KR20200135377A - 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 - Google Patents
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Abstract
(A) 올레핀계 (공)중합체, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체 및 (C) 항산화제를 포함하는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 또한 상기 조성물을 제조하는 방법; 상기 조성물을 경화시켜 제조되는 가교결합된 폴리올레핀 생성물; 본 발명의 제제 또는 생성물의 성형된 형태를 포함하는 제조 물품; 및 본 발명의 제제, 생성물 또는 물품을 사용하는 방법.
Description
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈의 제제 및 관련된 양태.
절연 전기 전도체는 통상적으로 절연층으로 피복된 전도성 코어를 포함한다. 전도성 코어는 속이 꽉 차 있거나 꼬여 있을 수 있다(예를 들어, 와이어 번들). 일부 절연 전기 전도체는 또한 반도전성 층(들) 및/또는 보호 재킷(예를 들어, 권취된 와이어, 테이프 또는 시스(sheath))과 같은 하나 이상의 추가 요소를 함유할 수 있다. 예는 저전압("LV", 0 초과 내지 5 미만 킬로볼트(kV)), 중전압("MV", 5 내지 69 kV 미만), 고전압("HV", 69 내지 230 kV) 및 초고전압("EHV", 230 kV 초과) 전기 전송/배전 분야에 사용하기 위한 것을 포함하여 코팅된 금속 와이어 및 전력 케이블(electrical power cable)이 있다. 파워 케이블 평가는 표준 및/또는 IEC 시험 방법을 사용할 수 있다.
조성물은 미국 특허 US 4,412,938호; 미국 특허 US 4,291,094호; 미국 특허 US 5,649,041호; 미국 특허 US 8,217,105 B2호; 및 중국 공개특허공보 CN105778300 A호에 언급되어 있다.
본 발명자들은 보다 높은 전압에서 작동하고 습기에 노출되는 파워 케이블의 성능이 손상되는 문제를 인식하였다. 이들 조건 하에, 워터 트리 성장(water-tree growth)은 절연층에서 시간이 경과함에 따라 일어날 수 있으며, 이는 내부에 전기적 트리잉(electrical treeing)을 초래할 수 있으며, 결국 궁극적으로 절연층의 파손을 초래할 수 있다. 이러한 파손에 도달하는 시간은 연장될 수 있고, 따라서 절연층에서 보다 탄력있는 재료를 사용함으로써, 파워 전달의 신뢰성은 증가하고 유지 보수 비용은 감소한다. 그러나, MV 파워 케이블용으로 제안된 과거의 재료 해결방안은 더 높은 전압(HV 파워 케이블 또는 EHV 파워 케이블)에서 사용될 경우 허용 불가능한 손실 계수를 초래한다.
본 발명자들은 소정의 워터 트리 지연제 첨가제를 더 많이 사용하는 것이 반드시 워터 트리잉(water-treeing) 저해를 증가시키지 않으며 이를 악화시킬 수 있음을 발견하였다. 더욱이, 추가적인 지연제는 워터 트리 지연제의 블룸(bloom) 또는 스위팅 아웃(sweat out)과 같은 다른 문제를 야기할 수 있다(즉, 절연층의 내부 부분으로부터 절연층의 표면으로의 워터 트리 지연제의 이동). 또한, 워터 트리잉을 억제하는 많은 첨가제는 손실 계수의 큰 증가와 같은 다른 문제를 야기한다. 그 다음으로 해결해야 할 문제는 이동 없이 그리고 손실 계수의 큰 증가 없이 워터 트리 성장을 더 잘 억제하고 이로써 전기 트리 성장을 더 잘 억제하는 새로운 폴리올레핀 함유 제제를 발견하는 것이다.
W
이 문제에 대한 본 발명자들의 기술적 해결방안은 (A) 올레핀계 (공)중합체; (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 및 (C) 항산화제를 포함하는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제("본 발명의 제제")을 포함한다. 또한 본 발명은 본 발명의 제제를 제조하는 방법; 본 발명의 제제를 경화시켜 제조된 가교결합된 폴리올레핀 생성물("본 발명의 생성물"); 본 발명의 제제 또는 생성물의 성형된 형태를 포함하는 제조된 물품("본 발명의 물품"); 및 본 발명의 제제, 생성물 또는 물품을 사용하는 방법이다.
본 발명의 제제, 생성물 및 물품은 전기 전송 분야에 유용하다. 본 발명의 제제가 절연 전기 전도체의 전술된 문제를 해결하는 과정에서 고안되었지만, 본 발명의 제제의 물품 및 용도는 절연 전기 전도체 또는 전기 전송 및 워터 트리잉 저해 분야로 제한되지 않는다. 본 발명의 제제의 물품 및 용도는 또한 다른 물품, 예컨대 용기 또는 비히클 파트 및 이의 적절한 용도를 포함한다.
발명의 내용 및 요약서는 본원에 원용되어 포함된다. 특정한 본 발명의 실시형태가 용이한 상호 참조를 위해 번호를 매긴 양태로 이하에서 기술된다.
양태 1. 79.99 내지 99.94 중량%(wt%)의 (A) 올레핀계 (공)중합체; 0.05 내지 20.0 중량%의 (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 및 0.01 내지 1.5 중량%의 (C) 항산화제를 포함하는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제이되; 단 이 제제는 정전방지제(anti-static agent) 및 카본 블랙이 없는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
양태 2. 양태 1에 있어서, (A) 올레핀계 (공)중합체는 (i) 에틸렌계 (공)중합체, 프로필렌계 (공)중합체, 또는 이들의 임의의 2개 이상의의 조합; 또는 (ii) 폴리에틸렌 단독중합체, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체, 또는 임의의 이들의 2개 이상의 조합(예를 들어, 블렌드)인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 제한 (i) 내지 제한 (vii) 중 어느 하나에 정의된 양태 1에 있어서, (i) (A) 올레핀계 (공)중합체는 폴리에틸렌 단독중합체, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 또는 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체이고; (ii) (A) 에틸렌계 (공)중합체는 폴리에틸렌 단독중합체이고; (iii) (A) 올레핀계 (공)중합체는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체이고; (iv) (A) 올레핀계 (공)중합체는 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체이고, (v) (A) 올레핀계 (공)중합체는 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체이고; (vi) (A) 올레핀계 (공)중합체는 제한 (i) 내지 제한 (v)의 임의의 2개의 조합(예를 들어, 블렌드)인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 일부 양태에서, (A)는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이다.
양태 3. 양태 1 또는 양태 2에 있어서, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 폴리비닐피롤리돈 단독중합체 또는 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 제한 (i) 내지 제한 (xii) 중 어느 하나에 정의된 양태 1 또는 양태 2에 있어서, (i) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 폴리비닐피롤리돈 단독중합체이고; (ii) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (iii) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 그래프팅된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (iv) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비그래프팅된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (v) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 불포화 카복실산 에스테르, 불포화 탄화수소, 올레핀 작용성 유기 실란, 올레핀 작용성 유기 실록산, 하이드록시스티렌 또는 비닐벤조산인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (vi) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 불포화 카복실산 에스테르인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체이고; (vii) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 불포화 탄화수소인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (viii) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 올레핀 작용성 유기 실란인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (ix) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 올레핀 작용성 유기 실록산인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (x) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 하이드록시스티렌인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (xi) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 비닐피롤리돈과 비닐벤조산인 올레핀 공단량체를 공중합하여 제조된 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체이고; (xii) (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 폴리비닐피롤리돈 단독중합체와 제한 (vi) 내지 제한 (xi) 중 어느 하나의 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체의 조합인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 양태 1 또는 양태 2에서, 일부 실시형태에서, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 성분 (B1) 내지 성분 (B5) 중 어느 하나; 대안적으로 성분 (B1) 내지 성분 (B5) 중 임의의 4개, 대안적으로 (B1), 대안적으로 (B2), 대안적으로 (B3), 대안적으로 (B4), 대안적으로 (B5)이고, 모두 하기 실시예에 기재되어 있다.
양태 4. 양태 1 내지 양태 3 중 어느 하나에 있어서, (C) 항산화제는 장애 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오 화합물, 항산화 아민, 또는 이들의 임의의 2개의 이상의 조합인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 제한 (i) 내지 제한 (vii) 중 어느 하나에 정의된 양태 1 내지 양태 3 중 어느 하나에 있어서, (i) (C) 항산화제는 장애 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오 화합물(황 원자 함유 유기 화합물) 또는 폴리아민이고; (ii) (C) 항산화제는 장애 페놀이고; (iii) (C) 항산화제는 포스파이트이고; (iv) (C) 항산화제는 포스포나이트이고; (v) (C) 항산화제는 티오 화합물(황 원자 함유 유기 화합물)이고; (vi) (C) 항산화제는 항산화 아민이고; (vii) 제한 (ii) 내지 제한 (v)의 임의의 2개의 조합, 예를 들어 제한 (ii) 및 제한 (v)의 조합인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 일부 양태에서, (C) 항산화제는 트리스[(4-tert-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온인 장애 페놀이고; 대안적으로 (C) 항산화제는 디스테아릴 티오디프로피오네이트("DSTDP")인 티오 화합물이고; 대안적으로 (C) 항산화제는 트리스[(4-tert-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온과 DSTDP의 조합이다. 일부 양태에서, 항산화 아민은 올리고머 아민, 폴리아민 또는 장애 아민이다.
양태 5. 양태 1 내지 양태 4 중 어느 하나에 있어서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 80.50 내지 99.70 중량%의 (A) 올레핀계 (공)중합체; 0.10 내지 15.0 중량%의 (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 0.10 내지 1.5 중량%의 (C) 항산화제; 및 0.1 내지 3 중량%의 (D) 유기 과산화물을 포함하고; 단 이 제제는 정전방지제 및 카본 블랙이 없는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 제한 (i) 내지 제한 (vi) 중 어느 하나에 정의된 양태 1 내지 양태 4 중 어느 하나에 있어서, (i) 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 85.50 내지 99.60 중량%의 (A) 올레핀계 (공)중합체; 0.2 내지 10.0 중량%의 (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 0.1 내지 1.5 중량%의 (C) 항산화제; 및 0.1 내지 3 중량%의 (D) 유기 과산화물을 포함하되; 단 이 제제는 정전방지제 및 카본 블랙이 없고, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제; (ii) (D) 유기 과산화물이 화학식 RO-O-O-RO의 모노퍼옥사이드 또는 화학식 RO-O-O-R-O-O-RO의 디퍼옥사이드이고, 여기서 각각의 RO는 독립적으로 (C1-C20)알킬기 또는 (C6-C20)아릴기이고, R은 2가 탄화수소기인 제한 (i); (iii) (D) 유기 과산화물이 화학식 RO-O-O-RO의 모노퍼옥사이드이고, 여기서 각각의 RO는 독립적으로 (C1-C20)알킬기 또는 (C6-C20)아릴기인 제한 (i); (iv) (D) 유기 과산화물이 화학식 RO-O-O-R-O-O-RO의 디퍼옥사이드이고, 여기서 각각의 RO는 독립적으로 (C1-C20)알킬기 또는 (C6-C20)아릴기이고, R은 2가 탄화수소기인 제한 (i); (v) 제한 (iii)과 제한 (iv)의 조합; 및 (vi) (D) 유기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈.
양태 6. 양태 1 내지 양태 5 중 어느 하나에 있어서, 정전방지제는 에톡실화 알킬아민, 에톡실화 디알킬아민, 지방산 에스테르, 폴리(에틸렌 글리콜 에스테르), 폴리글리세롤 에스테르, 글리시딜 에스테르, 알킬 설포네이트, 펜타에리쓰리톨 에스테르, 소르비탄 에스테르 또는 카복실산의 디에탄올 아미드, 예컨대 지방산의 디에탄올 아미드인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
양태 7. 양태 1 내지 양태 6 중 어느 하나에 있어서, (E) 안정화제(예를 들어, 자외선(UV) 광 관련 분해를 억제하는 화합물); (F) 스코치 지연제(scorch retardant); (G) 알케닐 작용성 공동작용제; (H) 조핵제; (I) 가공 보조제; (J) 증량제 오일; 및 (K) 나노입자인 선택적인 첨가제 (E) 내지 첨가제 (K)로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 첨가제는 적어도 조성물에서 성분 (A) 내지 성분 (D)와 다르고, 양태 1 내지 양태 6과 모순되거나 상충하지 않는다.
양태 8. 양태 1 내지 양태 7 중 어느 하나에 있어서, (i) ASTM D6097을 사용한 워터 트리 성장 시험 방법에 따라 측정될 때 10% 미만의 워터 트리 길이(WTL)의 증가; (ii) 손실 계수 시험 방법에 따라 측정될 때 0.30% 미만의 손실 계수; 또는 (i) 및 (ii) 둘 다를 특징으로 하는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 양태 1 내지 양태 7 중 어느 하나에 있어서, 하기에 기술된 ASTM D6097을 사용한 워터 트리 성장 시험 방법에 따라 측정될 때 10% 미만, 대안적으로 9% 미만, 대안적으로 8.4% 미만의 워터 트리 길이(WTL)의 증가를 특징으로 하고/하거나, 하기에 기술된 손실 계수 시험 방법에 따라 측정될 때 0.30% 미만, 대안적으로 0.20% 미만, 대안적으로 0.15% 미만, 대안적으로 0.14% 미만의 손실 계수를 특징으로 하는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. 일부 양태에서, WTL의 증가는 3.0% 초과 내지 9% 미만, 대안적으로 3.3% 내지 8.4%, 대안적으로 3.4% 내지 8.0%, 대안적으로 3.4% 내지 5.9%이다. 일부 양태에서, 손실 계수는 0.05% 초과 내지 0.15%, 대안적으로 0.06% 내지 0.13% 미만, 대안적으로 0.06% 내지 0.10%이다. WTL의 증가가 적을수록, 제제가 우수하다. 손실 계수가 적을수록, 제제가 우수하다.
양태 9. 양태 1 내지 양태 8 중 어느 하나에 있어서, 성분 (A) 내지 성분 (C), (D) 유기 과산화물 및 (E) 안정화제를 포함하고, (A) 올레핀계 (공)중합체는 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐으로부터 유래된 공단량체성 단위를 함유하는 저밀도 폴리에틸렌이고; (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 중량-평균 분자량(Mw)이 몰당 10,000 내지 40,000 그램인 폴리비닐피롤리돈 단독중합체, 비닐피롤리돈/비닐 아세테이트 공중합체, 또는 폴리비닐피롤리돈-그래프트-(1-트리아세톤) 공중합체이고; (C) 항산화제는 장애 페놀, 티오 화합물, 또는 장애 페놀과 티오 화합물의 조합이고; (D) 유기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제. (E)는 N,N'-비스포밀-N,N'-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-헥사메틸렌디아민일 수 있다. 제제는 임의의 다른 워터 트리 지연제가 없을 수 있다(예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜이 없음, 예를 들어 PEG 20000이 없음).
양태 10. 양태 1 내지 양태 9 중 어느 하나의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 제조하는 방법으로서, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체 및 (C) 항산화제를 (A) 올레핀계 (공)중합체의 용융물로 혼합하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 용융 블렌드를 생성시키는 단계; 선택적으로 용융 블렌드를 압출하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 압출물을 생성시키는 단계; 선택적으로 압출물을 펠릿화하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 펠릿을 생성시키는 단계; 및 선택적으로 (D) 유기 과산화물을 용융 블렌드, 압출물 또는 펠릿에 첨가하여 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성시키는 단계를 포함하는, 방법. 일부 양태에서, 상기 방법은 압출 단계 전에 또는 동안에 하나 이상의 선택적인 첨가제(예를 들어, 성분 (E) 내지 성분 (K) 중 하나 이상)를 용융 블렌드에 첨가하는 단계를 추가로 포함한다.
양태 11. 양태 1 내지 양태 9 중 어느 하나의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 경화의 생성물인 가교결합된 폴리올레핀 생성물.
양태 12. 양태 1 내지 양태 9 중 어느 하나의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제, 양태 10의 방법에 의해 제조된 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 또는 양태 11의 가교결합된 폴리올레핀 생성물의 성형된 형태를 포함하는 제조 물품. 제조 물품의 성형된 형태는 원통형, 나선형 또는 불규칙적인 형태일 수 있다. 일부 양태에서, 제조 물품은 (하기) 양태 13의 절연 전기 전도체의 절연층일 수 있다. 일부 양태에서, 제조 물품은 양태 13의 절연 전기 전도체일 수 있다.
양태 13. 전도성 코어 및 전도성 코어를 적어도 부분적으로 피복하는 절연층을 포함하는 절연 전기 전도체로서, 절연층의 적어도 일부는 양태 1 내지 양태 9 중 어느 하나의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제, 양태 10의 방법에 의해 제조된 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 또는 양태 11의 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 포함하는, 절연 전기 전도체. 절연 전기 전도체의 절연층에서 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 양은 워터 트리 길이를 감소시키고/시키거나 절연층의 손실 계수를 감소시키기에 효과적인 양일 수 있다. 절연층은 단층으로 구성될 수 있으며, 이의 적어도 일부는 본 발명의 제제 또는 생성물이거나; 다중층으로 구성될 수 있으며, 이의 적어도 하나의 층은 본 발명의 제제 또는 생성물을 포함한다. 절연 전기 전도체는 코팅된 와이어 또는 파워 케이블일 수 있다. 절연 전기 전도체는 저전압, 중전압, 고전압 및 초고전압 분야를 포함하는 전기 전송/배전 분야에 유용하다.
양태 14. 전기를 전도하는 방법으로서, 전도성 코어를 통과하는 전기 흐름을 발생시키도록 양태 13의 절연 전기 전도체의 전도성 코어에 걸쳐 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 전기를 전도하는 방법. 인가된 전압은 저전압(0 초과 내지 5 미만 킬로볼트(kV)), 중전압(5 내지 69 kV 미만), 고전압(69 내지 230 kV) 또는 초고전압(230 kV 초과)일 수 있다.
카본 블랙: 표면적 대 부피 비율이 높지만, 활성탄보다는 낮은 미분된 형태의 준결정질 탄소. 예는 퍼니스 카본 블랙, 아세틸렌 카본 블랙 및 전도성 탄소(예를 들어, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 그래핀, 흑연 및 팽창 흑연 소판)이다.
공동작용제 또는 경화 공동작용제: 가교를 향상시키는 화합물. 예는 이들 각각의 골격 또는 고리 구조에 탄소 원자를 함유하고 여기에 결합된 말단 알케닐기를 함유하는 비고리 화합물 또는 고리 화합물이다.
(공)중합체: 단독중합체 및/또는 공중합체.
공중합체: 단량체를 중합하여 제조된 단량체성 단위 또는 하나 이상의 공단량체를 중합하여 제조된 하나 이상의 상이한 유형의 공단량체성 단위를 갖는 거대분자 또는 거대분자의 집합. 단량체 및 공단량체는 중합 가능한 분자이고, 구조가 서로 상이하다. 단량체 단위 또는 "량체"라고도 불리는 단량체성 단위는 단일 단량체 분자에 의해 거대 분자(들)의 구조에 기여하는 (단일 단량체 분자로부터 유래된) 최대 구조 단위이다. 공단량체 단위라고도 불리는 공단량체성 단위는 단일 공단량체 분자에 의해 거대 분자(들)의 구조에 기여하는 (단일 공단량체 분자로부터 유래된) 최대 구조 단위이다. 일반 공중합체는 하나의 단량체와 하나의 공단량체로부터 제조된 "이원중합체"; 및 하나의 단량체와 2개의 상이한 공단량체로 제조된 공중합체인 "삼원중합체"를 포함한다.
경화제: 활성화 조건으로 처리된 후 자유 라디칼을 형성하고 특히 (A) 올레핀계 (공)중합체의 거대분자의 가교결합을 개시시키거나 향상시키는 라디칼 생성 화합물. 활성화 조건은 열 또는 광일 수 있다. 예는 과산화물, 디아조 작용성 유기 화합물 및 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄이다. 과산화물은 화학식 H-O-O-R의 수소-유기 과산화물 또는 (D) 유기 과산화물이다. 경화제는 공동작용제와 조성 및 기능이 상이하다.
경화 또는 가교결합: 가교결합된 생성물(망상 중합체)을 형성함.
제제: 총 중량이 100.00 중량%인 단상 또는 다상의, 균질한 또는 불균질한, 분할된 또는 연속인, 가교결합성, 1부분, 2부분 또는 3부분 혼합물. 분할된 고체 형태는 과립, 펠릿, 분말, 또는 이들 중 임의의 2개 이상의 조합을 포함할 수 있다. 연속 형태는 성형 부품(예를 들어, 취입 성형 부품) 또는 압출 부품(예를 들어, 절연 전기 전도체의 절연층)일 수 있다.
장애 페놀: 하이드록실에 대한 오르쏘 위치에서 벌키한 기를 함유하고 항산화 특성을 갖는 하이드록시벤젠. 벌키한 기는 이소프로필, tert-부틸, 네오펜틸과 같은 독립적인 알킬기일 수 있다.
단독중합체: 오직 하나의 단량체로부터 유래된 단량체성 단위로 이루어진 반복 단위로 구성되며 공단량체가 없는 거대분자 또는 거대분자의 집합. 단독중합체는 진짜의 단량체 또는 실제 단량체이다. 단독중합체는 내포된 단량체 또는 가설적 단량체로부터 유래된 거대분자를 배제할 수 있다.
(메트)아크릴레이트: 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합. (메트)아크릴레이트는 비치환될 수 있다.
올레핀계 (공)중합체: 폴리올레핀 단독중합체(100 중량%의 올레핀 단량체성 단위 및 0 중량%의 공단량체성 단위) 또는 올레핀계 공중합체.
올레핀계 공중합체 또는 올레핀/공단량체 공중합체: 단순 다량, 대안적으로 50 내지 100 중량% 미만, 대안적으로 절대 다량의 올레핀 탄화수소로부터 유래된 단량체성 단위, 예컨대 에틸렌(CH2=CH2) 또는 프로필렌(CH2= CHCH3), 및 단순 소량, 대안적으로 0 초과 내지 50 중량%, 대안적으로 절대 소량의 하나 이상의 공단량체로부터 유래된 공단량체성 단위를 갖는 거대분자. 공단량체의 예는 (C3-C20)알파-올레핀, 디엔, 비닐 실란, 비닐 아세테이트 및 알킬 아크릴레이트이다.
폴리비닐피롤리돈 (공)중합체: 폴리비닐피롤리돈 단독중합체 및 비닐피롤리돈과 피롤리돈기가 결여된 올레핀 공단량체의 공중합체를 포함한다.
비닐피롤리돈: N-비닐피롤리돈으로도 알려지고, CAS 번호 88-12-0을 갖는 화합물 1-비닐-2-피롤리돈.
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제(폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 함유 제제 또는 본 발명의 제제)는 상이한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C)와 임의의 선택적인 성분의 혼합물로서의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성하기 위한 (A) 에틸렌계 (공)중합체와 (B) PVP (공)중합체 및 성분 (C) 항산화제와 임의의 선택적인 성분(예를 들어, 성분 (D) 내지 성분 (K) 중 임의의 0, 하나 이상)의 용융물의 혼합. 혼합 단계는 배합, 혼련 또는 압출을 포함할 수 있다. 혼합을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 성분(예를 들어, 성분 (B), 성분 (C), 첨가제 (D), 첨가제 (E), 첨가제 (F) 등)이 (A)의 부분에 첨가제 마스터 배치의 형태로 제공되거나, (A) 이외의 캐리어 수지에 첨가제의 분산물로서 제공될 수 있다. 캐리어 수지는 폴리프로필렌 중합체일 수 있다. (D) 유기 과산화물은 대안적으로 (D) 유기 과산화물에 의한 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C)와 임의의 선택적인 성분의 블렌드의 펠릿 표면의 코팅을 포함하는 흡수(imbibing), 사출 또는 침지 방법에 의해 첨가될 수 있다. 흡수, 사출 또는 침지하는 단계는 약 20℃ 내지 100℃의 온도에서 0.1 내지 100 시간 동안, 예를 들어 60℃ 내지 80℃에서 0.1 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다. 임의의 (D) 유기 과산화물에 상당량의 분해 온도가 가해지지 않는다는 조건 하에 흡수, 사출 또는 침지에 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 원하는 경우 저장 온도(예를 들어, 23℃)로 냉각되고, 1시간, 1주, 1개월 또는 그 보다 긴 기간 동안 저장될 수 있다. 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 조사 경화 또는 유기 과산화물/열 경화에 의해 가교결합될 수 있다.
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C) 이외의 임의의 탄소 함유 골격 기반 중합체, 및 선택적인 성분 (D) 내지 성분 (K)의 임의의 탄소 함유 골격 기반 중합체 실시형태가 없을 수 있다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 폴리프로필렌 캐리어 수지; 폴리프로필렌 단독중합체; 50 내지 100 중량% 미만의 프로필렌 단량체성 단위 및 50 내지 0 중량%의 에틸렌 공단량체성 단위를 함유하는 프로필렌/에틸렌 공중합체; 및 50 내지 100 중량% 미만의 프로필렌 단량체성 단위, 49 내지 0 중량% 초과의 에틸렌 단위 및 20 내지 1 중량%의 디엔 공단량체성 단위를 함유하는 프로필렌/에틸렌/디엔(EPDM) 공중합체 중 적어도 하나, 대안적으로 이들의 각각이 없을 수 있다. 대안적으로, (A) 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 올레핀계 (공)중합체는 99 내지 100 중량%의 프로필렌 단량체성 단위를 함유하는 폴리프로필렌 단독중합체; 50 내지 100 중량% 미만의 프로필렌 단량체성 단위 및 50 내지 0 중량%의 에틸렌 공단량체성 단위를 함유하는 프로필렌/에틸렌 공중합체; 또는 50 내지 100 중량% 미만의 프로필렌 단량체성 단위, 49 내지 0 중량% 초과의 에틸렌 단위 및 20 내지 1 중량%의 디엔 공단량체성 단위를 함유하는 프로필렌/에틸렌/디엔(EPDM) 공중합체를 포함할 수 있다. 디엔 공단량체성 단위를 제조하는 데 사용된 디엔은 1,3-부타디엔, 1,5-헥사디엔, 1,7-옥타디엔, 에틸리덴 노르보르넨, 디시클로펜타디엔 또는 비닐 노르보르넨일 수 있다.
성분 (A) 올레핀계 (공)중합체: 올레핀 단량체 및 선택적으로 하나 이상의 올레핀 작용성 공단량체로부터 제조된 반복 단위로 구성된, 단상 또는 다상의, 균질한 또는 불균질한, 연속상 또는 불연속상의, 가교결합성 거대분자(거대 분자는 탄소 원자로 본질적으로 이루어지거나 이것으로 이루어진 골격을 가짐), 또는 가교결합될 때 망상 구조를 생성하는 이러한 가교결합성 거대분자의 집합. (A)는 에틸렌으로부터 유래된 반복 단위를 함유하는 폴리올레핀 단독중합체, 예컨대 폴리에틸렌 단독중합체; 또는 에틸렌으로부터 유래된 반복 단위 및 에틸렌과 상이한 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 반복 단위를 함유하는, 공중합체라고도 칭하는, 올레핀계 공중합체, 예컨대 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체; 또는 51 내지 99.9 중량%의 에틸렌 단량체성 단위 및 49 내지 0.1 중량%의 불포화 카복실산 에스테르 공단량체성 성단위를 포함하는 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체; 또는 51 내지 99.9 중량%의 에틸렌 단량체성 단위 및 49 내지 0.1 중량%의 올레핀 작용성 가수분해성 실란 공단량체성 단위를 포함하는 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체일 수 있다. 혼성중합체는 이원중합체, 삼원중합체 등을 포함한다. (A)는 이태리 밀라노 소재의 Prysmian Group으로부터 입수 가능한 P-laser 제품과 같은 폴리프로필렌일 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체는 에틸렌계 (공)중합체 또는 프로필렌계 (공)중합체일 수 있다. 에틸렌계 (공)중합체는 99 내지 100 중량%의 에틸렌 단량체성 단위를 함유하는 폴리에틸렌 단독중합체일 수 있다. 폴리에틸렌 단독중합체는 배위 중합에 의해 제조된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 단독중합체 또는 라디칼 중합에 의해 제조된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 단독중합체일 수 있다.
대안적으로, (A) 올레핀계 (공)중합체는 50 내지 100 중량% 미만의 에틸렌 단량체성 단위 및 50 내지 0 중량%의 (C3-C20)알파-올레핀 유래된 공단량체성 단위를 함유하는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체일 수 있다. 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 실시형태는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)일 수 있다. 대안적으로, 폴리에틸렌 중합체는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)일 수 있다. 전체 혼성중합체의 중량을 기준으로, 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량% 또는 적어도 25 중량%의 알파-올레핀 함량을 갖는 에틸렌/알파-올레핀("α-올레핀"으로도 기재된 알파-올레핀) 혼성중합체. 이들 혼성중합체는 전체 혼성중합체의 중량을 기준으로 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만 또는 35 중량% 미만의 알파-올레핀 함량을 가질 수 있다. 예시적인 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/1-부텐, 에틸렌/1-헥센, 에틸렌/1-옥텐, 20 내지 1 중량%의 디엔 공단량체성 단위를 함유하는 에틸렌/디엔, 에틸렌/프로필렌/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌/1-부텐, 에틸렌/1-부텐/1-옥텐, 50 내지 100 중량%의 에틸렌 단량체성 단위, 49 내지 0 중량% 초과의 프로필렌 공단량체성 단위 및 20 내지 1 중량%의 디엔 공단량체성 단위를 함유하는 에틸렌/프로필렌/디엔(EPDM)이다. 에틸렌/디엔 공중합체 또는 EPDM에서 디엔 공단량체성 단위를 제조하는 데 사용된 디엔은 1,3-부타디엔; 1,5-헥사디엔; 1,7-옥타디엔; 에틸리덴 노르보르넨; 디시클로펜타디엔; 비닐 노르보르넨; 또는 이들 중 임의의 2개 이상의 조합일 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 양태의 (C3-C20)알파-올레핀은 화학식 (I): H2C=C(H)-R(I)의 화합물일 수 있고, 상기 식에서, R은 직쇄 (C1-C18)알킬기이다. (C1-C18)알킬기는 1개 내지 18개의 탄소 원자, 대안적으로 2개 내지 18개의 탄소 원자, 대안적으로 2개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 비치환된 1가 포화 탄화수소이다. R의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실 및 옥타데실이다. 일부 실시형태에서 (C3-C20)알파-올레핀은 1-프로펜, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐; 대안적으로 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐; 대안적으로 1-부텐 또는 1-헥센; 대안적으로 1-부텐 또는 1-옥텐; 대안적으로 1-헥센 또는 1-옥텐; 대안적으로 1-부텐; 대안적으로 1-헥센; 대안적으로 1-옥텐; 대안적으로, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐 중 임의의 2 개의 조합이다. 대안적으로, 알파-올레핀은 시클로헥산 또는 시클로펜탄과 같은 고리 구조를 가질 수 있으며, 이는 결과적으로 3-시클로헥실-1-프로펜(알릴 시클로헥산) 및 비닐 시클로헥산과 같은 알파-올레핀이 된다. (C3-C20)알파-올레핀은 에틸렌 단량체 또는 프로필렌 단량체와 공단량체로서 사용될 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체의 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체 실시형태는 에틸렌 단량체 및 적어도 하나의 불포화 카복실산 에스테르 공단량체를 공중합하여 제조된다. 각각의 불포화 카복실산 에스테르 공단량체는 독립적으로 분자당 3개 내지 20개의 탄소 원자 및 수소 원자를 가질 수 있으며, 즉 (C3-C20) 불포화 카복실산 에스테르 공단량체일 수 있다. 일부 양태에서, 불포화 카복실산 에스테르 공단량체는 비닐 (C2-C8)카복실레이트일 수 있고 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체는, 에틸렌-비닐-(C2-C8)카복실레이트 공중합체의 총 중량을 기준으로, 0 초과 내지 3.5 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 3.0 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 2.0 중량%, 대안적으로 0.5 내지 2.0 중량%의 비닐 (C2-C8)카복실레이트 공단량체성 함량을 가질 수 있는, 에틸렌-비닐 (C2-C8)카복실레이트 공중합체일 수 있다. 일부 양태에서, 비닐 (C2-C8)카복실레이트는 2개 내지 8개의 탄소 원자, 대안적으로 2개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 카복실산 음이온의 비닐 에스테르이다. 비닐 (C2-C8)카복실레이트는 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 또는 비닐 부타노에이트와 같은 비닐 (C2-C4)카복실레이트일 수 있고, 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체는 에틸렌-비닐 (C2-C4)카복실레이트 이원중합체, 대안적으로 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 이원중합체, 대안적으로 에틸렌-비닐 프로피오네이트 이원중합체, 대안적으로 에틸렌-비닐 부타노에이트 이원중합체일 수 있다. EVA 이원중합체는 본질적으로 에틸렌 유래된 단량체성 단위 및 비닐 아세테이트 유래된 공단량체성 단위로 구성된다. EVA 이원중합체의 비닐 아세테이트 공단량체성 단위 함량은, EVA 이원중합체의 총 중량을 기준으로, 0 초과 내지 3.5 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 3.0 중량%, 대안적으로 0 초과 내지 2.0 중량%, 대안적으로 0.5 내지 2.0 중량%일 수 있다. 중량% 값은 EVA의 분자당 평균이다. 대안적으로 또는 추가로, (A)(예를 들어, EVA 이원중합체)는 ASTM D1238-04에 의해 측정될 때 용융 지수(190℃, 2.16 kg)가 2 내지 60 g/10분, 대안적으로 5 내지 40 g/10분일 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체의 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체 실시형태를 제조하는데 사용되는 불포화 카복실산 에스테르 공단량체는 (C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트일 수 있고, 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체는, 에틸렌-(C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체의 총 중량을 기준으로, 0 초과 내지 3.5 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 3.0 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 2.0 중량%, 대안적으로 0.5 내지 2.0 중량%의 (C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트 공단량체성 함량을 가질 수 있는, 에틸렌-(C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트 공단량체(EAA)이다. 일부 양태에서, (C1-C8) 알킬은 (C1-C4)알킬, (C5-C8)알킬 또는 (C2-C4)알킬일 수 있다. EAA는 본질적으로 에틸렌 유래된 단량체 단위 및 하나 이상의 상이한 유형의 (C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트 유래된 공단량체성 단위, 예컨대 에틸 아크릴레이트 및/또는 에틸 메타크릴레이트 공단량체성 단위로 구성된다. (C1-C8)알킬은 메틸, 에틸, 1,1-디메틸에틸, 부틸 또는 2-에틸헥실일 수 있다. (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합일 수 있다. (C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트는 에틸 아크릴레이트일 수 있고, EAA는 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(EEA)일 수 있거나, (C1-C8)알킬 (메트)아크릴레이트는 에틸 메타크릴레이트일 수 있고, EAA는 에틸렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체(EEMA)일 수 있다. EEA 또는 EEMA의 에틸 아크릴레이트 또는 에틸 메타크릴레이트 공단량체성 단위 함량은 각각, EEA 이원중합체 또는 EEMA 이원중합체의 총 중량을 기준으로, 독립적으로 0 초과 내지 3.5 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 3.0 중량% 미만, 대안적으로 0 초과 내지 2.0 중량%, 대안적으로 0.5 내지 2.0 중량%일 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체의 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체 실시형태를 제조하는 데 사용된 올레핀 작용성 가수분해성 실란 공단량체는 Chaudhary의 국제공개 WO 2016/200600 A1호(2016년 5월 24일에 출원된 PCT/US16/033879)의 단락 [0019]; 또는 Meverden 등의 미국 특허 US 5,266,627호의 가수분해성 실란 단량체일 수 있다. 올레핀 작용성 가수분해성 실란은 (A)의 공중합체 실시형태에 그라프팅(후반응기)될 수 있다. 대안적으로, 올레핀 작용성 가수분해성 실란은 에틸렌 및 공단량체와 공중합되어 가수분해성 실릴기를 함유하는 공중합체 실시형태를 직접적으로 구현할 수 있다. 일부 양태에서, 올레핀 작용성 가수분해성 실란은 비닐트리메톡시실란(VTMS), 비닐트리에톡시실란(VTES), 비닐트리아세톡시실란 또는 감마-(메트)아크릴옥시 프로필 트리메톡시실란이고, 가수분해성 실릴기는 2-트리메톡시실릴에틸, 2-트리에톡시실릴에틸, 2-트리아세톡시실릴에틸 또는 3-트리메톡시실릴프로필옥시카르보닐에틸 또는 3-트리메톡시실릴프로필옥시카르보닐프로필이다.
(A) 올레핀계 (공)중합체는 2종 이상의 상이한 올레핀계 (공)중합체의 블렌드 또는 2종 이상의 상이한 촉매와의 중합 반응의 반응기 생성물일 수 있다. The Dow Chemical Company로부터의 ELITE™ 중합체와 같은 (A) 올레핀계 (공)중합체는 2개 이상의 반응기에서 제조될 수 있다.
(A) 올레핀계 (공)중합체는 임의의 종래의 또는 이후 개발된 제조 공정에 의해 제조될 수 있고, 하나 이상의 중합 반응을 포함하는 많은 것이 당해 분야에 이미 알려져 있다. 예를 들어, LDPE는 고압 중합 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 대안적으로, LDPE는 하나 이상의 중합 촉매, 예컨대 지글러-나타, 크롬 산화물, 메탈로센, 포스트-메탈로센 촉매를 사용하여 수행되는 배위 중합 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 온도는 0℃ 내지 250℃, 또는 30℃ 또는 200℃이다. 적합한 압력은 대기압(101 kPa) 내지 10,000 기압(대략 1,013 메가파스칼("MPa"))이다. 대부분의 중합 반응에서, 사용되는 촉매 대 중합성 올레핀(단량체/공단량체)의 몰비는 10-12:1 내지 10-1:1, 또는 10-9:1 내지 10-5:1이다.
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제에서의 (A) 올레핀계 (공)중합체의 양은 본 발명의 제제의 80.0 내지 99.88 중량%, 대안적으로 85.0 내지 99.0 중량%, 대안적으로 90.5 내지 98 중량%일 수 있다.
성분 (B): 폴리(비닐피롤리돈) (공)중합체(PVP (공)중합체). 폴리(비닐피롤리돈)(PVP) 공중합체는 단량체 비닐 피롤리돈으로부터 유래된 공단량체성 단위 및 비닐 피롤리돈과 다른 적어도 하나의 올레핀 공단량체로부터 유래된 공단량체성 단위를 포함한다. PVP 공중합체는 (하기 기재된) 하이드로카빌렌 그래프팅된 PVP 공중합체 또는 비그래프팅된 PVP 공중합체일 수 있다.
(B)의 비그래프팅된 PVP 공중합체 양태는 비닐 피롤리돈을 적어도 하나의 올레핀 단량체와 공중합하여 제조될 수 있다. 비그래프팅된 PVP 공중합체는 무작위 공중합체 또는 블록 공중합체일 수 있다. PVP 공중합체를 제조하는 데 사용된 적어도 하나의 올레핀 공단량체는 분자량이 500 g/mol 미만인 임의의 올레핀계 불포화 화합물일 수 있다. 각각의 올레핀 공단량체는 독립적으로 불포화 카복실산 에스테르, 불포화 탄화수소, 올레핀 작용성 유기 실란, 올레핀 작용성 유기 실록산, 하이드록시스티렌 또는 비닐벤조산이다. 불포화 카복실산 에스테르는 비닐 카복실산 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트, 알킬 (메트)아크릴레이트, 메틸 비닐벤조에이트 또는 비닐벤질 아세테이트일 수 있다. 알킬 (메트)아크릴레이트는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 또는 이소부틸 아크릴레이트(1-메틸프로필 아크릴레이트)일 수 있다. 불포화 탄화수소는 (C3-C20)알파-올레핀, 비닐 작용성 벤젠, 불포화 에테르 또는 비접합된 폴리엔일 수 있다. 각각의 (C3-C20)알파-올레핀은 독립적으로 (C4-C20)알파-올레핀, (C6-C20)알파-올레핀, (C4-C8)알파-올레핀, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐일 수 있다. 비닐 작용성 벤젠은 스티렌; 1,2-디비닐벤젠; 1,3-디비닐벤젠; 1,4-디비닐벤젠; 2-메틸-스티렌; 3-메틸-스티렌; 4-메틸-스티렌; 또는 2,4-디메틸-스티렌일 수 있다. 불포화 에테르는 메톡시-스티렌일 수 있다. 비접합된 폴리엔은 5-에틸리덴-2-노르보르넨(ENB), 5-비닐-2-노르보르넨(VNB) 또는 디사이클로펜타디엔(DCPD)일 수 있다. 올레핀 작용성 유기 실란은 비닐 트리메틸실란 또는 비닐 트리에틸실란일 수 있다. 올레핀 작용성 유기 실록산은 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란 또는 비닐 트리스(2-메톡시에톡시) 실란일 수 있다. 상기 올레핀 공단량체 중 어느 하나는 할로겐이 없거나 염소 원자로 치환될 수 있고, 예컨대 클로로 치환된 스티렌, 예컨대 4-클로로스티렌이다.
비닐 아세테이트로 비그래프팅된 폴리비닐피롤리돈 공중합체는 화학식 (IIa)이며, , 상기 식에서, 각각의 첨자 m 및 n은 독립적으로 4 초과, 예를 들어 5 내지 10,000의 정수이다.
(B)의 하이드로카빌렌 그래프팅된 PVP 공중합체 양태는 (i) 본질적으로 비닐피롤리돈 단량체성 단위로 이루어진 하나의 1가 폴리(비닐피롤리돈) 단독중합체 분절; 및 하나의 (C10-C50)하이드로카빌 분절(1가); 또는 (ii) 독립적으로 본질적으로 비닐피롤리돈 단량체성 단위로 이루어진 2개의 1가 폴리(비닐피롤리돈) 단독중합체 분절; 및 하나의 (C10-C50)하이드로카빌렌 분절(2가), 대안적으로 내부 (C10-C50)알킬렌 분절(2가)을 포함한다. (C10-C50)하이드로카빌(렌) 분절은 각각 (C20-C40)알킬(렌) 분절, 예를 들어 (C30)알킬(예를 들어, 1-트리아세톤으로부터 유래됨) 또는 (C30)알킬렌(예를 들어, 트리아콘타-1,3-디엔으로부터 유래됨)일 수 있다. (C30)알킬렌 분절로 그래프팅된 폴리비닐피롤리돈 공중합체는 화학식 (IIb)에 도시되어 있으며, , 상기 식에서, m은 0 또는 n이고, m이 0일 때 화학식 (IIb)에서의 (C30H58)은 1가 (C30H59)가 되고; 각각의 첨자 n은 독립적으로 4 초과, 예를 들어 5 내지 10,000의 정수이다.
(B) PVP (공)중합체는 [η] = KMα인 Mark-Houwink-Sakurada 식으로부터 계산될 때 중량 평균 분자량(Mw)이 몰당 1,000 내지 500,000 그램(g/mol), 대안적으로 5,000 내지 50,000 g/mol, 대안적으로 8,000 내지 30,000 g/mol일 수 있고, 상기 식에서, M은 분자량이고, K는 4.1x10-3이고, α는 0.85이고; [η]는 ASTM D2857에 의해 측정된 바와 같은 고유 점도이다. K 값 및 α 값은 온도 298.15 캘빈에서 표준 폴리비닐피롤리돈에 대해 측정되었고, 문헌[J. Brandrup and E.H. Immergut, Polymer Handbook, Wiley Interscience, New York, 1975]에 보고되어 있다. 문헌[Thermodynamics of aqueous solutions of polyvinylpyrrolidone, by Rahmat Sadeghi, et al., J. Chem. Thermodynamics, 2004; vol. 36; 페이지 665 내지 670]을 또한 참조한다.
(B) PVP (공)중합체는 본 발명의 제제의 0.05 내지 20.0 중량%, 대안적으로 0.1 내지 15 중량%, 대안적으로 0.2 내지 10 중량%, 대안적으로 0.2 내지 5 중량%, 대안적으로 0.1 내지 3 중량%일 수 있다.
성분 (C) 항산화제. (C) 항산화제는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및/또는 퍼옥사이드 경화된 반도체 생성물에 항산화 특성을 제공하는 작용을 한다. (C)는 장애 페놀(예를 들어, 테트라키스 [메틸렌 (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)] 메탄), 포스파이트, 포스포나이트(예를 들어, 트리스 (2,4-디-t-부틸페닐) 포스페이트), 티오 화합물(예를 들어, 디라우릴티오디프로피오네이트) 또는 항산화 아민(예를 들어, 올리고머 아민, 장애 아민 또는 폴리아민, 예컨대 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린)일 수 있다. 적합한 (C)의 예는 비스(4-(1-메틸-1-페닐에틸)페닐)아민(예를 들어, NAUGARD 445); 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)(예를 들어, VANOX MBPC); 2,2'-티오비스(2-t-부틸-5-메틸페놀(CAS 번호 90-66-4, 상업적으로 LOWINOX TBM-6); 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀(CAS 번호 90-66-4, 상업적으로 LOWINOX TBP-6); 트리스[(4-tert-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온(예를 들어, CYANOX 1790); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(예를 들어, IRGANOX 1010, CAS 번호 6683-19-8); 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시벤젠프로판산 2,2'- 티오디에탄디일 에스테르(예를 들어, IRGANOX 1035, CAS 번호 41484-35-9); 및 디스테아릴 티오디프로피오네이트("DSTDP")이다. 일부 양태에서, (C)는 비스(4-(1-메틸-1-페닐에틸)페닐)아민(예를 들어, NAUGARD 445, 미국 코네티컷주 댄버리 소재의 Addivant로부터 상업적으로 입수 가능)이다. (C)는 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
성분 (D): 유기 과산화물: 1개 또는 2개의 C-O-O-C기를 함유하고 -O-O-H가 결여된 화합물. (D) 유기 모노퍼옥사이드는 화학식 RO-O-O-RO의 것일 수 있으며, 상기 식에서, 각각의 RO는 독립적으로 (C1-C20)알킬기 또는 (C6-C20)아릴기일 수 있다. 각각의 (C1-C20)알킬기는 독립적으로 비치환되거나 1개 또는 2개의 (C6-C12)아릴기로 치환된다. 각각의 (C6-C20)아릴기는 비치환되거나 1 내지 4개의 (C1-C10) 알킬기로 치환된다. (D) 유기 디퍼옥사이드는 식 RO-O-O-R-O-O-RO의 퍼옥사이드이고, 상기 식에서, R은 2가 탄화수소 기 예컨대 (C2-C10)알킬렌, (C3-C10)사이클로알킬렌 또는 페닐렌이고, 각각의 RO는 상기에 정의된 바와 같다. (D) 유기 과산화물은 비스-(1,1-디메틸에틸) 퍼옥사이드; 비스(1,1-디메틸프로필) 퍼옥사이드; 2,5-디메틸-2,5-비스-(1,1-디메틸에틸퍼옥시) 헥산; 2,5-디메틸-2,5-비스-(1,1-디메틸에틸퍼옥시) 헥신; 4,4-비스-(1,1-디메틸에틸퍼옥시) 발레르산; 부틸 에스테르; 1,1-비스-(1,1-디메틸에틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산; 벤조일 퍼옥사이드; tert-부틸 퍼옥시벤조에이트; 디-tert-아밀 퍼옥사이드("DTAP"); 비스(알파-t-부틸-퍼옥시이소프로필) 벤젠("BIPB"); 이소프로필큐밀 t-부틸 퍼옥사이드; t-부틸큐밀퍼옥사이드; 디-t-부틸 퍼옥사이드; 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산; 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥신-3,1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산; 이소프로필큐밀 큐밀퍼옥사이드; 부틸 4,4-디(tert-부틸퍼옥시) 발레레이트; 또는 디(이소프로필큐밀) 퍼옥사이드; 또는 디쿠밀 퍼옥사이드일 수 있다. (D) 유기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드일 수 있다. 2종 이상의 (D) 유기 과산화물의 블렌드, 예를 들어 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드와 비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠(예를 들어, Arkema로부터 상업적으로 입수 가능한 LUPEROX D446B)의 20:80(중량/중량) 블렌드를 사용할 수 있다. 일부 양태에서, 적어도 하나의, 대안적으로 각각의 (D) 유기 과산화물은 하나의 -O-O- 기를 함유한다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (D)가 없다. 존재하는 경우, (D) 유기 과산화물은 본 발명의 제제의 0.05 내지 3 중량%, 대안적으로 0.1 내지 3.0 중량%, 대안적으로 0.5 내지 2.5 중량%, 대안적으로 1.0 내지 2.0 중량%일 수 있다. (C) 항산화제 대 모든 (D) 유기 과산화물의 중량/중량 비는, 있다면, 0 초과 내지 2 미만이다((C)/(D)(중량/중량)는 0 초과 내지 2 미만임).
선택적인 성분 (E) 안정화제. 평균 입자 크기가 18 내지 22 나노미터(nm)인 미립자 고체. (E)는 Cabot Corporation으로부터 상표명 CAB-O-SIL 하에 상업적으로 입수 가능한 것과 같은 소수성화된 흄드 실리카일 수 있다. (E) UV 안정화제는 또한 난연 효과를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (E)가 없다. (E) 안정화제는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적인 성분 (F) 스코치 지연제. 조기 경화를 저해하는 분자 또는 이러한 분자의 집합. 스코치 지연제의 예는 장애 페놀; 반장애 페놀; TEMPO; TEMPO 유도체; 1,1-디페닐에틸렌; 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(알파-메틸 스티렌 이합체 또는 AMSD로도 알려져 있음); 및 미국 특허 US 6277925 B1호, 2열, 62줄 내지 3열, 46 줄에 기재된 알릴 함유 화합물이다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (F)가 없다. (F) 스코치 지연제는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 0.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 0.12 중량%일 수 있다.
선택적인 성분 (G) 알케닐 작용성 공동작용제. 골격 또는 고리 하부구조 및 이에 결합된 1개, 대안적으로 2개 이상의 프로페닐, 아크릴레이트 및/또는 비닐기를 함유하는 분자, 또는 이러한 분자의 집합이며, 여기서 하부구조는 탄소 원자 및 선택적인 질소 원자로 구성된다. (G) 종래의 공동작용제는 규소 원자가 없을 수 있다. (G) 알케닐 작용성 공동작용제는 제한 (i) 내지 제한 (v) 중 어느 하나에 의해 기재된 바와 같은 프로페닐 작용성의 종래의 공동작용제일 수 있다: (i) (G)는 2-알릴페닐 알릴 에테르; 4-이소프로페닐-2,6-디메틸페닐 알릴 에테르; 2,6-디메틸-4-알릴페닐 알릴 에테르; 2-메톡시-4-알릴페닐 알릴 에테르; 2,2'-디알릴 비스페놀 A; O,O'-디알릴 비스페놀 A; 또는 테트라메틸 디알릴비스페놀 A이고; (ii) (G)는 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐 또는 1,3-디이소프로페닐 벤젠이고; (iii) (G)는 트리알릴 이소시아누레이트("TAIC"); 트리알릴 시아누레이트("TAC"); 트리알릴 트리멜리테이트("TATM"); N,N,N′,N′,N″,N″-헥사알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민 ("HATATA"; N2,N2,N4,N4,N6,N6-헥사알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-트라이아민으로도 알려짐); 트리알릴 오르소포르메이트; 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르; 트리알릴 시트레이트; 또는 트리알릴 아코니테이트이며; (iv) (G)는 (i)에서의 임의의 2개의 프로페닐 작용성 공동작용제의 혼합물이다. 대안적으로, (G)는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트("TMPTA"), 트리메틸올프로판 트리메틸아크릴레이트("TMPTMA"), 에톡실화 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 및 프로폭실화 글리세릴 트리아크릴레이트로부터 선택된 아크릴레이트 작용성의 종래의 공동작용제일 수 있다. 대안적으로, (G)는 적어도 50 중량%의 1,2-비닐 함량을 갖는 폴리부타디엔 및 트리비닐 시클로헥산("TVCH")으로부터 선택된 비닐 작용성의 종래의 공동작용제일 수 있다. 대안적으로, (G)는 미국 특허 US 5,346,961호 또는 미국 특허 US 4,018,852호에 기재된 종래의 공동작용제일 수 있다. 대안적으로, (G)는 상기 공동작용제 중 임의의 2개 이상의 조합일 수 있다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (G)가 없다. (G) 공동작용제는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 2 중량%, 대안적으로 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.0 중량%, 대안적으로 0.1 내지 0.5 중량%일 수 있다.
선택적인 성분 (H) 조핵제. 폴리올레핀 중합체의 결정화 속도를 향상시키는 유기 첨가제 또는 무기 첨가제. (L)의 예는 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산바륨, 초고분자량 폴리에틸렌, 프탈산수소칼륨, 벤조산 화합물, 벤조산나트륨 화합물, 이나트륨 바이사이클로[2.2.1]헵탄-2,3-디카복실레이트, 아연 모노글리세롤레이트 및 1,2-사이클로헥산디카복실산, 칼슘염: 스테아르산아연이다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (H)가 없다. (H)는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 0.5 중량%의 농도일 수 있다.
선택적인 성분 (I) 가공 보조제. (I)의 예는 플루오로엘라스토머이다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (I)가 없다. (I) 가공 보조제는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.02 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적인 성분 (J) 증량제 오일. (J)의 예는 광유, 파라핀유 및 이들의 조합이다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (J)가 없다. (J) 증량제 오일은 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적인 성분 (K) 나노입자. (K)의 예는 산화 마그네슘(MgO), 유기 몬모릴로나이트, 실리카 및 이들의 조합의 나노미립자 형태이다. 본원에 사용된 바와 같이, (K) 나노입자는 Tunable Resistive Pulse Sensing(TRPS)에 의해 측정될 때 평균 직경이 1 내지 100 나노미터(nm)이다. (K) 나노입자는 비코팅되거나, 대안적으로 코팅 물질, 예컨대 소수성 규소계 코팅 물질로 코팅될 수 있다. 일부 양태에서, (K)는 벨기에 겔 소재의 European Commission, Joint Research Centre, Institute for Reference Materials and Measurements의 A. Braun 등의 문헌[Certification of Equivalent Spherical Diameters of Silica Nanoparticles in Water, 2011], ERM-FD100에 따라 물에서 측정될 때 평균 직경이 1 내지100 nm인 실리카 나노입자이다. 일부 양태에서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 및 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (K)가 없다. (K) 나노입자는 존재하는 경우 본 발명의 제제의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적인 첨가제 (D) 내지 첨가제 (K)는 본 발명의 제제 및/또는 본 발명의 생성물에 하나 이상의 유리한 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 첨가제 (D) 내지 첨가제 (K)는 성분 (A) 내지 성분 (C) 와 별개이고 서로 별개인 화합물/물질이다.
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 성분 (B) 이외의 캐리어 수지, 부식 저해제(예를 측어, SnSO4), 윤활제, 블로킹 방지제, 슬립제, 가소제, 점착 부여제, 계면활성제, 산 소거제, 전압 안정화제, 금속 불활성화제 및 워터 트리 성장 지연제로부터 선택된 하나 이상의 2차 선택적인 첨가제를 독립적으로 포함하지 않을 수 있거나, 대안적으로 상기 첨가제를 각각 0.005 내지 0.5 중량%로 추가로 포함할 수 있다. (B) 이외의 워터 트리 성장 지연제는 제제의 손실 계수에 대한 어떤 부정적인 영향을 피하기에 사용된다면 낮은 충분한 농도로 있는 폴리에틸렌 글리콜(예를 들어, PEG 20000)일 수 있다.
임의의 선택적인 첨가제 (E) 내지 첨가제 (K) 및 임의의 2차 선택적인 첨가제는 본 발명의 제제에서 성분 (A)의 상응하는 양 대신에 첨가될 수 있고, 단 제제에서의 (A)의 양은 적어도 69 중량%, 대안적으로 적어도 79.9 중량%이다.
가교결합된 폴리올레핀 생성물(본 발명의 생성물): 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 경화 동안 형성된 C-C 결합 가교를 함유하는 망상화된 폴리올레핀계 수지를 함유한다. 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (D) 유기 과산화물의 존재 하에 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C) 및 선택적으로 (G) 알케닐 작용성 공동작용제를 커플링하여 제조된다. 대안적으로, 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 (D) 유기 과산화물의 부재 하에 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C) 및 선택적으로 (G)의 조사 경화에 의해 제조된다. 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 또한 (D) 유기 과산화물의 반응의 알코올 생성물과 같은 경화 부산물을 함유할 수 있다. 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제가 하나 이상의 임의의 다른 선택적인 첨가제 (E), 첨가제 (F) 및 첨가제 (H) 내지 첨가제 (K)를 추가로 함유할 때, 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 첨가제(들) 또는 경화 동안 이로부터 형성된 반응 부산물을 또한 함유할 수 있다. 가교결합된 폴리올레핀 생성물은 분할 고체 형태 또는 연속 형태일 수 있다. 연속 형태는 성형 부품(예를 들어, 취입 성형 부품) 또는 압출 부품(예를 들어, 절연 전기 전도체의 절연층)일 수 있다.
가교결합된 폴리올레핀 생성물(본 발명의 생성물)은 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 경화 동안 형성된 가교결합 기를 함유하는 망상화된 폴리올레핀 수지일 수 있다. 가교결합 기는 C-C 결합 또는 Si-O-Si 결합을 포함할 수 있다. Si-O-Si 결합은 성분 (A)가 가수분해성 실란기를 함유하는 본 발명의 제제의 실시형태의 경화 동안 형성될 수 있다. 축합 촉매, 예컨대 브뢴스테드 산, 루이스산 또는 아민은 경화 동안 Si-O-Si 결합의 형성 속도를 향상시키도록 사용될 수 있다.
절연 전기 전도체: 저전압, 중전압, 고전압 및 초고전압 전기 전송 분야에 사용하기 위한 코팅된 금속 와이어 또는 파워 케이블을 포함하는 전기 케이블일 수 있다. "와이어"는 전도성 물질, 예를 들어 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 금속의 단일 가닥 또는 필라멘트, 또는 광섬유의 단일 가닥 또는 필라멘트를 의미한다. "파워 케이블"은 절연층으로 지칭될 수 있는 피복재 내에 배치된 적어도 하나의 와이어를 포함하는 절연 전기 전도체를 의미한다. 적합한 케이블 설계의 예는 미국 특허 US 5,246,783호; 미국 특허 US 6,496,629호; 및 미국 특허 US 6,714,707호에 제시되어 있다.
절연 전기 전도체는 전도성 코어 및 외부 환경으로부터 전도체 코어를 보호하고 절연시키도록 그 주위에 배치된 외부 단층 피복재 또는 외부 다층 피복재를 함유할 수 있다. 전도성 코어는 하나 이상의 금속 와이어로 구성될 수 있다. 전도성 코어가 "가닥이 꼬인" 경우, 이것은 2개 이상의 금속 와이어를 함유하며, 이는 개별 와이어 번들로 세분될 수 있다. 전도성 코어의 각각의 와이어는, 번들로 되든 또는 아니든, 절연층으로 개별적으로 코팅될 수 있고/있거나, 개별 번들은 절연층으로 코팅될 수 있다. 단층 피복재 또는 다층 피복재(예, 단층 또는 다층 코팅 또는 시스)는 주로 햇빛, 물, 열, 산소, 다른 전도성 물질(예를 들어, 단락(short-circuiting)을 방지하기 위해) 및/또는 다른 부식성 물질과 같은 외부 환경으로부터 전도성 코어를 보호하거나 절연시키는 기능을 한다.
하나의 절연 전기 전도체로부터 다음의 절연 전기 전도체로의 단층 또는 다층 피복은 이의 각각의 의도된 용도에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 절연 전기 전도체의 다층 피복재는 단면에서 볼 때 최내층으로부터 최외층으로 다음 성분으로 순차적으로 구성될 수 있다: (전도성 코어와 물리적으로 접촉하는) 내부 반도전성 층, 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 포함하는 절연층(본 발명의 가교결합된 생성물), 외부 반도전성 층, 금속 실드 및 보호 시스. 층 및 시스는 원주 방향 및 동축 방향(종방향)으로 연속적이다. 금속 실드(접지(ground))는 동축으로 연속적이며, 원주 방향으로 연속적 (층) 또는 불연속적 (테이프 또는 와이어)이다. 외부 반도전성 층은 존재하는 경우 절연층으로부터 벗겨질 수 있는 과산화물 가교결합된 반도전성 생성물로 구성될 수 있다.
전기 전도 방법: 본 발명의 절연 전기 전도체를 사용할 수 있거나, 본 발명의 제제 또는 생성물을 포함하는 상이한 전기 전도체를 사용할 수 있다.
본 발명의 절연 전기 전도체는 데이터 전송 분야 및/또는 저전압, 중전압, 고전압, 초고전압 분야를 포함하는 전기 전송 분야에 유용하다. 이상적으로는 본 발명의 제제로 구성된 절연층을 포함하는 파워 케이블은 실외 환경에서 더 높은 전압에서 더 긴 작동 수명을 갖는다.
유리하게는, 본 발명자들은 본 발명의 제제 및/또는 생성물이 성분 (B)를 함유하지 않는 비교 조성물에 비해 후술하는 ASTM D6097을 사용한 워터 트리 성장 시험 방법에 따라 시험될 때 워터 트리 길이의 감소(즉, 워터 트리 성장의 저해 증가), 및/또는 손실 계수의 향상(감소)을 특징으로 한다는 것을 발견하였다. 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제가 적어도 하나의 선택적인 첨가제를 포함하는 양태에서, 이러한 선택적인 첨가제(들)의 양(들)은 전술된 이점(들) 또는 이익(들)을 무효화하거나 대응하지 않는 방식으로 선택된다.
화합물은 이의 모든 동위원소 및 자연적으로 풍부하고 동위원소로 농후화된 형태를 포함한다. 상기 농후화된 형태는 의학 용도 또는 위조 방지 용도를 가질 수 있다.
일부 양태에서, 임의의 재료(화합물, 조성물, 제제, 혼합물 또는 반응 생성물)는 본원에서 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, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 화학 원소 중 어느 하나가 없을 수 있되, 단 재료에 의해 요구되는 화학 원소(예를 들어, 폴리올레핀에 의해 요구되는 C 및 H 또는 알코올에 의해 요구되는 C, H 및 O)는 배제되지 않는다.
달리 기재된 바 없는 경우, 이하가 적용된다. 대안적으로 별개의 실시형태가 선행한다. AEIC는 미국 알라바마주 버밍엄 소재의 Association of Edison Illuminating Companies를 의미한다. ASTM은 미국 펜실베이니아주 웨스트 콘션호켄 소재의 표준 기구, ASTM International을 의미한다. IEC는 스위스 제네바 소재의 표준 기구, International Electrotechnical Commission을 의미한다. ISO는 스위스 제네바 소재의 표준 기구, 국제 표준화 기구(International Organization for Standardization)를 의미한다. 임의의 비교예는 단지 예시의 목적으로 사용되며 종래 기술이 아니다. 없거나 부족하다는 것은 완전한 부재; 대안적으로 검출 불가능함을 의미한다. ICEA는 영국 런던 소재의 IHS Markit이 공표한 Insulated Cable Engineers Association 및 표준을 의미한다. IUPAC는 International Union of Pure and Applied Chemistry(미국 노스 캐롤라이나주 리서치 드라이앵글 파크 소재의 IUPAC 사무국)이다. 필수가 아닌 허용된 선택을 부여할 수 있다. 가동가능(operative)은 기능적으로 가능하거나 효과적임을 의미한다. 선택적인(선택적으로)은 부재하거나(또는 배제되고), 대안적으로 존재한다(또는 포함된다)를 의미한다. 달리 언급되지 않는 한, 특성은 표준 시험 방법 및 측정 조건을 사용하여 측정된다. 범위는 분수 값을 포함하지 않는 정수 범위를 제외하고 끝점, 하위범위 및 정수 값 및/또는 분수 값을 포함한다. 실온: 23℃±1℃. 화합물을 언급할 때 치환은 수소 원자 대신을 의미한다.
본원에서 달리 나타내지 않는 한, 규명을 위해 하기의 조제물을 사용한다.
폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 제조 방법 1. (D) 유기 과산화물이 없는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 실시형태를 제조한다. 분당 10 회전수(rpm)로 설정된 회전자 속도로 최대 4분 동안 140℃에서 Brabender 내장 혼합기에 성분 (A)를 공급한다. 생성된 용융물에 성분 (B) 및 성분 (C)를 공급하여 본질적으로 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)로 이루어진 제1의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성시킨다. 제1의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제에 임의의 비과산화물 선택적인 첨가제 (E) 내지 첨가제 (K)를 첨가하고, 140℃ 및 45 rpm에서 4분 동안 혼합하여 (A), (B), (C), 및 임의의 (E) 내지 (K)의 균일한 분산액으로서 제2의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 수득한다. 펠릿 제조 방법 1로 진행한다.
펠릿 제조 방법 1. 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 제조 방법 1에 의해 제조된 제2의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 Brabender 단축 압출기의 호퍼로 공급하고, 25 rpm의 스크류 속도로 120℃에서 조성물의 용융물을 압출하여 조성물을 용융 스트랜드로서 생성시킨다. 용융 스트랜드를 Brabender Pelletizer에 공급하여 펠릿 형태의 제2의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성시킨다. 침지 방법 1로 진행한다.
침지 방법 1. 펠릿 제조 방법 1에서 제조된 제2의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 50 그램(g)의 펠릿 및 0.865 g의 (D) 유기 과산화물(예를 들어, (D1) 디쿠밀 퍼옥사이드)을 250 밀리리터 부피의 플루오르화 고밀도 폴리에틸렌(F-HDPE) 병에 첨가한다. 펠릿 및 (D)를 함유하는 병을 단단히 밀봉한다. 밀봉된 병을 0분, 2분, 5분, 10분, 20분 및 30분에서 진탕하여 (D) 유기 과산화물이 펠릿에 70℃에서 8시간 동안 침지되게 하여, 성분 (A) 내지 성분 (D) 및 임의의 선택적인 비과산화물 첨가제 (E) 내지 첨가제 (K)를 포함하는 침지된 펠릿으로서 제3의 본 발명의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성시킨다. 침지된 펠릿을 시험에 필요할 때까지 F-HDPE 병에서 23℃에서 저장한다.
가교결합된 폴리올레핀 생성물 및 압축 성형된 플라크 제조 방법 1: 손실 계수 시험을 위해 가교결합된 폴리올레핀 생성물의 압축 성형된 플라크를 제조한다. 침지 방법 1에 의해 제조된 15 g의 침지된 펠릿을 2개의 2 밀리미터(mm) 두께의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름 사이에 끼워 넣어 샌드위치(sandwich)를 수득한다. 샌드위치를 하기 치수의 금형에 놓는다: 180 mm x 190 mm x 0.5 mm. 샌드위치를 함유하는 금형을 핫 프레스 기계의 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 놓고, 10분 동안 120℃ 및 0 메가파스칼(MPa)의 인가된 압력에서 성형하여 예열된 금형을 수득한다. 금형을 5 MPa 하에 120℃에서 0.5분 동안 유지하고, 이후 10 MPa 하에 120℃에서 0.5분 동안 유지한다. 금형을 8회 배기시키고, 이후 금형을 10 MPa 압력 하에 180℃에서 대략 13분 동안 유지하여 추가 경화를 제공하여 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 생성시킨다. 금형을 10 MPa 하에 10분 내에 180℃로부터 25℃로 냉각시키고, 압축 성형된 플라크 형태의 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 제거한다. 하기 방법에 따라 손실 계수를 시험한다.
가교 시간 (T90) 시험 방법 (MDR: 180℃에서의 ML(N-m), MDR: 180℃에서의 MH-ML(N-m)): ASTM D5289-12, Standard Test Method for Rubber Property―Vulcanization Using Rotorless Cure Meters. 하기 절차에 따라 6 그램의 냉간 압축된 시험 샘플의 토크를 측정한다. Brabender 혼합 보울로부터 직접 수득된 시험 샘플을 토크 변화를 모니터링하면서 무빙 다이 레오미터(MDR: moving die rheometer) 기기 MDR2000(Alpha Technologies)에서 0.5도 원호 진동에서 180℃에서 20분 동안 가열한다. 가장 낮은 측정된 토크 값을 데시뉴턴-미터(deciNewton-meter)(dN-m)로 표현되는 "ML"로 나타낸다. 경화 또는 가교결합이 진행됨에 따라, 측정된 토크 값이 증가하여 결국 최대 토크 값에 도달한다. 최대 또는 가장 높은 측정된 토크 값을 dN-m으로 표현되는 "MH"로 나타낸다. 다른 모든 것들이 동일하면, MH 토크 값이 더 클수록, 가교결합 정도가 더 커진다. MH 마이너스 ML(MH-ML)의 차이의 90%, 즉 ML에서 MH로의 방향의 90%인 토크 값을 달성하는 데 요구되는 분의 수로서 T90 가교결합 시간을 결정한다. T90 가교결합 시간이 더 짧을수록, 즉 토크 값이 ML에서 MH로의 방향의 90%에 빠르게 도달할수록, 시험 샘플의 경화 속도가 더 빨라진다. 반대로, T90 가교결합 시간이 더 길수록, 즉 토크 값이 ML에서 MH로의 방향의 90%에 도달하는 데 소요되는 시간이 더 길수록, 시험 샘플의 경화 속도가 더 느려진다. 파운드-인치(lb.-in.)로 측정되고, 뉴턴-미터(N-m)로 변환되며, 여기서 1.00 lb.-in.= 0.113 N-m이다.
밀도 시험 방법: (물 이외의 액체, 예를 들어 2-프로판올 액체에서의 고체 플라스틱의 시험을 위해) ASTM D792-13, Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement, 방법 B에 따라 측정된다. 결과를 입방 센티미터당 그램 단위(g/cm3)로 나타낸다.
유전 상수 및 손실 계수 시험 방법. 오븐에서 시편 홀더를 포함하는 전극을 사용하여 Shanghai Young Electrical Co.Ltd.로부터의 High Precision High Voltage Capacitance Bridge, QS87에서 50 Hz에서 ASTM D150-11, Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation에 따라 시험을 수행하고, 고전압 파워는 Shanghai Young Electrical Co.Ltd.로부터의 YG8Q였다. 시험 시편은 가교결합된 폴리올레핀 생성물 및 압축 성형된 플라크 제조 방법 1에 의해 제조된 경화된(가교결합된) 압축 성형된 플라크이다. 대기압 하에 70℃에서 24시간 동안 진공 오븐에서 플라크를 탈기한다. 시험 시편을 다듬고, 두께를 시험한 후, 전극 온도가 100℃에 도달한 직후 오븐에서 110℃에서 2개의 전극 사이에 끼운다. 필름을 가로 질러 (모두 50 헤르츠에서) 2.5 킬로볼트(kV), 5 kV, 7.5 kV, 10 kV, 7.5 kV, 5 kV 및 2.5 kV에서 전위를 설정하고; 필름을 가로 질러 인가된 전압을 필름의 밀리미터(mm)의 두께로 나눈 것과 동일한 것으로 필름에 대한 전계 응력을 계산하고; 손실 계수("Df") 및 비유전율(즉, 유전 상수, εr)을 시험한다. 통상적으로 5 kV/mm내지 25 kV/mm의 범위에 걸쳐 작성된 상이한 전계 응력 값에서의 손실 계수(DF) 곡선을 얻는다. 곡선으로부터, 16 kV/mm과 동일한 전계 응력에 대한 DF 값을 계산한다.
용융 지수(190℃, 2.16 킬로그램(kg), "I2") 시험 방법: 에틸렌계 (공)중합체에 대하, 이전에 "조건 E"로 알려져 있고 I2로도 알려져 있는, 190℃/2.16 킬로그램(kg)의 조건을 사용하여, ASTM D1238-04, Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Platometer에 따라 측정된다. 결과를 10분당 용출된 그램(g/10분)의 단위로 나타낸다. 프로필렌계 (공)중합체는 230℃에서 측정될 수 있다.
이동 시험 방법. 임의의 마크가 백에 찍히는 것을 볼 수 있도록 5 그램(g)의 펠릿을 미사용의 투명한 자체 밀봉 폴리에틸렌 백에 넣고 펠릿을 5회 프레싱하여 이동 첨가제가 관찰될 수 있었다. 마크가 관찰되면 "예"를 기록하고 마크가 관찰되지 않으면 "아니오"를 기록한다.
스코치 시간 시험 방법(MDR: 180℃ 또는 140℃에서의 ts1(분)): 샘플 "X"의 스코치 시간 또는 스코치되는 시간(ts1)은 140℃에서의 MDR에 의해 측정되고 ts1@140℃로 약칭된다. 180℃에서 MDR에 의해 측정된 스코치 시간은 ts1@180℃로 약칭된다. 스코치 시간은 다음과 같이 ISO 6502에 따라 Alpha Technologies Rheometer MDR 2000E에서 측정된다. 5 내지 6 g의 시험 재료(펠릿)를 MDR 200E 기기에 넣는다. 토크를 각각 140℃에서 0(시작) 내지 120분, 또는 180℃에서 0(시작) 내지 20분의 시간의 함수로서 측정하고, 시간에 대한 토크 곡선을 작도한다. ts1은 토크 곡선의 최소값으로부터 토크에서 1 데시뉴턴-미터(dNm)의 증가를 관찰하기 위해 시험 시작(0 분)에서부터 걸린 시간의 길이이다. 용융 가공 공정(예를 들어, 용융 배합 또는 압출) 동안 스코치 저항을 규명하기 위해 ts1@140℃를 사용한다. 경화 전위(MH-ML) 및 경화 속도(상기 가교 시간 (T90) 시험 방법 참조)를 규명하기 위해 180℃에서의MDR을 사용한다.
워터 트리 성장 시험 방법: ASTM D6097-01a, Standard Test Method for Relative Resistance to Vented Water-Tree Growth in Solid Dielectric Insulating Materials에 따른 방법을 사용한다. 이 시험 방법은 고체 반투명 열가소성 전기 절연 재료 또는 가교결합된 전기 절연 재료에서 워터 트리 성장에 대한 상대 저항을 포함한다. 이는 특히 중압력 파워 케이블에 유용한 압출된 중합체성 절연 재료에 적용 가능하다. 요약하면, 각각 제어된 원추형 결함부를 포함하는 10개의 압축 성형된 디스크 시편에 30일 동안 0.01 노르말 염화나트륨의 수성 전도성 용액에서 1 킬로헤르츠(kHz) 및 23℃±2℃에서 5 킬로볼트(kV)의 인가 전압이 적용된다. 제어된 원추형 결함부는 60°의 협각(included angle) 및 3 마이크로미터(μm)의 선단 반경을 갖는 날카로운 바늘에 의해 생성된다. 이에 따라 결함 선단에서 전계 응력은 증대되고 Mason의 쌍곡선 점-대-면 응력 향상 방정식(Mason's Hyperbolic point-to-plane stress enhancement equation)에 의해 추정된다. 이 향상된 전계 응력은 결함 선단으로부터 성장된 배기된 워터 트리의 형성을 개시한다. 이렇게 제조되어 생성된 트리화된 시편의 각각은 착색되고 슬라이스된다. 워터 트리 길이 및 점-대-면 시편 두께는 현미경으로 측정되고, 워터 트리 성장에 대한 저항으로 정의되는 비를 계산하는 데 사용된다.
실시예
성분 (A1): 입방 센티미터당 0.92 그램(g/cm3)의 밀도 및 10분당 2.0 그램(g/10 분)의 용융 지수(I2) (ASTM D1238-04, 190℃, 2.16 kg)를 갖는 저밀도 폴리에틸렌. 미국 미시간주 미들랜드 소재의 The Dow Chemical Company로부터 제품 DXM-446으로 입수 가능.
성분 (B1): Mw가 10,000 g/mol인 폴리비닐피롤리돈 단독중합체. TCI China로부터의 K 15인 폴리비닐피롤리돈인 제품 PVP-10K.
성분 (B2): Mw가 대략 29,000 g/mol인 분말인 폴리비닐피롤리돈 단독중합체. Sigma-Aldrich로부터의 폴리비닐피롤리돈 분말인 제품 PVP-29K.
성분 (B3): Mw가 40,000 g/mol인 폴리비닐피롤리돈 단독중합체. TCI China로부터의 K 30인 폴리비닐피롤리돈인 제품 PVP-40K.
성분 (B4): Mw가 대략 50,000 g/mol인 비닐피롤리돈/비닐 아세테이트 공중합체. Sigma-Aldrich로부터의 폴리(1-비닐피롤리돈-코-비닐 아세테이트)인 제품 PVP-g-Ac.
성분 (B5): Mw가 대략 50,000 g/mol이고 CAS 번호 136445-69-7인 폴리비닐피롤리돈-그래프트-(1-트리아세톤) 공중합체. Sigma-Aldrich로부터의 제품 PVP-g-C30.
항산화제(C1): 화합물 디스테아릴 티오디프로피오네이트(디옥타데실 3,3′-티오디프로피오네이트). CAS 번호 [693-36-7]. Cytec Solvay Group으로부터의 제품 Cyanox DSTDP.
산화방지제 (C2): 화합물 1,3,5-트리스[[4-(1,1-디메틸에틸)-3-히드록시-2,6-디메틸페닐]메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온. CAS 번호 40601-76-1. Cytec Solvay Group으로부터의 제품 Cyanox 1790.
유기 과산화물 (D1): 중국 인민 공화국의 Fangruida로부터의 디쿠밀 퍼옥사이드.
안정화제 (E1): 화합물 N,N′-비스포밀-N,N′-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-헥사메틸렌디아민. CAS 번호 124172-53-8. BASF로부터의 제품 Uvinul 4050 H.
다른 워터 트리 지연제((B)가 아님): Clariant로부터의 제품 PEG 20000.
비교예 1 내지 비교예 2(CE1 내지 CE2): 각각의 비교예에 대해, 성분 (B)를 생략함을 제외하고는, 각각 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 제조 방법 1, 펠릿 제조 방법 1 및 침지 방법 1에 따라 비교용 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 제조한다. 침지 방법 1에 의해 제조된 각각의 비교용 제제에 대해, 가교결합된 폴리올레핀 생성물 및 압축 성형된 플라크 제조 방법 1에 따라 CE1 내지 CE2의 비교용 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 제조한다. 상기 방법에 따라 시험한다. 조성물. 조성 및 시험 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
표 1, CE1 내지 CE2에서의 데이터에 의해 도시된 것처럼, 워터 트리 길이(WTL)는 워터 트리의 경도를 기재하고, 값이 더 작을수록 워터 트리 지연제 성능이 우수하다. DF는 유전 재료에 의해 소산된 전기 에너지를 기재하는데, 값이 더 작을수록 우수하다. 열 경화에서 ML은 초기 토크이고, MH는 최종 토크이고, 보통 MH가 더 클수록 가교결합 밀도가 더 높고, 케이블 분야에 특정 MH가 필요하다. ts1은 토크가 1 dNm 증가할 때 사용된 시간이고, T90은 토크가 최종 토크의 90%에 도달할 때의 시간이다. ts1 및 T90은 경화 시간을 기술한다. 140℃에서의(@) ts1은 스코치 성능을 규명한다. ts1@140℃ 시간이 더 길수록, 스코치 지연제 성능이 우수하다. 파워 케이블 산업은 140℃에서 ts1에 대한 최소 시간을 필요로 한다. 이동은 방지되어야 하는 첨가제의 스위팅 아웃 문제를 기술한다. CE1은 불량한 워터 트리 지연제 성능을 보여주는 비워터 트리 지연제 실시예이고, 이의 워터 트리 길이(WTL)는 23.9%이고, 성공적인 DF 0.02%이다. CE2는 필요한 워터 트리 지연제를 사용하고, 양호한 워터 트리 지연제 성능을 보여주고, 이의 워터 트리 길이(WTL)는 6.8%이고, 불량한 DF 0.35%이다.
본 발명의 실시예 1 내지 6(IE1 내지 IE6): 각각의 본 발명의 실시예에 대해, 각각 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 제조 방법 1, 펠릿 제조 방법 1 및 침지 방법 1에 따라 일련의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 제조한다. 침지 방법 1에 의해 제조된 각각의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제에 대해, 가교결합된 폴리올레핀 생성물 및 압축 성형된 플라크 제조 방법 1에 따라 IE1 내지 IE6의 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 제조한다. 상기 방법에 따라 시험한다. 조성 및 시험 결과는 하기 표 2에 나타낸다.
표 2에서의 데이터에 의해 도시된 것처럼, 본 발명의 IE1 내지 IE6의 워터 트리 길이(WTL)는 3.4% 내지 8%의 범위였고, 이는 비워터 트리 지연제 실시예 CE1의 것과 비교하여 상당한 워터 트리 지연제를 나타냈다. CE2에 의해 표현된 바와 같은 일부 필요한 본 발명이 아닌 제제는 중전압 시장에서 오직 워터 트리 지연제로서 PEG 20000을 사용한다. CE2는 6.8%의 WTL 및 IE1 내지 IE6(DF < 0.13%)과 비교하여 더 열악한 DF(DF=0.35%)를 가진다. 모든 본 발명 실시예는 이동을 갖지 않고, 양호한 경화/스코치 성능을 나타냈다. 본 발명의 제제는 전기 파워 케이블의 절연층으로서 유용하다.
Claims (14)
- 79.99 내지 99.94 중량%(wt%)의 (A) 올레핀계 (공)중합체; 0.05 내지 20.0 중량%의 (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 및 0.01 내지 1.5 중량%의 (C) 항산화제를 포함하는 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제이되; 단 이 제제는 정전방지제(anti-static agent) 및 카본 블랙이 없는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항에 있어서, (A) 올레핀계 (공)중합체는 (i) 에틸렌계 (공)중합체, 프로필렌계 (공)중합체, 또는 이들의 임의의 2개 이상의의 조합; 또는 (ii) 폴리에틸렌 단독중합체, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 에틸렌/불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 에틸렌/올레핀 작용성 가수분해성 실란 공중합체, 또는 임의의 이들의 2개 이상의 조합인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 폴리비닐피롤리돈 단독중합체 또는 폴리비닐피롤리돈/올레핀 공단량체 공중합체인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서, (C) 항산화제는 장애 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오 화합물, 항산화 아민, 또는 이들의 임의의 2개의 이상의 조합인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제는 80.50 내지 99.70 중량%의 (A) 올레핀계 (공)중합체; 0.1 내지 15.0 중량%의 (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체; 0.10 내지 1.5 중량%의 (C) 항산화제; 및 0.1 내지 3 중량%의 (D) 유기 과산화물을 포함하고; 단 이 제제는 정전방지제 및 카본 블랙이 없는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서, 정전방지제는 에톡실화 알킬아민, 에톡실화 디알킬아민, 지방산 에스테르, 폴리(에틸렌 글리콜 에스테르), 폴리글리세롤 에스테르, 글리시딜 에스테르, 알킬 설포네이트, 펜타에리쓰리톨 에스테르, 소르비탄 에스테르 또는 카복실산의 디에탄올 아미드인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, (E) 안정화제(예를 들어, 자외선(UV) 광 관련 분해를 억제하는 화합물); (F) 스코치 지연제(scorch retardant); (G) 알케닐 작용성 공동작용제; (H) 조핵제; (I) 가공 보조제; (J) 증량제 오일; 및 (K) 나노입자인 선택적인 첨가제 (E) 내지 첨가제 (K)로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, (i) ASTM D6097을 사용한 워터 트리 성장 시험 방법에 따라 측정될 때 10% 미만의 워터 트리 길이(WTL: water-tree length)의 증가; (ii) 손실 계수 시험 방법에 따라 측정될 때 0.30% 미만의 손실 계수; 또는 (i) 및 (ii) 둘 다를 특징으로 하는, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (A) 내지 성분 (C), (D) 유기 과산화물 및 (E) 안정화제를 포함하고, (A) 올레핀계 (공)중합체는 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐으로부터 유래된 공단량체성 단위를 함유하는 저밀도 폴리에틸렌이고; (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체는 중량-평균 분자량(Mw)이 몰당 10,000 내지 40,000 그램인 폴리비닐피롤리돈 단독중합체, 비닐피롤리돈/비닐 아세테이트 공중합체, 또는 폴리비닐피롤리돈-그래프트-(1-트리아세톤) 공중합체이고; (C) 항산화제는 장애 페놀, 티오 화합물, 또는 장애 페놀과 티오 화합물의 조합이고; (D) 유기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드인, 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 제조하는 방법으로서, (B) 폴리비닐피롤리돈 (공)중합체 및 (C) 항산화제를 (A) 올레핀계 (공)중합체의 용융물로 혼합하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 용융 블렌드를 생성시키는 단계; 선택적으로 용융 블렌드를 압출하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 압출물을 생성시키는 단계; 선택적으로 압출물을 펠릿화하여 성분 (A), 성분 (B)와 성분 (C)를 포함하는 펠릿을 생성시키는 단계; 및 선택적으로 (D) 유기 과산화물을 용융 블렌드, 압출물 또는 펠릿에 첨가하여 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제를 생성시키는 단계를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제의 경화의 생성물인 가교결합된 폴리올레핀 생성물.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제, 제10항의 방법에 의해 제조된 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 또는 제11항의 가교결합된 폴리올레핀 생성물의 성형된 형태를 포함하는 제조 물품.
- 전도성 코어 및 전도성 코어를 적어도 부분적으로 피복하는 절연층을 포함하는 절연 전기 전도체로서, 절연층의 적어도 일부는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제, 제10항의 방법에 의해 제조된 폴리올레핀 및 폴리비닐피롤리돈 제제 또는 11항의 가교결합된 폴리올레핀 생성물을 포함하는, 절연 전기 전도체.
- 전기를 전도하는 방법으로서, 전도성 코어를 통과하는 전기 흐름을 발생시키도록 제13항의 절연 전기 전도체의 전도성 코어에 걸쳐 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 전기를 전도하는 방법.
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