JP2022524035A - 触媒系 - Google Patents

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ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
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Abstract

【解決手段】 スズ系湿気硬化触媒、二酸化チタンまたはチタンアルコキシドであるチタン(IV)化合物、および酸化亜鉛の組み合わせを含む触媒系。触媒系および担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒マスターバッチおよび(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーを含む湿気硬化性プレポリマー配合物。それを作製および使用する方法。それから作製される硬化ポリマー生成物。それを含有するかまたはそれから作製される物品。【選択図】なし

Description

触媒系、そのマスターバッチ配合物、および関連する態様。
本分野のまたは本分野に関する刊行物および特許は、EP0849745A1、US2007/0155866A1、US2017/0009098A1、US3224997、US3275400、US4448608、US5025071、US5089564、US5883145、US5891979、US6197864、US7781557B2、US7842772B2、およびUS10003053B2を含む。
我々は、スズ系湿気硬化触媒、二酸化チタンまたはチタンアルコキシドであるチタン(IV)化合物、および酸化亜鉛の組み合わせを含む触媒系を発見した。触媒系および担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒マスターバッチおよび(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー(本明細書では「HSG-FPプレポリマー」と略記される)を含む湿気硬化性プレポリマー配合物。それを作製および使用する方法。それから作製される硬化ポリマー生成物。それを含有するかまたはそれから作製される物品。触媒系は、湿気硬化性プレポリマーの湿気ベースの縮合硬化を可能にする。
概要および要約は、参照により本明細書に組み込まれる。実施形態は、実施例を含む、以下の番号付けされた態様および詳細な説明を含む。
態様1触媒系であって、40~85重量パーセント(重量%)の酸化亜鉛(ZnO)、10~55重量%の二酸化チタン(TiO)またはチタンアルコキシドであるチタン(IV)化合物、および1~15重量%のスズ-有機配位子配位錯体(Sn錯体)の組み合わせを含み、全ての重量%の合計が100.00重量%に等しい、触媒系。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。チタンアルコキシドは、Ti(OR)であり得、各Rは、独立して、(C-C)アルキル、あるいはメチル、あるいは(C-C)アルキル、あるいは(C)アルキル、あるいは1-メチルエチルである。
態様2チタン(IV)化合物がTiOであり、組み合わせが(i)~(IV):(i)ZnOの重量%がTiOの重量%の+/-2重量%以内であり、TiOの重量%がSn錯体の重量%より高い組み合わせ、(ii)46~50重量%(例えば、48重量%または49重量%)のZnO、46~49重量%(例えば、48重量%または49重量%)のTiO、および1~8重量%(例えば、4重量%または2重量%)のSn錯体(例えば、IE1AおよびIE2A)(全ての重量%の合計は触媒系の100.00重量%に等しい)、(iii)ZnOの重量%がTiOの重量%よりも少なくとも25重量%高く、TiOの重量%がSn錯体の重量%よりも高い組み合わせ、ならびに(iv)75~85重量%(例えば、80重量%または77重量%)のZnO、10~25重量%(例えば、13重量%または20重量%)のTiO、および2~10重量%(例えば、7重量%または3重量%)のSn錯体(例えば、IE3AおよびIE4A)(全ての重量%の合計は触媒系の100.00重量%に等しい)、のいずれか1つである、態様1の触媒系。
態様3スズ-有機配位子配位錯体(Sn錯体)がジアルキルスズジカルボキシレートである、態様1または2の触媒系。ジアルキルスズジカルボキシレートは、ジ((C-C10)アルキル)スズジカルボキシレート、あるいはジアルキルスズジ(C-C18)カルボキシレート、あるいはジ((C-C10)アルキル)スズジ(C-C18)カルボン酸塩、あるいはジ((C-C)アルキル)スズジ(C10-C14)カルボン酸塩、あるいはジ((C)アルキル)スズジ(C12)カルボン酸塩、あるいはジブチルスズジラウレートであり得る。
態様499~1重量%の態様1~3のいずれか1つの触媒系と、1~99重量%の担体樹脂と、を含む、触媒マスターバッチ。触媒マスターバッチは、合計で0.01~15重量%の少なくとも1つの酸化防止剤(例えば、後述する酸化防止剤(E)(複数可))をさらに含み得る。全ての重量%は、触媒マスターバッチの総重量に基づいている。担体樹脂は、以下の態様に記載する通り、または後述する通りであり得る。
態様5担体樹脂が、非芳香族ポリオレフィンポリマー(炭素および水素原子から本質的になり、例えば、酸素およびケイ素原子を含まない)、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマー、またはそれらのブレンドである、態様4の触媒マスターバッチ。
態様665~99.9重量%の(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー、0.1~5重量%の(B)態様1~3のいずれか1つの触媒系、および0~30重量%の担体樹脂を含み、ZnOは少なくとも1.0重量%であり、TiOは少なくとも0.70重量%であり、Sn錯体は少なくとも0.10重量%であり、全ての重量%は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の総重量に基づく、湿気硬化性ポリオレフィン配合物。担体樹脂は、(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーとは組成が異なる。担体樹脂は、ケイ素原子および/または酸素原子を含まない非芳香族ポリオレフィンポリマーであり得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、担体樹脂を含まなくてもよく(0重量%)、あるいは、担体樹脂は、配合物の1~30重量%を構成し得る。触媒系の総重量は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の少なくとも1.80重量%である。
態様7(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーが、制限(i)~(iii):(i)各加水分解性シリル基は、独立して、式(R(R3-mSi-の一価の基であり、式中、下付き文字mが、1、2、または3の整数であり、各Rは、独立して、H、HO-、(C-C)アルコキシ、(C-C)カルボキシ、フェノキシ、(C-C)アルキル-フェノキシ、((C-C)アルキル)N-、(C-C)アルキル(H)C=NO-、または((C-C)アルキル)C=NO-であり、各Rは、独立して、(C-C)アルキルまたはフェニルである、(ii)(A7)のポリオレフィン部分が、ポリエチレン系、ポリ(エチレン-コ-(C-C40)アルファ-オレフィン)系、またはそれらの組み合わせである、および(iii)(i)と(ii)の両方である、のいずれか1つによって特徴付けられる、態様6の湿気硬化性ポリオレフィン配合物。各Rは、HおよびHO-を含まなくてもよく、あるいはフェノキシおよび(C-C)アルキル-フェノキシを含まなくてもよい。各Rは、独立して、(C-C)アルコキシ、(C-C)カルボキシ、((C-C)アルキル)N-、(C-C)アルキル(H)C=NO-、または((C-C)アルキル)C=NO-であるか;あるいは(C-C)アルコキシ;あるいは(C-C)カルボキシ;あるいは((C-C)アルキル)N-;あるいは(C-C)アルキル(H)C=NO-;あるいは((C-C)アルキル)C=NO-であり得る。
態様8添加剤(C)~(M):(C)有機過酸化物、(D)スコーチ遅延剤、(E)酸化防止剤、(F)トリー遅延剤(水トリーおよび/または電気トリー遅延剤)、(G)着色剤、(H)水分捕捉剤、(I)ヒンダードアミン光安定剤(HALS)、(J)加工助剤、(K)水分発生剤、(L)難燃剤、および(M)(C)~(L)のいずれか2つ以上の組み合わせ、から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、態様6または7の湿気硬化性ポリオレフィン配合物。(M)の組み合わせは、(D)、(E)、(F)、(I)、および(L)のうちの任意の2つ、あるいは任意の3つ、あるいはそれぞれであり得る。少なくとも1つの添加剤は、(A)、(B)、および存在する場合、担体樹脂の他に添加され、またそれらとは異なる。
態様9湿気硬化性ポリオレフィン配合物を作製する方法であって、(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー(または既にそれを含有する触媒マスターバッチの実施形態が使用される場合はその追加量)の溶融物を、(B)態様1~3のいずれか1つの触媒系、または態様4~6のいずれか1つの触媒マスターバッチと混合して、(A)の溶融物と(B)または触媒マスターバッチのいずれかを含む溶融混合物を得ることと、溶融混合物を押し出して、態様7または8の湿気硬化性ポリオレフィン配合物を得ることと、を含む、方法。
態様10態様7~8のいずれか1つの湿気硬化性ポリオレフィン配合物を湿気硬化させて、湿気硬化ポリオレフィン生成物を得ることによって作製される、湿気硬化ポリオレフィン生成物。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、態様9の方法によって作製され得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、その固体状態または溶融状態で湿気硬化され得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、摂氏20~40度(℃)の温度および10.0~100パーセントの相対湿度(%RH)(例えば、23℃、50%RH)を含む周囲条件下で湿気硬化され得る。あるいは、湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、41℃~95℃の温度および10.0%~100%RHの相対湿度を含む周囲条件よりも高い条件で湿気硬化させてもよい。
態様11態様7~8のいずれか1つの湿気硬化性ポリオレフィン配合物、または態様10の湿気硬化ポリオレフィン生成物の成形形態を含む、製造物品。例として、基板、フィルム、ラミネート層、パイプの被覆が挙げられる。
態様12被覆導体であって、導電性コアと、導電性コアを少なくとも部分的に囲むポリマー層とを含み、ポリマー層の少なくとも一部分が、態様10に記載の湿気硬化ポリオレフィン生成物を含む、被覆導体。ポリマー層全体が、湿気硬化ポリオレフィン生成物を含み得る。導電性コアは、線形(例えば、ワイヤのような)であり得、長さと、線形の長さだけ互いに間隔を置いて配置された近位端および遠位端とを有し、ポリマー層は、近位端および遠位端を除いて、導電性コアを取り囲むことができる。被覆導体は、1つまたは複数の追加のポリマー層(独立して、湿気硬化ポリオレフィン生成物を含んでもよいかまたは含まなくてもよい、)、および/または外側シールド層(例えば、金属シースまたはスリーブ)をさらに含み得る。
態様13電気を伝導する方法であって、態様12に記載の被覆導体の導電性コアにわたって電圧を印加して、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。導電性コアは、長さと、長さだけ離れた近位端および遠位端とを有してもよく、電気は、導電性コアの長さを近位端から遠位端に、またはその逆に流れることができる。
触媒系。触媒系は、上記の重量%の、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシドであるチタン(IV)化合物、およびSn錯体を含む。触媒系は、湿気硬化性プレポリマー配合物の湿気ベースの縮合硬化を可能にするように、組成的にかつ負荷を考慮して配合される。触媒系および触媒マスターバッチは、周囲条件下または周囲条件よりも高い条件下で湿気硬化性ポリオレフィン配合物を硬化させるのに有用である。しかしながら、特性評価および比較の目的で、硬化条件を、23℃±1℃および50%±1%RH、略して23℃および50%RHに制御することができる。触媒系は、同じ湿気硬化性プレポリマー、ならびにZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体のうちの3つではなくいずれか1つまたは2つを含む比較配合物の湿気ベースの縮合硬化と比較して、触媒系および湿気硬化性プレポリマーを含む湿気硬化性プレポリマー配合物の強化された湿気ベースの縮合硬化を可能にするように配合することができる。強化された湿気ベースの縮合硬化は、(i)~(iii):(i)23℃および50%RHでのより迅速な硬化速度(硬化速度は後述する熱クリープ試験方法に従って200℃で測定される)、(ii)熱クリープ試験方法に従って200℃で測定される強化された熱クリープ性能(すなわち、より低いパーセンテージの熱クリープ)を有する硬化ポリマー生成物、(iii)(i)と(ii)の両方、のうちのいずれか1つまたは複数の改善によって特徴付けることができる。特性評価は、後述するように、(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーである湿気硬化性プレポリマーを使用して行うことができる。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。
触媒系は、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn触媒のブレンドとして予め作製されてもよく、この場合、ブレンドは有機ポリマーを含まない。あるいは、触媒系は、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体のうちの少なくとも1つ、あるいは各々を有機ポリマーに添加することにより、有機ポリマー中でその場で作製してもよい。有機ポリマーは、触媒マスターバッチで使用するために記載されるような担体樹脂であり得る。担体樹脂中でその場で作製される触媒系の実施形態は、触媒マスターバッチと同じであり得る。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。
触媒マスターバッチ触媒マスターバッチは、触媒系および担体樹脂、ならびに任意選択的に1つまたは複数の酸化防止剤を含む。触媒マスターバッチ中の担体樹脂の量は、全て触媒マスターバッチの総重量に基づいて、40~99.99重量%、あるいは55~99.00重量%、あるいは70~98重量%、あるいは80~97重量%であり得る。触媒マスターバッチ中の全ての構成成分の総重量は100.00重量%である。触媒マスターバッチは水を含まなくてもよい(無水)。
触媒マスターバッチは、連続的な(モノリシック)または分割された固体形態であり得る。触媒マスターバッチは、顆粒および/またはペレットを含み得る。
同じまたは異なる(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーの追加量であるベースポリマーの量を、様々な量の触媒マスターバッチと組み合わせることによって、触媒マスターバッチを使用して、様々なより低い濃度の(B)触媒系を有する湿気硬化性ポリオレフィン配合物の実施形態を経済的に作製することができる。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物。湿気硬化性ポリオレフィン配合物中の全ての構成成分の総重量は100.00重量%である。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、水を含まなくてもよく(無水)、あるいはさらに水を含んでもよい。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、上記の方法に従って作製することができる。方法が触媒系をその場で作製することを含む場合、該方法は、HSG-FPプレポリマーを溶融し、次いでHSG-FPプレポリマーの溶融物に、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体を別々に添加することを含んでもよく、それにより、配合物を作製するときに触媒系をその場で作製する。ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体のうちの1つまたは複数を、担体樹脂またはZnO、TiOもしくはチタンアルコキシドのうちの任意の2つを独立して含む1つまたは複数の個々のマスターバッチの形態で(HSG-FPプレポリマーに)添加することができ、Sn錯体を同じマスターバッチに追加することができる。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。
ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体を一緒に混合(例えば、ブレンド)して触媒系を予め作製することによって触媒系が予め作製されている場合、配合物の作製方法は、HSG-FPプレポリマーに、予め作製された触媒系を添加するか(担体樹脂を使用しない場合)または触媒マスターバッチを添加し、HSG-FPプレポリマーを溶融して湿気硬化性ポリオレフィン配合物を作製することを含む。溶融ステップは、添加ステップの前、最中、または後に実施することができる。触媒マスターバッチがHSG-FPプレポリマーに添加されている場合、この方法は、触媒マスターバッチの担体樹脂を溶融することをさらに含む。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。
作製方法は、添加剤(C)~(L)から選択される少なくとも1つの添加剤をHSG-FPプレポリマーの溶融物に混合して、触媒系、HSG-FPプレポリマー、任意選択的に担体樹脂および(C)~(L)の少なくとも1つを含む混合物を得ることと、混合物を溶融または押し出して、少なくとも1つの添加剤(C)~(L)をさらに含む配合物の実施形態を作製することと、をさらに含み得る。あるいは、作製方法は、(C)以外の添加剤(D)~(L)から選択される少なくとも1つの添加剤をHSG-FPプレポリマーの溶融物に混合して、触媒系、HSG-FPプレポリマー、任意選択的に担体樹脂および(C)以外の(D)~(L)の少なくとも1つを含む混合物を得ることと、混合物を溶融または押し出して、(C)以外の少なくとも1つの添加剤(D)~(L)をさらに含む配合物の実施形態を作製することと、次いで、添加剤(C)有機過酸化物を配合物に浸漬して、浸漬された(C)有機過酸化物をさらに含む配合物を得ることと、をさらに含んでもよい。
そのように作製された湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、固体(例えば、成形されたまたはペレット)として湿気硬化性ポリオレフィン配合物を得るように、押し出し、ペレット化、および/または成形され得る。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、連続的な(モノリシック)または分割された固体形態で作製され得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、顆粒および/またはペレットを含み得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物を調製するために使用される混合ステップの前に、(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーまたは触媒マスターバッチは、分割された固体形態(例えば、顆粒またはペレット)でもあり得る。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、一部配合物、あるいは複数部配合物、例えば、二部配合物として作製され得る。二部配合物は、第1および第2の部を含むことができ、第1の部分は、(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーおよび触媒系から本質的になり、第2の部は、HSG-FPプレポリマーの追加部分および任意選択的に構成成分(C)~(L)のうちのいずれか1つ以上から本質的になる。
触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、上記のそれぞれの必要な構成成分から本質的になり得る。から本質的になる、という表現は、触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物のこれらの実施形態が、構成成分(i)~(vi):(i)気泡剤または発泡剤、例えば、アゾジカルボンアミドなど、(ii)ZnOではない亜鉛化合物、例えば、亜鉛ハロゲン化物塩、亜鉛水酸化物塩、またはステアリン酸亜鉛等の亜鉛カルボン酸塩、(iii)TiOまたはチタンアルコキシドではないチタン化合物、あるいはTiOではない任意のチタン化合物、(iv)エチレン/エチルアクリレート(EEA)コポリマー、(v)金属カルボン酸塩(金属はスズ以外の任意の金属)、(vi)(i)~(v)のいずれか4つ、および(vii)(i)~(v)の各々、のいずれか1つから選択される添加構成成分を含まなくてもよいことを意味する。「添加構成成分」は、意図的に導入される成分を意味する。構成成分(i)~(v)のいくつかは、前述の構成成分(例えば、構成成分(C)~(L))の中に不純物として存在するか、またはその合成から持ち越される場合があり(例えば、HSG-FPプレポリマーまたは担体樹脂の合成から持ち越されたオレフィン重合触媒)、それによって湿気硬化性ポリオレフィン配合物に不注意で導入される。これらの不純物が、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の性能に、有益または有害な測定可能な影響を与えることは予想されない。触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物が構成成分(i)~(vii)のいずれも含まない場合、湿気硬化ポリオレフィン生成物、製造物品、およびそれから作製される被覆導体、ならびにそれらを作製または使用する方法もまた、同じ構成成分(i)~(vii)のいずれも含まなくてもよい。前述のそれぞれの構成成分から本質的になる触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物の実施形態は、上記で明示的に除外されていない任意の構成成分のうちの1つまたは複数をさらに含有し得る。上記で除外されていないそのような1つまたは複数の構成成分の例は、任意選択的な添加剤(C)~(L)である。
触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、上記のそれぞれの必要な構成成分、および任意選択的に、ゼロ、1つ、またはそれ以上の任意選択的な添加剤(C)~(L)から構成され得る。触媒マスターバッチおよび湿気硬化性ポリオレフィン配合物のこれらの実施形態は、明示的に含まれていない構成成分を除外する。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、触媒系の代わりに、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、およびSn錯体のうちの3つではなくいずれか1つまたは2つを含有する比較の湿気硬化性ポリオレフィン配合物と比較して強化された縮合硬化によって特徴付けることができる。強化された縮合硬化は、(i)~(iii):(i)23℃および50%RHでのより迅速な硬化速度(硬化速度は後述する熱クリープ試験方法に従って200℃で測定される)、(ii)熱クリープ試験方法に従って200℃で測定される強化された熱クリープ性能(すなわち、より低いパーセンテージの熱クリープ)を有する硬化ポリマー生成物、(iii)(i)と(ii)の両方、のうちのいずれか1つまたは複数の改善によって特徴付けることができる。特性評価は、後述するように、(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーである湿気硬化性プレポリマーを使用して行うことができる。(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーは、実施例で後に使用されるそれらのいずれかであり得る。いくつかの態様において、チタン(IV)化合物は、TiO、あるいはチタンアルコキシドである。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物の実施形態は、比較の湿気硬化性ポリオレフィン配合物から作製される比較の湿気硬化ポリオレフィン生成物と比較して向上した耐熱クリープ性によって特徴付けられる湿気硬化ポリオレフィン生成物の実施形態に湿気硬化することができる湿気硬化性ポリオレフィン配合物、およびそれから作製される湿気硬化ポリオレフィン生成物のそのような実施形態は、(K)水分発生剤を含まない(欠いている)場合がある。熱クリープ試験用の湿気硬化ポリオレフィン生成物の実施形態は、後述するテープ押し出しおよび硬化方法によって作製される。湿気硬化ポリオレフィン生成物のそのような実施形態の耐熱クリープ性は、後述する熱クリープ試験方法によって測定される。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、(i)~(iii):(i)熱クリープ試験方法に従って測定された3つの試験片の平均として、109%未満、あるいは99%未満、あるいは80%~98%の熱クリープ(200℃、0.2メガパスカル(MPa))によって特徴付けられる、23℃および50%RHで7日間配合物を硬化した後の硬化率、(ii)熱クリープ試験方法に従って測定された3つの試験片の平均として、23℃および50%RH、55%~79%の熱クリープで13日間配合物を硬化した後の熱クリープ(200℃、0.2メガパスカル(MPa))性能、ならびに(iii)特性(i)~(ii)の各々、のいずれか1つによって特徴付けることができる。試験方法については後述する。圧力は101.3キロパスカル(kpa)であり得る。
担体樹脂。オレフィンモノマーと、任意選択的に1つもしくは複数のオレフィン官能性コモノマーとから作製される反復単位から構成されるポリオレフィン系高分子(高分子は、炭素原子から本質的になるか、もしくは炭素原子からなる主鎖を有する)、またはそのような高分子の集合体。担体樹脂は、過酸化物硬化を介して、または担体樹脂が加水分解可能な基官能化プレポリマーである実施形態では水分硬化を介して架橋可能であり得、それにより、ネットワーク構造を有する架橋担体樹脂を生じる。担体樹脂は、同じモノマーに由来する反復単位を含有するホモポリマー、またはモノマーに由来する反復単位と、モノマーとは異なるコモノマーに由来する反復単位とを含有する、コポリマーとも称されるインターポリマーであり得る。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。担体樹脂は、炭素原子および水素原子、ならびに任意選択的に酸素原子を含み得るか、あるいはそれらから本質的になり得るか、あるいはそれらからなり得る。担体樹脂は、ハロゲン化物、窒素、および/またはケイ素原子を含まなくてもよく、あるいはハロゲン化物および/またはケイ素原子を含んでもよい。
(B)担体樹脂は、非芳香族ポリオレフィンポリマー(炭素および水素原子から本質的になり、例えば、酸素およびケイ素原子を含まない)であり得る。非芳香族ポリオレフィンポリマーは、制限(i)~(iii):(i)50~100重量パーセント(重量%)のエチレン系モノマー単位、50~0重量%の(C-C20)アルファ-オレフィン由来のコモノマー単位、および20~0重量%のジエンコモノマー単位から本質的になるポリエチレンポリマー(総重量パーセントは100.00重量%である)、(ii)50~100重量パーセント(重量%)のプロピレン系モノマー単位および50~0重量%のエチレン系または(C-C20)アルファ-オレフィン由来のコモノマー単位、および任意選択的に20~0重量%のジエン系コモノマー単位から本質的になるポリプロピレンポリマー、ならびに(iii)(i)と(ii)とのブレンド、のいずれか1つであり得る。
非芳香族ポリオレフィンポリマーである担体樹脂は、99~100重量%のエチレン系モノマー単位を含有するポリエチレンホモポリマーであり得る。ポリエチレンホモポリマーは、配位重合によって作製された高密度ポリエチレン(HDPE)ホモポリマーであっても、ラジカル重合によって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。
非芳香族ポリオレフィンポリマーである担体樹脂は、50~100重量%未満のエチレン系モノマー単位と、50~0重量%の(C-C20)アルファ-オレフィン由来のコモノマー単位とを含有する、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり得る。エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーは、線状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。あるいは、担体樹脂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に基づいて、少なくとも1重量%、少なくとも5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、または少なくとも25重量%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に基づいて、50重量%未満、45重量%未満、40重量%未満、または35重量%未満のアルファ-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、20~1重量%のジエンコモノマー単位を含有するエチレン/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、50~100重量%のエチレンモノマー単位、49重量%~0重量%超のプロピレンコモノマー単位、および20~1重量%のジエンコモノマー単位を含有するエチレン/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。
非芳香族ポリオレフィンポリマーである担体樹脂は、99~100重量%の(C-C20)アルファ-オレフィンモノマー単位を含有するポリ((C-~C20)アルファ-オレフィン)ホモポリマー、または99~100重量%の少なくとも2つの異なる(C-C20)アルファ-オレフィンモノマー/コモノマー単位を含有するポリ((C-C20)アルファ-オレフィン)コポリマーであり得る。
担体樹脂のエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーおよびポリ((C-C20)アルファ-オレフィンポリマーの態様の(C-C20)アルファ-オレフィンは、式(I):HC=C(H)-R(I)の化合物であり得、式中、Rは、直鎖(C-C18)アルキル基である。(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。あるいは、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式構造を有し得る。(C-C20)アルファ-オレフィンは、エチレンとのコモノマーとして使用され得る。(C-C20)アルファ-オレフィン由来のコモノマー単位および/または(C-C20)アルファ-オレフィン由来のコモノマー単位は、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、またはそれらのいずれか2つの組み合わせ;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-オクテンのいずれか2つの組み合わせ、あるいはそれらの各々に由来し得る。
非芳香族ポリオレフィンポリマーである担体樹脂は、ポリエチレンホモポリマー、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマー、エチレン/アクリレートコポリマー、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状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)であり得る。
非芳香族ポリオレフィンポリマーである担体樹脂は、99~100重量%のプロピレン系モノマー単位を含有するポリプロピレンホモポリマー、あるいは50~100重量%未満のプロピレン系モノマー単位および50~0重量%のエチレン系コモノマー単位を含有するプロピレン/エチレンコポリマー、あるいは50~100重量%未満のプロピレン系モノマー単位、49~0重量%超のエチレン系単位、および20~1重量%のジエン系コモノマー単位を含有するプロピレン/エチレン/ジエン(EPDM)コポリマーであり得る。ジエン系コモノマー単位は、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から作製され得る。
担体樹脂は、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーであり得る。エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーは、制限(i)~(iii):(i)50~100重量%未満のエチレン系モノマー単位および50~0重量%超の酢酸ビニル由来のコモノマー単位から本質的になるエチレン/酢酸ビニル(EVA)コポリマー、(ii)50~100重量%未満のエチレン系モノマー単位および50~0重量%超のアルキル(メタ)アクリレート由来のコモノマー単位から本質的になるエチレン/アルキル(メタ)アクリレート(EAA)コポリマー、(iii)(i)と(ii)とのブレンド、のいずれか1つであり得る。エチレン/アルキル(メタ)アクリレート(EAA)ポリマーは、エチレン/アルキルアクリレートコポリマーまたはエチレン/アルキルメタクリレートコポリマーであり得る。EAAコポリマーは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、またはグリシジルメタクリレートであり得る。
担体樹脂は、非芳香族ポリオレフィンポリマーとエチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーとのブレンドであり得る。
担体樹脂は、ケイ素原子を含まないアクリレート末端オリゴマーまたはポリマー(EAAポリマーではない)であり得る。アクリレート末端オリゴマーまたはポリマーは、アクリレート末端オレフィンオリゴマー、アクリレート末端ポリオレフィン、アクリレート末端オルガノシロキサンオリゴマー、アクリレート末端ポリオルガノシロキサン、アクリレート末端ポリエーテル、アクリレート末端ポリアミド、アクリレート末端ポリイミド、またはアクリレート末端ポリエステルであり得る。
担体樹脂は、50~100重量%未満のエチレンモノマー単位および50~0重量%超の無水マレイン酸コモノマー単位から本質的になるエチレン/無水マレイン酸コポリマーであり得る。
担体樹脂は、50~100重量%未満のエチレンモノマー単位および50~0重量%超の無水マレイン酸コモノマー単位を含むエチレン/無水マレイン酸コポリマーであり得る。
担体樹脂は、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、塩素化ポリエチレン(CPE)、ネオプレンゴム、およびブチルゴムから選択することができる。
担体樹脂は、ケイ素含有ポリオレフィンコポリマーであり得る。ケイ素含有ポリオレフィンコポリマーは、分子当たり平均して2~5個のオルガノシロキサン構成単位を有するアルケニル末端オルガノシロキサンオリゴマー、(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー、またはそれらのブレンドであり得る。あるいは、ケイ素含有ポリオレフィンコポリマーは、50~100重量%未満のエチレンモノマー単位および50~0重量%超のアルケニルシランコモノマー単位を含むエチレン/アルケニルシランコポリマーであってもよい。例として、エチレン/ビニルトリエトキシシランコポリマー、エチレン/ビニルトリメトキシシランコポリマー、エチレン/3-(トリメトキシシリル)プロピルアクリレート、またはエチレン/3-(アクリロキシ)プロピル-メチル-ジメトキシシランが挙げられる。
担体樹脂は、アルケニル末端オルガノシロキサンオリゴマーであってもよく、それはビニル末端オルガノシロキサンオリゴマーまたはアリル末端オルガノシロキサンオリゴマーであり得る。
担体樹脂は、エチレン/マルチコモノマーコポリマーであり、マルチコモノマーは、(C-C20)アルファ-オレフィン、ジエン、酢酸ビニル、アルキル(メタ)アクリレート、および無水マレイン酸のうちの少なくとも2つである。
担体樹脂は、アクリレート、メタクリレート、およびトリアルコキシシリルから選択される少なくとも1つのグラフト化官能基を有するポリオレフィンであり得る。
担体樹脂は、前述のポリマーおよびコポリマーのうちの2つ以上のブレンドまたは組み合わせであり得る。
担体樹脂は、2つ以上の異なる触媒との重合反応の反応器生成物であり得る。The Dow Chemical CompanyのELITE(商標)ポリマー等の担体樹脂は、2つ以上の反応器内で作製することができる。
担体樹脂は、任意の好適なプロセスによって作製することができ、その多くは当該技術分野で周知である。ポリオレフィン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が、担体樹脂を調製するために用いられ得る。典型的には、生成プロセスは、1つ以上の重合反応を含む。例えば、LDPEは、高圧重合プロセスを使用して調製することができる。あるいは、LDPEは、チーグラ-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つ以上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してもよい。好適な温度は、0℃~250℃、または30℃、または200℃である。好適な圧力は、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、用いられる触媒対重合性オレフィン(モノマー/コモノマー)のモル比は、10-12:1~10-1:1、または10-9:1~10-5:1である。
(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー(「HSG-FPプレポリマー」)。共有結合した縮合硬化性のケイ素含有基を含むポリオレフィン分子。この場合、ポリオレフィン分子は、水ベースの縮合硬化を介してさらに重合して、ポリオレフィン分子の異なる鎖間に共有結合シロキシシリル架橋を形成し、それによって、異なる鎖の炭素原子に結合したシロキシシリル架橋(Si-O-Si)を含む、得られた湿気硬化ポリマー生成物の少なくとも1つのタイプの鎖に、1つより多くの構造単位を寄与することができる。HSG-FPプレポリマーのポリオレフィン部分は、ポリエチレン系であってもよく、これは、HSG-FPプレポリマーがエチレンの重合によって形成された主鎖を有することを意味する。あるいは、HSG-FPプレポリマーは、ポリ(エチレン-コ-(C-C40)アルファ-オレフィン)系であってもよく、これは、HSG-FPプレポリマーがエチレンと少なくとも1つのアルファ-オレフィンとの共重合によって形成された主鎖を有することを意味する。
HSG-FPプレポリマーは、エチレンおよびアルケニル-官能性加水分解性シランの反応器コポリマーであり得る。アルケニル-官能性加水分解性シランは、式(III)(R(R3-mSi-(C-C)アルケニル(III)のものであり得、式中、m、R、およびRは、式(II)について上で定義した通りである。(C-C)アルケニルは、ビニル、アリル、3-ブテニル、または5-ヘキセニルであり得る。HSG-FPプレポリマーは、エチレンおよびビニルトリメトキシシランの反応器コポリマーであり得る。ビニルトリメトキシシランは、式(III)のアルケニル-官能性加水分解性シランの例であり、式中、下付き文字mは3であり、各Rは(C-C)アルコキシ(すなわち、メトキシ)であり、(C-C)アルケニルはビニル(-C(H)=CH)である。
HSG-FPプレポリマーは、US6,936,671等におけるような、エチレンと、アルファ-オレフィンと、アルケニル-官能性加水分解性シランとの反応器コポリマーであり得る。
HSG-FPプレポリマーは、典型的には、ジアルキルペルオキシド等のフリーラジカル開始剤により促進される、重合後の調合または押し出しステップでの、加水分解性不飽和シラン(例えば、ビニルトリメトキシシラン)を反応させてグラフト化することと、得られたシラングラフト化ポリマーを単離することとを含むプロセス(例えば、SIOPLAS(商標)プロセス)により作製されるポリマー等の、それにグラフト化された加水分解性シリル基を有する炭素原子主鎖を有する、エチレンのホモポリマーであり得る。グラフト化ポリマーは、後の加工ステップで使用するためのものであり得る。SIOPLAS(商標)プロセスは、例えば、US3,646,155およびWO2019/005439A1に記載されている。MONOSIL(商標)プロセスは、例えば、US2016/0200843A1およびWO2019/005439A1に記載されている。
HSG-FPプレポリマーは、エチレンと、(C-C40)アルファ-オレフィンおよび不飽和カルボン酸エステル(例えば、(メタ)アクリレートアルキルエステル)のうちの1つ以上とのコポリマーであってもよく、この場合、コポリマーは、SIOPLAS(商標)プロセスによって作製されるような、それにグラフト化された加水分解性シリル基を有する主鎖を有する。
HSG-FPプレポリマーは、典型的には、ジアキルペルオキシド等のフリーラジカル開始剤により促進される、重合後の調合または押し出しステップでの、加水分解性不飽和シラン(例えば、ビニルトリメトキシシラン)を反応させてグラフト化することと、得られたシラングラフト化ポリマーを後の製造ステップで直ちに(単離することなく)使用することとを含むプロセス(例えば、MONOSIL(商標)プロセス)での使用に好適な、エチレンと、式(III)のアルケニル-官能性加水分解性シラン等の加水分解性シランと、過酸化物との混合物であり得る。
HSG-FPプレポリマーは、SIOPLAS(商標)またはMONOSIL(商標)プロセスでの使用に好適な、エチレンと(C-C40)アルファ-オレフィンおよび不飽和カルボン酸エステルのうちの1つ以上とのコポリマーと、式(III)のアルケニル-官能性加水分解性シラン等の加水分解性シランと、過酸化物との混合物であり得る。アルファ-オレフィンは、(C-C40)アルファ-オレフィン、あるいは(C-C20)アルファ-オレフィン、あるいは(C-C10)アルファ-オレフィンであり得る。アルファ-オレフィンは、少なくとも4つの炭素原子を有し得る(すなわち、(C)アルファ-オレフィン以上であり得る)。(C-C10)アルファ-オレフィンの例は、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、および1-デセンである。過酸化物は、WO2015/149634A1の5頁6行目~6頁2行目に記載されているか、(C1)有機過酸化物に関して下に記載されているような有機過酸化物であり得る。
HSG-FPプレポリマーは、(i)エチレンと加水分解性シランとの反応器コポリマー、(ii)エチレンと、加水分解性シランと、1つ以上のアルファ-オレフィンおよび不飽和カルボン酸エステルとの反応器コポリマー(例えば、US6,936,671)、(iii)炭素主鎖および炭素主鎖にグラフト化された加水分解性シランを有するエチレンのホモポリマー(例えば、SILOPAS(商標)プロセスにより作製された)、(iv)エチレンと、主鎖を有する1つ以上のアルファ-オレフィンおよび不飽和カルボン酸エステルと、その主鎖にグラフト化された加水分解性シランとのコポリマー(例えば、SILOPAS(商標)プロセスにより作製された)、(v)エチレンと、加水分解性シランと、有機過酸化物との混合物から形成されたコポリマー(例えば、MONOSIL(商標)プロセスにより作製された)、または(vi)エチレンと、1つ以上のアルファ-オレフィンおよび不飽和カルボン酸エステルと、加水分解性シランと、有機過酸化物との混合物から形成されたコポリマー(例えば、MONOSIL(商標)プロセスにより作製された)であり得る。
HSG-FPプレポリマーは、79.0~99.99重量%、あるいは85.0~99.99重量、あるいは90.0~99.99重量、あるいは95.0~99.99重量の濃度で湿気硬化性ポリオレフィン配合物中に存在し得る。湿気硬化性ポリオレフィン配合物が少なくとも1つの添加剤をさらに含む場合、(A)の最大量は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の総重量に基づいて、99.89重量%、あるいは99.0重量%であり得る。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、ZnO、TiOまたはチタンアルコキシド、Sn錯体、HSG-FPプレポリマー、または担体樹脂(もしあれば)ではない任意選択的な構成成分として、1つまたは複数の添加剤をさらに含み得る。
任意選択的な構成成分(C)過酸化物:炭素原子、水素原子、および2つ以上の酸素原子を含有し、少なくとも1つの-O-O-基を有するが、但し、1つより多くの-O-O-基が存在する場合、各-O-O-基が1つ以上の炭素原子を介して別の-O-O-基に間接的に結合していることを条件とする分子またはそのような分子の集合体。(C)過酸化物は、構成成分(A)、(B)、および(C)を含む湿気硬化性ポリオレフィン配合物を、(C)過酸化物の分解温度以上の温度に加熱することを含む硬化のために湿気硬化性ポリオレフィン配合物に添加され得る。
(C)過酸化物は、(C1)ヒドロカルビルヒドロペルオキシドであり得る。(C1)は、式R-O-O-Hの化合物であり得、式中、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。(C1)ヒドロペルオキシドは、1,1-ジメチルエチルヒドロペルオキシド、1,1-ジメチルプロピルヒドロペルオキシド、ベンゾイルヒドロペルオキシド、tert-ブチルヒドロペルオキシド、tert-アミルヒドロペルオキシド、またはクミルヒドロペルオキシドであり得る。クミルヒドロペルオキシドは、イソプロピルクミルヒドロペルオキシド、t-ブチルクミルヒドロペルオキシド、またはクミルヒドロペルオキシド、あるいはクミルヒドロペルオキシド(クメンヒドロペルオキシド、アルファ、アルファ-ジメチルベンジルヒドロペルオキシド、CAS番号80-15-9としても既知である)であり得る。
(C)過酸化物は、(C2)有機過酸化物であり得る。(C2)は、式R-O-O-Rのモノペルオキシドであり得、式中、各Rは独立して、上で定義した通りである。あるいは、(C2)は、式R-O-O-R-O-O-Rのジペルオキシドであり得、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2価の炭化水素基であり、各Rは独立して、上で定義した通りである。(C2)有機過酸化物は、ビス(1,1-ジメチルエチル)ペルオキシド、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、ペルオキシ安息香酸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、またはジ(イソプロピルクミル)ペルオキシド、またはジクミルペルオキシドであり得る。(C2)有機過酸化物は、ジクミルペルオキシドであり得る。
2つ以上の異なる(C)過酸化物のブレンドを使用することができる。
少なくとも1つ、あるいは各(C)過酸化物が1つの-O-O-基を含有し得る。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物は、(C)過酸化物を含まなくてもよい。(C)過酸化物は、存在する場合、本発明の配合物の0.01~4.5重量%、あるいは0.05~1.2重量%、あるいは0.2~0.8重量%であり得る。
理論に拘束されることなく、(C)過酸化物の使用は、二重硬化機構を可能にし、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の湿気硬化およびフリーラジカル硬化の生成物である湿気硬化ポリオレフィン生成物の実施形態が得られると考えられる。湿気硬化は、(A)の加水分解性シラン基の間に架橋を形成することができ、この場合、架橋は、C-Si-O-Si-C結合モチーフを有する。(C)過酸化物によって可能になるフリーラジカル硬化は、(A)のポリマー鎖間に炭素-炭素結合架橋を形成し得る。したがって、二重硬化生成物は、湿気硬化のみの生成物よりも高い架橋含有量を有し、したがって、湿気硬化のみの生成物と比較して、改善された機械的特性(例えば、弾性率、熱クリープ性能)を有することが期待される。
任意選択的な構成成分(添加剤)(D)スコーチ遅延剤:早期硬化を抑制する分子、またはそのような分子の集合体。スコーチ遅延剤の例は、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。ポリオレフィン組成物および架橋ポリオレフィン生成物は、(D)を含まなくてもよい。(D)スコーチ遅延剤は、存在する場合、全て本発明の配合物および/または生成物の総重量に基づいて、その0.01~1.5重量%、あるいは0.1~1.0重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(E)酸化防止剤:酸化を抑制する有機分子、またはそのような分子の集合体。(E)酸化防止剤は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物および/または架橋ポリオレフィン生成物に酸化防止特性を提供するように機能する。好適な(E)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、4,4’-チオビス(2-t-ブチル-5-メチルフェノール)(4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-m-クレゾールとしても既知である)、CAS番号96-69-5、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)、ジステアリルチオジプロピオネート(「DSTDP」)、ジラウリルチオジプロピオネート(例えば、IRGANOX PS800)、ステアリル3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(例えば、IRGANOX1076)、2,4-ビス(ドデシルチオメチル)-6-メチルフェニル(IRGANOX1726)、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(例えば、IRGANOX1520)、および2’,3-ビス[[3-[3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド(IRGANOX1024)である。(E)は、4,4’-チオビス(2-t-ブチル-5-メチルフェノール)(4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)としても既知である)、2,2’-チオビス(6-t-ブチル-4-メチルフェノール、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、ジステアリルチオジプロピオネート、もしくはジラウリルチオジプロピオネート、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせであり得る。組み合わせは、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-トリオンとジステアリルチオジプロピオネートであってもよい。湿気硬化性ポリオレフィン配合物および/または架橋ポリオレフィン生成物は、(E)を含まなくてもよい。(E)酸化防止剤は、存在する場合、湿気硬化性ポリオレフィン配合物および/または架橋ポリオレフィン生成物の総重量の0.01~1.5重量%、あるいは0.1~1.0重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(F)トリー遅延剤:水および/または電気トリーを抑制する分子、またはそのような分子の集合体。トリー遅延剤は、水トリー遅延剤または電気トリー遅延剤であり得る。水トリー遅延剤は、電界と湿気または水分との複合効果にさらされるとポリオレフィンが劣化するプロセスである、水トリーを抑制する化合物である。電気トリー遅延剤は、電圧安定剤とも呼ばれ、部分的な放電による固体電気絶縁における電気的事前分解プロセスである、電気トリーを抑制する化合物である。電気トリーは、水がない場合に発生し得る。水トリーおよび電気トリーは、被覆がポリオレフィンを含有する、被覆導体を含有する電気ケーブルについての問題である。(F)は、ポリ(エチレングリコール)(PEG)であり得る。ポリオレフィン組成物および架橋ポリオレフィン生成物は、(F)を含まなくてもよい。(F)トリー遅延剤は、存在する場合、本発明の配合物の総重量に基づいて、その0.01~1.5重量%、あるいは0.1~1.0重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(G)着色剤。例えば、顔料または染料。例えば、カーボンブラックまたは二酸化チタン。カーボンブラックは、ポリ(1-ブテン-コ-エチレン)コポリマー(マスターバッチの総重量の95重量%以上~100重量%未満)、およびカーボンブラック(マスターバッチの総重量の0重量%超~5重量%以下の配合物であるカーボンブラックマスターバッチとして提供され得る。カーボンブラックは、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である。カーボンブラックの例は、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。湿気硬化性ポリオレフィン配合物および/または架橋ポリオレフィン生成物は、(G)を含まなくてもよい。(G)は、存在する場合、本発明の配合物の0.1~35重量%、あるいは1~10重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(H)水分捕捉剤。(H)水分捕捉剤は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の早期湿気硬化を抑制するように機能し、この場合、早期湿気硬化は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物が周囲空気に早期にまたは長期に曝露されることから生じる。(H)の例は、オクチルトリエトキシシランおよびオクチルトリメトキシシランである。湿気硬化性ポリオレフィン配合物および/または架橋ポリオレフィン生成物は、(H)を含まなくてもよい。(H)は、存在する場合、本発明の配合物の0.001~0.2重量%、あるいは0.01~0.10重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(I)ヒンダードアミン光安定剤:少なくとも1つの立体的にかさ高い有機基に結合し、劣化または分解の抑制剤として機能する塩基性窒素原子を含有する分子、またはそのような分子の集合体。(I)は、立体障害のあるアミノ官能基を有し、酸化的劣化を抑制し、(C)有機過酸化物を含有するポリオレフィン組成物の実施形態の保存期間を増加することもできる化合物である。好適な(I)の例は、ブタン二酸ジメチルエステル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジン-エタノール(CAS番号65447-77-0、市販のLOWILITE62)を含むポリマー、およびN,N’-ビスホルミル-N,N’-ビス(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、市販のUvinul 4050 H)である。本発明の配合物および生成物は、(I)を含まなくてもよい。(I)ヒンダードアミン安定剤は、存在する場合、本発明の配合物の0.001~1.5重量%、あるいは0.002~1.0重量%、あるいは0.05~1.0重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(J)加工助剤:押出機およびダイ等の製造装置におけるポリマー溶融物の付着を低減し、材料の溶融破壊を低減する分子。(J)は、フルオロポリマー、ポリオルガノシロキサン、脂肪カルボン酸の金属塩、脂肪カルボキサミド、ワックス、エチレンオキシド(コ)ポリマー、および非イオン性界面活性剤であり得る。本発明の配合物および生成物は、(J)を含まなくてもよい。(J)加工助剤は、存在する場合、本発明の配合物の0.05~5重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(K)水分発生剤:(a)加熱すると水分子を放出する水和物分子、または(b)加熱すると分解して(副産物として)水分子を生成する潜在的な水供給源の分子。(K)(a)は、シュウ酸カルシウム一水和物等の第1族または第2族金属シュウ酸塩の水和物形態であり得る。(K)(b)は、スルホン酸と過酸化物との混合物であり得、この混合物は、加熱されると水を発生する。本発明の配合物および生成物は、(K)を含まなくてもよい。(K)水分発生剤は、存在する場合、本発明の配合物の0.5~2.5重量%、あるいは1.0~1.9重量%であり得る。
任意選択的な構成成分(添加剤)(L)難燃剤。(B)難燃剤は、火炎中の化学反応を抑制することによって火の広がりを抑制または遅延させる化合物である。いくつかの態様において、(L)難燃剤は(L1)鉱物、(L2)有機ハロゲン化合物、(L3)(有機)リン化合物、(L4)ハロゲン化シリコーン、または(L5)(L1)~(L4)のいずれか2つ以上の組み合わせである。本発明の配合物および生成物は、(L)を含まなくてもよい。(L)難燃剤は、存在する場合、本発明の配合物の0.1~20重量%、あるいは1~10重量%、あるいは5~20重量%であり得る。
本発明の配合物および/または生成物は、潤滑剤、鉱油、ブロッキング防止剤、金属不活性化剤(例えば、オキサリルビス(ベンジリデン)ヒドラジド(OABH))、助剤、核剤、または難燃剤をさらに含有し得る。
いずれの任意選択的な構成成分も、少なくとも1つの特徴または特性を、それを必要とする本発明の配合物および/または生成物に付与するのに有用であり得る。特徴または特性は、本発明の配合物および/または生成物が高い動作温度にさらされる操作または用途における本発明の配合物および/または生成物の性能を改善するのに有用であり得る。そのような操作または用途には、溶融混合、押出、成形、温水パイプ、および電力ケーブルの絶縁層が含まれる。
化学物質
本明細書中の任意の化合物は、天然存在形態および/または同位体濃縮形態を含む、その全ての同位体形態を含む。同位体濃縮形態は、医療用途または偽造防止用途等のさらなる用途を有し得る。
本明細書中の任意の化合物、化学組成物、配合物、材料、または生成物は、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、Zn、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いずれか1つを含まなくてもよいが、但し、それらに必要な化学元素(例えば、ポリオレフィンに必要なCおよびH)は除外されない。
置換とは、1つまたは複数の炭素結合水素原子(複数可)(C-HのH原子)が、同じ数の独立して選択された置換基(複数可)(C-HのH原子当たり1つの置換基)により形式的に置換されて、最大1置換当たり(1置換を含める)、1つ以上の炭素結合置換基(複数可)を形成したことを意味し、この場合、C-Hの全てのH原子が置換基によって置換される。
非置換とは、原子が炭素原子および水素原子からなることを意味する。
非置換(C-C)アルキルは、独立して、直鎖、分岐鎖、または環状(非置換(C-C)アルキルである非置換(C-C)アルキルの場合)である。
非置換(C)アルキル基は、式Cの1価のラジカル(モノラジカル)である。例として、-CHCHCHおよび-CH(CHが挙げられる。非置換(C)アルキル基は式Cのモノラジカルである。例として、-CHCHCHCH、-CH(CH)CHCH、-C(CHCH、-CHCH(CH)CH、および-C(CHが挙げられる。非置換(C)アルキル基は式C11のモノラジカルである。例として、-CHCHCHCHCH、-CH(CH)CHCHCH、-C(CHCHCH、-CHCH(CH)CHCH、-CHC(CHCH、-CHCHCH(CH)CH、-CH(CHCH、および-CHC(CHが挙げられる。非置換(C)アルキル基は式C13のモノラジカルである。例として、-CHCHCHCHCHCH、-CH(CH)CHCHCHCH、-C(CHCHCHCH、-CHCH(CH)CHCHCH、-CHC(CHCHCH、-CHCHCH(CH)CHCH、-CHCHC(CHCH、-C(CH)(CHCH、および-CHCHC(CHが挙げられる。
定義
あるいは、異なる実施形態に先行する。
周囲温度または室温:別途記載のない限り、23℃±1℃。
態様:発明の実施形態。「いくつかの態様」等の表現は、番号付きおよび番号なしの態様を修飾する。
ASTM:標準機構、ASTM International(West Conshohocken,Pennsylvania,USA)。
比較例は比較のために使用されるのであって、先行技術と見なされるべきではない。
含まないまたは欠いているは、完全に存在しないこと、あるいは検出不可能であることを意味する。
IEC:標準機構、国際電気標準会議(Geneva,Switzerland)。
IUPACとは、国際純正応用化学連合(IUPAC Secretariat(Research Triangle Park,North Carolina,USA))である。
マスターバッチ:担体樹脂に分散した添加剤の濃縮混合物。
し得る(may)は、必須ではなく、選択の許容を付与する。
有効な:機能的に可能であるまたは効果的。
任意選択的な(任意選択的に):存在しない(または除外される)こと、あるいは存在する(または含まれる)こと。
PPMまたは100万分の1:別途記載のない限り、重量ベース。
特性:別途記載のない限り、標準的な試験方法およびその既知の条件を使用して測定される。
範囲:端点、部分範囲、およびその中に属する整数値および/または小数値を含むが、整数の範囲は小数値を含まない。
UL LLCは、世界的な安全認証企業である(Northbrook,Illinois,USA)。
密度:ASTM D792-13、変位によるプラスチックの密度および比重(相対密度)の標準試験方法、方法B(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)に従って測定される。1立方センチメートル当たりのグラムの単位(g/cm)。
メルトインデックス「I」:以前は「条件E」として知られていた190℃/2.16kgの条件を使用して、ASTM D1238-13に従って測定される。10分当たりのグラムの単位(g/10分)。
(加水分解性シリル基)-官能性プレポリマー(A)-1:98.5重量%のエチレンと1.5重量%のビニルトリメトキシシランとの反応器コポリマー。フリーラジカル開始剤を用いて、管状高圧ポリエチレン反応器内でエチレンとビニルトリメトキシシランとを共重合することによって調製した。The Dow Chemical CompanyからSI-LINK(商標)DFDA-5451として入手可能。
酸化防止剤(E)-1: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、IRGANOX 1010、CAS番号6683-19-8;BASF)
酸化防止剤(E)-2:2’、3-ビス[[3-[3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド(IRGANOX 1024;BASF)。
着色剤(G)-1:55重量%の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)ホモポリマー担体樹脂と、45重量%のカーボンブラックとを含むカーボンブラックマスターバッチ。AceleronGPからA-0037BK CPDとして入手可能。
ヒンダードアミン光安定剤(HALS)(I)-1:1,5,8,12-テトラキス[4,6-ビス(N-ブチル-N-1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルアミノ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-1,5,8,12-テトラアザドデカン。BASFからChimasorb119として入手可能。以下に記載する、3重量%のHALS(I)-1および97重量%の担体樹脂3(EEA1)のマスターバッチとして供給される。マスターバッチは、The Dow Chemical CompanyからMB54として入手可能である。
難燃剤(L)-1:三酸化アンチモン。
難燃剤(L)-2:1,2-ビス(ペンタブロモフェニル)-エタン(デカブロモジフェニルエタンとしても知られる)。
Sn錯体1:DBTDL。式(CH(CHSn(OC(CH10CHのジブチルスズジラウレート。
担体樹脂1(LLDPE1):0.9222g/cmの密度および20g/10分のメルトインデックス(I)を有する線状低密度ポリエチレンホモポリマー。The Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)からDNDA-8320 NT LLDPEとして入手可能。
担体樹脂2(LLDPE2):0.920g/cmの密度および3.5g/10分のメルトインデックス(I)を有する線状低密度ポリエチレンホモポリマー。The Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)からDOW(商標)LLDPE-1648Tとして入手可能。
担体樹脂3(EEA1):15重量%のアクリル酸エチルコモノマー含有量を有するエチレン/アクリル酸エチルコポリマー。The Dow Chemical CompanyからAMPLIFY(商標)EA100 Functional Polymer(エチレン-アクリル酸エチルコポリマー、15重量%アクリル酸エチル)として入手可能。
触媒マスターバッチの調製方法。カムローターを備えた420mLのBRABENDER混合ボウルを使用して、触媒マスターバッチを調製する。混合ボウルの70%を満たすのに十分なバッチ質量を計算する。混合ボウルを160℃の設定温度に予熱し、ローター速度を毎分25回転(rpm)に設定する。予熱したボウルにLLDPE1またはLLDPE2の半分を加え、完全に溶融するまでLLDPE1またはLLDPE2を流動させてLLDPE1またはLLDPE2の溶融物を得る。次に、ZnO、Tiまたはチタンアルコキシド、およびDBTDLをゆっくりと添加し、それらをLLDPE1またはLLDPE2溶融物に組み込む。次いで、残りの量のLLDPE1またはLLDPE2および任意の酸化防止剤(複数可)を添加し、ローター速度を40rpmに上げる。得られた触媒マスターバッチを5分間流動させる。触媒マスターバッチを混合ボウルから取り出し、0.689~1.38MPa(100~200ポンド/平方インチ(psi))の負荷で5分間、コールドプレス機で冷間圧縮する。得られたプラークを小片に切断する。24:1の押出機を備えたBrabender型Prep Mixer/Measuring Head実験室用電動バッチミキサーに小片を供給する。24:1Maddox混合ヘッドスクリューを40rpmのスクリュー速度で使用してLLDPE1またはLLDPE2を溶融し、ストランドダイを通して触媒マスターバッチを運搬する(ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3、およびダイにわたって20/40/20/40/20メッシュスクリーンパック、および160℃の均一に設定された温度プロファイルを使用)得られたストランド化された押出物をWileyミルで粉砕して、触媒マスターバッチをペレットとして製造する。
湿気硬化性ポリオレフィン配合物の調合方法1:HAAKEミキサー(Thermo Fisher Scientific)内で、(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー(例えば((A)-1)を120℃および毎分0回転(rpm)で5分間、次いで120℃および45rpmで2.5分間)を溶融する。完全に溶融した(A)に、触媒マスターバッチと、必要に応じて難燃剤(複数可)(例えば、(L)-1および/または(L)-2)を添加する。内容物を120℃および45rpmで1分間混合する。ミキサーから材料を取り出し、プラーク調製試験方法に従って試料をプレスしてプラークを形成する。
プラーク調製方法:湿気硬化性ポリオレフィン配合物の調合方法1からの材料の試料を、120℃および0.5メガパスカル(MPa)で20秒間プレスしてプラークを形成し、1~4ミリメートル(mm)の厚さのプラークを得る。プラークの厚さは、とりわけ、その調製中(例えば、HAAKEミキサーにおいて)の配合物のスコーチの程度に応じて変化し得る。
湿気硬化方法:触媒系および触媒マスターバッチは、周囲条件下で湿気硬化性ポリオレフィン配合物を硬化させるのに有用である。しかしながら、試料の特性評価比較の目的で、硬化条件を次のように制御した。下記の表1および表2に示すように、試験片を23℃±1℃および50%±1%RHの環境で数日間硬化させて、本発明の実施例の湿気硬化ポリオレフィン生成物を作製する。熱クリープ試験方法に従って、湿気硬化ポリオレフィン生成物の熱クリープを測定する。
熱クリープ試験方法。湿気硬化方法によって調製された湿気硬化ポリオレフィン生成物の試験試料において、架橋の程度、したがって硬化の程度を測定する。UL2556、ワイヤーおよびケーブルの試験方法、セクション7.9に従って、荷重、重量、および200℃での熱クリープ試験方法に試験試料を供する。荷重重量=CA*200キロパスカル(kPa、1平方インチあたり29.0ポンド/フィート)。CAは、プラーク調製方法に従って調製したプレスされたプラークから切り取られたドッグボーン型試料の断面積である。試験材料ごとに3つのドッグボーン型試験片を調製する。互いから離れた元の距離Gで試験片に2つのマークを付ける(G=25+/-2mm)。熱クリープ試験アセンブリの上方把持部に配置する。把持された試験片から0.2メガパスカル(MPa)の荷重をかける。予熱した200℃+/-2℃の循環空気オーブンで15分間、ドッグボーン型試験片を含む試験アセンブリを加熱し、次いで、依然として荷重が取り付けられた状態で、試験片のマーク間の最終的な長さDを測定する。式1:C=[100*(D-G)]/Gに従って、熱クリープ伸び率(C)を計算する(1)。伸長量を初期長さで割ると、熱クリープの測定値が割合で提供される。熱クリープパーセントが低いほど、試験試料の荷重下での伸びの程度が低くなり、ひいては架橋の程度が大きくなり、ひいては硬化の程度が大きくなる。熱クリープ値が低いほど、架橋度が高いことを示唆する。
本発明の実施例1A:触媒系(B)-1:48重量%のZnO、48重量%のTiO、および4重量%のSn錯体のその場で作製された混合物。
本発明の実施例2A:触媒系(B)-2:49重量%のZnO、49重量%のTiO、および2重量%のSn錯体のその場で作製された混合物。
本発明の実施例3A:触媒系(B)-3:80重量%のZnO、13重量%のTiO、および7重量%のSn錯体のその場で作製された混合物。
本発明の実施例4A:触媒系(B)-4:77重量%のZnO、20重量%のTiO、および3重量%のSn錯体のその場で作製された混合物。
本発明の実施例5A(予言的):触媒系(B)-5:48重量%のZnO、48重量%のチタンテトライソプロポキシド、および4重量%のSn錯体のその場で作製された混合物。
本発明の実施例1B(予言的):20重量%の触媒系(B)-1および80重量%のLLDPE1、LLDPE2、またはEEA1担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒系(B)-1およびLLDPE1担体樹脂を使用して、触媒マスターバッチの調製方法に従って調製する。
本発明の実施例2B(予言的):20重量%の触媒系(B)-2および80重量%のLLDPE1、LLDPE2、またはEEA1担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒系(B)-2およびLLDPE1担体樹脂を使用して、触媒マスターバッチの調製方法に従って調製する。
本発明の実施例3B(予言的):20重量%の触媒系(B)-3および80重量%のLLDPE1、LLDPE2、またはEEA1担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒系(B)-3およびLLDPE1担体樹脂を使用して、触媒マスターバッチの調製方法に従って調製する。
本発明の実施例4B(予言的):20重量%の触媒系(B)-4および80重量%のLLDPE1、LLDPE2、またはEEA1担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒系(B)-4およびLLDPE1担体樹脂を使用して、触媒マスターバッチの調製方法に従って調製する。
本発明の実施例5B(予言的):20重量%の触媒系(B)-5および80重量%のLLDPE1、LLDPE2、またはEEA1担体樹脂を含む触媒マスターバッチ。触媒系(B)-5およびLLDPE1担体樹脂を使用して、触媒マスターバッチの調製方法に従って調製する。
比較例1~4(CE1~CE4):比較の湿気硬化性ポリオレフィン配合物を、上記の方法に従って調製および試験した。表1に記載する結果を参照されたい。
Figure 2022524035000001
表1に示すように、比較配合物CE1およびCE2は、架橋が最小限であるもしくはまったくない(試料が破断した)か、または100%未満の熱クリープを実現するのに十分な架橋を達成するために、23℃、50%RHではより長い時間(7日以上)が必要であったと考えられた。CE3およびCE4は、23℃、50%RHでは、100%未満の熱クリープに十分な架橋の達成は観察されなかった。
本発明の実施例1C~3C(IE1C~IE3C):本発明の湿気硬化性ポリオレフィン配合物を、上記の方法に従って調製および試験した。表2に記載する結果を参照されたい。
Figure 2022524035000002
表2に示すように、本発明の配合物は、100%未満の熱クリープを実現するのに必要な時間がより短かったことによって示されるように、23℃、50%RHでの大幅により迅速な架橋および/またはより大きな程度の架橋を示す本発明の硬化生成物をもたらした。23℃、50%RHでのより迅速な硬化速度は、触媒系の相乗効果によって達成される。
熱クリープ%が低いほど、架橋の程度が大きく、架橋の程度が大きいほど、湿気硬化ポリオレフィン生成物は、電力ケーブルの被覆層として使用するのにより好適となる(前述の周囲条件下または周囲条件よりも高い条件下で被覆層が硬化される実施形態を含む)。熱クリープを100%未満の値に低減すると、得られた硬化ポリオレフィン生成物を電力ケーブルの被覆層として使用するのに十分な程度の架橋を示す。

Claims (13)

  1. 触媒系であって、40~85重量パーセント(重量%)の酸化亜鉛(ZnO)、10~55重量%の二酸化チタン(TiO)またはチタンアルコキシドであるチタン(IV)化合物、および1~15重量%のスズ-有機配位子配位錯体(Sn錯体)の組み合わせを含み、全ての重量%の合計が100.00重量%に等しい、触媒系。
  2. チタン(IV)化合物がTiOであり、前記組み合わせが(i)~(IV):(i)ZnOの重量%がTiOの重量%の+/-2重量%以内であり、TiOの重量%がSn錯体の重量%より高い組み合わせ、(ii)46~50重量%(例えば、48重量%または49重量%)のZnO、46~49重量%(例えば、48重量%または49重量%)のTiO、および1~8重量%(例えば、4重量%または2重量%)のSn錯体(全ての重量%の合計は前記触媒系の100.00重量%に等しい)、(iii)ZnOの重量%がTiOの重量%よりも少なくとも25重量%高く、TiOの重量%がSn錯体の重量%よりも高い組み合わせ、ならびに(iv)75~85重量%(例えば、80重量%または77重量%)のZnO、10~25重量%(例えば、13重量%または20重量%)のTiO、および2~10重量%(例えば、7重量%または3重量%)のSn錯体、のいずれか1つである、請求項1に記載の触媒系。
  3. スズ-有機配位子配位錯体(Sn錯体)がジアルキルスズジカルボキシレートである、請求項1または2に記載の触媒系。
  4. 99~1重量%の請求項1~3のいずれか一項に記載の触媒系と、1~99重量%の担体樹脂と、を含む、触媒マスターバッチ。
  5. 前記担体樹脂が、非芳香族ポリオレフィンポリマー、エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマー、またはそれらのブレンドである、請求項4に記載の触媒マスターバッチ。
  6. 65~99.9重量%の(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー;0.1~5重量%の(B)請求項1~3のいずれか一項に記載の触媒系、および0~30重量%の担体樹脂を含み、ZnOは少なくとも1.0重量%であり、TiOは少なくとも0.70重量%であり、Sn錯体は少なくとも0.10重量%であり、全ての重量%は、湿気硬化性ポリオレフィン配合物の総重量に基づく、湿気硬化性ポリオレフィン配合物。
  7. 前記(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマーが、制限(i)~(iii):(i)各加水分解性シリル基は、独立して、式(R(R3-mSi-の一価の基であり、式中、下付き文字mが、1、2、または3の整数であり、各Rは、独立して、H、HO-、(C-C)アルコキシ、(C-C)カルボキシ、フェノキシ、(C-C)アルキル-フェノキシ、((C-C)アルキル)N-、(C-C)アルキル(H)C=NO-、または((C-C)アルキル)C=NO-であり、各Rは、独立して、(C-C)アルキルまたはフェニルである、(ii)(A7)のポリオレフィン部分が、ポリエチレン系、ポリ(エチレン-コ-(C-C40)アルファ-オレフィン)系、またはそれらの組み合わせである、および(iii)(i)と(ii)の両方である、のうちのいずれか1つによって特徴付けられる、請求項6に記載の湿気硬化性ポリオレフィン配合物。
  8. 添加剤(C)~(M)(C)有機過酸化物、(D)スコーチ遅延剤、(E)酸化防止剤、(F)トリー遅延剤(水トリーおよび/または電気トリー遅延剤)、(G)着色剤、(H)水分捕捉剤、(I)ヒンダードアミン光安定剤(HALS)、(J)加工助剤、(K)水分発生剤、(L)難燃剤、および(M)(C)~(L)のいずれか2つ以上の組み合わせ、から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項6または7に記載の湿気硬化性ポリオレフィン配合物。
  9. 湿気硬化性ポリオレフィン配合物を作製する方法であって、(A)(加水分解性シリル基)-官能性ポリオレフィンプレポリマー(または既にそれを含有する触媒マスターバッチの実施形態が使用される場合はその追加量)の溶融物を、(B)請求項1~3のいずれか一項に記載の触媒系、または請求項4~6のいずれか一項に記載の触媒マスターバッチと混合して、前記(A)の溶融物と前記(B)または触媒マスターバッチのいずれかを含む溶融混合物を得ることと、前記溶融混合物を押し出して、請求項7または8に記載の湿気硬化性ポリオレフィン配合物を得ることと、を含む、方法。
  10. 請求項7~8のいずれか一項に記載の湿気硬化性ポリオレフィン配合物を湿気硬化させて、湿気硬化ポリオレフィン生成物を得ることによって作製される、湿気硬化ポリオレフィン生成物。
  11. 請求項7~8のいずれか一項に記載の湿気硬化性ポリオレフィン配合物、または請求項10に記載の湿気硬化ポリオレフィン生成物の成形形態を含む、製造物品。
  12. 被覆導体であって、導電性コアと、前記導電性コアを少なくとも部分的に囲むポリマー層とを含み、前記ポリマー層の少なくとも一部分が、請求項10に記載の湿気硬化ポリオレフィン生成物を含む、被覆導体。
  13. 電気を伝導する方法であって、請求項12に記載の被覆導体の前記導電性コアにわたって電圧を印加して、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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