JPH0216137A - 優れた耐熱老化性を有するvldpe基材組成物 - Google Patents

優れた耐熱老化性を有するvldpe基材組成物

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JPH0216137A
JPH0216137A JP1112401A JP11240189A JPH0216137A JP H0216137 A JPH0216137 A JP H0216137A JP 1112401 A JP1112401 A JP 1112401A JP 11240189 A JP11240189 A JP 11240189A JP H0216137 A JPH0216137 A JP H0216137A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、耐熱性の故に中電圧の電気絶縁に有用な組成
物に関する。
発明の背景 架橋された超低密度ポリエチレン(vLDPE)即ち(
19)15 t/an”未満の密度を有するポリエチレ
ンは、低い剛性(モジュラス)を有する。
この特性並びに低い誘電損率及び優れたウォータートリ
ーイング抵抗性の如き他の特性は、VLDPEをその架
橋状態において中電圧電気絶縁用の良好な候補物質にし
ている。しかしながら、中電圧電気絶縁のための1つの
要件は、選択した樹脂が良好な耐熱老化性又は酸化安定
性を有することである。良好な耐熱老化性の尺度は、樹
脂が150℃の温度に14日間さらし穴径にその引張強
度及び伸びの少なくとも75チを保持することである。
不幸にして、VLDPE Fiff化防止剤と安定剤と
の種々の組み合わせを添加した場合でさえもその尺度に
ははるかに及ばない。
発明の概要 それ故に、本発明の目的は、優れた耐熱老化性並びに中
電圧絶縁に有用な他の特性を有する架橋VLDPE  
を基材とする組成物を提供することである。
他の目的及び利益は、以下の記載で明らかになるであろ
う。
本発明に従えば、上記の目的は、 (a)  エチレンと3〜8個の炭素原子を有する少な
くとも1種のα−オレフィンとの架橋性共重合体であっ
て、(1)クロム及びチタンを含有する、又11(ii
)マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子ドナーを1
種以上のアルミニウム含有化合物と一緒に含む触媒前駆
体を含有する触媒系の存在下に製造された(19)15
97cm”以下の密度を有するもの、及び (h)トリス〔2−第三ブチル−4−チオ(2′−メチ
ル−4′−ヒドロキシ−5−第三ブチル)フエニル−5
−メチル〕フェニルホスファイト、を含み、しかも架橋
時に耐熱性の組成物によって達成される。
発明の詳細な記述 VLDPE は、エチレンと3〜8個の炭素原子を有す
る少なくとも1種のα−オレフィンとの共重合体である
。この共重合体の密度は、0.915$’/cm”以下
でありそして好ましくはα870 f/err?よりも
小さくない。これは、クロム及びチタンを含有する触媒
系又はマグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子ドナー
を1種以上のアルミニウム含有化合物と一緒に含む触媒
前駆物質を含有する触媒系の存在下に製造することがで
きる。前者は1978年7月18日付は発行の米国特許
第4、101.445号の開示に従って製造することが
でき、そして後者(これが好ましい)は1981年11
月24日付は発行の米国特許第4,302,565号に
記載の如くして製造することができる。
VLDPE  のメルトインデックスは、約0.1〜約
201710分の範囲内であってよくそして好甘しくけ
約0.5〜約10f/10分の範囲内である。メルトイ
ンデックスは、190℃で測定されるASTM  D−
1258(Condition E )  に従って決
定される。好適なα−オレフィン共単量体の例は、プロ
ピレン、1−−jテン、1−ヘキセン及ヒ1−オクテン
である。エチレン以外の共単量体によるものとされる共
重合体の部分は、共重合体の重量を基にして約5〜約5
0重量チの範囲内でありそして好ましくは約10〜約4
0重量%の範囲内でるる。
上記のホスファイトは、現在、“Ho5tanox V
PO8P 1”金属奪活剤の名称の下に西ドイツ国のフ
ランクフルト・アンマイン所在のヘキストAGによって
製造販売されている。ホスファイト化合物は、共重合体
(vLDPE)100重量部当り約α02〜約1重量部
の量で組成物中に導入することができ、そして好ましく
は約103〜約α5重量部の量で組成物中に存在する。
VLDPE−は有機ペルオキシドで架橋若しくは硬化さ
れることができ、又はそれは、遊離基発生剤若しくは触
媒として作用する有機ペルオキシドの存在下にビニルト
リアルコキシシランでグラフトされて加水分解可能にす
ることができる。次いで、グラフトされ六VLDPEは
、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫マレエート、
酢酸第一錫及びオクタン酸第−錫の如き慣用シラノール
縮合触媒の存在下に水分で架橋°されることができる。
シラングラフト共重合体は、以下に記載の技術によって
製造することができる。この共重合体では、シランによ
るものとされる部分は、共重合体の重量を基にして約α
5〜約10重量%の量で存在しそして好ましくは約(L
5〜5〜約4%の量で共重合体中に組み込まれる。共重
合体を変性するのに用いられるシランは、他に本あるが
、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン又はビニルイノプロポキシシランの如きビニルトリア
ルコキシシランであってよい。−船釣に言って、少なく
とも1種の加水分解性基を含有する任意の不飽和単量体
シランを用いることができる。
もし遅い水硬化又は良好な貯蔵寿命を望むならば、ビニ
ルトリイソブトキシシラン又はビニルトリス(2−エチ
ルヒドロキシ)シランを用いることができる。
最とも有用な有機ぼルオキシドとしては、ジクミルペル
オキシド、ラウロイルペルオキシド、ベンゾイルペルオ
キシド、過安息香酸t−ブチル、ジ(t−ブチル)ハル
オキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,5−ジメチ
ル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン、2
,5−ジメチル−2゜5−ジ(t−ブチルペルオキシ)
ヘキサン、1−ブチルクミルペルオキシド及びt−ブチ
ルヒドロペルオキシドが挙げられる。架橋のために使用
される有機ペルオキシドの量は、共重合体の重量を基に
して約α5〜約5重量−の範囲内である。グラフ)K際
し遊離基発生剤として使用することができる有機ペルオ
キシドの量は、共重合体の重量を基にして約0.001
〜約1重量%でありそして好ましくは約1001〜約1
3重量%である。
シラングラフトポリエチレンを製造するための典型的な
操作は次の通りである。プラベンダーミキサーにおいて
、[L90の密度を有する100部のエチレン/1−ブ
テン共重合体、0.20部の重合した1、3−ジヒドロ
−2,2,4−)リメチルキノリン(酸化防止剤)、(
11部のジクミルぼルオキシド及び4部のビニルトリー
2−エチルヘキソキシシランを約80〜約115℃の範
囲内の温度で混合する。この温度は、ジクミルペルオキ
シドをその分解温度よりも下に保つのに十分なだけ低い
温度である。5分間混合した後、その温度を約150〜
約220℃の範囲内の温度に上げる。次いで、パッチ、
を5〜10分間混合すると、その間に共重合体へのシラ
ンのグラフトが起こる。酸化防止剤は、架橋の程度を制
御するためのラジカルトラップとして使用される。上記
の技術は、例えば3部のビニルトリイソブチロキシシラ
ン及び(11部の醸化防止剤テトラキス〔メチレン(3
,5−u%三ジブチル4−ヒドロキシヒドロシンナメー
ト)〕メタンを用いて反復することができる。
この場合に、初期混合は110〜120℃の範囲内であ
り、グラフトは185℃で5分間行われる。
シラングラフトポリエチレン、並びにこれらの重合体の
製造に使用するのに好適でしかもアルコキシ、オキシア
リール、オキシ脂肪族及びハロゲンの如き加水分解性基
を有する多数の不飽和シランを製造するための様々な方
法が米国特許第407翫948号、同第4225,01
8号、同第4、412.042号、同第4.41へ06
6号、同第4、574.153号及び同第4.59へ0
71号に記載されている。
VLDPE Fi、(:)通常の高圧法によって製造さ
れる(19)1〜(L 95 f/lym”の範囲内の
密度を有するポリエチレン、(11)少なくとも1種の
共単量体がビニル酸、ビニル酸エステル、WS酸のビニ
ルエステル又はその誘導体であるようなエチレン共重合
体、(m)前記(11)及び(vi)に記載の少なくと
も2種の共単量体を基材としたエチレン三元重合体、(
iv) 5〜8個の炭素原子を有するα−オレフィンを
基材としたエチレン三元重合体、(v)エチレン/プロ
ピレンゴム、 (vi)エチレン/プロピレン/’)、
エン単量体ゴム、(ロ)前記(1)〜(vi)のどれか
にシランをグラフトすることによって製造した加水分解
性グラフト重合体、又Fi(vi)エチレン/加水分解
性シラン共重合体の如き重合体と有益下に混合すること
ができる。エチレン/シラン共重合体は米国特許第42
25、Cu2号に記載の方法によって、また三元重合体
は米国特許第4.291.136号に記載の方法によっ
てそれぞれ製造することができる。
基材であるエチレン/α−オレフィン共重合体と混合さ
れる重合体は、約1=9〜約9=1の重合体対基材共重
合体の重量比で好ましくは約7:3〜約3ニアの重量比
で混合することができる。
絶縁組成物に対して種々の慣用添加剤を慣用量で添加す
ることができる。典型的な添加剤は、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、帯電防止剤、顔料、染料、充填剤例えばカー
ボンブラック及びケイ酸アルミニウム、スリップ剤、難
燃剤、安定剤、架橋剤、ハロゲンスカベンジャー、発煙
抑制剤、架橋促進剤、加工助剤例えばカルボン酸金属、
滑剤、可塑剤及び粘度調節剤である。充填剤は、全重合
体100重量部を基にして約1101〜約60重量部の
量で含めることができる。
本発明は、次の実施例によって例示される。
例1〜4 各絶縁組成物を次の如くして配合する。即ち、各成分(
ペルオキシドを除いて)をブラベンダー又はパンバリミ
キサーの如きミキサーに仕込む。
混合物を約6 Q rprnにおいて約150〜170
℃で約3分間フラッシングする。バッチを約160℃で
排出させ、2本ロールミルで均質化し、そして121〜
125℃の温度に保ち、そこで所望量のペルオキシドを
加える。次いで、この完全配合架橋性物質を、75ミル
(1,9、)厚の圧縮成形板によって低圧下に125℃
の予熱を使用し次いで高圧下に190℃を15分間適用
することによって架橋させる。促進熱老化を150℃で
1.2及び3週間行なう。これらの老化期間後に保持さ
れた引張強度及び伸びの百分率を組成物の耐熱性の尺度
として使用する。特性の保持率が高い程、耐熱性は良好
である。
保持された引張強度及び伸びの百分率全測定するために
、促進加熱老化前に架橋試験スラブの引張強度及び伸び
%’(ASTM  D65Bの下に測定する。
各試験片において用いた共重合体(又はVLDPE)は
、チタン基材触媒について先に記軟した態様で製造され
る。共重合体は、α? 05 f/の1の密度及び1の
メルトインデツクヌを有するエチレン/1−ブテン共重
合体である。各試験片は1つの例と見なされる。試験片
の製造に用いた共重合体以外の各成分の重量−(全組成
物の!量を基にして)を表■に示す。組成物の残部は共
重合体である。
ネート ニルホスファイi・ 4゜ ステアリン酸カルシウム ジクミルペルオキシド ジオクタデシルジスルフィド 特性 1、保持された引張強度チ 1週間 2週間 3週間 2、保持された伸びチ 1週間 2週間 5週間 表  I α1 1.5 α1 1.5 1.5 α1 1.5 0、′5 97.5  92.3 116 97.5  89.3 111.4 8a9  8j、8  85.8 98   911 100  10五3100+  1
1&9 101.6  io4.9100  100 
 1([3100 例5〜7 上記の如くしてチタン基材触媒を使用して製造され7’
(5,4dg/分のメルトフローインデックス及び0.
900 f/cyn”の密度を有する顆粒状エチレン/
1−ブテン共重合体(vLDPEと称する)を架橋し、
そして銅導電体の上でまたそれから離して老化させる。
ビニルトリメトキシシランとジクミルペルオキシドとジ
プチル錫ジラウレートとチオジエチレンビス(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート
(ヒドロシンナメートと称する)とトリス〔2−t−ブ
チル−4−チオ(2′−メチル−41−ヒドロキシ−5
−t−ブチル)フエ=ルー5−)チル〕フェニルホスフ
ブイ) <ホスファイトと称する)との溶液を作ること
によって処方物を調製する。
これらの溶液を密封容器においてVLDPEと接触させ
そして50℃で2時間タンブルブレンドする。しかる後
、3/4厄ブラベンダ一押出機を150℃/210℃/
230℃/200℃の温度分布と共に用いて均質混合物
f14 AWG銅線上に押出す。絶縁厚さは、α11I
Ilの公差をもってα8mである。押出被覆された銅線
を70℃に保たれた水中に65時間浸漬させて最大限の
架橋を達成する。絶縁銅線及び鋼線を除去した絶縁体の
試料を炉において150℃で老化させる。各成分及び結
果を表■に示す。この結果によれば、ホスファイトは、
適切なグラフト及び架橋を可能にするのみならず鋼の存
在下及び不在下の両方において架橋VLDPEに対して
優れた熱安定性を付与することが示されている。
表nについての説明 1、  VLDPE  を除いたすべての成分の重量チ
が与えられている。残部はVLDPEである。
Z 加熱伸びは、IEC5021540の下に200℃
において0.2MPa(メガパスカル)で15分間の百
分率(チ)単位で測定される。
工 熱間硬化社、IEC5021540の下に百分率(
%)単位で測定される。
4、 ゲル含量は、IEC5021540の下に百分率
(チ)単位で測定される。
5、 破断時の引張応力は、lEC5021540の下
にM P a単位で測定される。
& 破断時の伸びは、IEC5021540の下に百分
率(チ)単位で測定される。
2 保持され大引張応力チは、lEC5021540の
下に銅線から離してまた銅線上で1週間及び2週間測定
される。
a 保持された伸びチは、lEC5021540の下に
銅線から離してまfl、、fIpl線上で1週間及び2
週間測定される。
成分 ビニルトリメトキシシラン ジクミルRルオキシド ジプチル錫ジラウレート ヒドロシンナメート ホスファイト 特性 加熱伸び  (チ) 熱間1化  (−) ゲル含t  (チ) 引張応力 (MPa) 伸   び    (チ) 1週間 2週間 保持された伸′びチ 1週間 2週間 表  1 1.42 0.18 Q、05 0.2 11,6 45<35 1.42 α18 α05 α2 α2 1.42 α2S [LO5 (L2 α2 破損 12.2 11[+   106 <25 <25 例8〜20 150℃に保たれたブラベンダーミキサーにおいて下記
の処方物を配合する。、混合を50 rpmで3分間行
ない、そして得られた組成物を二本ロールミルで更に均
質化するが、このミルのロールはそれぞれ121℃及び
125℃に加熱される。二本ロールミル上の組成物に、
適切な架橋を達成するのに十分な量(通常、組成物の1
.7重量lのぼルオキシト°架橋剤を加える。次いで、
この完全配合架橋性物質@、ysミル(1,9m )厚
の圧縮彫版によって低圧下に125℃の予熱を使用し次
いで高圧下に190℃を15分間適用することによって
架橋させる。試験片を150℃の炉において老化させ、
そして引張特性をASTM  D6SBに従って測定す
る。
処方物はすべて1例5に記載のヒドロシンナメート12
重量%、ジステアリルジチオジプロピオネート13重量
−、ステアリン醸カルシウム(11重量%及びジクミル
ペルオキシドを含有している。
ホスファイトは、例5〜7に記載のものである。
VLDPE は、上記の如きチタン基材触媒を用いて作
られる。
VLDPE の特性は、次の如くである。
VLDPE  1は、1.9のメルトフローインデック
ス及びα88917cm”の密度を有するエチレンとプ
ロピレンとの共重合体である。
VLDPE  2は、2.2のメルトフローインデック
ス及び0.889f/αSの密度を有するエチレンと1
−ブテンとの共重合体である。
VLDPE  3は、五9のメルトフローインデックス
及び(lL886 f /am’の密度を有するエチレ
ンと1−ブテンとの共重合体である。
VLDPE  4tj、AIのメルトフローインデック
ス及びα89417cm”の密度を有するエチレンと1
−ヘキセンとの共重合体である。
処方物のうちのいくつかに用いた HPLDPEは、2
.1のメルトフローインデックス及び(19)239 
/1ypr”の密fを有するエチレンの高圧法低密度ホ
モ重合体である。
各成分及び荷性を表■に記載する。ジクミルペルオキシ
ド及びホスファイトの量ハ、全重合体の重量を基にした
重量%で与えられる。重合体の量は、全重合体の100
重f部を基にした重倖一部で与えられる。
例      8 VLDPE  1  100 VLDPE  2 VLDPE  5 VLDPE  4 HPLDPE ジクミルペルオキシド   1.4 ホスフアイト     α2 特性 引張応力(MP@)   2[L2 伸  び (チ)  600 保持された引張応カチ 10日    86 2週間     83 保持された伸びチ 10日    100+ 2週間    100+ 21.9 1.4 α2 2&0 100十 100十 1.2 21.1 ■ 2五2 22.4 2五2 19.5 17.4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)(a)エチレンと3〜8個の炭素原子を有する少
    なくとも1種のα−オレフィンとの架橋性共重合体であ
    つて、 (i)クロム及びチタンを含有する、又は (ii)マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子ドナ
    ーを1種以上のアルミニウム含有化合物と一緒に含む触
    媒前駆体を含有する触媒系の存在下に製造された0.9
    15g/cm^3以下の密度を有するもの、及び (b)トリス〔2−第三ブチル−4−チオ(2′−メチ
    ル−4′−ヒドロキシ−5−第三ブチル)フエニル−5
    −メチル〕フエニルホスフアイト、を含む組成物。 (2)成分(b)が成分(a)100重量部当り約0.
    02〜約1重量部の量で存在する特許請求の範囲第1項
    記載の組成物。 (3)成分(b)が成分(a)100重量部当り約0.
    03〜約0.5重量部の量で存在する特許請求の範囲第
    2項記載の組成物。 (4)共重合体が架橋されている特許請求の範囲第2項
    記載の組成物。 (5)共重合体の密度が約0.870g/cm^3より
    も小さくない特許請求の範囲第2項記載の組成物。 (6)α−オレフィンによるものとされる共重合体の部
    分が共重合体の重量を基にして約5〜約50重量%の範
    囲内である特許請求の範囲第2項記載の組成物。 (7)次の重合体 (i)約0.91g/cc.〜約0.93g/cc.の
    密度を有するポリエチレン、 (ii)エチレンと、3〜8個の炭素原子を有するα−
    オレフィン単量体、ビニル酸、ビニル酸エステル、有機
    酸のビニルエステル及びジエン炭化水素単量体の中から
    選択される1種以上の共単量体との共重合体、 (iii)少なくとも1種の不飽和加水分解性シラン化
    合物をグラフトした前記重合体、(iv)エチレンと加
    水分解性ビニルシラン化合物との共重合体、 のうちのいずれか1種又はそれらの混合物を追加的に含
    み、しかも該重合体対特許請求の範囲第1項記載の共重
    合体の重量比が約1:9〜約9:1の範囲内である特許
    請求の範囲第1項記載の組成物。 (8)(i)0.91〜0.93g/cm^3の範囲内
    の密度を有するポリエチレン、 (ii)少なくとも1種の共単量体がビニル酸、ビニル
    酸エステル又は有機酸のビニルエステルであるようなエ
    チレン共重合体、 (iii)前記(ii)及び(viii)記載の少なく
    とも2種の共単量体を基材とするエチレン三元重合体、 (iv)3〜8個の炭素原子を有するα−オレフィンを
    基材とするエチレン三元重合体、(v)エチレン/プロ
    ピレンゴム、 (vi)エチレン/プロピレン/ジエン単量体ゴム、 (vii)前記(i)〜(vi)のどれかにシランをグ
    ラフトすることによつて製造した加水分解性グラフト重
    合体、又は (viii)エチレン/加水分解性シラン共重合体のう
    ちの1種以上を追加的に含有する特許請求の範囲第2項
    記載の組成物。 (9)共重合体が加水分解性である特許請求の範囲第2
    項記載の組成物。 (10)共重合体がビニルアルコキシシランでグラフト
    されている特許請求の範囲第9項記載の組成物。 (11)成分(b)以外の少なくとも1種の酸化防止剤
    及び有機ペルオキシドを追加的に含有する特許請求の範
    囲第2項記載の組成物。 (12)成分(b)以外の少なくとも1種の酸化防止剤
    及びシラノール縮合触媒を追加的に含有する特許請求の
    範囲第8項記載の組成物。 (13)カルボン酸金属を含有する特許請求の範囲第1
    1項記載の組成物。 (14)カルボン酸金属を含有する特許請求の範囲第1
    2項記載の組成物。 (15)(i)トリス〔2−第三ブチル−4−チオ(2
    ′−メチル−4′−ヒドロキシ−5−第三ブチル)フエ
    ニル−5−メチル〕フエニルホスフアイト、(ii)成
    分(i)以外の少なくとも1種の酸化防止剤、及び (iii)有機ペルオキシド、 を含む、耐熱性組成物を提供するように共重合体と組み
    合わせるのに適応される組成物。(16)(iv)ビニ
    ルアルコキシシラン及び(v)シラノール縮合触媒、 を更に含む特許請求の範囲第15項記載の組成物。 (17)特許請求の範囲第4項記載の架橋共重合体で絶
    縁した導電体。 (18)成分(a)が架橋されている特許請求の範囲第
    7項記載の組成物で絶縁した導電体。 (19)導電体を特許請求の範囲第1項記載の組成物で
    被覆しそして共重合体を架橋することからなる絶縁導電
    体の製造法。 (20)特許請求の範囲第1項記載の組成物が有機ペル
    オキシドを含有する特許請求の範囲第19項記載の方法
    。 (21)特許請求の範囲第1項記載の組成物がビニルア
    ルコキシシラン及びシラノール縮合触媒を含有する特許
    請求の範囲第20項記載の方法。
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