RU2699143C1 - Вспененные композиции модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности и способы получения вспененных композиций из него - Google Patents

Вспененные композиции модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности и способы получения вспененных композиций из него Download PDF

Info

Publication number
RU2699143C1
RU2699143C1 RU2017108623A RU2017108623A RU2699143C1 RU 2699143 C1 RU2699143 C1 RU 2699143C1 RU 2017108623 A RU2017108623 A RU 2017108623A RU 2017108623 A RU2017108623 A RU 2017108623A RU 2699143 C1 RU2699143 C1 RU 2699143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
peroxide
polymer composition
density polyethylene
linear low
low density
Prior art date
Application number
RU2017108623A
Other languages
English (en)
Inventor
Сасвати ПУДЖАРИ
Честер Дж. КМИЕК
Original Assignee
Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк filed Critical Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк
Application granted granted Critical
Publication of RU2699143C1 publication Critical patent/RU2699143C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C08L23/30—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B05D1/265—Extrusion coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3488—Vulcanizing the material before foaming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/34—Chemical features in the manufacture of articles consisting of a foamed macromolecular core and a macromolecular surface layer having a higher density than the core
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/26—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C09D123/30—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by oxidation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3462—Cables
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/026—Crosslinking before of after foaming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03—Extrusion of the foamable blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2207/00—Foams characterised by their intended use
    • C08J2207/06—Electrical wire insulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к вспениваемым полимерным композициям, содержащим модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, который представляет собой продукт реакции пероксида и линейного полиэтилена низкой плотности, и вспенивающий агент. Модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным. Также приведены способ получения таких полимерных композиций и кабель, изолированный полимерным покрытием, содержащим указанную полимерную композицию. Вспененные полимерные композиции подходят для применения в различных изделиях, в частности, в проводниковой и кабельной промышленности. Полимерная композиция, полученная с использованием модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, является более эффективной для улучшения сохранения удлинения по сравнению с другими полиолефинами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 табл., 3 пр.

Description

Ссылка на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 62/042992, поданной 28 августа 2014 года.
Область техники
Различные варианты реализации настоящего изобретения относятся к вспениваемым и вспененным композициям, содержащим модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности и вспенивающий агент.
Введение
Общая тенденция в области энергетики и средств связи заключается в попытках снижения массы компонентов инфраструктуры, таких как проводниковые и кабельные компоненты. «Низкая масса» компонентов обеспечивает более высокую мощность и простоту монтажа. Коммуникационные и силовые кабели обычно содержат внутренний слой, который содержит проводящий элемент (такой как металлический провод или стекловолокно) и один или более внешних слоев для экранирования и защитных целей. Внешние слои кабелей, в целом, содержат полимерный материал, такой как полиэтилен. Самый внешний слой, главным образом, обеспечивающий защиту, обычно называют оболочкой или обшивкой.
Один из способов снижения массы оболочки кабеля заключается в небольшой степени вспенивания оболочки. Однако вспенивание полимерных материалов обусловливает неблагоприятное воздействие на механические свойства полимера, в частности, на относительное удлинение полимера при разрыве. Полые ячейки во вспененном полимере могут действовать как дефектные центры, которые обусловливают быстрое разрушение при деформации растяжения. Соответственно, необходимо улучшение вспененных полимерных материалов.
Сущность изобретения
Один из вариантов реализации представляет собой вспениваемую полимерную композицию, содержащую:
модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, содержащий продукт реакции пероксида и линейного полиэтилена низкой плотности; и
вспенивающий агент,
где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным.
Другой вариант реализации представляет собой вспененную полимерную композицию, содержащую:
модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, содержащий продукт реакции пероксида и линейного полиэтилена низкой плотности,
где указанная вспененная полимерная композиция содержит множество полых ячеек,
где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным.
Другой вариант реализации представляет собой способ получения вспененной полимерной композиции, включающий:
(a) обеспечение модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности представляет собой продукт реакции линейного полиэтилена низкой плотности и пероксида, и где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным; и
(b) обработку указанного модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности в процессе вспенивания с применением вспенивающего агента с получением указанной вспененной полимерной композиции.
Подробное описание
Различные варианты реализации настоящего изобретения относятся к вспениваемым полимерным композициям, содержащим модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности («LLDPE») и вспенивающий агент. Модифицированный пероксидом LLDPE представляет собой продукт реакции пероксида и LLDPE. Дополнительные варианты реализации относятся к вспененным полимерным композициям, полученным из таких вспениваемых полимерных композиций. Дополнительные варианты реализации относятся к способам получения вспененных полимерных композиций.
Линейный полиэтилен низкой плотности
Как отмечено выше, один из компонентов, используемых при получении вспениваемых и вспененных полимерных композиций, описанных в настоящем документе, представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности. LLDPE представляют собой, в целом, полимеры на основе этилена, имеющие гетерогенное распределение сомономера и характеризующиеся короткоцепной разветвленностью. Кроме того, как известно специалистам в данной области техники, LLDPE характеризуются, в целом, отсутствием длинноцепной разветвленности. Кроме того, LLDPE, как правило, имеют узкое молекулярно-массовое распределение по сравнению с некоторых другими типами полиэтилена (например, полиэтиленом низкой плотности, «LDPE»). Известно также, что LLDPE представляют собой термопластичные полимеры. Как известно в данной области техники, «термопластичный» полимер представляет собой полимер, который становится пластичным или формуемым выше определенной температуры (известной как температура стеклования) и возвращается в твердое состояние при охлаждении нижеуказанной температуры. Термопластичные материалы могут быть повторно расплавлены и охлаждены снова и снова, не подвергаясь какому-либо существенному химическому изменению.
Сомономеры, подходящие для применения при получении LLDPE, включают альфа-олефиновые («α-олефиновые») мономеры. Таким образом, LLDPE могут быть сополимерами этилена и α-олефиновых мономеров. В различных вариантах реализации α-олефин может представлять собой C3-20 (т.е. имеющий от 3 до 20 атомов углерода) линейный, разветвленный или циклический α-олефин. Примеры α-олефиновых мономеров, подходящих для получения LLDPE, включают, но не ограничиваются ими, пропен, 1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен, 1-додецен, 1-тетрадецен, 1-гексадецен и 1-октадецен. В одном или более вариантах реализации α-олефиновый мономер может быть выбран из группы, состоящей из 1-бутена, 1-гексена и 1-октена. В различных вариантах реализации α-олефиновый мономер представляет собой 1-бутен.
LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему документу, имеют содержание этилена по меньшей мере 50 массовых процентов («мас. %») от общей массы LLDPE. Содержание α-олефина в подходящих LLDPE может составлять по меньшей мере мас. %, по меньшей мере 5 мас. %, по меньшей мере 10 мас. %, по меньшей мере 15 мас. %, по меньшей мере 20 мас. % или по меньшей мере 25 мас. % от общей массы LLDPE. Указанные LLDPE могут иметь содержание α-олефина менее 50 мас. %, менее 45 мас. %, менее 40 мас. % или менее 35 мас. % от общей массы LLDPE. В таких вариантах реализации этиленовый мономер может составлять остальную часть LLDPE.
LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему описанию, могут иметь плотность от 0,916 до 0,925 г/см3 или от 0,917 до 0,923 г/см3. Плотность полимеров, представленная в настоящем документе, определена в соответствии с методом D792 Международной организации стандартов ASTM («ASTM»).
LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему описанию, могут иметь индекс расплава (I2) менее 20 г/10 мин. или от 0,1 до 10 г/10 мин., от 0,5 до 5 г/10 мин. или от 0,5 до 3 г/10 мин. Индексы расплава, представленные в настоящем документе, определены в соответствии с методом ASTM D1238. Если не указано иное, индексы расплава определены при 190°С и 2,16 кг (т.е. I2).
LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему описанию, могут иметь среднемассовую молекулярную массу («Mw») (измеренную с помощью гельпроникающей хроматографии) от 100000 до 130000 г/моль. Кроме того, LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему описанию, могут иметь среднечисловую молекулярную массу («Mn») от 5000 до 8000 г/моль. Таким образом, в различных вариантах реализации LLDPE могут иметь молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn или коэффициент полидисперсности («PDI»)) от 12,5 до 26.
LLDPE, подходящие для применения согласно настоящему описанию, могут представлять собой унимодальные или мультимодальные полиэтилены. «Унимодальный» полиэтилен представляет собой полиэтилен, имеющий молекулярно-массовое распределение (измеренное с помощью ГПХ), которое по существу не демонстрирует нескольких составляющих полимеров, то есть гребни, «плечи» или «хвосты» отсутствуют или по существу незаметны на кривой ГПХ, и степень разделения «DOS») является нулевой или по существу близкой к нулю. «Мультимодальный» полиэтилен означает, что MWD полиэтилена на кривой ГПХ демонстрирует два или более составляющих полимеров, при этом один составляющий полимер может существовать даже в виде гребня, «плеча» или «хвоста» относительно MWD составляющего полимера. Мультимодальный полиэтилен может быть получен с применением одного, двух или более различных катализаторов и/или при двух или более различных условиях полимеризации. Мультимодальный полиэтилен, в целом, содержит по меньшей мере более низкомолекулярный («LMW») компонент и более высокомолекулярный («HMW») компонент. Каждый компонент может быть получен с применением различных катализаторов и/или различных условий полимеризации. Приставка «мульти» относится к количеству различных составляющих компонентов, присутствующих в полимере. Мультимодальность (или бимодальность) полиэтилена может быть определена в соответствии с известными методами. Как правило, мультимодальный полиэтилен представляет собой бимодальный полиэтилен. В различных вариантах реализации LLDPE является унимодальным.
Способы получения LLDPE являются общеизвестными в данной области техники. Как правило, LLDPE получают с применением катализаторов Циглера или фирмы Philips, и полимеризация может быть осуществлена в растворных или газофазных реакторах. В различных вариантах реализации LLDPE, используемые во вспениваемых полимерных композициях, описанных в настоящем документе, получают в газофазном процессе.
Примеры подходящих имеющихся в продаже LLDPE включают, но не ограничиваются ими, DFDA-7530 NT, DFDA-7540 NT и DFDK-6050 NT производства компании The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
LLDPE могут присутствовать во вспениваемой полимерной композиции в количестве по меньшей мере 50 мас. %, по меньшей мере 80 мас. %, по меньшей мере 90 мас. %, по меньшей мере 95 мас. %, по меньшей мере 97 мас. % или по меньшей мере 98 мас. % от совокупной массы LLDPE, пероксида и вспенивающего агента. В различных вариантах реализации LLDPE может присутствовать в количестве от 50 до 99,75 мас. %, от 80 до 99,75 мас. %, от 90 до 99,75 мас. %, от 95 до 99,75 мас. % или от 98 до 99,75 мас. % от совокупной массы LLDPE, пероксида и вспенивающего агента.
Пероксид
Как указано выше, пероксид используют для взаимодействия с вышеописанным LLDPE для первоначального получения модифицированного пероксидом LLDPE. В различных вариантах реализации пероксид, используемый во вспениваемой полимерной композиции, может представлять собой органический пероксид. В данном контексте «органический пероксид» означает пероксид, имеющий структуру: R1-O-O-R2 или R1-O-O-R-O-O-R2, где каждый из R1 и R2 представляет собой углеводородный фрагмент, и R представляет собой двухвалентный углеводородный фрагмент. В данном контексте «углеводородный радикал» означает одновалентную группу, образованную посредством удаления атома водорода из углеводорода (например, этил, фенил), необязательно имеющего один или более гетероатомов. В данном контексте «двухвалентный углеводородный радикал» означает двухвалентную группу, образованную посредством удаления двух атомов водорода из углеводорода, необязательно имеющего один или более гетероатомов. Органический пероксид может представлять собой любой диалкил-, диарил-, диалкарил- или диаралкил-пероксид, имеющий одинаковые или различные алкильные, арильные, алкарильные или аралкильные фрагменты. В одном из вариантов реализации каждый из R1 и R2 независимо представляет собой C1 – C20 или C1 – C12 алкильный, арильный, алкарильный или аралкильный фрагмент. В одном из вариантов реализации R может представлять собой C1 – C20 или C1 – C12 алкиленовый, ариленовый, алкариленовый или аралкиленовый фрагмент. В различных вариантах реализации R, R1 и R2 могут иметь одинаковое или различное количество атомов углерода и структуру, или любые два из R, R1 и R2 могут иметь одинаковое количество атомов углерода и структуру, а третий может иметь другое количество атомов углерода и структуру.
Органические пероксиды, подходящие для применения согласно настоящему описанию, включают монофункциональные пероксиды и дифункциональные пероксиды. В данном контексте «монофункциональные пероксиды» означает пероксиды, имеющие одну пару ковалентно связанных атомов кислорода (например, имеющие структуру R-O-O-R). В данном контексте «дифункциональные пероксиды» означает пероксиды, имеющие две пары ковалентно связанных атомов кислорода (например, имеющие структуру R-O-O-R-O-O-R). В одном из вариантов реализации органический пероксид представляет собой дифункциональный пероксид.
Иллюстративные органические пероксиды включают дикумилпероксид («DCP»); трет-бутилпероксибензоат; ди-трет-амилпероксид («DTAP»); бис(альфа-трет-бутил-пероксиизопропил)бензол («BIPB»); изопропилкумил-трет-бутилпероксид; трет-бутилкумилпероксид; ди-трет-бутилпероксид; 2,5-бис(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан; 2,5‑бис(трет‑бутилперокси)-2,5‑диметилгексин‑3; 1,1-бис(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан; изопропилкумил-кумилпероксид; бутил-4,4-ди(трет-бутилперокси)валерат; ди(изопропилкумил)пероксид; и смеси двух или более из них. В различных вариантах реализации используют только один тип органического пероксида. В одном из вариантов реализации органический пероксид представляет собой 2,5-бис(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан. Имеющийся в продаже 2,5-бис(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан выпускает компания Akzo Nobel N.V. под торговой маркой TRIGONOXTM 101.
Количество пероксида, используемого для модификации LLDPE, должно быть достаточно небольшим для обеспечения возможности сохранения термопластичных свойств полимера LLDPE. В различных вариантах реализации пероксид может присутствовать во вспениваемой полимерной композиции в количестве от более 0 до менее 0,5 мас. %, от 0,05 до 0,2 мас. % или от 0,05 до 0,1 мас. % от совокупной массы LLDPE, пероксида и вспенивающего агента. Кроме того, мольная доля пероксида, присутствующего во вспениваемой полимерной композиции, может составлять от 0,013 до 0,427 от совокупного количества пероксида и LLDPE.
Вспенивающий агент
Вспенивающий агент, подходящий для применения во вспениваемых полимерных композициях, описанных в настоящем документе, может представлять собой любой известный или открытый в будущем вспенивающий агент. Как известно в данной области техники, «вспенивающий агент» представляет собой любое вещество, которое может образовывать ячеистую структуру (т.е. образовывать множество полых ячеек) в матрице в результате процесса вспенивания. Как известно в данной области техники, вспенивающие агенты могут быть классифицированы как физические вспенивающие агенты (например, жидкий диоксид углерода, углеводороды) или химические вспенивающие агенты (например, азодикарбонамид («азо»), гидразин, бикарбонат натрия). Физические вспенивающие агенты, в целом, являются эндотермическими (т.е. требующими подвода тепла для процесса вспенивания), тогда как химические вспенивающие агенты, как правило, являются экзотермическими. Во вспениваемых полимерных композициях, описанных в настоящем документе, могут быть использованы физические или химические вспенивающие агенты. В различных вариантах реализации вспенивающий агент, подходящий для применения во вспениваемых полимерных композициях, описанных в настоящем документе, представляет собой экзотермический вспенивающий агент.
Вспенивающий агент может быть выбран из диазоалканов, геминально монозамещенных метиленовых групп, металлокарбенов, фосфазеназидов, сульфонилазидов, формилазидов и азидов. Конкретные примеры подходящих вспенивающих агентов включают, но не ограничиваются ими, азодикарбамид, п,п'-оксибис(бензолсульфонилгидразид) («OBSH»), поли(сульфонилазиды), включая такие соединения как l,5-пентан-бис(сульфонилазид), 1,8-октан-бис(сульфонилазид), 1,10-декан-бис(сульфонилазид), 1,10-октадекан-бис(сульфонилазид), 1-октил-2,4,6-бензол-трис(сульфонилазид), 4,4'-дифениловый эфир-бис(сульфонилазид), 1,6-бис(4'-сульфоназидофенил)гексан, 2,7-нафталин-бис(сульфонилазид), смешанные сульфонилазиды хлорированных алифатических углеводородов, содержащие в среднем от 1 до 8 атомов хлора и от 2 до 5 сульфонилазидо-групп на молекулу, окси-бис(4-сульфонилазидобензол), 2,7-нафталин-бис(сульфонилазидо), 4,4'-бис(сульфонилазидо)бифенил, 4,4'-дифениловый эфир-бис(сульфонилазид) и бис(4-сульфонилазидофенил)метан, а также их смеси. В различных вариантах реализации вспенивающий агент может содержать азодикарбамид, OBSH или их комбинации.
Вспенивающий агент может присутствовать во вспениваемой полимерной композиции в количестве от более 0 до 1,5 мас. %, от 0,05 до 1,5 мас. %, от 0,05 до 0,75 мас. %, от 0,1 до 0,75 мас. % или от 0,1 до 0,375 мас. % от совокупной массы LLDPE, пероксида и вспенивающего агента. Кроме того, мольная доля вспенивающего агента, присутствующего во вспениваемой полимерной композиции, может составлять от 0,377 до 0,917 от совокупного количества вспенивающего агента и LLDPE.
Добавки
Вспениваемая полимерная композиция может необязательно содержать непроводящий технический углерод, обычно используемый в кабельных оболочках. Компонент технического углерода может быть компаундирован с LLDPE и пероксидом, как описано выше, отдельно или в составе предварительно смешанного концентрата. В различных вариантах реализации количество технического углерода в композиции может составлять более нуля (>0), обычно от 1, более часто от 2 до 3 мас. % от общей массы вспениваемой полимерной композиции. Неограничивающие примеры обычного технического углерода включают марки, описанные в ASTM N550, N472, N351, N110 и N660, сажу Ketjen, печную сажу и ацетиленовую сажу. Другие неограничивающие примеры подходящего технического углерода включают технический углерод, выпускаемый под торговыми марками CSX®, ELFTEX®, MOGUL®, MONARCH® и REGAL®, производства компании Cabot.
Вспениваемая полимерная композиция может необязательно содержать одну или более дополнительных добавок, которые, в целом, добавляют в обычных количествах, в неразбавленном виде или в составе концентрата. Такие добавки включают, но не ограничиваются ими, огнезащитные добавки, технологические добавки, нуклеинующие агенты, наполнители, пигменты или красящие вещества, связующие агенты, антиоксиданты, стабилизаторы ультрафиолетового излучения (включая УФ-абсорберы), загустители, антистатические агенты, пластификаторы, смазывающие агенты, агенты для регулирования вязкости, антиадгезивы, поверхностно-активные вещества, масла-наполнители, акцепторы кислот, деактиваторы металлов и т.п.
Неограничивающие примеры огнезащитных добавок включают, но не ограничиваются ими, гидроксид алюминия и гидроксид магния.
Неограничивающие примеры технологических добавок включают, но не ограничиваются ими, полиэтиленовый воск, окисленный полиэтиленовый воск, полимеры этиленоксида, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, растительные воски, нефтяные воски, неионогенные поверхностно-активные вещества и фторэластомеры, такие как VITON® производства компании Dupont Performance Elastomers LLC, или DYNAMAR™ производства компании Dyneon LLC.
Неограничивающий пример нуклеирующего агента включает, но не ограничивается им, HYPERFORM® HPN-20E (кальциевая соль 1,2-циклогександикарбоновой кислоты со стеаратом цинка) производства компании Milliken Chemicals, Спартанберг, штат Южная Каролина.
Неограничивающие примеры наполнителей включают, но не ограничиваются ими, глины, осажденный диоксид кремния и силикаты, пирогенный диоксид кремния, сульфиды и сульфаты металлов, такие как дисульфид молибдена и сульфат бария, бораты металлов, такие как борат бария и борат цинка, безводные оксиды металлов, такие как безводный оксид алюминия, измельченные минералы и эластомерные полимеры, такие как каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера («EPDM») и этилен-пропиленовый каучук («EPR»). При их наличии, наполнители, в целом, добавляют в обычных количествах, например, от 5 мас. % или менее до 50 мас. % или более от общей массы полимерной композиции.
Вспененная полимерная композиция
Вспененная полимерная композиция может быть получена из описанной выше вспениваемой полимерной композиции посредством первоначального взаимодействия LLDPE и пероксида с получением модифицированного пероксидом LLDPE. Полученный модифицированный пероксидом LLDPE может быть затем подвержен процессу вспенивания с применением описанного выше вспенивающего агента с получением вспененных полимерных композиций.
Взаимодействие пероксида с LLDPE может быть осуществлено любым стандартным в данной области техники или открытым в будущем способом. Взаимодействие LLDPE и пероксида может быть осуществлено при повышенной температуре (например, 200°С). В различных вариантах реализации пероксид может быть приведен во взаимодействие с LLDPE с помощью реакционной экструзии. В альтернативном варианте реализации LLDPE и пероксид могут быть смешаны в расплаве или компаундированы в расплаве с применением обычных технологий. В различных вариантах реализации полученный модифицированный пероксидом LLDPE может быть термопластичным. В дополнительных вариантах реализации полученный модифицированный пероксидом LLDPE может иметь содержание геля, не обнаруживаемое методом ASTM D2765.
Для получения пены из модифицированного пероксидом LLDPE может быть использован любой процесс вспенивания, известный в данной области техники или открытый в будущем. В иллюстративном варианте реализации вспенивающий агент может быть добавлен в расплавленную реакционную смесь после получения модифицированного пероксидом LLDPE. Если модифицированный пероксидом LLDPE получают при повышенных температурах (например, 200°С), то температура реакционной смеси может быть понижена (например, до 130°С) перед добавлением вспенивающего агента. После добавления вспенивающего агента реакционная смесь может быть перемешана в расплаве в течение дополнительного времени. В требуемое время может быть осуществлено вспенивание полимерной композиции посредством повышения температуры вспениваемой полимерной композиции выше температуры разложения выбранного вспенивающего агента. Например, при получении кабельной оболочки экструзию вспениваемой полимерной композиции осуществляют при повышенной температуре, которая может инициировать процесс вспенивания.
Полученная вспененная полимерная композиция может иметь степень вспенивания менее 20, менее 18 или менее 16 процентов, по результатам измерения посредством сравнения плотности чистого LLDPE и вспененной полимерной композиции, как описано ниже в разделе «Методы испытаний». В различных вариантах реализации степень вспенивания вспененной полимерной композиции может составлять по меньшей мере 5, по меньшей мере 8, по меньшей мере 10 или по меньшей мере 12 процентов. Кроме того, вспененная полимерная композиция может быть термопластичной. Кроме того, вспененная полимерная композиция может иметь содержание геля, не обнаруживаемое в соответствии с ASTM D2765.
В различных вариантах реализации вспененная полимерная композиция может иметь улучшенное удлинение при разрыве по сравнению с такой же вспененной композицией LLDPE, но содержащей LLDPE, не модифицированный пероксидом. В одном или более вариантах реализации вспененная полимерная композиция имеет удлинение при разрыве, которое на по меньшей мере 300 процентов, по меньшей мере 400 процентов или по меньшей мере 500 процентов выше, чем у такой же второй вспененной полимерной композиции, за исключением того, что вторая вспененная полимерная композиция получена с применением LLDPE, не модифицированного пероксидом. В различных вариантах реализации улучшение удлинения при разрыве может составлять менее 1000 процентов, менее 800 процентов или менее 600 процентов.
Изделия
В одном из вариантов реализации вспениваемая или вспененная полимерная композиция согласно настоящему изобретению может быть нанесена на кабель, провод или проводник в качестве оболочки или изоляционного слоя в известных количествах и известными способами, например, с помощью оборудования и способов, описанных в патенте США 5246783, в патенте США 6714707, в патенте США 6496629 и в заявке на патент США 2006/0045439. Как правило, вспененная полимерная композиция может быть получена в реакторе-экструдере, оснащенном головкой для нанесения покрытия на кабель; после составления компонентов композиции композицию экструдируют поверх кабеля или проводника по мере протягивания кабеля или проводника через головку. Как отмечено выше, вспенивание полимерной композиции может быть осуществлено во время экструзии поверх кабеля или проводника. В таких вариантах реализации экструзия может быть проведена при температуре выше температуры активации вспенивающего агента.
Другие изделия, которые могут быть получены из вспененных полимерных композиций согласно настоящему изобретению, включают волокна, полоски, листы, ленты, трубчатые структуры, трубы, уплотнительные элементы, герметики, прокладки, шланги, пеноматериалы, обувные клапаны, бутылки и пленки. Указанные изделия могут быть изготовлены с применением известного оборудования и технологий.
Определения
В данном контексте термин «и/или», используемый в списке двух или более элементов, означает, что любой из указанных элементов может быть использован отдельно или в комбинации двух или более перечисленных элементов. Например, если описано, что композиция содержит компоненты A, B и/или C, то указанная композиция может содержать только A; только B; только C; A и B в комбинации; A и C в комбинации; B и C в комбинации; или A, B и C в комбинации.
«Провод» означает одну жилу проводящего металла, например, меди или алюминия или одну жилу оптического волокна.
«Кабель» и «силовой кабель» означает по меньшей мере один провод или оптическое волокно в оболочке, например, в изоляционном покрытии или в защитной внешней оболочке. Как правило, кабель представляет собой два или более проводов или оптических волокон, связанных вместе, как правило, в общем изоляционном покрытии и/или защитной оболочке. Отдельные провода или волокна внутри оболочки могут быть неизолированными, оплетенными или изолированными. Комбинация кабелей может содержать электрические провода и оптические волокна. Кабель может быть предназначен для низковольтных, средневольтных и/или высоковольтных применений. Типичные кабельные конструкции представлены в патентах США 5246783, 6496629 и 6714707.
«Проводник» означает один или более кабелей или волокон для проведения тепла, света и/или электричества. Проводник может представлять собой один кабель/волокно или несколько кабелей/волокон и может быть в форме стренга или в трубчатой форме. Неограничивающие примеры подходящих проводников включают металлы, такие как серебро, золото, медь, углерод и алюминий. Проводник также может представлять собой оптическое волокно из стекла или пластика.
«Полимер» означает макромолекулярное соединение, полученное посредством взаимодействия (т.е. полимеризации) мономеров одного или разных типов. «Полимер» включает гомополимеры и интерполимеры.
«Интерполимер» означает полимер, полученный полимеризацией по меньшей мере двух различных мономеров. Указанный общий термин включает термин «сополимеры», обычно используемый для обозначения полимеров, полученных из двух различных мономеров, а также полимеры, полученные из более чем двух различных мономеров, например, терполимеры (три различных мономера), тетраполимеры (четыре различных мономера) и т.д.
Методы испытаний
Плотность
Плотность определяют в соответствии с ASTM D792.
Индекс расплава
Индекс расплава или I2 определяют в соответствии с ASTM D1238, условия 190°C / 2,16 кг, и записывают в граммах элюированного вещества за 10 минут.
Предел прочности и удлинение при разрыве
Испытание предела прочности и удлинения проводят на приборе Instron ReNew 4201 65/16 в соответствии с ASTM D638. Испытание проводят, используя скорость развода фиксатора 20 дюймов в минуту. Записывают средние значения прочности и удлинения.
Процент вспенивания
Процент вспенивания измеряют в соответствии со следующим способом. Вспененную оболочку снимают с проводника и измеряют ее плотность по ASTM D792. Процент вспенивания рассчитывают как процентное уменьшение плотности по сравнению с исходной смолой (т.е. не вспененной и не модифицированной пероксидом смолой), как описано ниже в разделе «Материалы»).
Содержание геля
Содержание геля измеряют в соответствии с ASTM D2765.
Материалы
В представленных ниже примерах использовали следующие материалы.
Линейный полиэтилен низкой плотности («LLDPE») представляет собой газофазный унимодальный LLDPE, имеющий содержание сомономера 1-бутена 6,6 мас. %, плотность 0,920 г/см3 и индекс расплава (I2) 0,57 г/10 мин. Такой LLDPE выпускает компания The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
Полиэтилен низкой плотности («LDPE») имеет плотность 0,9205 и индекс расплава (I2) 0,2 г/10 мин. Такой LDPE выпускает компания The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
Полиэтилен средней плотности («MDPE») представляет собой газофазный унимодальный MDPE, имеющий плотность 0,935 г/см3 и индекс расплава (I2) 0,8 г/10 мин. Такой MDPE выпускает компания The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
Полиэтилен высокой плотности («HDPE») имеет плотность 0,944 г/см3 и индекс расплава (I2) 0,97 г/10 мин. Такой HDPE выпускает компания The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
TRIGONOXTM 101 представляет собой органический пероксид, имеющий химическое название 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, который выпускает компания Akzo Nobel N.V., Амстердам, Нидерланды.
Вспенивающий агент представляет собой концентрат, который содержит 50 мас. % азодикарбонамида, смешанного в базовой смоле LLDPE. LLDPE, используемый в концентрате вспенивающего агента, имеет плотность 0,924 г/см3 и индекс расплава 20 г/10 мин. Такой концентрат вспенивающего агента выпускает компания The Dow Chemical Company, Мидленд, штат Мичиган, США.
Примеры
Способ получения
В каждом следующем примере экструдированные образцы проводов получали в соответствии со следующим способом. Сначала получали замесы смолы, используя лабораторный электрический смеситель периодического действия с измерительной головкой модели Prep Mixer производства компании Brabender. Prep-Mixer® представляет собой конструкцию из 3 элементов, состоящую из двух нагревательных зон емкостью 350/420 мл в зависимости от конфигурации смесителя и лопаток. Составы, смешанные в каждой партии, подробно описаны в таблицах композиций (таблицы 1, 3 и 5), представленных ниже.
Каждый компаунд получали первоначальным добавлением полиэтилена в смесительный бачок при 180°С. Полиэтилен оставляли расплавляться в течение примерно 10 минут. Затем в смесительный бачок добавляли пероксид и оставляли взаимодействовать в течение 12 минут. Затем температуру понижали до 130°С (ниже температуры активации вспенивающего агента) и добавляли вспенивающий агент. Затем содержимое смесительного бачка дополнительно расплавляли в течение 5 минут. После завершения перемешивания расплавленный материал извлекали из смесителя с помощью щипцов и собирали. Затем расплавленный материал помещали между двумя листами MYLARTM и прессовали при комнатной температуре и давлении 2500 psi в плоский лист, затем нарезали на небольшие кусочки (примерно 0,5 см х 0,5 см) для экструзии провода.
Затем в лабораторном масштабе получали образцы провода с помощью 1-дюймового экструдера, оснащенного головкой для нанесения кабельного покрытия. Компаунды экструдировали поверх проводника (медная проволока 14 AWG (1,6265 мм)) по мере протягивания проводника через головку, с целевой толщиной стенки 0,762 мм. Использовали следующий температурный профиль в экструдере: 180°C, 190°C, 200°C и 190°C в зонах 1, 2, 3 и 4, соответственно.
Затем получали образцы провода для испытания предела прочности и удлинения, нарезая провод на кусочки длиной 6 дюймов и извлекая проводник из исследуемого образца. После удаления проводника исследуемые образцы кондиционировали в течение 48 часов в контролируемых условиях при 73,4°F (+/- 3,6°F) с относительной влажностью 50% (+/- 5%).
Пример 1 (сравнительный) – пены из модифицированного пероксидом LDPE, MDPE и HDPE
Получали шесть сравнительных примеров (CS1-CS6), используя способ получения, описанный выше, и составы, представленные ниже в таблице 1.
Таблица 1. Композиции CS1-CS6
CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6
LDPE (мас. %) 99,5 99,45 - - - -
MDPE (мас. %) - - 99,5 99,45 - -
HDPE (мас. %) - - - - 99,5 99,45
TRIGONOXTM 101 (пероксид) (мас. %) - 0,05 - 0,05 - 0,05
Концентрат вспенивающего агента (мас. %) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Всего: 100 100 100 100 100 100
Анализировали образцы CS1-CS6 на предел прочности, удлинение при разрыве, процент вспенивания и плотность в соответствии с методами испытаний, представленными выше. Результаты представлены ниже в таблице 2.
Таблица 2. Свойства CS1-CS6
CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6
Предел прочности (psi) 1330 2206 1894 2681 2038 2808
Ст.откл. предела прочности 73 52 55 104 56 48
Δ TS с пероксидом (%) н.п. 66 н.п. 42 н.п. 38
Удлинение при разрыве (%) 434 343 75 367 16 56
Ст.откл. удлинения 16 10 59 38 6 14
Δ Удлинения с пероксидом (%) н.п. -21 н.п. 389 н.п. 250
Плотность (г/см3) 0,819 0,870 0,766 0,921 0,916 0,905
Вспенивание (%) 11 5 18 2 2 3
Пример 2 (сравнительный) – пена из немодифицированного LLDPE
Получали вспененный образец из немодифицированного LLDPE (сравнительный пример CS8) в соответствии со способом получения, описанным выше, с применением состава, представленного ниже в таблице 3. Сравнительный пример CS7 представляет собой чистый, не вспененный LLDPE.
Таблица 3. Композиции CS7 и CS8
CS7 CS8
LLDPE (мас. %) 100 99,5
Концентрат вспенивающего агента (мас. %) - 0,5
Всего: 100 100
Анализировали образцы CS7 и CS8 на предел прочности, удлинение при разрыве, процент вспенивания (если применимо) и плотность в соответствии с методами испытаний, представленными выше. Результаты представлены ниже в таблице 4.
Таблица 4. Свойства CS7 и CS8
CS7 CS8
Предел прочности (psi) 2077 1413
Ст.откл. предела прочности 131 12
Удлинение при разрыве (%) 533 79
Ст.откл. удлинения 54 31
Плотность (г/см3) 0,920 0,785
Вспенивание (%) н.п. 15
Пример 3 – пена из модифицированного пероксидом LLDPE
Получали шесть примеров (S1-S6) и один сравнительный пример (CS9), используя способ получения, описанный выше, и составы, представленные ниже в таблице 5.
Таблица 5 – Композиции S9-S6 и CS9
S1 S2 S3 CS9 S4 S5 S6
LLDPE (мас. %) 99,45 99,4 99,3 99 99,75 99,2 98,45
TRIGONOXTM 101 (пероксид) (мас. %) 0,05 0,1 0,2 0,5 0,05 0,05 0,05
Концентрат вспенивающего агента (мас. %) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,75 1,5
Всего: 100 100 100 100 100 100 100
Анализировали образцы S1-S6 на предел прочности, удлинение при разрыве, процент вспенивания и плотность в соответствии с методами испытаний, представленными выше. Результаты представлены ниже в таблице 6. Сравнительный пример CS9 не анализировали, поскольку степень его отверждения была слишком велика, предположительно вследствие более высокого содержания пероксида.
Таблица 6. Свойства S9-S6 и CS9
S1 S2 S3 CS9 S4 S5 S6
Предел прочности (psi) 2260 2286 1889 НИ† 2566 2220 1738
Ст.откл. предела прочности 133 49 54 НИ 273 87 16
Δ TS с пероксидом (%) (ср. CS8) 60 62 34 НИ 82 57 23
Удлинение при разрыве (%) 530 476 267 НИ 504 519 347
Ст.откл. удлинения 34 19 8 НИ 49 18 15
Δ Удлинения с пероксидом (%) (ср. CS8) 571 502 234 НИ 538 557 339
Плотность (г/см3) 0,805 - - НИ 0,913 0,813 0,660
Вспенивание (%) 13 - - НИ 1 12 28
Содержание геля (%) НО НО НО НИ НО НО НО
* Не обнаружено
† Данный образец подвержен чрезмерному отверждению. Свойства не измеряли.
По результатам, представленным выше в таблице 6, можно видеть, что каждый из образцов S1-S6 обеспечивает заметное улучшение удлинения по сравнению с образцом LLDPE, полученным без применения пероксидной модификации (CS8). Кроме того, при сравнении данных в таблице 6 с данными в таблице 2, можно видеть, что пероксидная модификация LLDPE неожиданно более эффективна для улучшения сохранения удлинения по сравнению с другими полиолефинами (т.е. LDPE, MDPE и HDPE).

Claims (22)

1. Вспениваемая полимерная композиция, предназначенная для получения изоляционной кабельной оболочки, содержащая:
модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности, содержащий продукт реакции пероксида и линейного полиэтилена низкой плотности; и
вспенивающий агент,
где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным.
2. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный вспенивающий агент присутствует в количестве от более 0 до менее 1,5 массовых процентов от совокупной массы указанного линейного полиэтилена низкой плотности, указанного пероксида и указанного вспенивающего агента.
3. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный пероксид присутствует в мольном соотношении от 0,013 до 0,427 от совокупного количества указанного линейного полиэтилена низкой плотности и указанного пероксида.
4. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности не имеет обнаруживаемого содержания геля в соответствии с ASTM D2765.
5. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный линейный полиэтилен низкой плотности имеет плотность от 0,916 до 0,925 г/см3, при этом указанный линейный полиэтилен низкой плотности имеет индекс расплава (I2) от 0,1 до 20 г/10 мин.
6. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанная вспененная полимерная композиция имеет степень вспенивания менее 20 процентов.
7. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанная вспененная полимерная композиция является термопластичной.
8. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанная вспененная полимерная композиция имеет удлинение при разрыве, которое на по меньшей мере 300% больше, чем у такой же второй вспененной полимерной композиции, за исключением того, что указанная вторая вспененная полимерная композиция получена с применением не модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности.
9. Кабель, изолированный полимерным покрытием, содержащий:
проводящую сердцевину и
полимерное покрытие, окружающее по меньшей мере часть указанной проводящей сердцевины,
где указанное полимерное покрытие содержит по меньшей мере часть указанной вспененной полимерной композиции по п. 1.
10. Способ получения вспененной полимерной композиции, предназначенной для получения изоляционной кабельной оболочки, включающий:
(a) обеспечение модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности, где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности представляет собой продукт реакции линейного полиэтилена низкой плотности и пероксида и где указанный модифицированный пероксидом линейный полиэтилен низкой плотности является термопластичным; и
(b) обработку указанного модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности в процессе вспенивания с применением вспенивающего агента с получением указанной вспененной полимерной композиции.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанный пероксид присутствует в количестве от более 0 до менее 0,5 массовых процентов от совокупной массы указанного линейного полиэтилена низкой плотности, указанного пероксида и указанного вспенивающего агента, при этом указанный вспенивающий агент присутствует в количестве от более 0 до менее 1,5 массовых процентов от совокупной массы указанного линейного полиэтилена низкой плотности, указанного пероксида и указанного вспенивающего агента.
12. Способ по любому из пп. 10 или 11, отличающийся тем, что указанная вспененная полимерная композиция имеет степень вспенивания менее 20 процентов.
13. Способ по любому из пп. 10-12, отличающийся тем, что указанная вспененная полимерная композиция является термопластичной, при этом указанная вспененная полимерная композиция имеет удлинение при разрыве, которое на по меньшей мере 300% больше, чем у такой же второй вспененной полимерной композиции, за исключением того, что указанная вторая вспененная полимерная композиция получена с применением не модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности.
14. Способ по любому из пп. 10-13, отличающийся тем, что реакцию между указанным линейным полиэтиленом низкой плотности и указанным пероксидом с получением указанного модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности проводят посредством реакционной экструзии.
RU2017108623A 2014-08-28 2015-08-06 Вспененные композиции модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности и способы получения вспененных композиций из него RU2699143C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462042992P 2014-08-28 2014-08-28
US62/042,992 2014-08-28
PCT/US2015/043908 WO2016032715A1 (en) 2014-08-28 2015-08-06 Foamed peroxide modified linear low density polyethylene compositions and methods for making foamed compositions thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699143C1 true RU2699143C1 (ru) 2019-09-03

Family

ID=53836879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108623A RU2699143C1 (ru) 2014-08-28 2015-08-06 Вспененные композиции модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности и способы получения вспененных композиций из него

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20170204237A1 (ru)
EP (1) EP3186305B1 (ru)
JP (1) JP6626090B2 (ru)
KR (1) KR102397761B1 (ru)
CN (1) CN106604954B (ru)
BR (1) BR112017002760A2 (ru)
CA (1) CA2959144C (ru)
MX (1) MX2017001854A (ru)
RU (1) RU2699143C1 (ru)
WO (1) WO2016032715A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018031887A (ja) * 2016-08-24 2018-03-01 住友電気工業株式会社 光ファイバケーブル
MX2019008024A (es) * 2017-01-05 2019-09-11 Gen Cable Technologies Corp Polimeros de polietileno lineales de baja densidad adecuados para su uso en cables.
WO2019041216A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 Dow Global Technologies Llc PROCESS FOR PRODUCING FOAM BALLS USING A MODIFIED ETHYLENE POLYMER
CN109940951A (zh) * 2017-12-15 2019-06-28 阿布扎比聚合物有限公司(博禄) 发泡聚乙烯膜
EP3784721B1 (en) 2018-04-27 2023-09-27 Dow Global Technologies LLC Non-foam polyolefin compositions for wire and cable coating

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181637A2 (en) * 1984-11-16 1986-05-21 The Dow Chemical Company Process for making lightly crosslinked linear polymer foams
SU1798350A1 (ru) * 1990-08-22 1993-02-28 Okhtinskoe N Proizv Ob Plastpo Пoлиoлeфиhobaя komпoзиция
US5922778A (en) * 1996-05-24 1999-07-13 Equistar Chemicals, Lp Rotational molding compositions and process for producing foamed articles therefrom
WO2006071905A1 (en) * 2004-12-27 2006-07-06 Prysmian Cavi E Sistemi Energia Srl Electrical power cable having expanded polymeric layers
WO2007071274A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Electric cable comprising a foamed polyolefine insulation and manufacturing process thereof
WO2010000479A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Dow Corning Corporation Polymers modified by silanes
RU2505565C1 (ru) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3098831A (en) * 1959-05-01 1963-07-23 Us Rubber Co Expanded polyethylene and method of making the same
JPS6019520A (ja) * 1983-07-13 1985-01-31 Sekisui Chem Co Ltd ポリエチレン架橋発泡体の製造方法
FR2562546B1 (fr) * 1984-04-09 1987-01-23 Bp Chimie Sa Procede de traitement de polyethylene de basse densite lineaire destine a la fabrication par extrusion de corps creux, tubes et gaines
US5246783A (en) 1991-08-15 1993-09-21 Exxon Chemical Patents Inc. Electrical devices comprising polymeric insulating or semiconducting members
JP2892210B2 (ja) * 1992-04-09 1999-05-17 鐘淵化学工業株式会社 軽度に架橋した直鎖状低密度ポリエチレン予備発泡粒子およびその製法
US5530072A (en) * 1995-04-19 1996-06-25 Mobil Oil Corporation Introduction of long chain branching into linear polyethylenes
WO1998024836A1 (en) * 1996-12-05 1998-06-11 Mobil Oil Corporation Foamed high density polyethylene
JP2000226463A (ja) * 1998-12-04 2000-08-15 Tosoh Corp ポリエチレン系樹脂組成物および発泡体
US6496629B2 (en) 1999-05-28 2002-12-17 Tycom (Us) Inc. Undersea telecommunications cable
US6714707B2 (en) 2002-01-24 2004-03-30 Alcatel Optical cable housing an optical unit surrounded by a plurality of gel layers
JP4211410B2 (ja) * 2002-04-18 2009-01-21 東ソー株式会社 シラン架橋発泡性ポリオレフィン樹脂組成物及び架橋発泡体
JP2006502455A (ja) 2002-10-07 2006-01-19 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 光学ケーブル構成部品類
CN102276893B (zh) * 2011-05-25 2013-01-16 厦门三德信电子科技有限公司 一种发泡聚乙烯板材及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181637A2 (en) * 1984-11-16 1986-05-21 The Dow Chemical Company Process for making lightly crosslinked linear polymer foams
SU1798350A1 (ru) * 1990-08-22 1993-02-28 Okhtinskoe N Proizv Ob Plastpo Пoлиoлeфиhobaя komпoзиция
US5922778A (en) * 1996-05-24 1999-07-13 Equistar Chemicals, Lp Rotational molding compositions and process for producing foamed articles therefrom
WO2006071905A1 (en) * 2004-12-27 2006-07-06 Prysmian Cavi E Sistemi Energia Srl Electrical power cable having expanded polymeric layers
WO2007071274A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Electric cable comprising a foamed polyolefine insulation and manufacturing process thereof
WO2010000479A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Dow Corning Corporation Polymers modified by silanes
RU2505565C1 (ru) * 2012-12-07 2014-01-27 Закрытое акционерное общество "МЕТАКЛЭЙ" (ЗАО "МЕТАКЛЭЙ") Силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции

Also Published As

Publication number Publication date
JP6626090B2 (ja) 2019-12-25
BR112017002760A2 (pt) 2018-01-30
MX2017001854A (es) 2017-06-08
EP3186305A1 (en) 2017-07-05
CA2959144C (en) 2022-10-18
KR20170046693A (ko) 2017-05-02
EP3186305B1 (en) 2021-04-07
US20170204237A1 (en) 2017-07-20
WO2016032715A1 (en) 2016-03-03
CN106604954A (zh) 2017-04-26
CA2959144A1 (en) 2016-03-03
CN106604954B (zh) 2021-02-12
JP2017529420A (ja) 2017-10-05
KR102397761B1 (ko) 2022-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699143C1 (ru) Вспененные композиции модифицированного пероксидом линейного полиэтилена низкой плотности и способы получения вспененных композиций из него
KR102210037B1 (ko) 개선된 발포성 및 향상된 가공성을 위한 폴리올레핀-기재 케이블 화합물 제제
TWI658081B (zh) 可交聯聚合性組成物、其製造方法以及該組成物所製物件
KR102163615B1 (ko) 개질 에틸렌-기재 중합체 조성물 및 그의 제조 방법
CN105122111B (zh) 具有聚硅氧和脂肪酸酰胺增滑剂的聚合性组合物
US10538682B2 (en) Polyolefin compounds for cable coatings
JP5996786B2 (ja) ポリブタジエン共架橋剤を用いて作製されたエチレンポリマー導体コーティング
US20110147639A1 (en) Reactively Processed, High Heat Resistant Composition of Polypropylene and an Olefinic Interpolymer
CN109415549B (zh) 含氟聚合物组合物
WO2021000227A1 (en) Expanded low-density polyethylene insulation composition
CN110770269B (zh) 乙烯-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物
KR20230075209A (ko) 유연성 및 전기적 특성이 우수한 친환경 전력 케이블의 절연층용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR20210037585A (ko) 케이블용 가교된 층