KR20230098230A - 폴리올레핀 제형 - Google Patents

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신디 위
폴 엠. 마세임
더차이 위
수키리트 무코파디야이
위안치아오 라오
티모시 제이. 퍼슨
다차오 리
준시 구
제프리 엠. 코겐
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

가교성 폴리올레핀 제형은 본 명세서에 정의된 바와 같은 (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 포함하고; 이로부터 제조된 생성물; 이의 제조 및 사용 방법; 및 이를 함유하는 물품이 제공된다.

Description

폴리올레핀 제형
관련 분야의 특허 및 특허 출원은 EP0111043A1; EP2886595; GB1461331A; US3482033; US3941759; US3981856; US4495311; US6696154B2; US7351744B2; US8680399B2; US9133320B2; US9343198B2; US2015/0267036A1; US20160096950A1; US20160276061A1; US20160304699A1; US20160312007A1; US20190233627A1; US2020/0115477A1; WO2001008166; WO2010028721A1; WO2012044521; WO2014172107A1; 및 WO2014209661A1을 포함한다.
Markus Jarvid 등의 US 2016/0304699 A1 및 Villgot Englund 등의 US 9,133,320 B2는 벤질형 전압 안정제를 포함하는 중/고압/초고전압 케이블용 폴리올레핀 조성물을 언급한다.
절연 전기 전도체는 전형적으로 절연 층으로 피복된 전도성 코어를 포함한다. 전도성 코어는 솔리드 또는 스트랜드(예를 들어, 와이어 번들)일 수 있다. 일부 절연 전기 전도체는 또한 반전도성 층(들) 및/또는 보호 재킷(예를 들어, 권취된 와이어, 테이프 또는 외피(sheath))과 같은 하나 이상의 추가 요소를 함유할 수 있다. 예는 저전압("LV", > 0 내지 < 5 킬로볼트(㎸)), 중전압("MV", 5 내지 < 69 ㎸), 고전압("HV", 69 내지 230 ㎸) 및 초고전압("EHV", > 230 ㎸) 전력 케이블 및 이의 송전/배전 용도에 사용하기 위한 것을 포함하여 코팅된 금속 와이어 및 전기 전력 케이블이다. 전력 케이블 평가는 AEIC/ICEA 사양 및 표준 및/또는 IEC 시험 방법을 사용할 수 있다.
본 발명자들은 대부분의 고전압 전력 케이블이 호스트 중합체 및 1종 이상의 첨가제, 예컨대, 1종 이상의 산화방지제, 착색제 및 장애형 아민 안정제를 포함하는 절연 물질로 구성된 절연 층을 포함한다는 것을 인식하였다. 절연 물질의 전기 파괴 강도(electrical breakdown strength)(절연 강도라고도 알려짐)는 특정 전압에서 전력 케이블의 성능에 대한 산업 사양을 충족하기 위해 절연 층이 얼마나 두꺼워야 하는지를 결정한다. 다른 모든 조건이 같다면, 전기 파괴 강도가 더 높은 절연 물질은 더 얇은 절연 층을 가능하게 하므로, 동일한 전기 파괴 강도로 더 얇은 케이블을 만들 수 있다. 더 얇은 케이블은 주어진 전기 파괴 강도를 달성하기 위해 단위 케이블 길이당 더 적은 양의 케이블 질량을 유리하게 허용한다. 결과적으로, 이것은 표준 크기 케이블 롤에 감을 수 있는 케이블 길이를 유용하게 증가시키다. 케이블이 길수록 2개 이상의 얇은 케이블을 함께 연결하는 데 필요한 조인트 또는 스플라이스 수가 줄어든다. 대안적으로, 전기 파괴 강도가 더 높은 절연 물질은 동일한 두께를 갖는 절연 층을 가능하게 하므로, 케이블은 동일한 두께이지만 더 큰 전기 파괴 강도를 갖는다. 더 높은 전기 파괴 강도를 갖는 동일한 두께의 케이블은 유리하게 더 높은 전압이 케이블 구조에서 운반될 수 있게 한다. 더 높은 전압에서 전력을 전송하면 에너지 손실이 줄어든다.
본 발명자들은 유익한 전압 안정화 효능을 갖는 아릴케톤류를 발견하였다. 호스트 폴리올레핀 중합체가 이들 아릴케톤 중 하나 이상과 함께 제형화될 때, 생성된 가교성 폴리올레핀 제형은 (B) 아릴케톤이 없는 호스트 폴리올레핀에 비해 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서 본 발명의 제형의 전기 파괴 강도는 벤질 및/또는 벤질 유도체를 함유하는 비교 제형보다 유리하게 더 크다. 본 발명자들은 하기 실시형태를 고려한다.
가교성 폴리올레핀 제형으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 포함하되:
Figure pct00001
(I); 상기 식에서, R1 내지 R6 각각은 수소 원자(H)이거나; R1과 R2, 또는 R3과 R4, 또는 R4와 R5, 또는 R5와 R6은, 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1 내지 R6 중 나머지 4개 각각은 H이거나; R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자 및 화학식 (I)의 가장 가까운 브리지헤드 탄소 원자와 함께 그러한 방식으로 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5, 및 R6 각각은 H이고; RA 및 RB 중 하나는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RA 및 RB 중 나머지는 H이거나, RA는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RB 및 R1은 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R2 내지 R6은 상기에 정의된 바와 같고; R7은 비치환된 (C1-C40)알킬 기이다.
가교성 폴리올레핀 제형의 제조 방법으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체를 상기 제형을 제조하도록 하는 방식으로 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
가교된 폴리올레핀 생성물의 제조 방법으로서, 제형을 (A) 폴리에틸렌 중합체를 가교시키는 방식으로 경화 조건에 적용하여, 가교된 폴리올레핀 생성물을 제조하는, 방법.
상기 방법에 의해 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물.
가교성 폴리올레핀 제형 및/또는 가교된 중합체 생성물을 포함하는 제조 물품.
하기에 기재된 바와 같은 전기 파괴 강도 시험 방법.
도 1(도 1)은 전기 파괴 강도를 측정하기 위한 시험 샘플의 기하학적 구조의 도면이다.
발명의 내용 및 요약서는 본원에서 참고로 포함된다. 실시형태가 이어지며, 이들 중 일부는 쉽게 참조할 수 있도록 넘버링된 양태로 기재된다.
양태 1. 가교성 폴리올레핀 제형으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 포함하되:
Figure pct00002
(I), 상기 식에서, R1 내지 R6 각각은 수소 원자(H)이거나; R1과 R2, 또는 R3과 R4, 또는 R4와 R5, 또는 R5와 R6은, 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1 내지 R6 중 나머지 4개 각각은 H이거나; R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자 및 화학식 (I)의 가장 가까운 브릿지헤드 탄소 원자와 함께 그러한 방식으로 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5, 및 R6 각각은 H이고; RA 및 RB 중 하나는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RA 및 RB 중 나머지는 H이거나, RA는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RB 및 R1은 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R2 내지 R6은 상기에 정의된 바와 같고; R7은 비치환된 (C1-C40)알킬 기이고; 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체의 중량을 기준으로 각각 51 내지 100 중량%(wt%)의 에틸렌-유래된 구성성분 단위 및 49 내지 0 중량%의 알파-올레핀-유래된 구성성분 단위를 포함하고; 상기 가교성 폴리올레핀 제형은 상기 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 30.0 내지 99.9 중량%의 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체 및 상기 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3.0 중량%의 상기 (B) 아릴케톤을 포함하는, 가교성 폴리올레핀 제형. 가교성 폴리올레핀 제형은 0, 1, 2, 3 또는 그 초과의 선택적 첨가제를 추가로 포함할 수 있는데 이것은 하기에 기재된 첨가제 (C) 내지 (M)을 포함하거나 이들로 이루어진다. 구성성분 (A), (B), 및 임의의 선택적 첨가제를 포함하는 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량은 100.0 중량%이다. 가교성 폴리올레핀 제형은 (B) 아릴케톤이 없는 가교된 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다. (A) 폴리에틸렌 중합체는 하기 양태 6에 기재되거나 섹션 "(A) 폴리에틸렌 중합체"에 추후에 기재된 이의 실시형태 중 임의의 하나일 수 있다.
양태 2. 양태 1에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia) 또는 (Ib)의 아릴케톤인, 가교성 폴리올레핀 제형:
Figure pct00003
(Ia) 또는
Figure pct00004
(Ib), 상기 식에서, R1 내지 R7 및 RB는 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같음. 일부 양태에서 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia)를 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ib)를 갖는다. 화학식 (Ia)의 일부 양태에서, R1 내지 R6 및 RB 각각은 H이다. 화학식 (Ia)의 일부 양태에서, R1과 R2, 또는 R3과 R4, 또는 R4와 R5, 또는 R5와 R6은, 이들이 결합된 화학식 (Ia)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1 내지 R6 중 나머지 4개 각각은 H이고, RB는 H이다. 화학식 (Ia)의 일부 양태에서, R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (Ia)의 탄소 원자 및 화학식 (Ia)의 가장 가까운 브리지헤드 탄소 원자와 함께 그러한 방식으로 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5, 및 R6 각각은 H이고, RB는 H이다. 화학식 (Ia)의 일부 양태에서, RB 및 R1은 이들이 결합된 화학식 (Ia)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R2 내지 R6은 H이다. 화학식 (Ib)의 일부 양태에서, R1 내지 R6 각각은 H이다. 화학식 (Ib)의 일부 양태에서, R1과 R2, 또는 R3과 R4, 또는 R4와 R5, 또는 R5와 R6은, 이들이 결합된 화학식 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1 내지 R6 중 나머지 4개 각각은 H이다. 화학식 (Ib)의 일부 양태에서, R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (Ib)의 탄소 원자 및 화학식 (Ib)의 가장 가까운 브리지헤드 탄소 원자와 함께 그러한 방식으로 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5, 및 R6 각각은 H이다. 화학식 (Ia) 및 (Ib)의 상기 양태에서, 각각의 R7은 독립적으로 비치환된 (C1-C40)알킬 기이다.
양태 3. 양태 1 또는 2에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-1), (Ia-2), 또는 (1a-3)의 아릴케톤인, 가교성 폴리올레핀 제형:
Figure pct00005
(Ia-1),
Figure pct00006
(Ia-2), 또는
Figure pct00007
(1a-3), 상기 식에서, 각각의 R7은 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같음. 일부 실시형태에서 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-1) 또는 (Ia-2)를 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-1) 또는 (Ia-3)를 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-2) 또는 (Ia-3)를 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-1)을 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-2)를 갖고; 대안적으로 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-3)을 갖는다.
양태 4. 양태 1 또는 2에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ib-1)의 아릴케톤인, 가교성 폴리올레핀 제형:
Figure pct00008
(Ib-1), 상기 식에서, R7은 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같음.
양태 5. 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, R7은 비치환된 (C1-C5)알킬 기 또는 비치환된 (C6-C40)알킬 기인, 가교성 폴리올레핀 제형. 일부 실시형태에서 R7은 비치환된 (C1-C5)알킬 기이다. 일부 실시형태에서 R7은 메틸 또는 에틸이다. 일부 실시형태에서 R7은 메틸(즉, CH3)이다.
양태 6. 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 100 중량%의 에틸렌-유래된 구성성분 단위를 포함하고 (A1) 저밀도 폴리에틸렌 단독중합체(LDPE)이거나; 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 51 내지 99.9 중량%의 에틸렌-유래된 구성성분 단위 및 49 내지 0.1 중량%의 알파-올레핀-유래된 구성성분 단위를 포함하고 (A2) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체인, 가교성 폴리올레핀 제형. (A2) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 에틸렌/1-부텐 공중합체, 에틸렌/1-헥센 공중합체, 에틸렌/1-옥텐 공중합체, 또는 이들의 임의의 둘의 블렌드일 수 있다. 일부 양태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 에틸렌/1-부텐 공중합체인 (A2) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체이고; 대안적으로 (A2)는 에틸렌/1-헥센 공중합체이다. 일부 양태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 중합체로 이루어진다. LDPE 중합체는 에틸렌을 고압 반응기에서 금속계 중합 촉매의 부재 하에서 그리고 소량의 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 과산화물 또는 O2) 및 쇄 이동제(CTA: chain transfer agent)의 존재 하에서 중합시킴으로써 제조된다. CTA는 고압 반응기에서 에틸렌과 프로필렌의 총 중량에 대해 1 중량%로 사용될 수 있는 프로필렌일 수 있다. LDPE 중합체는 0.910 내지 0.930 g/㎤의 밀도 및 1.0 내지 5 g/10분의 용융 지수(I2)를 가질 수 있다. LDPE 중합체는 실시예에 기재된 LDPE-1일 수 있다.
양태 7. 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 적어도 1종의 첨가제를 더 포함하되, 각각의 첨가제는 (C) 유기 과산화물; (D) 스코치 방지제; (E) 산화방지제; (F) 충전제; (G) 난연제; (H) 장애형 아민 안정제; (I) 트리 지연제(tree retardant); (J) 메틸 라디칼 스캐빈저; (K) 가교 보조제(가교 보조제); (L) 핵화제; (M) 착색제(예를 들어, 카본 블랙 또는 이산화티타늄); 및 첨가제 (C) 내지 (M)의 임의의 둘 이상의 조합으로부터 독립적으로 선택되는, 가교성 폴리올레핀 제형. 구성성분 (A), (B), 및 적어도 1종의 첨가제 (C) 내지 (M)을 포함하는 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량은 100.0 중량%이다. 일부 실시형태에서 가교성 폴리올레핀 제형은 (C) 유기 과산화물 및 (E) 산화방지제를 추가로 포함하고; 대안적으로 가교성 폴리올레핀 제형은 (C) 유기 과산화물, (E) 산화방지제, 및 (K) 가교 보조제를 추가로 포함하고; 대안적으로 가교성 폴리올레핀 제형은 (C) 유기 과산화물, (E) 산화방지제, 및 (M) 착색제를 추가로 포함하고; 대안적으로 가교성 폴리올레핀 제형은 (C) 유기 과산화물, (E) 산화방지제, (K) 가교 보조제, 및 (M) 착색제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서 가교성 폴리올레핀 제형은 구성성분 (A), (B), 및 구성성분 (C) 내지 (M)으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제로 이루어진다. 일부 실시형태에서 적어도 1종의 첨가제는 구성성분 (C) 내지 (M) 하나를 제외한 모두로 이루어진 군으로부터 선택된다(즉, (C) 내지 (M) 중 하나는 군에서 제외됨). 1종 이상의 첨가제 (C) 내지 (M)의 총량은 각각 가교성 폴리올레핀 제형의 0.1 내지 69 중량%, 대안적으로 0.1 내지 20 중량%, 대안적으로 0.1 내지 10 중량%, 대안적으로 0.1 내지 5.0 중량%일 수 있고, 구성성분 (A) 및 (B)의 총량은 각각 가교성 폴리올레핀 제형의 99.9 내지 31 중량%, 대안적으로 99.9 내지 80 중량%, 대안적으로 99.9 내지 90 중량%, 대안적으로 99.9 내지 95.0 중량%일 수 있다. 일부 양태에서 가교성 폴리올레핀 제형은 추후에 기재되는 본 발명의 실시예 중 임의의 하나이다. 가교성 폴리올레핀 제형은 (B) 아릴케톤이 없는 가교된 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서 가교성 폴리올레핀 제형은 (C) 유기 과산화물을 포함한다.
양태 8. 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 가교성 폴리올레핀 제형의 제조 방법으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 상기 제형을 제조하도록 하는 방식으로 함께 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법. 제형은 구성성분 (A)와 (B)의 불균일 또는 규일 블렌드일 수 있다. 접촉 단계는 구성성분 (A)와 (B)를 서로와 접촉하게 하는 것을 포함한다(이들이 이전에 접촉하지 않기 전부터). 접촉 단계는 접촉된 (A)와 (B)를 함께 혼합하여 이들의 균일한 혼합물을 형성하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서 방법은 선택적 첨가제 (C) 내지 (M) 중 적어도 하나를 (A) 및 (B)와 혼합하는 것을 추가로 포함한다. 혼합은 구성성분 (B)와 선택적으로 첨가제 (C) 내지 (M) 중 하나 이상을 구성성분 (A)의 용융물에 용융 블렌딩하는 것을 포함할 수 있다. 용융 블렌딩은 폴리올레핀과 첨가제를 용융 혼합하도록 구성된 압출기에서 수행될 수 있다. 생성된 용융 블렌드는 다이를 통해 압출되어 스트랜드를 형성하고, 그 다음 펠릿화되어 펠릿 형태의 가교성 폴리올레핀 제형을 제공할 수 있다. 또는 용융 블렌드는 가교성 폴리올레핀 제형을 포함하는 제조 물품을 형성하도록 설계된 다이를 통해 압출될 수 있다.
양태 9. 가교된 폴리올레핀 생성물의 제조 방법으로서, 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 양태 8의 방법에 의해서 제조된 가교성 폴리올레핀 제형을 (A) 폴리에틸렌 중합체를 가교시키는 방식으로 경화 조건에 적용하여, 가교된 폴리올레핀 생성물을 제조하는, 방법. 경화 조건은 제형을 자외선 광에 노출시키거나 제형을 (C) 유기 과산화물 및 선택적으로, (K) 가교 보조제와 함께 가열하는 것을 포함할 수 있다. 방법의 실시형태는 (C) 유기 과산화물 및 선택적으로, (K) 가교 보조제를 포함하는 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 가교성 폴리올레핀 제형의 실시형태를 (A) 폴리에틸렌 중합체를 가교시키도록 하는 방식으로 가교 보조제와 함께 가열하여, 가교된 폴리올레핀 생성물을 제조하는 것을 포함할 수 있다. (K) 가교 보조제기 사용되지 않는 경우, 가교는 (A) 폴리올레핀 중합체의 분자들 간의 공유 탄소-탄소 결합을 생성시키는 것을 포함한다. (K) 가교 보조제가 포함되는 경우, 가교는 (A) 폴리올레핀 중합체의 분자들 사이에 공유 탄소-탄소 결합을 생성시키는 것을 포함하고, (K) 가교 보조제의 분자와 (A) 폴리올레핀 중합체의 분자 사이에 공유 탄소-탄소 결합을 생성시키는 것을 포함한다.
양태 10. 양태 9의 방법에 의해 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물. 가교된 폴리올레핀 생성물은 (B) 아릴케톤이 없는 가교된 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다. 가교된 폴리올레핀 생성물은 (A) 폴리에틸렌 중합체 또는 (A) 폴리에틸렌 중합체와 (K) 가교 보조제의 조합물; 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 가교시킴으로써 제조된 (A') 가교된(네트워킹된) 폴리에틸렌 중합체를 포함할 수 있다. 가교된 폴리올레핀 생성물은 (E) 산화방지제; (F) 충전제; (G) 난연제; (H) 장애형 아민 안정제; (I) 트리 지연제; (J) 메틸 라디칼 스캐빈저; (L) 핵화제; 및 (M) 착색제(예를 들어, 탄소 블랙 또는 이산화티타늄)로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 가교된 폴리올레핀 생성물은 (B) 아릴케톤이 없는 가교된 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다.
양태 11. 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 양태 10의 가교된 폴리올레핀 생성물의 형상화된 형태를 포함하는 제조 물품. 일부 양태에서 제조된 물품은 코팅, 필름, 시트, 압출 물품(펠릿 아님) 및 사출 성형 물품으로부터 선택된다. 예를 들어, 코팅된 전도체, 전력 전송 또는 통신용 케이블 및 와이어의 절연 층, 농업용 필름, 자동차 부품, 용기, 식품 포장, 의류 커버, 쇼핑백, 포대, 산업용 시트, 팔레트 및 수축 랩, 백, 양동이, 냉동고 용기, 뚜껑, 장난감. 제조된 물품은 (B) 아릴케톤이 없는 가교된 호스트 폴리올레핀에 비해서 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다.
양태 12. 코팅된 전도체로서, 전도성 코어, 및 상기 전도성 코어를 적어도 부분적으로 피복하는 절연 층을 포함하며, 상기 절연 층의 적어도 일부는 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 양태 11의 가교된 폴리올레핀 생성물을 포함하는, 코팅된 전도체. 코팅된 전도체 및 이의 절연 층은 증가된 전기 파괴 강도를 갖는다. 전도성 코어는 근위 및 원위 단부를 갖고, 이들 중 적어도 하나는 절연 층이 없을 수 있는 와이어일 수 있다.
양태 13. 송전 방법으로서, 전도성 코어를 통해 전기의 흐름을 발생시키도록 양태 12의 코팅된 전도체의 전도성 코어를 가로질러 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 송전 방법.
양태 14. 양태 1 내지 13 중 어느 하나의 발명으로서, 상기 가교성 폴리올레핀 제형은 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 적어도 +5 퍼센트(%)의 전기 파괴 강도 값 에타, η의 개선(증가)을 갖고; 상기 전기 파괴 강도 값 에타, η는 상세한 설명에 기재된 전기 파괴 강도 시험 방법에 따라서 Weibull 통계학을 사용하여 63.2%의 실패 확률값(failure probability value)에 대해 결정된 것인, 발명. 일부 실시형태에서 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체와 비교한(예를 들어, 추후에 실시예에 기재된 비교예 0(CE0)과 비교한) 전기 파괴 강도 값 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해)의 본 발명의 개선(증가)은 적어도 +5%, 대안적으로 적어도 +25%, 대안적으로 적어도 +31%, 대안적으로 적어도 +34%, 대안적으로 적어도 +38%, 대안적으로 적어도 48%, 대안적으로 적어도 +53%이다. 일부 실시형태에서 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체와 비교한(예를 들어, CE0과 비교한) 전기 파괴 강도 값 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해)의 본 발명의 개선은 최대 75%, 대안적으로 최대 +65%, 대안적으로 최대 +59%, 대안적으로 최대 54%인 것을 추가로 특징으로 한다. 일부 실시형태에서 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체와 비교한(예를 들어, CE0과 비교한) 전기 파괴 강도 값 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해)의 본 발명의 개선은 +5% 내지 +54%, 대안적으로 +31% 내지 +54%, 대안적으로 +34% 내지 +54%, 대안적으로 +48% 내지 +54%이다. 일부 실시형태에서 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체와 비교한(예를 들어, CE0과 비교한) 전기 파괴 강도 값 에타, η, (실패 확률값의 경우 63.2%)의 본 발명의 개선은 +38% ± 5%, 대안적으로 +50% ± 9%이다. 대안적으로, 전기 파괴 강도에서의 본 발명의 개선은 18.49(18.5) ㎸/mm의 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해)에 대한 상기 백분율 값 중 임의의 하나일 수 있다. 일부 실시형태에서 가교성 폴리올레핀 제형으로부터 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물은 전기 파괴 강도 값 에타, η, (확률값 63.2%에 대해)에서 상기에 언급된 본 발명의 개선 중 임의의 하나를 갖는다. 상기 전기 파괴 강도 개선 백분율 값 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해서) 모두는 추후에 기재된 전기 파괴 강도 시험 방법에 따라서 결정된다. 일부 실시형태에서 값 에타, η, (실패 확률값 63.2%에 대해서)는 후추에 기재된 전기 파괴 강도 시험 방법 및 Weibull 통계학 방법에 따라서 결정된 90% 신뢰 수준 베타, β를 추가로 특징으로 한다.
코팅된 전도체는 윈위 및 근위 단부를 갖는 전력 케이블일 수 있고, 전기는 전도성 코어를 통해 근위 단부에서 원위 단부로 또는 그 반대로 흐를 수 있다. 전도성 코어는 와이어일 수 있다. 전력 케이블은 중전압(MV), 고전압(HV), 또는 초고전압(EHV) 전력 케이블일 수 있다. 전력 케이블은 송전 응용 분야에 유용할 수 있다.
(A) 폴리에틸렌 중합체. 독립적으로 에틸렌 및 0종, 1종 또는 그 초과의 다른 올레핀-작용성 단량체를 중합시킴으로써 유래된 적어도 5개, 대안적으로 10 내지 200,000개의 구성성분 단위를 포함하는 폴리에틸렌 거대분자로 구성됨. (A) 폴리에틸렌 중합체는 0.870 내지 0.975 그램/세제곱 센티미터(g/㎤), 대안적으로 0.890 내지 0.930 g/㎤(예를 들어, LDPE 또는 LLDPE), 대안적으로 0.910 내지 0.930 g/㎤(예를 들어, LDPE 또는 LLDPE), 대안적으로 0.931 또는 0.945 g/㎤(예를 들어, MDPE), 대안적으로 0.945 내지 0.970 g/㎤(예를 들어, HDPE)의 밀도를 가질 수 있고, 이들 모두는 ASTM D792-13, Method B에 따라서 측정된다.
폴리에틸렌은 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 단독중합체는 에틸렌만을 중합시킴으로써 제조된다. 공중합체는 적어도 2개의 상이한 올레핀 단량체를 중합시킴으로써 제조되며, 이들 중 하나는 에틸렌이다. 공중합체는 에틸렌 및 1종의 상이한 올레핀 단량체를 중합시킴으로써 제조된 이원공중합체, 에틸렌 및 2종의 상이한 올레핀 단량체를 중합시킴으로써 제조된 삼원공중합체, 또는 에틸렌 및 3종의 상이한 올레핀 단량체를 중합시킴으로써 제조된 사원공중합체일 수 있다. 공중합체인 폴리올레핀은 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있다.
(A) 폴리에틸렌 중합체를 제조하는 데 사용되는 올레핀-작용성 단량체의 예는 에틸렌, 프로펜, (C4-C20)알파-올레핀, 고리형 알켄(예를 들어, 노르보르넨), 디엔(예를 들어, 1,3-부타디엔), 불포화 카르복실산 에스테르, 그리고 올레핀 작용성 가수분해성 실란이 있다. (C4-C20)알파-올레핀의 예는 (C4-C8)알파-올레핀, 예컨대, 1-부텐, 1-헥센, 또는 1-옥텐; 및 (C10- C20)알파-올레핀이다. 디엔의 예는 1,3-부타디엔이다. 불포화 카르복실산 에스테르의 예는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 및 비닐 카르복실레이트(예를 들어, 비닐 아세테이트)이다. 올레핀 작용성 가수분해성 실란의 예는 비닐트리알콕시실란, 비닐트리스(디알킬아미노)실란 및 비닐(트리옥시모)실란이다.
일부 실시형태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 에틸렌계 중합체이다. 에틸렌계 중합체는 에틸렌 중합으로부터 유도된 에틸렌계 단위 51 내지 100 중량% 및 1종, 대안적으로 2종의 올레핀-작용성 단량체(공단량체) 중합으로부터 유도된 공단량체 단위 49 내지 0 중량%를 포함한다. 공단량체는 프로필렌, (C4-C20)알파-올레핀, 및 1,3-부타디엔으로부터 선택될 수 있다. (C4-C20)알파-올레핀은 (C4-C8)알파-올레핀, 예컨대, 1-부텐, 1-헥센, 또는 1-옥텐일 수 있다.
적합한 에틸렌계 중합체의 예는 폴리에틸렌 단독중합체, 에틸렌/(C4-C20)알파-올레핀 공중합체, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/프로필렌/디엔 단량체(EPDM) 공중합체, 예컨대 에틸렌/프로필렌/1,3-부타디엔 삼원공중합체, 및 에틸렌/1-부텐/스티렌 공중합체이다. 적합한 에틸렌/(C4-C20)알파-올레핀 공중합체의 예는 에틸렌/1-부텐 공중합체, 에틸렌/1-헥센 공중합체, 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체이다. 에틸렌계 중합체는 초저밀도폴리에틸렌(ULDPE), 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 초고밀도 폴리에틸렌(UHDPE)일 수 있다. 많은 에틸렌계 중합체는 AFFINITY, ATTANE, DOWLEX, ENGAGE, FLEXOMER 또는 INFUSE와 같은 상표명으로 The Dow Chemical Company에 의해 판매된다. 다른 에틸렌계 중합체는 TAFMER, EXCEED 및 EXACT와 같은 상표명으로 다른 공급업체에 의해 판매된다. LDPE 및 LLDPE는 이들이 상이한 중합 조건 하에서 어떻게 제조되는 지에 따라 조성이 상이하며: LDPE는 올레핀 중합 촉매 없이 자유 라디칼 개시제(과산화물 또는 O2)의 존재 하에서 고압 중합 반응기에서 제조되는 반면, LLDPE는 올레핀 중합 촉매의 존재 하에서 그리고 자유 라디칼 개시제의 부재 하에서 표준압 중합 반응기에서 제조된다.
일부 실시형태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 단지 하나의 에틸렌계 중합체(예를 들어, LLDPE만, 또는 LDPE만, 또는 MDPE만, 또는 HDPE만)의 중합체로 이루어진다. 일부 실시형태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 LDPE로 이루어진다. (A) 폴리에틸렌 중합체가 LDPE로 이루어진 경우, 일부 이러한 실시형태에서 가교성 폴리올레핀 제형은 LDPE 이외의 임의의 유기 중합체가 없을 수 있다.
다른 실시형태에서 (A) 폴리에틸렌 중합체는 2종 이상의 상이한 에틸렌계 중합체의 블렌드를 포함한다. 일부 실시형태에서 블렌드의 2종 이상의 상이한 에틸렌계 중합체는 적어도 1종의 LDPE를 포함한다.
가교성 폴리올레핀 제형은 60.0 내지 99.9 중량%의 (A) 폴리에틸렌 중합체; 대안적으로 70.0 내지 99.9 중량%의 (A) 폴리에틸렌 중합체; 대안적으로 80.0 내지 99.9 중량%의 (A) 폴리에틸렌 중합체; 대안적으로 90.0 내지 99.9 중량%의 (A) 폴리에틸렌 중합체를 포함할 수 있고; 이들 모두는 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 한다.
화학식 (I), (Ia) 또는 (Ib)의 일부 실시형태에서 R1 내지 R7 각각은 H이고; (B) 아릴케톤이 화학식 (Ia)를 갖는 경우, 이것은 하기에 기재된 화학식 (Ia-1)의 (B) 아릴케톤이고; (B) 아릴케톤이 화학식 (Ib)를 갖는 경우, 이것은 상기에 기재된 화학식 (Ib-1)의 (B) 아릴케톤이다. 일부 실시형태에서 R1과 R2는 이들이 결합된 화학식 (I), (Ia), 또는 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 1개의 6원 아릴 고리를 형성하고, 나머지 R3 내지 R6 각각은 H이다. 일부 실시형태에서 R3과 R4는 이들이 결합된 화학식 (I), (Ia), 또는 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 1개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, 나머지 R1, R2, R5, 및 R6 각각은 H이다. 일부 실시형태에서 R4와 R5는 이들이 결합된 화학식 (I), (Ia), 또는 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 1개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, 나머지 R1 내지 R3 및 R6 각각은 H이고; 이것은 상기에 기재된 (B) 화학식 (Ia-2)의 아릴케톤이다. 일부 실시형태에서 R5와 R6은 이들이 결합된 화학식 (I), (Ia), 또는 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 1개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, 나머지 R1 내지 R4 각각은 H이다. 일부 실시형태에서 R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (I), (Ia), 또는 (Ib)의 탄소 원자와 함께 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5 및 R6 각각은 H이고; 이것은 상기에 기재된 (B) 화학식 (Ia-3)의 아릴케톤이다.
가교성 폴리올레핀 제형 및 이로부터 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물은 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 제외한 임의의 전압 안정제 화합물이 없을 수 있다.
가교성 폴리올레핀 제형 및 이로부터 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물은 0.1 내지 3.0 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 0.2 내지 2.0 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 0.3 내지 1.4 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 0.4 내지 1.2 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 0.45 내지 1.04 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 0.5 ± 0.1 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤; 대안적으로 1.0 ± 0.2 중량%의 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 함유할 수 있고; 이들 모두는 각각 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 하거나 가교된 폴리올레핀 생성물의 총 중량을 기준으로 한다.
구성성분 (C) 유기 과산화물: 탄소 원자, 수소 원자 및 2개 이상의 산소 원자를 함유하고, 적어도 하나의 -O-O- 기를 가지며, 단, 하나 초과의 -O-O- 기가 존재하는 경우, 각각의 -O-O- 기가 하나 이상의 탄소 원자를 통해 또 다른 -O-O- 기에 간접적으로 결합되어 있는 분자, 또는 이러한 분자의 집합. (C) 유기 과산화물은, 구성성분 (A), (B) 및 (C)를 포함하는 가교성 폴리올레핀 제형을 (C) 유기 과산화물의 분해 온도 또는 이를 초과하는 온도에서 가열하는 것을 포함하는 경화를 위해 가교성 폴리올레핀 제형에 첨가될 수 있다. (C) 유기 과산화물은 화학식 RO-O-O-RO의 단일 과산화물일 수 있고, 여기서 각각의 RO는 독립적으로 (C1-C20)알킬 기 또는 (C6-C20)아릴 기이다. 각각의 (C1-C20)알킬 기는 독립적으로 비치환되거나 1 또는 2개의 (C6-C12)아릴 기로 치환된다. 각각의 (C6-C20)아릴 기는 비치환되거나 또는 1 내지 4개의 (C1-C10) 알킬 기로 치환된다. 대안적으로, (C)는 화학식 RO-O-O-R-O-O-RO의 이과산화물일 수 있으며, 여기서 R은 2가 탄화수소기, 예컨대 (C2-C10)알킬렌, (C3-C10)사이클로알킬렌, 또는 페닐렌이고, 각각의 RO는 상기에 정의된 바와 같다. (C) 유기 과산화물은 비스(1,1-디메틸에틸) 퍼옥시드; 비스(1,1-디메틸프로필) 퍼옥시드; 2,5-디메틸-2,5-비스(1,1-디메틸에틸퍼옥시드) 헥산; 2,5-디메틸-2,5-비스(1,1-디메틸에틸퍼옥시드) 헥신; 4,4-비스(1,1-디메틸에틸퍼옥시드) 발레르산; 부틸 에스테르; 1,1-비스(1,1-디메틸에틸퍼옥시드)-3,3,5-트리메틸시클로헥산; 벤조일 퍼옥시드; tert-부틸 퍼옥시드벤조에이트; 디-tert-아밀 퍼옥시드("DTAP"); 비스(알파-t-부틸-퍼옥시드이소프로필) 벤젠("BIPB"); 이소프로필쿠밀 t-부틸 퍼옥시드; t-부틸쿠밀퍼옥시드; 디-t-부틸 퍼옥시드; 2,5-비스(t-부틸퍼옥시드)-2,5-디메틸헥산; 2,5-비스(t-부틸퍼옥시드)-2,5-디메틸헥신-3,1,1-비스(t-부틸퍼옥시드)-3,3,5-트리메틸시클로헥산; 이소프로필쿠밀 쿠밀퍼옥시드; 부틸 4,4-디(tert-부틸퍼옥시드) 발러레이트 또는 디(이소프로필쿠밀) 퍼옥시드; 또는 디쿠밀 퍼옥시드일 수 있다. (C) 유기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥시드일 수 있다. 일부 양태에서, 단지 둘 이상의 (C) 유기 과산화물들의 블렌드, 예를 들어, t-부틸 쿠밀 퍼옥시드와 비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠(예를 들어, Arkema사에서 시판되는 LUPEROX D446B)의 20:80(wt/wt) 블렌드만 사용된다. 일부 양태에서, 적어도 하나의, 대안적으로 각각의 (C) 유기 과산화물은 하나의 ―O-O- 기를 함유한다. (C) 유기 과산화물은 담체 혼합물, 대안적으로는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.29 내지 0.44 중량%, 대안적으로 0.30 내지 39 중량%, 대안적으로 0.30 내지 0.37 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (D) 스코치 지연제: 조기 경화를 억제하는 분자, 또는 이러한 분자의 집합. 스코치 지연제의 예는 장애형 페놀; 반-장애형 페놀; TEMPO; TEMPO 유도체; 1,1-디페닐에틸렌; 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(알파-메틸 스티렌 이량체 또는 AMSD라고도 알려짐); 및 US 6277925 B1, 컬럼 2, 라인 62 내지 컬럼 3, 라인 46에 기재된 알릴-함유 화합물이다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (D)가 없다. 존재하는 경우, (D) 스코치 지연제는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다. 선택적 구성성분 (E) 산화 방지제: 산화를 저해하는 유기 분자, 또는 이러한 분자의 집합. (E) 산화 방지제는 가교성 폴리올레핀 제형 및/또는 가교된 폴리올레핀 생성물에 항산화 특성을 제공하는 기능을 한다. 적합한 (E)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; 4,4'-티오비스(2-t-부틸-5-메틸페놀)(4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸이라고도 알려짐), CAS 번호 96-69-5, 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-히드록시-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-히드록시페닐)프로피오네이트(예를 들어, IRGANOX 1010, CAS 번호 6683-19-8); 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시벤젠프로판산 2,2'- 티오디에탄디일 에스테르(예를 들어, IRGANOX 1035, CAS 번호 41484-35-9); 디스테아릴 티오디프로피오네이트("DSTDP"); 디라우릴 티오디프로피오네이트(예를 들어, IRGANOX PS 800); 스테아릴 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트(예를 들어, IRGANOX 1076); 2,4-비스(도데실티오메틸)-6-메틸페놀(IRGANOX 1726); 4,6-비스(옥틸티오메틸)-o-크레졸(예를 들어, IRGANOX 1520); 및 2',3-비스[[3-[3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐]프로피닐]] 프로피오노히드라지드(IRGANOX 1024)이다.
일부 양태에서 (E)는 4,4'-티오비스(2-t-부틸-5-메틸페놀)(4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸)이라고도 알려짐); 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀; 트리스[(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온; 디스테아릴 티오디프로피오네이트; 또는 디라우릴 티오디프로피오네이트; 또는 이들의 임의의 둘 이상의 조합이다. 조합은 트리스[(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온 및 디스테아릴 티오디프로피오네이트일 수 있다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (E)가 없다. 존재하는 경우, (E) 산화 방지제는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (F) 충전제: 호스트 물질에서 공간을 차지하고, 선택적으로 호스트 물질의 기능에 영향을 미치는 미분된 미립자 고체 또는 겔. (F) 충전제는 소성된 점토, 유기 점토 또는 소수성화된 흄드 실리카, 예컨대 Cabot Corporation에서 상표명 CAB-O-SIL로 상업적으로 입수 가능한 것들일 수 있다. (F) 충전제는 난연 효과를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (F)가 없다. 존재하는 경우, (F) 충전제는 가교성 폴리올레핀 조성물의 1 내지 40 중량%, 대안적으로 2 내지 30 중량%, 대안적으로 5 내지 20 중량%일 수 있다.
(F) 충전제와 관련하여, 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형은 산화알루미늄, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 실리카, 이산화티타늄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 무기 충전제를, 20 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 15 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 10 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 전혀 함유하지 않는다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형은 Al을 함유하는 고체, Ca을 함유하는 고체, Mg을 함유하는 고체, Si를 함유하는 고체, Ti을 함유하는 고체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임의의 무기 충전제를, 20 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 15 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 10 중량% 이상 함유하지 않고, 대안적으로 전혀 함유하지 않는다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형은 실세스퀴옥산, 대안적으로 구성성분 (B)를 제외한 임의의 실록산이 없다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형은 실세스퀴옥산, 및 전술한 무기 충전제의 군 중 어느 하나도 없다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "무기 충전제"는 카본 블랙을 포함하지 않는다.
선택적 구성성분 (G) 난연제: 연소를 억제하는 분자 또는 물질, 또는 이러한 분자의 집합. (G)는 할로겐화된 또는 무-할로겐 화합물일 수 있다. (G) 할로겐화된 (G) 난연제의 예는, 유기염화물 및 유기브롬화물이다. 유기염화물의 예는 클로렌드산(chlorendic acid) 유도체 및 염소화 파라핀이다. 유기브롬화물의 예는, 데카브로모디페닐 에테르, 데카브로모디페닐 에탄, 중합체성 브롬화 화합물, 예컨대 브롬화 폴리스티렌, 브롬화 카르보네이트 올리고머, 브롬화 에폭시 올리고머, 테트라브로모프탈산 무수물, 테트라브로모비스페놀 A 및 헥사브로모시클로도데칸이다. 전형적으로, 할로겐화된 (G) 난연제는 이의 효율을 증진시키기 위한 상승제와 조합으로 사용된다. 상승제는 삼산화안티몬일 수 있다. 무-할로겐 (G) 난연제의 예는 무기 미네랄, 유기 질소 팽창성 화합물 및 인계 팽창성 화합물이다. 무기 미네랄의 예는 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘이다. 인계 팽창성 화합물의 예는 유기 포스폰산, 포스포네이트, 포스피네이트, 포스포니트, 포스피나이트, 포스핀 옥사이드, 포스핀, 포스파이트, 포스페이트, 포스포니트릴릭 클로라이드, 인 에스테르 아미드, 인산 아미드, 포스폰산 아미드, 포스핀산 아미드, 멜라민 및 이의 멜라민 유도체(멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트 및 멜라민 시아누레이트 포함), 및 이들 물질 중 둘 이상의 혼합물이다. 예는 페닐비스도데실 포스페이트, 페닐비스네오펜틸 포스페이트, 페닐 에틸렌 수소 포스페이트, 페닐-비스-3,5,5' 트리메틸헥실 포스페이트), 에틸디페닐 포스페이트, 2 에틸헥실 디(p-톨릴) 포스페이트, 디페닐 수소 포스페이트, 비스(2-에틸-헥실) 파라-톨릴포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 비스(2-에틸헥실)-페닐 포스페이트, 트리(노닐페닐) 포스페이트, 페닐메틸 수소 포스페이트, 디(도데실) p-톨릴 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 디부틸페닐 포스페이트, 2-클로로에틸디페닐 포스페이트, p-톨릴 비스(2,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 2-에틸헥실디페닐 포스페이트, 및 디페닐 수소 포스페이트를 포함한다. 미국 특허 제6,404,971호에 기재된 유형의 인산 에스테르가 인계 난연제의 예이다. 추가의 예는, 비스페놀 A 디포스페이트(BAPP)(Adeka Palmarole) 및/또는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트)(Fyroflex RDP)(Supresta, ICI)와 같은 액체 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트(APP), 피페라진 파이로포스페이트 및 피페라진 폴리포스페이트와 같은 고체 인을 포함한다. 암모늄 폴리포스페이트는 종종 멜라민 유도체와 같은 난연제 보조 첨가제와 함께 사용된다. 멜라핀(Melafine)(DSM)(2,4,6-트리아미노-1,3,5-트리아진; 미분된 멜라민)이 또한 유용하다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (G)가 없다. 존재하는 경우, (G)는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 70 중량%, 대안적으로 0.05 내지 40 중량%, 대안적으로 1 내지 20 중량%의 농도일 수 있다.
선택적 구성성분 (H) 장애 아민 안정화제: 적어도 하나의 입체적으로 벌키한 유기기에 결합된 염기성 질소 원자를 함유하며, 열화 또는 분해의 저해제로서 기능하는 분자, 또는 이러한 분자의 집합. (H)는 입체 장애형 아미노 작용기를 갖고, 산화성 열화를 저해하며, 또한 (C) 유기 과산화물을 함유하는 가교성 폴리올레핀 제형의 실시형태의 저장 수명을 증가시킬 수 있는 화합물이다. 적합한 (H)의 예는 부탄디오산 디메틸 에스테르, 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-에탄올을 갖는 중합체(CAS 번호 65447-77-0, 상업적으로 LOWILITE 62). 및 N,N'-비스포르밀-N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-헥사메틸렌디아민(CAS 번호 124172-53-8, 상업적으로 Uvinul 4050 H)이다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (H)가 없다. 존재하는 경우, (H) 장애 아민 안정화제는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.001 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.002 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.002 내지 1.0 중량%, 대안적으로 0.005 내지 0.5 중량%, 대안적으로 0.01 내지 0.2 중량%, 대안적으로 0.05 내지 0.1 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (I) 트리 지연제: 물 및/또는 전기 트리잉(treeing)을 저해하는 분자, 또는 이러한 분자의 집합. 트리 지연제는 물 트리 지연제 또는 전기 트리 지연제일 수 있다. 물 트리 지연제는 전기장과 습도 또는 수분의 조합된 효과에 노출될 때 폴리올레핀이 분해되는 공정인 물 트리잉을 억제하는 화합물이다. 전압 안정화제로도 불리는 전기 트리 지연제는 부분적인 전기 방전으로 인한 고체 전기 절연의 전기적 사전-고장 공정인 전기 트리잉을 억제하는 화합물이다. 전기 트리잉은 물의 부재 하에 발생할 수 있다. 물 트리잉 및 전기 트리잉은 코팅이 폴리올레핀을 함유하는 코팅된 전도체를 포함하는 전기 케이블에 대한 문제이다. (I)는 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)일 수 있다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (I)가 없다. 존재하는 경우, (I) 트리 지연제는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (J) 메틸 라디칼 스캐빈저: 메틸 라디칼과 반응하는 분자, 또는 이러한 분자의 집합. (J)는 가교성 폴리올레핀 제형 또는 가교된 폴리올레핀 생성물에서 메틸 라디칼과 반응한다. (J)는 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실의 "TEMPO" 유도체 또는 1,1-디아릴에틸렌일 수 있다. TEMPO 유도체의 예는 4-아크릴옥시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실(CAS 번호 21270-85-9, "아크릴레이트 TEMPO"), 4-알릴옥시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실(CAS 번호 217496-13-4, "알릴 TEMPO"); 비스(2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실) 세바케이트(CAS 번호 2516-92-9, "비스 TEMPO")); N,N-비스(아크릴로일-4-아미노)-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실(CAS 번호 1692896-32-4, "디아크릴아미드 TEMPO"); 및 N-아크릴로일-4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐-N-옥실(CAS 번호 21270-88-2, "모노아크릴아미드 TEMPO")이다. 1,1-디아릴에틸렌의 예는, 1,1-디페닐에틸렌 및 알파-메틸스티렌이다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (J)가 없다. 존재하는 경우, (J) 메틸 라디칼 스캐빈저는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (K) 가교 보조제: 골격 또는 고리 서브구조, 및 이에 결합된 하나, 대안적으로 2개 이상의 프로페닐, 아크릴레이트 및/또는 비닐기를 함유하는 분자 - 여기서 서브구조는 탄소 원자 및 선택적으로 질소 원자로 구성됨 -, 또는 이러한 분자의 집합. (K) 가교 보조제는 규소 원자가 없다. (K) 가교 보조제는 다음 제한 (i) 내지 (v) 중 임의의 하나에 의해서 기재된 바와 같은 프로페닐-작용성 가교 보조제일 수 있다: (i) (K)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 A임; (ii) (K)는 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐 또는 1,3-디이소프로페닐벤젠임; (iii) (K)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-트리아민이라고도 알려짐); 트리알릴 오르토포르메이트; 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르; 트리알릴 시트레이트; 또는 트리알릴 아코니테이트임; (iv) (K)는 (i) 내의 프로페닐-작용성 보조제 중 임의의 둘의 혼합물임. 대안적으로, (K)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-작용성 가교 보조제일 수 있다. 대안적으로, (K)는 적어도 50 중량%의 1,2-비닐 함량을 갖는 폴리부타디엔 및 트리비닐 사이클로헥산("TVCH")으로부터 선택된 비닐-작용성 가교 보조제일 수 있다. 대안적으로, (K)는 미국 특허 제5,346,961호 또는 미국 특허 제4,018,852호에 기재된 가교 보조제일 수 있다. 대안적으로, (K)는 전술한 가교 보조제 중 임의의 둘 이상의 조합일 수 있다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (K)가 없다. 존재하는 경우, (K) 가교 보조제는 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 4.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1 중량%, 대안적으로 0.2 내지 0.5 중량%일 수 있다.
선택적 구성성분 (L) 핵화제: 폴리올레핀 중합체의 결정화 속도를 향상시키는 유기 또는 무기 첨가제. (L)의 예는 탄산칼슘, 이산화티타늄, 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, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (L)이 없다. 존재하는 경우, (L)은 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.05 내지 1.2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1.0 중량%의 농도일 수 있다.
선택적 구성성분 (M) 착색제(예를 들어, 카본 블랙 및 TiO2). 카본 블랙: 표면적 대 부피 비율이 높지만, 활성탄보다는 낮은 미분된 형태의 준결정질 탄소. 카본 블랙의 예는 퍼니스 카본 블랙(furnace carbon black), 아세틸렌 카본 블랙, 전도성 탄소(예를 들어, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 그래핀, 흑연 및 확장된 흑연 소판(expanded graphite platelet))이다. 일부 양태에서, 가교성 폴리올레핀 제형 및 가교된 폴리올레핀 생성물은 (M)이 없다. 존재하는 경우, (M)은 가교성 폴리올레핀 제형의 0.01 내지 40 중량%, 대안적으로 0.05 내지 35 중량%, 대안적으로 0.1 내지 20 중량%, 대안적으로 0.5 내지 10 중량%, 대안적으로 1 내지 5 중량%의 농도일 수 있다.
또한, 가교성 폴리올레핀 제형은 담체 수지, 윤활제, 가공 보조제, 슬립제, 가소제, 계면활성제, 증량제 오일, 산 스캐빈저, 및 금속 불활성화제로부터 선택되는 하나 이상의 다른 선택적 첨가제를 독립적으로 추가로 포함할 수 있다.
가교된 폴리올레핀 생성물은 또한 (C) 유기 과산화물 반응의 알코올 및 케톤 부산물과 같은 경화 부산물을 함유할 수 있다. 가교성 폴리올레핀 제형이 (E) 산화 방지제와 같은 하나 이상의 임의의 선택적 첨가제 또는 구성성분을 추가로 함유하는 경우, 가교된 폴리올레핀 생성물은 또한 (E)와 같은 하나 이상의 임의의 선택적 첨가제 또는 구성성분, 또는 가교성 폴리올레핀 제형의 경화 동안 이로부터 형성된 하나 이상의 반응 생성물을 함유할 수 있다. 가교된 폴리올레핀 생성물은 분할된 고체 형태 또는 연속된 형태일 수 있다. 분할된 고체 형태는 과립, 펠릿, 분말, 또는 임의의 이들의 2개 이상의 조합을 포함할 수 있다. 연속된 형태는 성형된 부분(예를 들어, 사출 성형된 부분) 또는 압출된 부분(예를 들어, 코팅된 전도체 또는 케이블)일 수 있다.
코팅된 전도체. 코팅된 전도체는 절연된 전기 전도체일 수 있다. 절연된 전기 전도체는 코팅된 금속 와이어, 또는 저전압("LV", 0 초과 내지 5 킬로볼트(㎸) 미만), 중전압("MV", 5 내지 69 ㎸ 미만), 고전압("HV", 69 내지 230 ㎸) 또는 초고전압("EHV", 230 ㎸ 초과) 데이터 전송 및 송전/배전 적용에 사용되는 전력 케이블을 포함하는 전기 케이블일 수 있다. "와이어"는 전도성 물질, 예를 들어, 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 물질의 단일 가닥 또는 필라멘트를 의미한다. "케이블" 및 "전력 케이블"은 유사어이며, 외피, 재킷(보호용 외부 재킷) 또는 코팅으로 지칭될 수 있는 커버링 내에 배치된 적어도 하나의 와이어를 포함하는 절연된 전기 전도체를 의미한다. 절연 전기 전도체는 중, 고, 또는 초-고전압 적용에 사용하도록 디자인 및 구성될 수 있다. 적합한 케이블 설계의 예는 US 5,246,783; US 6,496,629; 및 US 6,714,707에 제시되어 있다.
절연된 전기 전도체는 외부 환경으로부터 전도체/송신기 코어를 보호 및 절연시키기 위해, 그 주위에 배치된 전도체/송신기 코어 및 외부 단일 층 커버링 또는 외부 다중 층 커버링을 함유할 수 있다. 전도체/송신기 코어는 하나 이상의 금속 와이어로 구성될 수 있다. 전도체/송신기 코어가 2개 이상의 금속 와이어를 함유하는 경우, 금속 와이어는 별개의 와이어 번들로 세분될 수 있다. 전도체/송신기 코어의 각각의 와이어는, 번들인지 여부에 관계없이, 개별적으로 절연 층으로 코팅될 수 있고/있거나, 별개의 번들이 절연 층으로 코팅될 수 있다. 단일 층 커버링 또는 다중 층 커버링(예를 들어, 단일 층 또는 다중 층 코팅 또는 외피)은 주로 일광, 물, 열, 산소, 기타 전도성 물질(예를 들어, 단락 방지를 위한 것) 및/또는 기타 부식성 물질(예를 들어, 화학 가스(fume))과 같은 외부 환경으로부터 전도체/송신기 코어를 보호 또는 절연시키는 기능을 한다.
하나의 절연된 전기 전도체로부터 다음 것으로의 단일 층 또는 다중층 피복은 각각의 의도된 용도에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 단면으로 볼 때, 절연된 전기 전도체의 다중 층 피복은 하기 성분으로, 최내 층으로부터 최외 층으로 순차적으로 구성될 수 있다: 내부 반도체 층, 가교된 폴리올레핀 생성물(본 발명의 가교된 생성물)을 포함하는 가교된 폴리올레핀 절연 층, 외부 반도체 층, 금속 차폐물 및 보호용 외피. 층 및 외피는 원주 방향으로 그리고 동축 방향으로(종축 방향으로) 연속적이다. 금속 실드(접지(ground))는 동축으로 연속적이며, 원주 방향으로 연속적(층)이거나 불연속적(테이프 또는 와이어)이다. 의도된 적용에 따라, 절연된 광학 섬유를 위한 다중 층 커버링에는 반도체 층 및/또는 금속 차폐물이 생략될 수 있다. 외부 반도체 층은, 존재하는 경우, 가교된 폴리올레핀 층과 결합되거나 이로부터 스트립핑(stripping)될 수 있는 과산화물-가교된 반도체 생성물로 구성될 수 있다.
일부 양태는 코팅된 전도체를 제조하는 방법으로서, 가교성 폴리올레핀 제형의 층을 포함하는 코팅을 전도체/송신기 코어 상에 압출함으로써 코팅된 코어를 수득하고, 코팅된 코어를 가교성 폴리올레핀 제형을 경화시키는 데 적합한 CV 조건으로 구성된 연속 가황(CV) 장치에 통과시켜 코팅된 전도체를 수득하는 것을 포함하는 방법이다. CV 조건은, 온도, 분위기(예를 들어, 질소 가스) 및 CV 장치를 통과하는 라인 속도 또는 통과 시간을 포함한다. 적합한 CV 조건은, CV 장치를 빠져나오는 코팅된 전도체를 제공할 수 있으며, 여기서 코팅된 전도체는 가교된 폴리올레핀 층의 층을 경화시킴으로써 형성된 가교된 폴리올레핀 층을 함유한다.
전기 전도 방법. 본 발명의 전기 전도 방법은 절연된 전기 전도체 실시형태를 포함하는 본 발명의 코팅된 전도체를 사용할 수 있다. 또한, 절연된 전기 전도체를 포함하는 본 발명의 코팅된 전도체를 사용하여 테이터를 전송하는 방법이 고려된다.
전기 파괴 강도(유전 강도): 전기 절연 물질이 전기 파괴 이벤트를 경험하지 않고, 즉 전기 전도성이 되지 않고 견딜 수 있는 최대 전기장(인가된 전압을 전극 분리 거리로 나눈 값). 표준 전극 분리 거리를 사용하여 볼트 단위로 표현.
본원의 임의의 화합물, 조성물, 제형, 물질, 혼합물 또는 반응 생성물은 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, 란타노이드, 및 악티노이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화학 원소 중 어느 하나를 함유하지 않을 수 있되; 단, 화합물, 조성물, 제형, 물질, 혼합물, 또는 반응 생성물이 본질적으로 요구하는 화학 원소(예를 들어, 폴리에틸렌이 요구하는 C 및 H, 또는 알코올이 요구하는 C, H, 및 O)는 누락되지 않는다.
대안적으로는, 별도의 실시형태가 선행한다. ANSI는 미국 워싱턴 D.C.에 본부를 둔 미국 국립 표준 기관(American National Standards Institute) 조직이다. ASME는 미국 뉴욕주 뉴욕시에 본부를 두고 있는 미국 기계공학회(American Society of Mechanical Engineers)이다. ASTM은 미국 펜실베니아주 웨스트 콘쇼호켄에 소재하는 표준 기구인 ASTM International이다. 임의의 비교예는 오로지 예시 목적으로 사용되며, 종래 기술이 아닐 것이다. "~가 존재하지 않는" 또는 "~이 결여된"은 완전한 부재; 대안적으로 검출 가능하지 않음을 의미한다.IEC는 스위스 제네바 20 CH-1211 케이스 포스테일 131 3 루데 바렘 소재의 국제 전자기술 위원회(International Electrotechnical Commission)이다(http://www.iec.ch). IUPAC는 미국 노스 캐롤라이나주, 리서치 트라이앵글 파크 소재의 국제 순수 응용 화학 연합(International Union of Pure and Applied Chemistry)(IUPAC Secretariat)이다. 원소의 주기율표는 2018년 5월 1일자의 IUPAC 버전이다. 할 수 있다는 필수가 아닌 허용된 선택을 제공한다. 작동적은 기능적으로 가능하거나 효과적인 것을 의미한다. 선택적(선택적으로)은 부재하는(또는 배제된), 대안적으로 존재하는(또는 포함된) 것을 의미한다. 특성은 표준 시험 방법 및 조건을 사용하여 측정될 수 있다. 범위는, 정수의 범위가 분수 값을 포함하지 않는 것을 제외하고는, 종점, 하위범위, 및 그 안에 포함되는 정수 및/또는 분수 값을 포함한다. 실온: 23℃ ± 1℃.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 사용된 용어의 정의는 2014년 2월 24일자 IUPAC 화학 기술 개요("Gold Book") 버전 2.3.3에서 가져왔다.
밀도는 (물 이외의 액체, 예를 들어 액체 2-프로판올에서 고체 플라스틱을 시험하기 위한) ASTM D792-13, 변위에 의한 플라스틱의 밀도 및 비중(상대 밀도)에 대한 표준 시험 방법(Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement), 방법 B에 따라 측정된다. 결과를 그램/세제곱 센티미터(g/㎤ 또는 g/cc) 단위로 기록한다.
용융 지수(I2)는 이전에 "조건 E"로 공지되고 I2로도 공지된 190℃/2.16 킬로그램(㎏) 조건을 사용하는 ASTM D1238-04(190℃, 2.16 ㎏), 압출 플라토미터에 의한 열가소성 수지의 용융 유량에 대한 표준 시험 방법(Standard Test Methods for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Platometer)에 따라 측정된다. 결과를 10분당 용리된 그램 단위(g/10분) 또는 1.0분당 데시그램의 등가물(dg/1분)로 기록한다. 10.0 dg = 1.00 g.
본 발명의 실시형태는 또한 하기 전기 파괴 강도 시험 방법을 포함한다. 방법의 설명은 명확성을 위해 섹션 1에서 3으로 구분된다. 섹션 1은 시험 어셈블리를 준비하는 데 사용되는 물질을 다룬다. 섹션 2는 절연 층을 나타내는 시험 플라크를 준비하고 시험 어셈블리를 준비하는 절차를 다룬다. 시험 어셈블리는 절연 층을 나타내는 시험 플라크와 2개의 전도체 디스크의 샌드위치를 포함하고, 여기서 시험 플라크(절연 층)는 전도체 디스크들 사이에 배치된다. 섹션 3은 시험 어셈블리에 증가하는 시험 전압을 인가하고, 절연 층에서 전기 파괴 이벤트를 검출하는 절차를 다룬다.
섹션 1: 전기 파괴 강도 시험 방법(물질): 전도체는 직경 40 밀리미터(mm)의 복수의 알루미늄 디스크 및 직경 29 mm의 복수의 알루미늄 디스크이고; 여기서 각각의 디스크는 75 미크론 두께이다. 샌드위치의 총 두께가 350 내지 500 미크론이도록 하는 전도체들 사이의 샌드위치 시험 절연 층. 파괴 후, Al 디스크를 제거하고, 파괴 위치에서 절연 층의 두께를 측정한다.
섹션 2: 전기 파괴 강도 시험 방법(전극 및 시험 플라크를 시험 어셈블리로 조립하기 위한 절차). 2단계 열 성형 공정에서 시험 절연 층 샘플을 준비한다: 단계 1: 중합체 펠릿을 칭량한다. 칭량된 펠릿을 압축 주형(약 150 내지 약 900 미크론 두께의 8인치 × 8인치 정사각형 압축 주형 프레임)에 놓는다. 중합체 펠릿을 약 7파운드/제곱 인치(psi) 하에서 3분 동안 140℃까지 예열한다. 동일한 온도 하에서, 약 382 psi의 고압으로 전환하고 3분 동안 유지한다. 동일한 압력 하에서, 생성된 중합체 플라크를 약 15분 이내에 실온까지 냉각시킨다. 단계 2: 75 미크론 두께의 알루미늄 시트에서 직경 29 mm 및 40 mm의 복수의 전도성 알루미늄(Al) 디스크를 절단한다. 전도성 Al 디스크를 플라크(단계 1에서 준비)의 상단과 하단에 놓는데, 한쪽에는 직경 29 mm 디스크를, 반대쪽에는 직경 40 mm 디스크를 놓는다. 2개의 전도성 Al 디스크는 서로 대향하며, 서로 거의 동심원에 위치한다. 8 인치 × 8 인치 중합체 플라크의 각 측면 상에 이격된, 이러한 9개의 전도성 Al 디스크 쌍의 3×3 어레이를 배치한다. 생성된 어셈블리를 동일한 압축 주형에서 1단계와 동일한 프로토콜에 하에서 열 압축한다. 그 다음 어셈블리를 두 개의 황동 전극 사이에 배치하여 시험 어셈블리를 제공한다. 각각의 시험 어셈블리는 9쌍의 상부 및 하부 황동 전극, 9쌍의 상부 및 하부 전도성 Al 디스크, 9쌍의 상부 및 하부 전도성 Al 디스크 사이에 샌드위치된 단일 플라크를 갖는다.
시험 어셈블리의 부분(1)이 도 1에 도시되어 있다. 각각의 시험 어셈블리는 9개의 부분(1)을 갖는다. 시험 어셈블리의 부분(1)은 각각 9쌍의 상부 및 하부 황동 전극(11 및 15) 중 하나를 포함하고; 각각 9쌍의 상부 및 하부 전도성 Al 디스크(21 및 25) 중 하나; 및 단일 플라크(30)의 일부를 포함한다(도 1). 각각의 쌍의 황동 전극(11, 15)은 전류를 공급하고, 전기 파괴를 검출하고, 전압을 측정하도록 구성된 장치(도시되지 않음)와 전기적으로 소통한다. 이러한 장치는 잘 알려져 있으며, 예를 들어, ASTM D149-20, Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at Commercial Power Frequencies; 및 IEC 243-1, Methods of Test for Electrical Strength of Solid Insulating Materials Part 1: Tests at Power Frequencies를 참조한다. 황동 전극(11, 15)은 각각 전도성 Al 디스크(21, 25) 쌍에 전류를 인가하는 데 사용된다. 상부 도전성 Al 디스크(21)는 독립적으로 하부 표면(22) 및 상부 표면(23)을 갖고, 디스크 두께는 그 사이의 거리(즉, 22에서 23까지의 거리)이다. 하부 전도성 Al 디스크(25)는 독립적으로 하부 표면(27) 및 상부 표면(26)을 갖고 디스크 두께는 그 사이의 거리(즉, 26에서 27까지의 거리)이다. 플라크(30)의 다른 부분은 각각 이격된 상이한 전도성 Al 디스크(21, 25) 쌍 사이에 샌드위치된다. 전도성 Al 디스크(21 및 25) 사이의 플라크(30)의 두께는 상부 전도성 Al 디스크(21)의 하부 표면(22)과 하부 전도성 Al 디스크(25)의 상부 표면(26) 사이의 거리이다. 플라크(30)의 각각의 부분은 독립적으로 상부 표면(31)을 갖는다. 하기 섹션 3에서 전기 파괴 강도의 결정에 사용된 플라크(30) 부분의 두께 T는 하부 전도성 Al 디스크(25)의 상부 표면(26)과 플라크(30)의 상부 표면(31) 사이의 거리이다. 이러한 두께 T는 도 1에서 "}T"로 표시되며 섹션 3에서 언급된 전기 파괴 이벤트에 의해 생성된 채널의 위치에서 측정된다.
섹션 3: 전기 파괴 강도 시험 방법: 시험 전압을 증가시키면서 교류 전류(AC)를 시험 어셈블리에 인가하여 전기 파괴 이벤트를 검출하기 위한 절차. 상기에서 준비된 어셈블리를 절연유에 담그고 황동 전극에 의해서 상부 및 하부에서 이를 접촉시킨다. 전압을 인가한다. 파괴 이벤트가 발생할 때까지 500 V/S(볼트/초, 50 ㎐)의 속도로 전압을 점차적으로 증가시켜, 중합체를 관통하는 채널이 생성되도록 한다. 파괴 이벤트는 전류의 급격한 증가로 검출된다. 전류 이벤트의 이러한 점프가 발생하는 인가된 킬로전압(V)이 기록된다. 이러한 파괴 이벤트는 절연 층에서 인가된 전압에 의해 채널이 생성되기 때문에 발생한다. 채널의 위치에서 절연 층의 두께를 측정하고, 하기 실제 파괴 강도의 계산에서 절연 두께로 사용한다: (E act ) = V/T, 여기서 V는 킬로볼트(㎸) 단위의 파괴 전압이고, T는 채널에서 측정된 밀리미터(mm) 단위의 절연 두께이고, E act 는 밀리미터당 킬로볼트(㎸/mm) 단위의 실제 파괴 강도이다. 실제 파괴 강도를 따르는 표의 보고 목적을 위해서, E act 는 1.016 밀리미터(mm, 40 mils와 동일) 두께로 정규화되고 정규화된 파괴 강도 E(㎸/mm 단위)로 보고된다. 정규화된 파괴 강도 E는 수학식 1(식 1)에 따라 계산된다. E = (V/T)*(T/T0)^(1/2)(식 1), 여기서 ^(1/2)은 제곱근을 나타내고, V는 파괴 이벤트에서 인가된 킬로전압이고, 각각의 T는 절연 층(플라크, 파괴 위치에서)의 두께 측정치이고, T0은 T/T0가 파괴 강도 값을 1.016 mm 두께에 정규화하도록 하는 1.016 mm(40 mils과 동일)의 두께이다. 전기 파괴 이벤트가 발생하는 전압을 기록한다. 첨가제가 있거나 없는 동일한 중합체의 파괴 전계 강도를 비교함으로써 전압 안정제의 효능을 평가한다.
본 발명의 전기 파괴 강도 시험 방법에서, 전기 파괴 이벤트가 발생하는 전압은 절연 층의 두께에 따라 달라질 것이다. 하기에 기재된 Weibull 통계학 방법에 따라 잘 알려진 2-매개변수 Weibull 통계학을 사용하여, ㎸/mm 단위를 갖는 정규화된 파괴 강도 E를 분석한다.
Weibull 통계 방법. 에타, η 및 베타, β에 대한 전기 파괴 강도 값은 수학식 2(식 2)에 따라 2-매개변수 Weibull 통계학 방법에 의해 크기 N의 시험 샘플 세트에 대해 결정된다.
Figure pct00009
식 2. E는 상기에 기재된 바와 결정된 ㎸/mm 단위의 정규화된 전계 강도이다. F(E)는 정규화된 전계 강도 E에서 실패한 샘플 세트의 샘플의 누적 비율이다. 적절한 곡선 피팅을 얻기 위해서, 단계 (1) 및 (2)에 따라서 세트의 각각의 샘플의 중간 순위를 계산함으로써 샘플 세트 N의 F(E)를 결정한다: (1) 순위를 1에서 N(크기 N의 샘플 세트의 경우)으로 증가하는 순서로 실패 시 전계 강도, E에 정규화함; (2) Bernard 근사치를 사용하여 수학식 3에 따라서, 각각의 샘플, i의 중간 순위(MR)를 결정함: MR = F(E) = (i ― 0.3)/(N + 0.4)(식 3), 여기서 i는 1 내지 N의 범위임(예를 들어, N = 9이면, 첫 번째 샘플은 i = 1이고, 두 번째 샘플은 i = 2, 이하 참조). 그래프에서, y축에 1에서 99까지의 척도의 누적 분율 F(E)에 대한 값 대 x축에 5에서 100 ㎸/mm까지 척도의 정규화된 전계 강도 E에 대한 값(또는 범위가 값 E가 플롯됨)을 플로팅한다. 샘플 세트 N의 누적 분율 F(E) 및 E를 알고, 수학식, 식 2에 기초하여 곡선 피팅을 수행하여 에타, η 및 베타, β 값을 얻는다. 에타, η는 샘플의 63.2%가 실패한 전계 강도와 동일하다. 베타, β는 샘플 N 모두(100%)가 실패한 정규화된 전계 강도 E의 범위와 관련된다. 다른 모든 것이 동일하면, β 값이 높을수록 시험 샘플 N이 실패하는 전계 강도의 범위가 좁아진다. 예를 들어, 제1 샘플 세트(N = 9)의 모든 샘플이 E 16 ㎸/mm 내지 E 29 ㎸/mm 범위(최저값 E 16 ㎸/mm와 최고값 E 29 ㎸/mm 사이의 13 ㎸/mm 범위) 내에서 실패한 경우 제1 베타, β는 제2 샘플 세트(N = 9)의 제2 베타, β보다 더 높을 것이고, 여기서 제2 샘플 세트의 모든 샘플은 E 16 ㎸/mm 내지 E 30 ㎸/mm의 범위(최저값 E 16 ㎸/mm와 최고값 E 30 ㎸/mm 사이의 14 ㎸/mm 범위) 내에서 실패한다.
CE0에 대한 기준선 값에 대한 개선 또는 감소를 결정하는 데 사용되는 전기 파괴 강도 값은 63.2%의 실패 확률 값에 대해 예측되고, 상기에 기재된 Weibull 확률학을 사용하여 정규화된 전계 강도 E 값으로부터 결정되는 값 에타, η이다. 또한 상기에 기재된 Weibull 통계학을 사용하여 얻은 90% 신뢰 수준(상한 및 하한) 베타, β, 값, b가 보고된다. 다른 모든 것이 동일하면, β 값이 높을수록 시험 샘플 N이 실패하는 전계 강도의 범위가 좁아지고, 따라서 90% 신뢰 수준에서 E의 범위가 더 좁다.
절연 층의 두께를 포함하여, 모든 다른 것이 동일한 경우, 전기 파괴 강도가 발생하는 전압이 높을수록 절연 물질의 전기 파괴 강도가 커진다. 17개의 대조군 플라크(N = 153 또는 155)의 전압에 비해 전기 파괴 이벤트가 발생하는 시험 플라크(N = 8 또는 9)의 전압에서 증가 백분율(개선) 또는 감소 백분율(저하)를 결정한다. 증가 백분율이 클수록 전기 파괴 강도가 더 많이 개선된다. 감소 백분율이 클수록 전기 파괴 강도의 저하가 커진다.
실시예
폴리에틸렌 중합체 (A)-1: 저밀도 폴리에틸렌 단독중합체-1(LDPE-1). LDPE-1은 에틸렌을 고압 반응기에서 금속계 중합 촉매의 부재 하에서 그리고 소량(예를 들어, 0.3 내지 0.4 중량%)의 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 과산화물 또는 과산화물의 혼합물 또는 O2) 및 1 중량%의 프로필렌인 쇄 이동제의 존재 하에서 중합시킴으로써 제조된다. LDPE-1는 0.920 g/㎤의 밀도 및 2.0 g/10분의 용융 지수를 갖는다.
본 발명의 아릴케톤 (B)-1: 화학식 (Ia-1)의 화합물(여기서 R7은 메틸임)인 1-아세토나프톤(즉, 1-아세틸나프탈렌).
본 발명의 아릴케톤 (B)-2: 화학식 (Ia-2)의 화합물(여기서 R7은 메틸임)인 9-아세틸안트라센.
본 발명의 아릴케톤 (B)-3: 화학식 (Ia-3)의 화합물(여기서 R7은 메틸임)인 1-아세틸피렌.
본 발명의 아릴케톤 (B)-4: 화학식 (Ib-1)의 화합물(여기서 R7은 메틸임)인 2-아세토나프톤(즉, 2-아세틸나프탈렌).
비교 아릴케톤 1: 하기 구조를 갖는 2-아세틸플루오렌:
Figure pct00010
.
비교 아릴케톤 2: 하기 구조를 갖는 화합물인 벤질:
Figure pct00011
.
비교 아릴케톤 3: 하기 구조를 갖는 화합물인 4,4'-비스(디메틸아미노)-벤질:
Figure pct00012
.
비교 아릴알데히드 1: 하기 구조를 갖는 화합물인 1-피렌카르복스알데히드:
Figure pct00013
.
가교성 폴리올레핀 제형의 전기 파괴 강도에 대한 효과에 대해서, (B) 화학식 I의 아릴케톤을 포함하는 시험 화합물 및 비교(본 발명이 아닌) 케톤을 포함하는 시험 화합물을 평가하기 위해서 사용한다. 본 발명의 가교성 폴리올레핀 제형은 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤 및 폴리에틸렌 중합체 (A)-1인 시험 화합물을 포함한다. 비교 가교성 폴리올레핀 제형은 비교(본 발명이 아닌) 아릴케톤, 아릴알데히드(또는 화학식 (I)이 아닌 다른 전압 안정제) 및 폴리에틸렌 중합체 (A)-1인 시험 화합물을 포함한다. 시험 제형 중의 시험 화합물의 농도가 제형의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3.0 중량%가 되도록 알고 있는 양의 시험 화합물을 폴리에틸렌 중합체 (A)-1에 용융 컴파운딩함으로써 시험용 제형을 제조한다. 전기 파괴 강도 시험 방법에 대해 상기에 기재된 절차에 따라 제형을 시험 플라크로 별도로 제조하고, 전기 파괴 이벤트가 발생하는 전압을 결정한다. 상기에 기재된 Weibull 통계학 따라 결정된 바와 같은 63.2% 실패 확률값에 대한 에타 값으로 결과를 보고한다.
비교예 0(CE0). 100.00 중량%의 폴리에틸렌 중합체(A)-1로 이루어진 안정제 무함유 비교 제형의 단일 배치를 준비한다. 안정제 무함유 비교 제형의 배치는 전압 안정제 또는 어떠한 첨가제도 없다. 별도의 실험에서, 안정제 무함유 비교 제형의 상이한 샘플을 17개의 시험 플라크로 용융 컴파운딩한다. 153개의 실제 전기 파괴 강도 값을 얻기 위해 9개 전극 쌍의 3×3 어레이를 사용하여 각각의 시험 플라크의 전기 파괴 강도를 측정한다. 상기에 기재된 식 1에 따라 전기 파괴 강도 값을 40 mm의 플라크 두께에 정규화한다. CE0에 대한 정규화된 전기 파괴 강도 값은 에타, η, 값(실패 확률 값 63.2%에 대해서) 18.49 ㎸/mm이고, 90% 신뢰 수준 베타는 18.18 내지 18.81 ㎸/mm(하한에서 상한으로)이다. 실패 확률값 63.2%에 대한 기준선(개선되지 않거나 감소되지 않음) 정규화된 전기 파괴 강도 값으로서, 실패 확률값 63.2%에 대한 개선 백분율에 대해서 모든 비교 및 본 발명의 에타, η, 값을 18.5 ㎸/mm에 대해서 비교한다.
비교예 1 내지 비교예 4(CE1 내지 CE4): 별도의 실행에서, 폴리에틸렌 중합체 (A)-1과 표 1에 제시된 바와 같은 알고 있는 양의 비교 아릴케톤 1 내지 3 또는 비교 아릴알데히드 4 중 어느 하나를 용융 컴파운딩하여 각각 CE1 내지 CE4의 비교 가교성 폴리올레핀 제형을 제공한다. 전기 파괴 강도 시험 방법에 따라 제형을 시험한다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00014
[표 2]
Figure pct00015
N/r은 보고되지 않는다. 표 2의 데이터에 나타난 바와 같이, 전압 안정제인 첨가제를 포함하지 않는 CE0에 비해, 벤질(CE2) 및 1-피렌카르복스알데히드(CE4)는 각각 전기 파괴 강도가 개선되거나 약간 개선(전압 증가)된 반면 2-아세틸플루오렌(CE1)은 전기 파괴 강도를 변화시키지 않았고, 4,4'-비스(디메틸아미노)-벤질(CE3)은 전기 파괴 강도를 저하(전압 감소)시켰다.
본 발명의 실시예 1(IE1, 예상): 폴리에틸렌 중합체(A)-1과 0.1 내지 3.0 중량%의 아릴케톤 (B)-1(1-아세토나프톤)을 용융 컴파운딩하여 본 발명의 가교성 폴리올레핀 제형 IE1을 제공하며, 여기서 중량%는 제형 IE1의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 실시예 2 내지 7(IE2 내지 IE7): 별도의 실행에서, 폴리에틸렌 중합체 (A)-1과 알고 있는 양의 하기 표 3에 따른 아릴케톤 (B)-2, (B)-3 또는 (B)-4 중 어느 하나를 용융 컴파운딩하여 IE2 내지 IE7의 본 발명의 가교성 폴리올레핀 제형을 제공한다. 전기 파괴 강도 시험 방법에 따라 제형을 시험한다. 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00016
표 3의 데이터는 IE2 내지 IE7의 가교성 폴리올레핀 제형이 본 발명의 가교성 폴리올레핀 제형의 예임을 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00017
표 4의 데이터에 나타난 바와 같이, 전압 안정제인 첨가제를 포함하지 않는 CE0에 비해, 본 발명의 모든 화학식 (I)의 아릴케톤은 전기 파괴 강도를 개선(전압 증가)시켰다. 추가로, IE2를 IE3와 비교하고, IE4를 IE5와 비교하고, IE6을 IE7과 비교하면, 전기 파괴 강도의 개선은 제형 중의 아릴케톤의 농도의 양의 상관 관계가 있었다.
본 발명의 실시예 8(IE8, 예상): 폴리에틸렌 중합체(A)-1과 2.5 중량%의 아릴케톤 (B)-1(1-아세토나프톤)을 용융 컴파운딩하여 본 발명의 제1 가교성 폴리올레핀 제형을 제공한다. 1.0 중량% 디쿠밀 퍼옥시드를 여기에 담가 본 발명의 제2 IE8의 가교성 폴리올레핀 제형을 제공한다. 중량%는 IE8 제형의 총 중량을 기준으로 한다. 생성된 본 발명의 제형을 120℃에서 1시간 동안 가열하여, 본 발명의 IE8의 가교된 폴리올레핀 생성물을 제조한다.
본 발명의 실시예 9 내지 13(IE9 내지 IE13, 예상): 별도의 실행에서, 아릴케톤 (B)-1 대신에 동일한 양의 아릴케톤 (B)-2, (B)-3 또는 (B)-4를 사용한 것을 제외하고는 IE8의 절차를 반복하여 IE9 내지 IE13의 본 발명의 가교된 폴리올레핀 생성물을 제공한다.

Claims (14)

  1. 가교성 폴리올레핀 제형으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 포함하되:
    Figure pct00018
    (I), 상기 식에서, R1 내지 R6 각각은 수소 원자(H)이거나; R1과 R2, 또는 R3과 R4, 또는 R4와 R5, 또는 R5와 R6은, 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1 내지 R6 중 나머지 4개 각각은 H이거나; R2, R3, 및 R4는 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자 및 화학식 (I)의 가장 가까운 브릿지헤드 탄소 원자와 함께 그러한 방식으로 결합되어 2개의 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R1, R5, 및 R6 각각은 H이고; RA 및 RB 중 하나는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RA 및 RB 중 나머지는 H이거나, RA는 화학식 -C(=O)-R7의 기이고, RB 및 R1은 이들이 결합된 화학식 (I)의 탄소 원자와 함께 결합되어 융합된 6원 아릴 고리를 형성하고, R2 내지 R6은 상기에 정의된 바와 같고; R7은 비치환된 (C1-C40)알킬 기이고; 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체의 중량을 기준으로 각각 51 내지 100 중량%(wt%)의 에틸렌-유래된 구성성분 단위 및 49 내지 0 중량%의 알파-올레핀-유래된 구성성분 단위를 포함하고; 상기 가교성 폴리올레핀 제형은 상기 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 30.0 내지 99.9 중량%의 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체 및 상기 가교성 폴리올레핀 제형의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3.0 중량%의 상기 (B) 아릴케톤을 포함하는, 가교성 폴리올레핀 제형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia) 또는 (Ib)의 아릴케톤이되:
    Figure pct00019
    (Ia) 또는
    Figure pct00020
    (Ib), 상기 식에서, R1 내지 R7 및 RB는 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같은, 가교성 폴리올레핀 제형.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ia-1), (Ia-2), 또는 (1a-3)의 아릴케톤이되:
    Figure pct00021
    (Ia-1),
    Figure pct00022
    (Ia-2), 또는
    Figure pct00023
    (1a-3), 상기 식에서, 각각의 R7은 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같은, 가교성 폴리올레핀 제형.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (B) 아릴케톤은 화학식 (Ib-1)의 아릴케톤이되:
    Figure pct00024
    (Ib-1), 상기 식에서, R7은 독립적으로 화학식 (I)에 대해 정의된 바와 같은, 가교성 폴리올레핀 제형.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R7은 비치환된 (C1-C5)알킬 기 또는 비치환된 (C6-C40)알킬 기인, 가교성 폴리올레핀 제형.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 100 중량%의 에틸렌-유래된 구성성분 단위를 포함하고 (A1) 저밀도 폴리에틸렌 단독중합체이거나; 상기 (A) 폴리에틸렌 중합체는 51 내지 99.9 중량%의 에틸렌-유래된 구성성분 단위 및 49 내지 0.1 중량%의 알파-올레핀-유래된 구성성분 단위를 포함하고 (A2) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체인, 가교성 폴리올레핀 제형.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 첨가제를 더 포함하되, 각각의 첨가제는 (C) 유기 과산화물; (D) 스코치 방지제; (E) 산화방지제; (F) 충전제; (G) 난연제; (H) 장애형 아민 안정제; (I) 트리 지연제(tree retardant); (J) 메틸 라디칼 스캐빈저; (K) 가교 보조제(가교 보조제); (L) 핵화제; (M) 착색제; 및 첨가제 (C) 내지 (M)의 임의의 둘 이상의 조합으로부터 독립적으로 선택되는, 가교성 폴리올레핀 제형.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가교성 폴리올레핀 제형의 제조 방법으로서, (A) 폴리에틸렌 중합체 및 (B) 화학식 (I)의 아릴케톤을 상기 제형을 제조하도록 하는 방식으로 함께 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 가교된 폴리올레핀 생성물의 제조 방법으로서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 제8항의 방법에 의해서 제조된 가교성 폴리올레핀 제형을 (A) 폴리에틸렌 중합체를 가교시키는 방식으로 경화 조건에 적용하여, 가교된 폴리올레핀 생성물을 제조하는, 방법.
  10. 제9항의 방법에 의해 제조된 가교된 폴리올레핀 생성물.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 제10항의 가교된 폴리올레핀 생성물의 형상화된 형태를 포함하는 제조 물품.
  12. 코팅된 전도체로서, 전도성 코어, 및 상기 전도성 코어를 적어도 부분적으로 피복하는 절연 층을 포함하되, 상기 절연 층의 적어도 일부는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가교성 폴리올레핀 제형 또는 제11항의 가교된 폴리올레핀 생성물을 포함하는, 코팅된 전도체.
  13. 송전 방법으로서, 전도성 코어를 통해 전기의 흐름을 발생시키도록 제12항의 코팅된 전도체의 전도성 코어를 가로질러 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 송전 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 발명으로서, 상기 가교성 폴리올레핀 제형은 전압 안정제가 없는 (A) 폴리에틸렌 중합체에 비해서 적어도 +5 퍼센트(%)의 전기 파괴 강도 값(electrical breakdown strength value) 에타, η의 개선(증가)을 갖고; 상기 전기 파괴 강도 값 에타, η는 상세한 설명에 기재된 전기 파괴 강도 시험 방법 및 Weibull 통계학 방법에 따라서 Weibull 통계학을 사용하여 63.2%의 실패 확률값(failure probability value)에 대해 결정된 것인, 발명.
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Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482033A (en) 1966-08-04 1969-12-02 Simplex Wire & Cable Co Manufacture of high voltage polyolefin insulated cable and article
US3941759A (en) 1972-03-01 1976-03-02 Owens-Illinois, Inc. Degradable plastics containing dual-function additive system
US3830764A (en) * 1972-07-06 1974-08-20 Princeton Polymer Lab Degradable hydrocarbon polymers
US4495311A (en) 1972-07-06 1985-01-22 Princeton Polymer Laboratories, Inc. Degradable hydrocarbon polymers
JPS5112058B2 (ko) 1973-07-03 1976-04-15
US3981856A (en) 1974-03-07 1976-09-21 Princeton Polymer Laboratories, Incorporated Degradable hydrocarbon polymers containing a metal compound and a benzotriazole
US4018852A (en) 1974-11-27 1977-04-19 Union Carbide Corporation Composition with triallyl compounds and process for avoiding scorching of ethylene polymer composition
DE3244704C2 (de) 1982-12-03 1985-01-31 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Elektrische Isolierung mit Stabilisator
US5246783A (en) 1991-08-15 1993-09-21 Exxon Chemical Patents Inc. Electrical devices comprising polymeric insulating or semiconducting members
US5346961A (en) 1993-04-07 1994-09-13 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Process for crosslinking
US6277925B1 (en) 1999-03-18 2001-08-21 Hercules Incorporated Allyl compounds, compositions containing allyl compounds and processes for forming and curing polymer compositions
US6496629B2 (en) 1999-05-28 2002-12-17 Tycom (Us) Inc. Undersea telecommunications cable
BR0012762B1 (pt) 1999-07-27 2009-05-05 cabo elétrico, e, composição isolante com base em poliolefina.
US6696154B2 (en) 1999-07-27 2004-02-24 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Cable, in particular for transport or distribution of electrical energy and insulating composition
ES2209780T3 (es) 2000-06-14 2004-07-01 Nexans Mezcla para las envolturas de cables opticos o electricos.
US6714707B2 (en) 2002-01-24 2004-03-30 Alcatel Optical cable housing an optical unit surrounded by a plurality of gel layers
US7351744B2 (en) 2003-08-14 2008-04-01 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Naphthalene derivatives as termite repellents and toxicants
MX2009009859A (es) 2007-03-15 2009-12-02 Union Carbide Chem Plastic Aislamiento de cable con proliferacion reducida de caminos conductores electricos.
EP2072569B1 (en) 2007-12-21 2010-09-01 Borealis Technology OY Polyolefin composition for medium/high/extra high voltage cables with improved electrical breakdown strength
PL2163576T3 (pl) 2008-09-09 2012-04-30 Borealis Ag Kompozycja poliolefinowa do średnio-/wysoko-/ekstra- wysokonapięciowych kabli zawierająca benzofenonowy stabilizator napięcia
EA022361B1 (ru) 2009-11-11 2015-12-30 Бореалис Аг Сшитая полимерная композиция, кабель с улучшенными электрическими свойствами и способ его получения
RU2521056C9 (ru) 2010-03-08 2014-09-10 Бореалис Аг Полиолефиновая композиция для кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжений, включающая присадку для стабилизации электрической прочности бензильного типа
CA3034833C (en) 2010-09-30 2020-10-27 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc Polymeric compositions with voltage stabilizer additive
MX359177B (es) 2012-09-27 2018-09-18 Dow Global Technologies Llc Proceso para la reduccion de la migracion de peroxido en composiciones de polimero a base de etileno reticulable.
EP3395874B1 (en) 2013-04-18 2020-03-11 Dow Global Technologies LLC Coated conductor with voltage-stabilized inner layer
MX2015016919A (es) 2013-06-26 2016-04-04 Dow Global Technologies Llc Composiciones polimericas estabilizadoras de voltaje.
EP2886595B1 (en) 2013-12-20 2016-04-20 Borealis AG Polyolefin composition for medium/high/extra high voltage cables comprising benzil-type voltage stabiliser
US20160312007A1 (en) 2013-12-20 2016-10-27 Borealis Ag Polyolefin composition for medium/high/extra high voltage cables
CN109328211A (zh) 2016-06-21 2019-02-12 博里利斯股份公司 具有有利的热机械性能和电气特性的用于电线和电缆应用的聚合物组合物

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