DSTDP」)である。いくつかの態様において、(D)は、ビス(4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル)アミン(例えば、Danbury、Connecticut、USAのAddivantから市販されているNAUGARD445)である。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(D)を含まない。存在する場合、(D)は、ポリエチレン組成物の0.01〜1.5wt%、または0.05〜1.2wt%、または0.1〜1.0wt%であってもよい。
任意選択の成分(E):有機過酸化物。炭素原子、水素原子、および2個以上の酸素原子を含み、少なくとも1つの−O−O−基を有する分子(ただし、複数の−O−O−基がある場合、各−O−O−基は、1個以上の炭素原子を介して別の−O−O−基に間接的に結合する);またはそのような分子の集合。(E)有機過酸化物は、ポリエチレン組成物の硬化、特に成分(A)、(B)、(C)、および(E)を含むポリエチレン組成物を、(E)有機過酸化物の分解温度以上の温度まで加熱することを含む硬化が望ましい場合、ポリエチレン組成物に添加され得る。(E)有機過酸化物は、式R−O−O−Rのモノペルオキシドあってよく、式中、各Rは、独立して、(C−C20)アルキル基または(C−C20)アリール基である。各(C−C20)アルキル基は独立して、非置換であるか、または1もしくは2つの(C−C12)アリール基で置換されている。各(C−C20)アリール基は、非置換であるかまたは1〜4つの(C−C10)アルキル基で置換されている。代替的に、(E)は、式R−O−O−R−O−O−Rのジペルオキシドであってもよく、式中、Rは、(C−C10)アルキレン、(C−C10)シクロアルキレン、またはフェニレン等の二価炭化水素基であり、各Rは、上記で定義した通りである。(E)有機過酸化物は、ビス(1,1−ジメチルエチル)過酸化物;ビス(1,1−ジメチルプロピル)ペルオキシド;2,5−ジメチル−2,5−ビス(1,1−ジメチルエチルペルオキシ)ヘキサン;2,5−ジメチル−2,5−ビス(1,1−ジメチルエチルペルオキシ)ヘキシン;4,4−ビス(1,1−ジメチルエチルペルオキシ)吉草酸;ブチルエステル;1,1−ビス(1,1−ジメチルエチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;過酸化ベンゾイル;過安息香酸tert−ブチル;ジ−tert−アミルペルオキシド(「DTAP」);ビス(アルファ−t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン(「BIPB」);イソプロピルクミルt−ブチルペルオキシド;t−ブチルクミルペルオキシド;ジ−t−ブチルペルオキシド;2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン;2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキシン−3,1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;イソプロピルクミルクミルペルオキシド;4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)吉草酸ブチル;または過酸化ジ(イソプロピルクミル);または過酸化ジクミルであってもよい。(E)有機過酸化物は、過酸化ジクミルであってもよい。いくつかの態様において、2種以上の(E)有機過酸化物のブレンド、例えば、t−ブチルクミルペルオキシドおよびビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンの20:80(wt/wt)ブレンド(例えば、Arkemaから市販されているLUPEROX D446B)のみが使用される。いくつかの態様において、少なくとも1つ、または各(E)有機過酸化物が1つの−O−O−基を含む。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(E)を含まない。存在する場合、(E)有機過酸化物は、ポリエチレン組成物の0.05〜3.0wt%、または0.1〜3wt%、または0.5〜2.5wt%であってもよい。典型的には、ポリエチレン組成物がさらに(D)酸化防止剤および(E)有機過酸化物の両方を含む場合、(E)有機過酸化物に対する(D)酸化防止剤の重量/重量比は、2未満((D)/(E)(wt/wt)<2)である。
任意選択の成分(F)スコーチ抑制剤。早期硬化を阻害する分子、またはそのような分子の集合。スコーチ抑制剤の例は、ヒンダードフェノール;セミヒンダードフェノール;TEMPO;TEMPO誘導体;1,1−ジフェニルエチレン;2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(アルファ−メチルスチレンダイマーまたはAMSDとも呼ばれる);およびUS6277925B1、第2欄第62行〜第3欄第46行に記載されているアリル含有化合物である。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(K)を含まない。存在する場合、(K)スコーチ抑制剤は、ポリエチレン組成物の0.01〜1.5wt%、または0.05〜1.2wt%、または0.1〜1.0wt%であってもよい。
任意選択の成分(G)アルケニル官能性補助剤。骨格もしくは環の部分構造、ならびにそれに結合した1つ、もしくは2つ以上のプロペニル、アクリレート、および/もしくはビニル基を含む分子であって、部分構造は炭素原子および任意選択的に窒素原子で構成される分子、またはそのような分子の集合。(D)従来の補助剤は、ケイ素原子を含まなくてもよい。(G)アルケニル官能性補助剤は、制限(i)〜(v)のいずれか一つによって説明されるプロペニル官能性の従来の補助剤であってもよい:(i)(G)が、2−アリルフェニルアリルエーテル、4−イソプロペニル−2,6−ジメチルフェニルアリルエーテル、2,6−ジメチル−4−アリルフェニルアリルエーテル、2−メトキシ−4−アリルフェニルアリルエーテル、2,2’−ジアリルビスフェノールA、O、O’−ジアリルビスフェノールA、またはテトラメチルジアリルビスフェノールAである;(ii)(G)が、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンまたは1,3−ジイソプロペニルベンゼンである;(iii)(G)が、トリアリルイソシアヌレート(「TAIC」)、トリアリルシアヌレート(「TAC」)、トリアリルトリメリテート(「TATM」)、N,N,N’,N’,N”,N”−ヘキサアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン(「HATATA」、N,N,N,N,N,N−ヘキサアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミンとも呼ばれる)、オルトギ酸トリアリル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、クエン酸トリアリル、またはトリアリールアコニテートである;(iv)(G)が、(i)のプロペニル官能性補助剤のうちのいずれか2つの混合物である。代替的に、(G)は、トリメチロールプロパントリアクリレート(「TMPTA」)、トリメチロールプロパントリメチルアクリレート(「TMPTMA」)、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、およびプロポキシ化グリセリルトリアクリレートから選択されるアクリレート官能性の従来の補助剤であってもよい。代替的に、(G)は、少なくとも50wt%の1,2−ビニル含量を有するポリブタジエンおよびトリビニルシクロヘキサン(「TVCH」)から選択されるビニル官能性の従来の補助剤であってもよい。代替的に、(G)は、US5,346,961またはUS4,018,852に記載されている従来の補助剤であってもよい。代替的に、(G)は、前述の補助剤の組み合わせまたは任意の2つ以上であってもよい。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(G)を含まない。存在する場合、(G)補助剤は、ポリエチレン組成物の0.01〜4.5wt%、または0.05〜2wt%、または0.1〜1wt%、または0.2〜0.5wt%であってよい。
任意選択の成分(H)核形成剤。ポリエチレンポリマーの結晶化速度を高める有機または無機添加剤。(L)の例は、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、超高分子量ポリエチレン、フタル酸水素カリウム、安息香酸化合物、安息香酸ナトリウム化合物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸二ナトリウム、モノグリセロール酸亜鉛、および1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、カルシウム塩:ステアリン酸亜鉛である。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(L)を含まない。存在する場合、(L)は、ポリエチレン組成物の0.01〜1.5wt%、または0.05〜1.2wt%、または0.1〜1.0wt%の濃度であってもよい。
任意選択の成分(I)加工助剤。(I)の例は、フルオロエラストマーである。
任意選択の成分(J)エキステンダー油。(J)の例は、鉱油、パラフィン油、およびそれらの組み合わせである。
任意選択の成分(K)カーボンブラック。表面積対体積比が高いが、活性炭のそれよりも低い、微結晶化形態の準結晶炭素。(M)の例は、ファーネスカーボンブラック、アセチレンカーボンブラック、導電性カーボン(例えば、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、および膨張グラファイト小板)である。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物は、(M)を含まない。存在する場合、(M)は、ポリエチレン組成物の0.01〜40wt%、または0.05〜35wt%、または0.1〜20wt%、または0.5〜10wt%、または1〜5wt%の濃度であってもよい。
任意選択の成分(L)ナノ粒子。(L)の例は、酸化マグネシウム(MgO)、有機モンモリロンティー、シリカ、およびそれらの組み合わせのナノ粒子形態である。本明細書で使用される場合、(L)ナノ粒子は、調整可能な抵抗性パルス検知(Tunable Resistive Pulse Sensing、TRPS)によって測定される1〜100ナノメートル(nm)の平均直径を有する。(L)ナノ粒子はコーティングされていなくてもよく、または疎水性シリコンベースコーティング材料等のコーティング材料でコーティングされていてもよい。いくつかの態様では、(L)は、A.Braun,et al.,European Commission,Joint Research Centre,Institute for Reference Materials and Measurements,Geel,BelgiumによるERM−FD100,Certification of Equivalent Spherical Diameters of Silica Nanoparticles in Water,2011に従って水中で測定した場合、1〜100nmの平均直径を有するシリカナノ粒子である。
任意選択の成分(M)安定剤。18〜22ナノメートル(nm)の平均粒子サイズを有する粒子状の固体。(M)は、カーボンブラック、またはCabot CorporationからCAB−O−SILの商品名で市販されているもの等の疎水化ヒュームドシリカであってもよい。(M)UV安定剤はまた難燃効果を有し得る。
任意選択の添加剤(D)〜(M)を使用して、本発明の組成物および/または本発明の生成物に1つ以上の有益な特性を付与することができる。ある特定の添加剤を本発明の組成物に噴霧して、その押出を促進することができる。添加剤(D)〜(M)は、成分(A)〜(C)および互いとは異なる化合物/材料である。いくつかの態様において、ポリエチレン組成物は、0〜0.1wt%の(F)、および独立してそれぞれ0〜1wt%の(G)〜(M)をさらに含む。
ポリエチレン組成物は、独立して、成分(B)および(C)以外に、キャリア樹脂、腐食防止剤(例えばSnSO)、潤滑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、スリップ剤、可塑剤、粘着付与剤、界面活性剤、酸スカベンジャー、電圧安定剤、金属不活性化剤、および水トリー成長抑制剤から選択される1種または複数種の任意選択の添加剤を含まなくてもよい、またはそれぞれ0.005〜0.5wt%でさらに含んでもよい。(B)および(C)以外の水トリー成長抑制剤は、ポリエチレングリコール(例えばPEG20000)であってもよい。
(D)〜(M)のいずれか1つ、または上記段落に挙げた任意選択の添加剤のいずれか1つ、例えばポリエチレングリコール等いずれか1つの任意選択の添加剤が存在する態様において、その量は、(i)後述のASTM D6097を使用した水トリー成長試験方法に従って試験した場合の、電気トリー成長の阻害の向上;(ii)後述の移動試験方法に従って試験した場合、水トリー抑制剤からブルームもしくは液滴がないこと(すなわち、(C)ポリオルガノシロキサンの内部から組成物および/もしくは生成物の表面への移動が遅い、もしくは移動しないこと);(iii)散逸率試験法に従って測定した場合の0.35%未満の散逸率;(iv)(i)および(ii)のそれぞれ;(v)(i)および(iii)のそれぞれ;(vi)(ii)および(iii)のそれぞれ;または(vii)(i)〜(iii)のそれぞれ等の特性に対する本発明のポリエチレン組成物の利益を無効化または相殺しないように選択される。
架橋ポリエチレン生成物。架橋ポリエチレン生成物は、ポリエチレン組成物の硬化中に形成されたC−C結合架橋を含むネットワーク化ポリエチレン樹脂を含む。ネットワーク化ポリエチレン樹脂は、(E)有機過酸化物の存在下で架橋性(A)をカップリングさせた生成物と、任意選択的に、架橋性(A)を(G)アルケニル官能性補助剤とカップリングさせた生成物とを含む。(E)有機過酸化物の非存在下での放射線架橋を含む、架橋ポリエチレン生成物を作製するための他の手法も利用され得る。架橋ポリエチレン生成物はまた、(E)有機過酸化物の反応のアルコール生成物等の硬化副生成物も含み得る。ポリエチレン組成物が任意の添加剤(D)〜(M)の1つまたは複数をさらに含む場合、架橋ポリエチレン生成物はまた、添加剤(D)〜(M)のいずれか1つもしくは複数、または、ポリエチレン組成物の硬化中にそれから形成される1つもしくは複数の反応副生成物を含み得る。架橋ポリエチレン生成物は、分割された固体形態または連続形態であってもよい。連続形態は、成形部品(例えばブロー成形部品)または押出成形部品(例えば絶縁導電体の絶縁層)であってもよい。
絶縁導電体。絶縁導電体は、低電圧、中電圧、高電圧および超高電圧送電用途に使用するための、コーティング金属ワイヤおよび/または電力ケーブルを含む電気ケーブルであってもよい。「ワイヤ」は、導電性材料、例えば銅もしくはアルミニウム等の導電性金属の一本鎖もしくはフィラメント、または光ファイバーの一本鎖もしくはフィラメントを意味する。「電力ケーブル」とは、絶縁層と呼ぶこともできるカバー内に配置された少なくとも1本のワイヤを含む絶縁導電体を意味する。絶縁電導体は、中電圧、高電圧、または超高電圧用途に使用するために設計および構成し得る。適切なケーブル設計の例は、US5,246,783、US6,496,629、およびUS6,714,707である。
絶縁導電体は、導電性コアと、その周囲に配置された外側単層被覆または外側多層被覆とを含み、導電性コアを外部環境から保護および絶縁することができる。導電性コアは、1つまたは複数の金属ワイヤで構成されてもよい。導電性コアが「撚り合わされている」場合、個別のワイヤ束に細分化され得る2つ以上の金属ワイヤが含まれている。導電性コア内の各ワイヤは、束ねられているか否かに関わらず、絶縁層で個別にコーティングされてもよく、および/または個別の束が絶縁層でコーティングされてもよい。単層被覆または多層被覆(例えば、単層または多層コーティングもしくはシース)は、主に、日光、水、熱、酸素、他の導電性材料(例えば、短絡防止のため)、および/または他の腐食性材料(例えば化学ガス)等の外部環境から導電性コアを保護または絶縁するように機能する。
ある絶縁導電体から次の絶縁導電体への単層または多層被覆は、それぞれの意図された用途に応じて異なって構成されてもよい。例えば、断面で見ると、絶縁導電体の多層被覆は、その最内層からその最外層まで以下の構成要素を有するように順次構成されてもよい、内側半導体層(導電性コアと物理的に接触している)、架橋ポリエチレン生成物(本発明の架橋生成物)を含む絶縁層、外側半導体層、金属シールド、および保護シース。層およびシースは、円周方向および同軸方向(長手方向)に連続している。金属シールド(接地)は、同軸方向に連続しており、円周方向には連続(層)または不連続(テープまたはワイヤ)のいずれかである。外側半導体層は、存在する場合、絶縁層から剥離可能な過酸化物架橋半導体生成物で構成されてもよい。
電気の伝導方法。本発明の電気伝導方法は、本発明の絶縁導電体を使用してもよく、本発明の組成物または生成物を含む異なる導電体を使用してもよい。
有利には、我々は、本発明の組成物および/または生成物が、成分(B)および(C)の両方ではなく一方を含む比較組成物に比べ、後述するASTM D6097を使用した水トリー成長試験方法に従って試験した場合、水トリー成長の減少(すなわち水トリー成長の阻害の増加)によって特徴付けられることを発見した。本発明の組成物および/または生成物の実施形態はまた、特性(i)〜(iv)の少なくとも1つ、または少なくとも2つ、またはそれぞれを特徴とし得る:(i)後述のASTM D6097を使用した水ツリー成長試験方法に従って試験した場合の、電気トリー成長の阻害の向上;(ii)後述の移動試験方法に従って試験した場合、水トリー抑制剤からブルームまたは液滴がないこと(すなわち、(C)ポリオルガノシロキサンの内部から組成物および/または生成物の表面への移動が遅い、または移動しないこと);(iii)散逸率試験法に従って測定した場合の0.35%未満の散逸率、ならびに(iv)(i)〜(iii)のそれぞれ。理想的には、本発明の組成物で構成される絶縁層を含む電力ケーブルは、屋外環境でのより高い電圧でより長い動作寿命を有する。
本発明の絶縁導電体は、データ伝送用途および/または低電圧、中電圧、高電圧、および超高電圧用途を含む送電用途に有用である。
本発明の組成物および生成物は、容器、車両部品、および電子パッケージングを含む他の様々な用途に有用である。
化合物は、その全ての同位体および天然の存在量ならびに同位体濃縮型を含む。濃縮型は、医学的用途または偽造防止用途を有してもよい。
いくつかの態様において、本明細書における任意の化合物、組成物、調合物、混合物、または反応生成物は、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、ランタノイド、およびアクチノイドからなる群から選択される化学元素のうちのいずれか1つを含まなくてもよいが、ただし、化合物、組成物、調合物、混合物、または反応生成物に必要な化学元素(例えば、ポリエチレンに必要なCおよびH、またはアルコールに必要なC、H、およびO)は除く。
特に示されない限り、以下を適用する。代替的に、異なる実施形態に先行する。AEICとは、Association of Edison Illuminating Companies,Birmingham,Alabama,USAを意味する。ASTMとは、標準化機構である、ASTM International,West Conshohocken,Pennsylvania,USAを意味する。IECは、標準化機構であるInternational Electrotechnical Commission,Geneva,Switzerlandを意味する。ISOは、標準化機構であるInternational Organization for Standardization,Geneva,Switzerlandを意味する。いずれの比較実施例も説明目的でのみ使用されており、先行技術ではない。含まないまたは欠いているは、完全に存在しないこと、代替として検出不可能であることを意味する。ICEAとは、Insulated Cable Engineers AssociationおよびIHS Markit,London,Englandによって公布された規格を意味する。IUPACは、国際純正応用化学連合(IUPAC Secretariat,Research Triangle Park,North Carolina,USA)である。必須ではなく、選択の許容を与えることができる。作動とは、機能的に可能または有効なことを意味する。任意選択の手段は存在しない(または除外される)、代替的に存在する(または含まれる)ことを意味する。PPMは、重量ベースである。特性は、標準試験方法および測定条件(例えば、粘度:23℃および101.3kPa)を使用して測定される。範囲は、端点、部分範囲、およびその中に包含される整数値および/または小数値を含むが、整数の範囲が小数値を含まない場合を除く。室温:23℃。±1℃。特定の材料を実質的に含まないとは、材料の0〜1wt%、または0〜<0.1wt%、または0wt%を意味する。化合物に関連するとき置換されているとは、水素の代わりに、置換ごとに1個または複数個(その数を含む)の置換基を有することを意味する。
本明細書に他に記載がない限り、特徴付けのために以下の調製法を使用する。
ポリエチレン組成物調製方法1。(E)有機過酸化物を含まないポリエチレン組成物の実施形態を調製する。ローター速度を最長4分間、毎分10回転(rpm)に設定して、成分(A)を160℃のBrabender内部ミキサーに供給する。得られた溶融供給物成分(B)(C)に、本質的に成分(A)〜(C)からなる第1の本発明のポリエチレン組成物を加える。第1の本発明のポリエチレン組成物に、任意の添加剤(D)および(F)〜(M)を添加し、160℃で45rpmで4分間混合し、(A)、(B)、(C)、および任意の(D)および(F)〜(M)の均一な分散物として第2の本発明のポリエチレン組成物を得た。
ペレット調製法1。ポリエチレン組成物調製法1により調製した第2の本発明のポリエチレン組成物をBrabender単軸スクリュー押出機のホッパー内に配合し、120℃で25rpmのスクリュー速度で組成物の溶融物を押し出し、組成物を溶融ストランドとして得る。溶融ストランドをBrabenderペレタイザーに供給して、ペレットの形態の第2の本発明のポリエチレン組成物を得る。
浸漬方法1。ペレット調製方法1で調製した第2の本発明のポリエチレン組成物のペレット50グラム(g)、および(E)有機過酸化物0.865gを、250ミリリットル容量のフッ素化高密度ポリエチレン(F−HDPE)ボトルに加える。ペレットおよび(E)が入ったボトルをしっかりと密閉する。(E)有機過酸化物を70℃で8時間ペレットに浸漬させ、0、2、5、10、20、および30分で密封ボトルを振盪し、(E)有機過酸化物浸漬ペレットとして第3の本発明のポリエチレン組成物を得る。(E)有機過酸化物浸漬ペレットを、試験に必要となるまでF−HDPEボトル内に23℃で保存する。
架橋ポリエチレン生成物および圧縮成形プラークの調製方法1:散逸率試験のために、架橋ポリエチレン生成物の圧縮成形プラークを調製する。厚さ2ミリメートル(mm)の2枚のポリ(エチレンテレフタレート)フィルムの間に浸漬法1により調製した(E)有機過酸化物浸漬ペレット15gを挟み、サンドイッチを得る。180mm×190mm×0.5mmの寸法を有する金型にサンドイッチを置く。ホットプレス機の上下のプレートの間にサンドイッチを含む金型を置き、120℃および0メガパスカル(MPa)の印加圧力で10分間圧成型し、予熱した金型を得る。金型を120C、5MPaで0.5分間保持し、次いで120C、10MPaで0.5分間保持する。金型を8回通気し、次いで180℃および10MPaの圧力下で約13分間金型を保持して追加硬化させ、架橋ポリエチレン生成物を得る。型を10分以内に10MPa未満で180℃から25℃に冷却し、圧縮成形されたプラークの形態の架橋ポリエチレン生成物を取り除いた。以下の方法に従って散逸係数を試験する。
架橋時間(T90)試験方法(MDR:180℃でML(N−m)、MDR:180℃でMH−ML(N−m)):ASTM D5289−12、ローターレス硬化計を使用したゴム特性加硫の標準試験方法。次の手順を使用して、6グラムのコールドプレス試験試料のトルクを測定する。トルクの変化をモニターしながら、180C、0.5度のアーク振動で20分間、可動ダイレオメーター(MDR)機器MDR2000(Alpha Technologies)内で、Brabender混合ボウルから直接得られた試験試料を加熱する。測定された最小トルク値をデシニュートンメートル(dN−m)で表される「ML」として指定する。硬化または架橋が進行すると、測定されたトルク値が増加し、最終的に最大トルク値に達する。最大または最高の測定トルク値をdN−mで表される「MH」として指定する。他の全てが等しい場合、MHトルク値が大きいほど、架橋の程度が大きくなる。T90架橋時間を、MH引くMLの差(MH−ML)の90%、すなわちMLからMHの経路の90%に等しいトルク値を達成するのに必要な分数として決定する。T90架橋時間が短いほど、すなわちトルク値がMLからMHへの経路の90%になるのが早いほど、試験試料の硬化速度は速くなる。逆に、T90架橋時間が長いほど、すなわちトルク値がMLからMHへの経路の90%を得るのにかかる時間が長くなるほど、試験試料の硬化速度は遅くなる。ポンド−インチ(lb.−in.)で測定され、ニュートン−メートル(N−m)に変換され、ここで、1.00lb.−in.=0.113N−mである。
密度試験方法:ASTM D792−13、変位によるプラスチックの密度と比重(相対密度)の標準試験法の方法Bに従って測定した(水以外の液体中、例えば液体2−プロパノール中で固体プラスチックを試験するため)。結果は1立方センチメートル当たりのグラム数(g/cm)の単位で報告する。
誘電率および散逸率の試験方法。ASTM D150−11、Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity(Dielectric Constant)of Solid Electrical Insulationに従い、炉内に試験片ホルダーを含む電極を有するShanghai Young Electrical Co.Ltd.の高精度高電圧静電容量ブリッジQS87で50Hzで試験を実施し、高電圧電力は、Shanghai Young Electrical Co.Ltd.のYG8Qであった。試験片は、架橋ポリエチレン生成物および圧縮成形プラーク調製方法1により調製した硬化(架橋)圧縮成形プラークである。真空炉内で70℃で24時間、大気圧下でプラークを脱気する。試験片を切り取り、厚さを試験し、次いで110℃の炉内で電極温度が100℃に達した直後2つの電極の間に挟む。フィルム全体で電位を2.5キロボルト(kV)、5kV、7.5kV、10kV、7.5kV、5kV、および2.5kVに設定し、フィルムにかかる印加電圧をミリメートル(mm)でのフィルムの厚さで割った値に等しいフィルムにかかる電気的ストレスを計算し;散逸率(「Df」)および比誘電率(すなわち誘電定数ε)を試験する。典型的には5kV/mm〜25kV/mmの範囲でプロットされた、様々な電気的ストレス値での散逸率(Df)曲線を得る。曲線から、16kV/mmに等しい電気的ストレスのDf値を計算する。
メルトインデックス(190℃/2.16キログラム(kg)、「I」)試験方法:エチレン系(コ)ポリマーの場合、以前は「条件E」として知られ、またIとしても知られている、190℃/2.16キログラム(kg)の条件を使用して、ASTM D1238−04、Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Platometerに従って測定される。結果は、10分当たりの溶出グラム数(g/10分)の単位で報告される。
移動試験方法。移動添加剤は、5グラム(g)のペレットを未使用の透明な自己密閉型ポリエチレンバッグに入れ、ペレットを5回押して、バッグにマークが付くかどうかを確認することにより観察され得る。マークが観察された場合は「はい」を記録し、観察されたマークがない場合は「いいえ」を記録する。
スコーチ時間試験方法(MDR:ts1、180℃または140℃。(分)):試料「X」のスコーチ時間またはスコーチまでの時間(ts1)は、140℃でMDRによって測定され、ts1@140℃と略される。180℃でMDRにより測定されたスコーチ時間は、ts1@180℃と略される。スコーチ時間は、以下のようにISO6502に従って、Alpha Technologies Rheometer MDR2000Eで測定した。5〜6gの試験材料(ペレット)をMDR200E機器に入れる。トルクは、それぞれ140℃で0(開始)〜120分、または182℃で0(開始)〜20分の時間の関数として測定し、時間に対するトルク曲線をプロットする。ts1は、トルク曲線の最小値からのトルクにおける、試験開始(0分)からの1デシニュートンメートル(dNm)のトルクの増加の観察に要する時間の長さである。ts1@140℃を使用して、溶融加工プロセス中の耐スコーチ性を特性決定する(例えば、溶融配合または押出)。180℃でMDRを使用し、硬化可能性(MH−ML)および硬化速度を特性決定する(上記の架橋時間(T90)試験方法を参照されたい)。
水トリー成長試験方法:ASTM D6097−01a(過去)またはASTM D6097−16(現在有効)に従う方法、Standard Test Method for Relative Resistance to Vented Water−Tree Growth in Solid Dielectric Insulating Materialsを使用した。この試験方法は、半透明の熱可塑性または架橋電気絶縁材料の水トリー成長に対する相対的な耐性をカバーしている。これは特に、中電圧電力ケーブルに有用な押出ポリマー絶縁材料に適用され得る。要約すると、制御された円錐形の欠陥を含む10個の圧縮成形ディスク試験片を、0.01規定の塩化ナトリウムの導電性水溶液中で30日間、1キロヘルツ(kHz)および23℃±2℃で5キロボルト(kV)の印加電圧に供する。制御された円錐形の欠陥は、60°の刃先角および3マイクロメートル(μm)の先端半径を有する鋭い針によって形成される。これにより、欠陥先端での電気的ストレスが強化され、メイソンの双曲線の点から面への応力強化方程式によって推定される。この強化された電気的ストレスは、欠陥先端から成長した通気水トリーの形成を開始する。そのように生成された結果的なトリー試験片のそれぞれは、染色され、スライスされる。水トリー長と点から面への試験片の厚さは顕微鏡で測定され、水トリー成長に対する抵抗として定義される比率を計算するために使用される。
成分(A1):0.92グラム/立方センチメートル(g/cm)の密度および10分当たり2.0グラム(g/10分)のメルトインデックス(I)(ASTM D1238−04、190℃、2.16kg)を有する低密度ポリエチレン。The Dow Chemical Company、Midland、Michigan、USAから製品DXM−446として入手可能。
成分(B1):18wt%のスチレン単位および72wt%の飽和エチレン/ブチレンコモノマー単位を含み、18g/10分のメルトインデックス(I)(ASTM D1238−04、230℃、2.16kg)を有する直鎖ポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレン(SEBS)トリブロックコポリマー。Kraton Corporationから製品KRATON G1643 M Polymerとして入手可能。
成分(C1):25℃で100mm/sの動粘度および0.960〜0.970g/cmの密度を有するポリジメチルシロキサン(PDMS)。中華人民共和国、Sinopharm Chemical Reagent Co.、Ltd.からの製品として入手可能。動粘度の測定:25℃で試験法ASTM−D445−11a(Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity))を使用し、センチストークス(cSt)または同等のmm/s単位で表される。
酸化防止剤(D1):ジオクタデシル3,3’−チオジプロピオネートとしても知られているジステアリルチオジプロピオネート化合物。CAS番号[693−36−7]。BASFからの製品Irganox PS802として入手可能。
酸化防止剤(D2):化合物1,3,5−トリス[[4−(1,1−ジメチルエチル)−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルフェニル]メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン。CAS番号40601−76−1。Cytec Industriesからの製品Cyanox1790として入手可能。
有機過酸化物(E1):過酸化ジクミル。中華人民共和国のFangruidaからの製品として入手可能。
安定剤(M1):化合物N,N’−ビスホルミル−N,N’−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ヘキサメチレンジアミン。CAS番号124172−53−8。BASFからUvinul 4050Hとして入手可能。
比較例1〜4(CE1〜CE4):各比較例について、それぞれ、ポリエチレン組成物調製方法1、ペレット調製方法1、および浸漬方法1に従って一連のポリエチレン組成物を調製する。浸漬法1により調製した各ポリエチレン組成物について、架橋ポリエチレン生成物および圧縮成形プラークの調製方法1に従ってCE1〜CE4の架橋ポリエチレン生成物を調製する。上記の方法に従って試験する。組成および結果を以下の表1に報告する。
表1のデータが示すように、CE1〜CE4は、水トリー長(WTL)の成長を適度に抑制し、パーセンテージを12.8%から15.8%に増加させた。CE3とCE2を比較すると、(C)の濃度を2倍にすると、絶対増加量はわずか1wt%であったが、WTL成長の阻害が悪化し、(C)の「添加剤ブルーム」が生じ、(C)は不必要にペレット表面に移動した。CE4とCE1を比較すると、(B)を15wt%から16wt%に1wt%増加させるとWTL%が適度に改善されたが、結果はIE1〜IE4における(B)および(C)の組み合わせに関して以下で確認されるWLT%の改善には遠くおよばない。
発明例1〜4(IE1〜IE4):各発明例について、それぞれ、ポリエチレン組成物調製方法1、ペレット調製方法1、および浸漬方法1に従って一連のポリエチレン組成物を調製する。浸漬法1により調製された各ポリエチレン組成物について、架橋ポリエチレン生成物および圧縮成形プラークの調製法1に従ってIE1〜IE4の架橋ポリエチレン生成物を調製する。上記の方法に従って試験する。組成および結果を以下の表2に報告する。
表2のデータが示すように、IE1〜IE4は、予想外にも水トリー長(WTL)の成長をより良好に抑制し、パーセンテージは5.4%から12.1%に増加したことを示し、パーセンテージの増加が低いほど、水トリー成長が少ない。(B)および(C)の組み合わせをより低濃度で使用すると、1つを2倍の量で含むが(B)および(C)の両方ではない比較例よりも、WTLの阻害が向上した(パーセンテージの増加が低い)。また、IE2((B)の濃度は7.50wt%)で得られたWTL%は、IE1((B)の濃度は15.00wt%)よりも優れており、IE4((B)の濃度は7.50wt%)とIE3((B)の濃度は15.00wt%)を比較しても同様の結果が得られる。これらの結果は、ポリエチレン組成物および架橋ポリエチレン生成物における(B)および(C)の組み合わせの性能が相加的ではなく相乗的であることを示唆している。(B)/(C)の重量/重量比を使用して、相乗効果を与える(B)および(C)の量を定義することができる。
「請求項」および「複数の請求項」をそれぞれ「態様」または「複数の態様」で置き換えることを除いて、以下の特許請求の範囲を番号付き態様として本明細書に組み込む。

Claims (15)

  1. 50〜98.9重量パーセント(wt%)の(A)エチレン系(コ)ポリマー;1〜20.0wt%の(B)スチレン単位含有コポリマー;および0.1〜10wt%の(C)ポリオルガノシロキサンを含むポリエチレン組成物。
  2. 50.0〜98.9wt%の前記(A)エチレン系(コ)ポリマー;1.0〜15.4wt%の前記(B)スチレン単位含有コポリマー;および0.1〜1.5wt%未満の前記(C)ポリオルガノシロキサンを含む、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
  3. 前記(B)スチレンコポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサンの総量が、前記ポリエチレン組成物の1.1〜16wt%である、請求項1または2に記載のポリエチレン組成物。
  4. 制限(i)〜(iii):(i)前記ポリエチレン組成物は、2〜40の前記(C)ポリオルガノシロキサンに対する前記(B)スチレン単位含有コポリマーの重量/重量比を有する;(ii)前記(B)スチレン単位含有コポリマーは、直鎖ポリスチレン−エチレン/ブチレン−ポリスチレントリブロックコポリマーである;(iii)(i)と(ii)の両方のいずれか1つを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  5. 0.05〜2wt%の(D)酸化防止剤、および98.85wt%以下の前記(A)エチレン系(コ)ポリマーをさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  6. 0.1〜3wt%の(E)有機過酸化物、およびそれぞれ98.80wt%または98.75wt%以下の前記(A)エチレン系(コ)ポリマーをさらに含む、請求項1〜4または請求項5のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  7. 硬化剤を含まない、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  8. (F)スコーチ抑制剤;(G)アルケニル官能性補助剤;(H)核形成剤;(I)加工助剤;(J)エキステンダー油;(K)カーボンブラック;(L)ナノ粒子;(M)安定剤から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  9. ASTM D6097を使用した水トリー成長試験法に従って測定した場合に、14%未満の水トリー長(WTL)の増加を特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  10. 散逸率試験法に従って測定した場合に、0.35%未満の散逸率を特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物を作製する方法であって、前記(B)スチレン単位含有コポリマーおよび(C)ポリオルガノシロキサンを前記(A)エチレン系(コ)ポリマーの溶融物に混合して、成分(A)、(B)、および(C)を含む溶融ブレンドとして前記ポリエチレン組成物を得ることを含む方法。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物を硬化させた生成物である、架橋ポリエチレン生成物。
  13. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物、請求項11に記載の方法により作製されたポリエチレン組成物、または請求項12に記載の架橋ポリエチレン生成物の成形形態を含む製造物品。
  14. 導電性コアと、前記導電性コアを少なくとも部分的に被覆する絶縁層とを含む絶縁導電体であって、前記絶縁層の少なくとも一部は、請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリエチレン組成物、請求項11に記載の方法により作製されたポリエチレン組成物、または請求項12に記載の架橋ポリエチレン生成物を含む絶縁導電体。
  15. 電気を伝導する方法であって、請求項14に記載の絶縁導電体の前記導電性コア全体に電圧を印加して、前記導電性コアを通る電気の流れを発生させることを含む方法。
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