TW202309109A - 含有電壓穩定劑化合物之組合之聚烯烴配方 - Google Patents
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Abstract
Description
技術領域包括用於電線及電纜之聚烯烴配方。
該領域中之專利包括US3413263、US6696154B2、US8680399B2、US9133320B2、及US9343198B2。該領域中之專利申請公開案包括EP0111043A1、EP2886595、GB1461331A、US20160304699A1、US20160312007A1、WO2010028721A1、WO2012044521、WO2014209661A1、及WO2014172107A1。公開案包括:
About The Significance Of Peroxide Decomposition Products In XLPE Cable Insulations, H. Wagner及J. Wartusch, IEEE Trans. Electr. Insul, vol. EI-12, no. 6, 1977年12月。
絕緣電導體一般包含由絕緣層覆蓋之導電芯。導電芯可為固體或絞線(例如電線束)。一些絕緣電導體亦可含有一或多個額外元件,諸如一或多個半導體層及/或保護套(例如,捲繞線、帶或護套)。實例為經塗佈之金屬電線及電力電纜,包括用於低壓(「LV」,> 0至< 5千伏(kV))、中壓(「MV」,5至< 69kV)、高壓(「HV」,69至230kV)及超高壓(「EHV」,> 230kV)電力電纜及其電傳輸/分配應用中之彼等。電力電纜之評定可使用AEIC/ICEA規範及標準及/或IEC測試方法。
大部分高及超高電壓電力電纜含有由絕緣材料構成之絕緣層,該絕緣材料包含主體聚合物及一或多種添加劑。(多種)添加劑可包括抗氧化劑、著色劑、及/或受阻胺穩定劑。絕緣材料的電擊穿強度(亦稱為介電強度)決定了絕緣層需要多厚才能滿足特定電壓下電力電纜效能之行業規範。
在所有其他事物相同之情況下,具有較高電擊穿強度之絕緣材料允許較薄絕緣層具有與相對較厚層相同的電擊穿強度。在所有其他事物相同之情況下,較薄絕緣層意謂較薄電纜。較細電纜有利地允許每單位電纜長度使用較少量的電纜質量來實現給定電擊穿強度。繼而,此有助於增加可捲繞至標準大小之電纜卷上的電纜之長度。較長電纜繼而減小將兩個或大於兩個較細電纜連接在一起所需之接點或接頭的數目。替代地,具有較高電擊穿強度之絕緣材料允許具有相同厚度之絕緣層,且因此允許具有相同厚度但具有較高電擊穿強度之電纜。具有較高電擊穿強度之相同厚度的電纜有利地允許在彼電纜幾何結構中攜載較高電壓。在較高電壓下傳輸電力減少能量損失。
吾等已發現一種電壓穩定劑添加劑組合,其包含具有有利電壓穩定功效之乙醯芳族酮(acetoarenone)化合物及二苯甲酮化合物。咸信功效為協同性的,如稍後描述。當用此等化合物調配主體聚烯烴聚合物時,所得聚烯烴配方具有與不含(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物之主體聚烯烴相比增加的電擊穿強度。在一些實施例中,本發明配方之電擊穿強度有利地大於含有二苯乙二酮及/或二苯乙二酮衍生物之比較配方的電擊穿強度。吾等考慮以下實施例。
一種聚烯烴配方,其包含:(A)聚烯烴聚合物;至少一種且至多兩種不同的(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物:
(I),其中Ar
1係萘基或蒽基;及(C)式(II)之二苯甲酮化合物:
(II),其中Ar
2係苯基或烷基苯基。
一種製造聚烯烴配方之方法,其包含以使得製造該調配物之方式,使(A)聚烯烴聚合物與(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物接觸。
一種製造交聯聚烯烴產物之方法,其包含以使得(A)聚烯烴聚合物交聯之方式,使該配方經受固化條件,由此製造該交聯聚烯烴產物。
一種交聯聚烯烴產物,其係藉由上述方法製造。
一種物品,其包含聚烯烴配方及/或交聯聚合物產物。
發明內容及發明摘要以引用之方式併入本文中。遵循其中之一些為便於參考而描述為編號態樣之實施例。
態樣1.一種聚烯烴配方,其包含:(A)聚烯烴聚合物;至少一種且至多兩種不同的(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物:
(I),其中Ar
1係萘基或蒽基;及(C)式(II)之二苯甲酮化合物:
(II),其中Ar
2係苯基或烷基苯基。在一些實施例中,存在一種且僅一種化合物(B)。在其他實施例中,存在兩種且僅兩種不同的(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物。兩種不同的(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物係由一種其中Ar
1係萘基之式(I)化合物及一種其中Ar
1係蒽基之式(I)化合物組成。聚烯烴配方具有與不含成分(B)及(C)中之一者或兩者的(A)聚烯烴聚合物相比增加的電擊穿強度。
態樣2.如態樣1之聚烯烴配方,其中該Ar
2係苯基;且Ar
1係選自由以下所組成之群組:(i) 1-萘基;(ii) 2-萘基;(iii) 2-蒽基;及(iv) 9-蒽基;或其中該Ar
2係烷基苯基;且Ar
1係選自由以下所組成之群組:(i) 1-萘基;(ii) 2-萘基;(iii) 2-蒽基;及(iv) 9-蒽基。替代地,Ar
2係苯基;且Ar
1係2-萘基。替代地,Ar
2係苯基;且Ar
1係9-蒽基。替代地,Ar
2係苯基,且在配方中存在兩種且僅兩種不同的化合物(B),其中在一種化合物(B)中,Ar
1係2-萘基,且在另一種化合物(B)中,Ar
1係9-蒽基。
態樣3.如態樣1至2中任一項之聚烯烴配方,其中該Ar
1係2-萘基或9-蒽基,且該Ar
2係苯基。
態樣4.如態樣1至3中任一項之聚烯烴配方,其中該(A)聚烯烴聚合物係選自由以下所組成之群組:低密度聚乙烯聚合物、乙烯/(C
4-C
20)α-烯烴共聚物、乙烯/(不飽和羧酸酯)共聚物、乙烯/(單環有機矽氧烷)共聚物、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/(二烯單體)三聚物及丙烯均聚物。在一些實施例中,(A)聚烯烴聚合物為低密度聚乙烯(low-density polyethylene, LDPE)聚合物,可替代地LDPE均聚物。
態樣5.如態樣1至4中任一項之聚烯烴配方,其包含50.0至99.7重量百分比(wt%)之該(A)聚烯烴聚合物;0.1至5.0wt%之該至少一種且至多兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物;0.1至2.0wt%之該(C)二苯甲酮化合物;及總計0.1至43wt%之至少一種添加劑,其中該至少一種添加劑中之各者不同於成分(A)、(B)、及(C),且獨立地選自由以下所組成之群組:(D)有機過氧化物;(E)抗焦化劑;(F)抗氧化劑;(G)填充劑;(H)阻燃劑;(I)受阻胺穩定劑;(J)抗樹劑;(K)甲基自由基清除劑;(L)交聯助劑;(M)加工助劑;(N)著色劑;及添加劑(D)至(N)中之任何二或更多個的組合。
態樣6.如態樣5之聚烯烴配方,其包含:85至99.5重量百分比(wt%)之該(A)聚烯烴聚合物,該聚烯烴聚合物係低密度聚乙烯聚合物;0.20至0.54wt%之該至少一種且至多兩種不同的(B)呈式(I)化合物之乙醯芳族酮化合物,其中Ar
1係2-萘基或9-蒽基;0.35至0.8wt%之該(C)式(II)之二苯甲酮化合物,其中Ar
2係苯基;及0.1至1.5wt%之至少一種(F)抗氧化劑。
態樣7.一種製造如態樣1至6中任一項之聚烯烴配方之方法,其包含以使得製造該調配物之方式,混合該(A)聚烯烴聚合物與該至少一種且至多兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物及該(C)二苯甲酮化合物以及可選地至少一種添加劑。所製造之配方可係成分(A)、(B)、及(C)之不均勻或均勻摻合物。接觸步驟包含使成分(A)、(B)、及(C)彼此(在此之前其先前從未接觸過)接觸。接觸步驟可進一步包含將接觸之(A)、(B)、及(C)混合在一起以形成其均勻混合物。在一些實施例中,該方法進一步包含將可選的添加劑(D)至(N)中之至少一者與(A)及(B)混合。混合可包含將成分(B)、(C)及可選的添加劑(D)至(N)中之一或多者熔融摻合到成分(A)之熔體中。熔融摻合可在經組態用於熔融混合聚烯烴及添加劑之擠壓機中執行。可經由模具擠壓所得熔融摻合物以形成絞線,隨後將其粒化以得到呈丸粒形式之聚烯烴配方。或可經由經設計以形成包含聚烯烴配方之製成物品的模具擠壓熔融摻合物。
態樣8.一種製造交聯聚烯烴產物之方法,其包含以使得該(A)聚烯烴聚合物交聯之方式,使如態樣1至6中任一項之聚烯烴配方經受固化條件,由此製造該交聯聚烯烴產物。固化條件可包含使配方暴露於紫外光或加熱具有(D)有機過氧化物及可選的(L)交聯助劑之配方。該方法之實施例可包含以使得(A)聚烯烴聚合物交聯之方式,加熱如態樣1至7中任一項之聚烯烴配方之實施例,該聚烯烴配方包含(D)有機過氧化物及可選的(L)交聯助劑,由此製造交聯聚烯烴產物。當不使用(L)交聯助劑時,交聯包含在(A)聚烯烴聚合物之分子之間產生碳-碳共價鍵。當包括(L)交聯助劑時,交聯包含在(A)聚烯烴聚合物之分子之間產生碳-碳共價鍵及在(L)交聯助劑之分子與(A)聚烯烴聚合物之分子之間產生碳-碳共價鍵。
態樣9.一種交聯聚烯烴產物,其係藉由如態樣8之方法製造。交聯聚烯烴產物具有與不含成分(B)及(C)中之一者或兩者的交聯(A)聚烯烴聚合物相比增加的電擊穿強度。交聯聚烯烴產物可包含(A’)交聯(網狀)聚乙烯聚合物,其係藉由交聯(A)聚烯烴聚合物或(A)聚烯烴聚合物與(L)交聯助劑之組合製造;以及成分(B)及(C)。交聯聚烯烴產物可進一步包含至少一種選自以下之添加劑:(F)抗氧化劑;(G)填充劑;(H)阻燃劑;(I)受阻胺穩定劑;(J)抗樹劑;(K)甲基自由基清除劑;(M)成核劑;及(N)著色劑(例如碳黑或二氧化鈦)。交聯聚烯烴產物具有與不含成分(B)及(C)之交聯(A)聚烯烴聚合物相比增加的電擊穿強度。
態樣10.一種物品,其包含如態樣1至6中任一項之聚烯烴配方、或如態樣9之交聯聚烯烴產物。該物品具有與含有不含成分(B)及(C)中之一者或兩者的(A)聚烯烴聚合物的物品相比增加的電擊穿強度。在一些態樣中,製成物品係選自:塗層、膜、薄片、擠壓物品(不是丸粒)及射出成形物品。例如,經塗佈之導體、用於傳輸電力或電信之電線及電纜之絕緣層、農業用膜、汽車部件、容器、食品封裝、服裝用袋、食品雜貨用袋、大負荷袋、工業片材、托板及收縮包裹物、袋、桶、冰箱容器、蓋、玩具。製成物品具有與不含(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物之交聯主體聚烯烴相比增加的電擊穿強度。
態樣11.一種經塗佈之導體,其包含導電芯及至少部分地覆蓋該導電芯之絕緣層,其中該絕緣層之至少一部分包含如態樣9之交聯聚烯烴產物。該經塗佈之導體及其絕緣層具有與含有不含成分(B)及(C)中之一者或兩者之(A)聚烯烴聚合物的經塗佈之導體或絕緣層相比增加的電擊穿強度。經塗佈之導體及其絕緣層具有增加的電擊穿強度。導電芯可為具有近端及遠端之電線,該電線之至少一個端可不含絕緣層。
態樣12.一種傳輸電之方法,其包含跨如態樣10之經塗佈之導體之導電芯施加電壓,以產生通過該導電芯之電流。亦考慮使用包含絕緣電導體之本發明經塗佈之導體傳輸資料之方法。
態樣13.如態樣1至12中任一項之本發明,其中該聚烯烴配方之電擊穿強度值η相對於不含(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物之比較配方的電擊穿強度值改良(增加)至少+39百分比(%);其中根據本說明書中描述之電擊穿強度試驗方法及韋伯統計方法使用韋伯統計資料針對63.2%之失效機率值判定電擊穿強度值η。在一些實施例中,本發明之電擊穿強度值η(針對63.2%之失效機率值)相對於不含電壓穩定劑之(A)聚烯烴聚合物(例如相對於稍後描述於實例中之比較實例0 (CE0))的電擊穿強度值改良(增加)至少+45%,替代地至少+49%。在一些實施例中,本發明之電擊穿強度值η(針對63.2%之失效機率值)相對於不含電壓穩定劑之(A)聚烯烴聚合物(例如,相對於CE0)的電擊穿強度值之改良進一步表徵為至多75%、替代地至多+65%、替代地至多+59%、替代地至多53%。在一些實施例中,本發明之電擊穿強度值η(針對63.2%之失效機率值)相對於不含電壓穩定劑之(A)聚烯烴聚合物(例如,相對於CE0)的電擊穿強度值之改良為+45%至+54%。在一些實施例中,本發明之電擊穿強度值η(針對63.2%之失效機率值)相對於不含電壓穩定劑之(A)聚烯烴聚合物(例如,相對於CE0)的電擊穿強度值之改良為+50% ± 5%。在一些實施例中,由聚烯烴配方製造之交聯聚烯烴產物在電擊穿強度值η(針對63.2%之失效機率值)方面具有本發明前述之任一種改良。所有前述電擊穿強度改良百分比值η係根據稍後描述之電擊穿強度測試方法(針對63.2%之失效機率值)進行測定。在一些實施例中,值η(針對63.2%之失效機率值)進一步表徵為根據稍後描述之電擊穿強度測試方法及韋伯統計方法進行測定之90%置信程度β。
態樣14.如態樣1至13中任一項之本發明,其中該聚烯烴配方之電擊穿強度值η改良(增加),該值大於僅包含(A)聚烯烴聚合物及二苯甲酮之第一比較配方的η加包含(A)聚烯烴聚合物、2-萘乙酮及9-乙醯基蒽之第二比較配方的η之總和,其中第一比較配方中之二苯甲酮之重量百分比(wt%)與聚烯烴配方中之(C)二苯甲酮化合物之wt%相同;其中第二比較配方中之2-萘乙酮之wt%與聚烯烴配方中之(B)乙醯芳族酮化合物之wt%相同;且其中第二比較配方中之9-乙醯基蒽之wt%與聚烯烴配方中之(B)乙醯芳族酮化合物之wt%相同。
經塗佈之導體可具有近端及遠端之電力電纜,且電可自近端流動穿過導電芯達至遠端,或反之亦然。導電芯可為電線。電力電纜可為中壓(MV)、高壓(HV)或超高壓(EHV)電力電纜。電力電纜適用於電傳輸應用。
(A)聚烯烴聚合物。由聚乙烯大分子構成,該等聚乙烯大分子獨立包含至少5個,替代地10至200,000個衍生自聚合乙烯與零個、一或多個其他烯烴官能性單體之構成單元。(A)聚烯烴聚合物之密度可為0.870至0.975公克/立方公分(g/cm
3),替代地0.890至0.930g/cm
3(例如,LDPE或LLDPE)、替代地0.910至0.930g/cm
3(例如,LDPE或LLDPE)、替代地0.931至0.945g/cm
3(例如,MDPE)、替代地0.945至0.970g/cm
3(例如,HDPE),所有值均根據ASTM D792-13方法B測量。
聚乙烯可為均聚物或共聚物。均聚物藉由僅聚合乙烯來製造。共聚物藉由聚合至少兩種不同烯烴單體來製造,該等烯烴單體中之一者為乙烯。共聚物可為藉由聚合乙烯及一種不同的烯烴單體製造之二聚物、藉由聚合乙烯及兩種不同的烯烴單體製造之三聚物、或藉由聚合乙烯及三種不同的烯烴單體製造之四聚物。作為共聚物之聚烯烴可為嵌段共聚物或無規共聚物。
用於製造(A)聚烯烴聚合物之烯烴官能性單體的實例為乙烯、丙烯、(C
4-C
20)α-烯烴、環狀烯烴(例如,降莰烯)、二烯(例如,1,3-丁二烯)、不飽和羧酸酯、及烯烴官能性可水解矽烷。(C
4-C
20)α-烯烴之實例為(C
4-C
8)α-烯烴,諸如1-丁烯、1-己烯、或1-辛烯;及(C
10- C
20)α-烯烴。二烯之實例為1,3-丁二烯。不飽和羧酸酯之實例為丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯及羧酸乙烯酯(例如乙酸乙烯酯)。烯烴官能性可水解矽烷之實例為乙烯基三烷氧基矽烷、乙烯基參(二烷胺基)矽烷及乙烯基(三肟基)矽烷。
在一些實施例中,(A)聚烯烴聚合物為乙烯基聚合物。乙烯基聚合物包含51wt%至100wt%的衍生自聚合乙烯之烯系單元及49wt%至0wt%的衍生自聚合一種,替代地兩種烯烴官能性單體(共聚單體)之共聚單體單元。共聚單體可選自丙烯、(C
4-C
20)α-烯烴、及1,3-丁二烯。(C
4-C
20)α-烯烴可為(C
4-C
8)α-烯烴,諸如1-丁烯、1-己烯、或1-辛烯。
適合的乙烯基聚合物之實例為聚乙烯均聚物、乙烯/(C
4-C
20)α-烯烴共聚物、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/二烯單體(ethylene/propylene/diene monomer,EPDM)共聚物,諸如乙烯/丙烯/1,3-丁二烯三聚物及乙烯/1-丁烯/苯乙烯共聚物。適合的乙烯/(C
4-C
20)α-烯烴共聚物之實例為乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-己烯共聚物、及乙烯/1-辛烯共聚物。乙烯基聚合物可為超低密度聚乙烯(ultra-low-density polyethylene, ULDPE)、極低密度聚乙烯(very low-density polyethylene, VLDPE)、線性低密度聚乙烯(linear low-density polyethylene, LLDPE)、低密度聚乙烯(low-density polyethylene, LDPE)、中密度聚乙烯(medium-density polyethylene, MDPE)、高密度聚乙烯(high-density polyethylene, HDPE)或超高密度聚乙烯(ultra-high-density polyethylene, UHDPE)。許多乙烯基聚合物由The Dow Chemical Company以例如AFFINITY、ATTANE、DOWLEX、ENGAGE、FLEXOMER或INFUSE之商品名出售。其他乙烯基聚合物由其他供應商以例如TAFMER、EXCEED及EXACT之商品名出售。LDPE及LLDPE因其在不同聚合條件下之製備方式而在組成上不同:LDPE在高壓聚合反應器中在存在自由基引發劑(過氧化物或O
2)之情況下在無烯烴聚合催化劑之情況下製造,而LLDPE在標準壓力聚合反應器中在存在烯烴聚合催化劑之情況下且在不存在自由基引發劑之情況下製造。
在一些態樣中,(A)聚烯烴聚合物為聚乙烯均聚物,例如低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)。所有其構成單元均為乙烯系重複單元。LDPE可藉由使乙烯在高壓反應器中在不存在金屬基聚合催化劑之情況下以及在存在少量(例如0.3至0.4wt%)自由基引發劑(例如,過氧化物或過氧化物或O
2之混合物)及1wt%鏈轉移劑(即丙烯)之情況下聚合來製造。
在一些實施例中,(A)聚烯烴聚合物係僅由一種乙烯基聚合物之聚合物(例如僅LLDPE、或僅LDPE、或僅MDPE、或僅HDPE)組成。在一些實施例中,(A)聚烯烴聚合物係由LDPE組成。當(A)聚烯烴聚合物係由LDPE組成時,在一些此類實施例中,聚烯烴配方可不含除LDPE外之任何有機聚合物。
(A)聚烯烴聚合物可為乙烯/α-烯烴共聚物。乙烯/α-烯烴共聚物可為乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物、或其中任兩者之組合。乙烯/(C
4-C
20)α-烯烴共聚物之構成單元係由51至99.9wt%的乙烯衍生之構成單元及49至0.1wt%的α-烯烴衍生之構成單元組成。
(A)聚烯烴聚合物可為乙烯/丙烯共聚物。乙烯/丙烯共聚物之構成單元係由乙烯單體單元、丙烯共聚單體單元及可選的二烯共聚單體單元組成。
(A)聚烯烴聚合物可為乙烯/(不飽和羧酸酯)共聚物。不飽和羧酸酯為乙酸乙烯酯、丙烯酸烷酯、或甲基丙烯酸烷酯。
(A)聚烯烴聚合物可為乙烯/(單環有機矽氧烷)共聚物。單環有機矽氧烷具有式(III):[R
1,R
2SiO
2/2]
n(III),其中下標n為大於或等於3之整數;各R
1獨立地為(C
2-C
4)烯基或H
2C=C(R
1a)-C(=O)-O-(CH
2)
m-其中R
1a為H或甲基,且下標m為1至4之整數;且各R
2獨立地為H、(C
1-C
4)烷基、苯基、或R
1。
(A)聚烯烴聚合物可包含兩種或更多種不同的乙烯基聚合物之摻合物。在一些實施例中,摻合物中之兩種或更多種不同的乙烯基聚合物包括至少一種LDPE。
在一些態樣中,(A)聚烯烴聚合物係由低密度聚乙烯(LDPE)聚合物組成。LDPE聚合物藉由使乙烯在高壓反應器中在不存在金屬基聚合催化劑之情況下且在存在少量自由基引發劑(例如,過氧化物或O
2)及鏈轉移劑(chain transfer agent,CTA)之情況下聚合來製造。CTA可為丙烯,其可以相對於高壓反應器中乙烯及丙烯之總重量的1wt%使用。LDPE聚合物可具有0.910至0.930g/cm
3之密度及1.0至5g/10min之熔融指數(I
2)。LDPE聚合物可為實例中所描述之LDPE-1。
聚烯烴配方可包含60.0至99.9wt%之(A)聚烯烴聚合物;替代地70.0至99.9wt%之(A)聚烯烴聚合物;替代地85.0至99.9wt%之(A)聚烯烴聚合物;替代地90.0至99.9wt%之(A)聚烯烴聚合物;所有係基於聚烯烴配方之總重量。
至少一種且至多兩種不同的(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物:
(I),其中Ar
1為萘基或蒽基。在一些實施例中,Ar
1為1-萘基、2-萘基、2-蒽基、或9-蒽基;替代地2-萘基、或9-蒽基;替代地2-萘基、替代地9-蒽基。因此,(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物可為1-萘乙酮(CAS 941-98-0)、2-萘乙酮(CAS編號93-08-3)、2-乙醯基蒽(CAS 10210-32-9)、或9-乙醯基蒽(CAS編號784-04-3)。
式(II)中之Ar
2基團可為烷基苯基。烷基苯基為獨立地經1至5個(C
1-C
20)烷基取代之苯基。不受理論束縛,咸信苯基之烷基取代基有助於具有其之(C)二苯甲酮化合物溶解於(A)聚烯烴聚合物中。
烷基苯基可為(C
1)烷基苯基(亦即,甲基苯基)、(C
2-C
20)烷基苯基、或其組合。(C
1)烷基苯基(亦即,甲基苯基)之實例包括4-甲基苯基;2,4-二甲基苯基;2,5-二甲基苯基;2,4,5-三甲基苯基;及2,3,4,t-四甲基苯基。(C
2-C
20)烷基苯基之實例包括4-乙基苯基;4-己基苯基;4-癸基苯基;4-十九基苯基。組合之實例包括2-甲基-4-己基苯基。
在一些實施例中,Ar
2為苯基或經甲基取代之苯基;可替代地苯基。Ar
2可為苯基且(C)式(II)之二苯甲酮化合物可為二苯甲酮本身(CAS 119-61-9)。可替代地,Ar
2可為4-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、或4-(1,1-二甲基乙基)苯基,且(C)式(II)之二苯甲酮化合物可為4-甲基苯甲酮(CAS 134-84-9)、2,4,-二甲基苯甲酮(CAS 1140-14-3)、3,4,-二甲基苯甲酮(CAS 2571-39-3)、或4-三級丁基苯甲酮(CAS 22679-54-5)。
除了至少一種且至多兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物之外,聚烯烴配方及由其製造之交聯聚烯烴產物可不含任何電壓穩定劑化合物。可替代地,聚烯烴配方及由其製造之交聯聚烯烴產物可含有第三電壓穩定劑化合物,其不同於(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物。
聚烯烴配方及由其製造之交聯聚烯烴產物可獨立地含有0.1至5.0wt%,替代地0.15至3.0wt%、替代地0.15至2.0wt%之(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物。在一些實施例中,(B)乙醯芳族酮化合物之量為0.10至2.0wt%,替代地0.15至1.40wt%、替代地0.20至0.54wt%、替代地0.20至0.30wt%、替代地0.35至0.54wt%。在一些實施例中,(C)二苯甲酮化合物之量為0.25至1.40wt%,替代地0.30至0.90wt%、替代地0.35至0.75wt%、替代地0.35至0.54wt%、替代地0.45至0.75wt%。所有wt%均分別以聚烯烴配方之總重量或交聯聚烯烴產物之總重量計。
成分(D)有機過氧化物:含有碳原子、氫原子及兩個或更多個氧原子且具有至少一個-O-O-基團的分子,其限制條件為,當存在多於一個-O-O-基團時,各-O-O-基團經由一或多個碳原子間接鍵結於另一-O-O-基團;或此類分子之集合。可將(D)有機過氧化物添加至聚烯烴配方以用於固化,該固化包含將包含成分(A)、(B)、及(D)之聚烯烴配方加熱至處於或高於(D)有機過氧化物之分解溫度的溫度。(D)有機過氧化物可為式R
O-O-O-R
O的單過氧化物,其中各R
O獨立地為(C
1-C
20)烷基或(C
6-C
20)芳基。各(C
1-C
20)烷基獨立地未經取代或經1或2個(C
6-C
12)芳基取代。各(C
6-C
20)芳基未經取代或經1至4個(C
1-C
10)烷基取代。替代地,(D)可為式R
O-O-O-R-O-O-R
O之二過氧化物,其中R為二價烴基,諸如(C
2-C
10)伸烷基、(C
3-C
10)伸環烷基、或伸苯基,且各R
O如上文所定義。(D)有機過氧化物可為雙(1,1-二甲基乙基)過氧化物;雙(1,1-二甲基丙基)過氧化物;2,5-二甲基-2,5-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)己烷;2,5-二甲基-2,5-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)己炔;4,4-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)戊酸;丁酯;1,1-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷;過氧化苯甲醯;過氧基苯甲酸三級丁酯;二-三級戊基過氧化物(「DTAP」);雙(α-三級丁基-過氧基異丙基)苯(「BIPB」);異丙基異丙苯基三級丁基過氧化物;三級丁基異丙苯基過氧化物;二-三級丁基過氧化物;2,5-雙(三級丁基過氧基)-2,5-二甲基己烷;2,5-雙(三級丁基過氧基)-2,5-二甲基己炔-3,1,1-雙(三級丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷;異丙基異丙苯基過氧化異丙苯;4,4-二(三級丁基過氧基)戊酸丁酯;或二(異丙基異丙苯基)過氧化物;或二異丙苯基過氧化物。(D)有機過氧化物可為過氧化二異丙苯。在一些態樣中,僅使用兩種或更多種(D)有機過氧化物之摻合物,例如三級丁基過氧化異丙苯與雙(三級丁基過氧基異丙基)苯之20:80 (wt/wt)摻合物(例如LUPEROX D446B,其可商購自Arkema)。在一些態樣中,至少一種、替代地各種(D)有機過氧化物含有一個-O-O-基團。(D)有機過氧化物可為載劑混合物或者聚烯烴配方之0.29至0.44wt%,替代地0.30至39wt%、替代地0.30至0.37wt%。
可選的成分(E)焦化延緩劑(scorch retardant):抑制過早固化之分子,或此類分子之集合。焦化延緩劑之實例係受阻酚;半受阻酚;TEMPO;TEMPO衍生物;1,1-二苯基乙烯;2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(亦稱為α-甲基苯乙烯二聚物或AMSD);及US 6277925B1第2欄第62行至第3欄第46行中所描述之含有烯丙基之化合物。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(E)。若存在,則(E)焦化延緩劑可為聚烯烴配方之0.01至1.5wt%,替代地0.05至1.2wt%、替代地0.1至1.0wt%。
可選的成分(F)抗氧化劑:抑制氧化之有機分子,或此類分子之集合。(F)抗氧化劑用於為聚烯烴配方及/或交聯聚烯烴產物提供抗氧化特性。合適的(F)之實例為雙(4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基)胺(例如NAUGARD 445);2,2'-亞甲基-雙(4-甲基-6-三級丁酚)(例如VANOX MBPC);2,2'-硫基雙(2-三級丁基-5-甲基苯酚)(CAS編號90-66-4);4,4'-硫基雙(2-三級丁基-5-甲基苯酚)(亦稱為4,4'-硫基雙(6-三級丁基-間甲酚),CAS編號96-69-5,可商購自LOWINOX TBM-6);2,2'-硫基雙(6-三級丁基-4-甲基苯酚)(CAS編號90-66-4,可商購自LOWINOX TBP-6);參[(4-三級丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯基)甲基]-1,3,5-三
-2,4,6-三酮(例如CYANOX 1790);肆(3-(3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基)丙酸新戊四醇酯(例如IRGANOX 1010,CAS編號6683-19-8);3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯丙酸2,2'-硫代二乙二基酯(例如,IRGANOX 1035,CAS編號41484-35-9);硫代二丙酸二硬脂醯酯(「DSTDP」);硫代二丙酸二月桂酯(例如IRGANOX PS 800);3-(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂醯酯(例如IRGANOX 1076);2,4-雙(十二基硫基甲基)-6-甲基苯酚(IRGANOX 1726);4,6-雙(辛基硫基甲基)-鄰甲酚(例如IRGANOX 1520);及2',3-雙[[3-[3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基]丙醯基]]丙醯肼(IRGANOX 1024)。在一些態樣中,(F)為4,4'-硫基雙(2-三級丁基-5-甲基苯酚)(亦稱為4,4'-硫基雙(6-三級丁基間甲酚));2,2'-硫基雙(6-三級丁基-4-甲基苯酚);參[(4-三級丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯基)甲基]-1,3,5-三
-2,4,6-三酮;硫代二丙酸二硬脂醯酯;或硫代二丙酸二月桂酯;或其任二或更多者之組合。組合可為參[(4-三級丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯基)甲基]-1,3,5-三
-2,4,6-三酮及硫代二丙酸二硬脂醯酯。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(F)。若存在,則(F)抗氧化劑可為聚烯烴配方之0.01至1.5wt%、替代地0.05至1.2wt%、替代地0.1至1.0wt%。
可選的成分(G)填充劑:佔據主體材料中之空間且可選地影響主體材料之功能的精細分割顆粒固體或膠凝。(G)填充劑可為煅燒黏土、有機黏土或疏水化煙霧狀二氧化矽,諸如可以CAB-O-SIL商品名自Cabot Corporation商購之彼等。(G)填充劑可以具有阻燃作用。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(G)。若存在,則(G)填充劑可為聚烯烴配方之1至40 wt%,替代地2至30wt%、替代地5至20wt%。
可選的成分(H)阻燃劑:抑制燃燒之分子或物質,或此類分子之集合。(H)可為鹵化或無鹵素化合物。(H)鹵化(H)阻燃劑之實例為有機氯化物及有機溴化物,有機氯化物之實例為氯菌酸衍生物及氯化石蠟。有機溴化物之實例為十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、聚合溴化化合物,諸如溴化聚苯乙烯,溴化碳酸鹽低聚物、溴化環氧樹脂低聚物、四溴鄰苯二甲酸酐、四溴雙酚、及六溴環十二烷。一般鹵化(H)阻燃劑與增效劑結合使用以增強其效率。增效劑可為三氧化二銻。無鹵素(H)阻燃劑之實例為無機礦物質、有機氮膨脹化合物、及磷基膨脹化合物。無機礦物質之實例為氫氧化鋁及氫氧化鎂。磷基膨脹化合物之實例為有機膦酸、膦酸酯、亞膦酸酯、亞膦酸二酯、次膦酸酯、氧化膦、膦、亞磷酸酯、磷酸酯、氯化磷腈、磷酯醯胺、磷酸醯胺、膦酸醯胺、次膦酸醯胺、三聚氰胺及其三聚氰胺衍生物,包括三聚氰胺多磷酸、三聚氰胺焦磷酸及三聚氰胺氰尿酸,及此等材料中之兩者或更多者之混合物。實例包括磷酸苯基雙十二酯、磷酸苯基雙新戊酯、苯基乙烯磷酸氫酯、磷酸苯基-雙(3,5,5’三甲基己基)酯、磷酸乙基二苯酯、磷酸2-乙基己基二(對甲苯基)酯、磷酸二苯酯、對甲苯基磷酸雙(2-乙基-己基)酯、磷酸三甲苯酯、磷酸雙(2-乙基己基)-苯酯、磷酸三(壬基苯基)酯、磷酸苯基甲酯、磷酸二(十二基)對甲苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、磷酸二丁基苯酯、磷酸2-氯乙基二苯基酯、磷酸對甲苯基雙(2,5,5’-三甲基己基)酯、磷酸2-乙基己基二苯酯及二苯基磷酸氫酯。美國專利第6,404,971號中所描述之類型之磷酸酯為磷基阻燃劑之實例。額外實例包括液體磷酸酯,諸如雙酚A二磷酸酯(BAPP) (Adeka Palmarole)及/或間苯二酚雙(磷酸二苯酯)(Fyroflex RDP) (Supresta, ICI);固體磷,諸如多磷酸銨(APP);焦磷酸哌
及多磷酸哌
。多磷酸銨通常與阻燃劑輔助添加劑,諸如三聚氰胺衍生物一起使用。亦可用Melafine (DSM)(2,4,6-三胺-1,3,5-三
;精細研磨的三聚氰胺)。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(H)。若存在,則(H)之濃度可為聚烯烴配方之0.01至70wt%,替代地0.05至40wt%、替代地1至20wt%。
可選的成分(I)受阻胺穩定劑:含有鍵結於至少一個空間上大型有機基團之鹼氮原子且充當降解或分解之抑制劑的分子,或此類分子之集合。(I)為具有空間位阻胺基官能基且抑制氧化降解之化合物,且其亦可增加含有(D)有機過氧化物之聚烯烴配方之實施例的存儲壽命。適合(I)之實例為丁二酸二甲酯、具有4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-乙醇之聚合物(CAS編號65447-77-0,可商購自LOWILITE 62);及N,N'-雙甲醯基-N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-六亞甲基二胺(CAS編號124172-53-8,可商購自Uvinul 4050 H)。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(I)。若存在,則(I)受阻胺穩定劑可為聚烯烴配方之0.001至1.5wt%,替代地0.002至1.2wt%、替代地0.002至1.0wt%、替代地0.005至0.5wt%、替代地0.01至0.2wt%、替代地0.05至0.1wt%。
可選的成分(J)抗樹劑:抑制水樹及/或電樹之分子,或此類分子之集合。抗樹劑可為抗水樹劑或抗電樹劑。抗水樹劑為一種抑制水樹之化合物,水樹為聚烯烴當暴露於電場與濕氣或水分之組合影響下時發生降解的過程。抗電樹劑,亦稱作電壓穩定劑,係抑制電樹之化合物,電樹為由於部分放電引起之固體電絕緣中之電預擊穿過程。電樹能在不存在水之情況下出現。水樹及電樹為含有經塗佈之導體(其中塗層含有聚烯烴)之電纜的問題。(J)可為聚(乙二醇) (PEG)。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(J)。若存在,則(J)抗樹劑可為聚烯烴配方之0.01至1.5wt%,替代地0.05至1.2wt%、替代地0.1至1.0wt%。
可選的成分(K)甲基自由基清除劑:可與甲基自由基反應之分子,或此類分子之集合。(K)與聚烯烴配方或交聯聚烯烴產物中之甲基自由基反應。(K)可為2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基或1,1-二芳基乙烯之「TEMPO」衍生物。TEMPO衍生物之實例為4-丙烯醯氧基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基(CAS編號21270-85-9,「丙烯酸酯TEMPO」)、4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基(CAS編號217496-13-4,「烯丙基TEMPO」);雙(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基)癸二酸酯(CAS編號2516-92-9,「雙TEMPO」);N,N-雙(丙烯醯基-4-胺基)-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基(CAS編號1692896-32-4,「二丙烯醯胺TEMPO」);及N-丙烯醯基-4-胺基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基-N-烴氧基(CAS編號21270-88-2,「單丙烯醯胺TEMPO」)。1,1-二芳基乙烯之實例為1,1-二苯乙烯及α-甲基苯乙烯。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(K)。若存在,則(K)甲基自由基清除劑可為聚烯烴配方之0.01至1.5wt%,替代地0.05至1.2wt%、替代地0.1至1.0wt%。
可選的成分(L)交聯助劑:含有主鏈或環子結構及與其鍵結之一個、替代地兩個或更多個丙烯基、丙烯酸酯基及/或乙烯基的分子,其中該子結構由碳原子及可選的氮原子構成;或此類分子之集合。(L)交聯助劑不含矽原子。(L)交聯助劑可為如藉由限制條件(i)至(v)中之任一者所描述之丙烯基官能性交聯助劑:(i) (L)為2-烯丙基苯基烯丙醚;4-異丙烯基-2,6-二甲基苯基烯丙醚;2,6-二甲基-4-烯丙基苯基烯丙醚;2-甲氧基-4-烯丙基苯基烯丙醚;2,2'-二烯丙基雙酚A;O,O'-二烯丙基雙酚A;或四甲基二烯丙基雙酚A;(ii) (L)為2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯或1,3-二異丙烯基苯;(iii) (L)為異氰尿酸三烯丙酯(「TAIC」);氰尿酸三烯丙酯(「TAC」);偏苯三酸三烯丙酯(「TATM」);N,N,N',N',N'',N''-六烯丙基-1,3,5-三
-2,4,6-三胺(「HATATA」;亦稱為N
2,N
2,N
4,N
4,N
6,N
6-六烯丙基-1,3,5-三
-2,4,6-三胺);原甲酸三烯丙酯;新戊四醇三烯丙醚;檸檬酸三烯丙酯;或烏頭酸三烯丙酯;(iv) (L)為(i)中之丙烯基官能性助劑中之任何兩者之混合物。替代地,(L)可為選自以下之丙烯酸酯官能性交聯助劑:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(「TMPTA」)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(「TMPTMA」)、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、參(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯及丙氧基化甘油基三丙烯酸酯。替代地,(L)可為選自具有至少50wt%的1,2-乙烯基含量及三乙烯基環己烷(「TVCH」)之聚丁二烯之乙烯基官能性交聯助劑。替代地,(L)可為US 5,346,961或US 4,018,852中所描述之交聯助劑。替代地,(L)可為前述交聯助劑之組合或任何兩者或更多者。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(L)。若存在,則(L)交聯助劑可為聚烯烴配方之0.01至4.5wt%,替代地0.05至2wt%,替代地0.1至1wt%,替代地0.2至0.5wt%。
可選的成分(M)加工助劑:一種有機或有機矽氧烷添加劑,其增強(A)聚烯烴聚合物之熔體在其擠壓期間的流動性。(M)之實例為聚(氟乙烯)聚合物及聚二甲基矽氧烷。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(M)。若存在,則(M)之濃度可為聚烯烴配方之0.01至1.5wt%,替代地0.05至1.2wt%、替代地0.1至1.0wt%。
可選的成分(N)著色劑(例如,碳黑或TiO
2)。碳黑:細粉狀形式之同結晶碳之表面積體積比率高,但小於活性碳之表面積體積比率。碳黑之實例為爐法碳黑(furnace carbon black)、乙炔碳黑、導電碳(例如碳纖維、碳奈米管、石墨烯、石墨及膨脹石墨小板)。在一些態樣中,聚烯烴配方及交聯聚烯烴產物不含(N)。若存在,則(N)之濃度可為聚烯烴配方之0.01至40wt%,替代地0.05至35wt%、替代地0.1至20wt%、替代地0.5至10wt%、替代地1至5wt%。
為避免疑問,(G)填充劑及(N)著色劑不同。
另外,聚烯烴配方可獨立地進一步包含一或多種選自以下之其他可選的添加劑:載體樹脂、潤滑劑、助滑劑、塑化劑、界面活性劑、增量油、除酸劑及金屬去活化劑。
交聯聚烯烴產物亦可含有固化副產物,諸如(D)有機過氧化物之反應之醇及酮副產物。當聚烯烴配方進一步含有任何可選的諸如(F)抗氧化劑之添加劑或成分中之一或多者時,交聯聚烯烴產物亦可含有可選的諸如(F)之添加劑或成分中之任何一或多者,或在固化聚烯烴配方期間自其形成之一或多種反應產物。
交聯聚烯烴產物可呈分開的固體形式或連續形式。分開的固體形式可包含顆粒、丸粒、粉末,或其任何兩者或更多者之組合。連續形式可為諸如模製部件(例如射出成形部件)或擠壓部件(例如經塗佈之導體或電纜)之製成物品。
經塗佈之導體。經塗佈之導體可為絕緣電導體。絕緣電導體可為經塗佈之金屬電線或電纜,包括用於低電壓(「LV」,> 0至< 5千伏(kV))、中壓(「MV」,5至< 69kV)、高壓(「HV」,69至230kV)或超高壓(「EHV」,> 230kV)資料傳輸及電傳輸/分配應用之電力電纜。「電線(wire)」意謂單股或單絲導電材料,例如導電金屬,諸如銅或鋁。「電纜(cable)」及「電力電纜(power cable)」為同義的且意謂包含安置在覆蓋物內可稱為護套、套(保護性外部套)或塗層內之至少一種電線的絕緣電導體。可設計且構築用於中壓、高壓或超高壓應用中之絕緣電導體。合適的電纜設計之實例示於US 5,246,783;US 6,496,629;及US 6,714,707中。
絕緣電導體可含有導體/傳輸器芯及圍繞其安置之外部單層覆蓋物或外部多層覆蓋物,以便保護導體/傳輸器芯且將導體/傳輸器芯與外部環境隔離。導體/傳輸器芯可由一或多個金屬線構成。當導體/傳輸器芯含有兩個或更多個金屬線時,金屬線可再分成分離的電線束。導體/傳輸器芯中之每根電線不論是否成束,均可單獨地塗佈有絕緣層及/或分離束可塗佈有絕緣層。單層覆蓋物或多層覆蓋物(例如單層或多層塗層或護套)主要作用是保護導體/傳輸器芯或將導體/傳輸器芯與外部環境(諸如日光、水、熱、氧氣、其他導電材料(例如防止短路)及/或其他腐蝕性材料(例如化學煙塵))隔離。
一個絕緣電導體至下一個之單層或多層覆蓋物可根據其各別預期用途而以不同方式組態。舉例而言,在橫截面中觀察,絕緣電導體之多層覆蓋物自其最內層至其最外層可以依序組態有以下組分:內部半導體層、包含交聯聚烯烴產物(本發明交聯產物)之交聯聚烯烴絕緣層、外部半導體層、金屬屏蔽件及保護護套。層及護套為周向及同軸(縱向)連續的。金屬屏蔽件(接地)為同軸連續的及周向連續的(一層)或不連續的(帶或線)。視預期應用而定用於絕緣光纖之多層覆蓋物可省略半導電層及/或金屬屏蔽件。外部半導電層(若存在),可由過氧化物交聯之半導電產物構成,其可與交聯聚烯烴層結合或可自交聯聚烯烴層剝離。
在一些態樣中為製造經塗佈之導體之方法,其包含將包含一層聚烯烴配方之塗層擠壓至導體/傳輸器芯上得到塗佈芯,且使塗佈芯穿過組態有合適的連續硫化(continuous vulcanization, CV)條件之CV設備,用於固化聚烯烴配方以得到經塗佈之導體。CV條件包括溫度、大氣(例如,氮氣)及通過CV設備之線速度或穿過時間段。合適的CV條件可提供離開CV設備之經塗佈之導體,其中經塗佈之導體含有藉由使交聯聚烯烴層之層固化形成的交聯聚烯烴層。
電擊穿強度(介電強度):電絕緣材料在不經歷電擊穿事件之情況下,即在不導電之情況下可耐受之最大電場(施加電壓除以電極分隔距離)。使用標準電極分隔距離以伏特為單位進行表示。
本文中之任何化合物、組成物、配方、材料、混合物或反應產物可不含選自由以下所組成之群組的化學元素中之任一個: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、鑭系元素、及錒系元素;其限制條件為不省略化合物、組成物、配方、材料、混合物或反應產物固有所需的化學元素(例如,聚乙烯所需的C及H或醇所需的C、H及O)。
替代地先於獨特實施例。ANSI為美國國家標準協會組織(American National Standards Institute organization),總部設於美國華盛頓哥倫比亞特區(Washington, D.C., USA)。ASME為美國機械工程師學會(American Society of Mechanical Engineers),總部設於美國紐約州紐約市(New York City, New York, USA)。ASTM為標準組織,美國賓夕法尼亞州西康舍霍肯之國際ASTM (ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, USA)。任何比較實例均僅用於說明目的且不應為先前技術。不含(free of)或沒有(lack)意指完全不存在;替代地不可偵測。IEC為國際電工委員會(International Electrotechnical Commission),位於3 rue de Varemb, Case postale 131, CH-1211, Geneva 20, Switzerland,http://www.iec.ch。IUPAC為國際理論與應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry) (IUPAC Secretariat, Research Triangle Park, North Carolina, USA)。元素週期表為2018年5月1日之IUPAC版。可賦予准許選項,但不為必要的。可操作意謂功能上可行或有效。可選(地)意謂不存在(或排除在外),替代地存在(或包括在內)。屬性可使用標準測試方法及條件來測量。除整數之範圍不包括分數值外,範圍包括其中所含之端點、子範圍及全部值及/或分數值。室溫:23℃± 1℃。
除非另外說明,否則本文所用用語之定義取自《IUPAC化學技術綱要(IUPAC Compendium of Chemical Technology)》(「金本(Gold Book)」)2.3.3版,日期為2014年2月24日。
在一些實施例中,用語「包含(comprising)」或「包含(comprises)」中之任一者可由片語「基本上由……組成(consisting essentially of)」或「基本上由……組成(consists essentially of)」取代。片語「基本上由……組成(consisting essentially of/consists essentially of)」為部分封端式的,且意謂聚烯烴配方及由其製造之交聯聚烯烴產物不含排除材料。舉例而言,排除之材料可包含非該電壓穩定劑之任何電壓穩定劑,且僅包含化合物(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物。在提及以下材料或特徵時使用用語「包含(comprises/comprising)」並不否定「基本上由……組成(consisting essentially of/consists essentially of)」之部分封閉性質,而僅允許「基本上由……組成(consisting essentially of/consists essentially of)」未明確排除之任何額外材料或特徵。在一些實施例中,用語「包含(comprising)」或「包含(comprises)」中之任一者可由片語「由……組成(consisting of)」或「由……組成(consists of)」取代。片語「由……組成(consisting of)」及「由……組成(consists of)」係封閉段的且排除其後未明確列出之任何元件或特徵。
為簡潔起見,僅在本文中明確揭示某些範圍。然而,任何下限之範圍可與列舉未明確列舉之範圍的任何上限組合。此外,任何下限之範圍可與列舉未明確列舉之範圍的任何其他下限組合;且以相同方式,任何上限之範圍可與列舉未明確列舉之範圍的任何其他上限組合。
密度測試法:根據ASTM D792-13,《藉由位移法測定塑膠密度及比重(相對密度)之標準測試方法(
Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement)》,方法B(用於在除水以外之液體中,例如在液體2-丙醇中測試固體塑膠)進行測量。報告結果單位為公克/立方公分(g/cm
3)。
熔融指數(I
2)根據ASTM D1238-04 (190℃, 2.16kg),《藉由擠出求積儀進行之熱塑性材料之熔體流動速率之標準測試方法(
Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Platometer)》使用條件190℃/2.16千克(kg)(先前稱為「條件E」且亦稱為I
2)進行測量。以每10分鐘洗脫之克數(g/10分鐘)或等效地以每1.0分鐘之分克數(dg/1分鐘)為單位進行報告。10.0dg = 1.00g。
本發明實施例可根據以下電擊穿強度測試方法測試。為了清楚起見,將方法之描述經分離成部分1至3。部分1涉及用於製備測試總成之材料。部分2涉及用於製備表示絕緣層之測試板及製備測試總成之步驟。測試總成包含表示絕緣層之測試板與兩個導體盤之夾層,其中測試板(絕緣層)安置於導體盤之間。部分3涉及將增大的測試電壓施加至測試總成且偵測絕緣層中之電擊穿事件的步驟。
部分1:電擊穿強度測試方法(材料):導體為複數個40毫米(mm)直徑之鋁盤及複數個29mm直徑之鋁盤;其中各盤厚度為75微米。夾層測試導體之間的絕緣層,使得夾層之總厚度為350微米至500微米。在擊穿之後,移除Al盤且測量擊穿位置處之絕緣層的厚度。
部分2:電擊穿強度測試方法(用於將電極及測試板組裝至測試總成中之步驟)。在兩步熱模製製程中製備測試絕緣層之樣本∶步驟1:稱重聚合物丸粒。將經稱重丸粒置放於壓模(厚度為約150微米至約900微米之8吋×8吋方形壓縮模製框架)中。在約7磅每平方吋(psi)下使聚合物丸粒預溫熱至140℃,持續3分鐘。在相同溫度下,切換至約382psi之高壓且持續3分鐘。在相同壓力下,在約15分鐘內將所得聚合物板冷卻至室溫。步驟2:自75微米厚之鋁薄片切割出複數個29mm及40mm直徑之導電鋁(Al)盤。將導電Al盤置放於(步驟1中製備之)板的頂部及底部上,在一側上為29mm直徑之盤且在相對側上為40mm直徑之盤。兩個導電Al盤彼此相對且彼此大致同心地安置。將9個此類導電Al盤對之3 × 3陣列間隔置放於8吋× 8吋聚合物板之各側上。在與步驟1中相同之壓模中且在與步驟1中相同之協定下將所得總成熱壓縮。隨後將總成置放於兩個黃銅電極之間以得到測試總成。各測試總成具有九對上部及下部黃銅電極、九對上部及下部導電Al盤,以及包夾在九對上部及下部導電Al盤之間的單個板。
測試總成之部分1展示於圖1中。各測試總成具有九個部分1。測試總成之部分1分別包括九對上部黃銅電極11及下部黃銅電極15中之一者;九對上部導電Al盤21及下部導電Al盤25中之一者;及單個板30之一部分(圖1)。每對黃銅電極11及15與裝置(圖中未示)電連通,所述裝置經組態用於供應電流、偵測電擊穿及測量其電壓。此類裝置為吾人所熟知,例如,參見ASTM D149-20《商業電源頻率下固體電絕緣材料之介電擊穿電壓及介電強度的標準測試方法(
Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at Commercial Power Frequencies)》;及IEC 243-1,《固體絕緣材料之電氣強度的測試方法第1部分:電源頻率測試(
Methods of Test for Electrical Strength of Solid Insulating Materials Part 1: Tests at Power Frequencies)》。黃銅電極11及15用於分別向其一對導電Al盤21及25施加電流。上部導電Al盤21獨立地具有下部表面22及上部表面23,且其盤厚度為其間之距離(亦即,自22至23之距離)。下部導電Al盤25獨立具有下部表面27及上部表面26,且其盤厚度為其間之距離(亦即,26至27之距離)。板30之不同部分分別包夾在間隔開的且不同對的導電Al盤21與導電Al盤25之間。導電Al盤21與導電Al盤25之間的板30之厚度為上部導電Al盤21之下部表面22與下部導電Al盤25之上部表面26之間的距離。板30之各部分獨立地具有上部表面31。用於測定以下部分3中之電擊穿強度的板30之部分的厚度T為下部導電Al盤25之上部表面26與板30之上部表面31之間的距離。此厚度T係由圖1中之「}T」指示,且係在由部分3中提及之電擊穿事件產生之通道的位置處測量。
部分3:電擊穿強度測試方法:將具有增加測試電壓之交流電(AC)施加至測試總成且偵測電擊穿事件的步驟。將以上製備之總成浸沒在絕緣油中,且用黃銅電極在頂部及底部接觸。施加電壓。以500伏特/秒(V/S,50Hz)之速率逐漸增加電壓直至出現擊穿事件,從而產生穿過聚合物之通道。擊穿事件經偵測為電流之突然增大。記錄出現電流事件之此跳躍時的所施加千伏特(V)。此擊穿事件係由在絕緣層中施加電壓產生之通道產生。測量在通道位置處之絕緣層的厚度且在以下計算中用作絕緣厚度:實際擊穿強度(E
act ) = V/T,其中V為以千伏(kV)為單位之擊穿電壓,且T為在通道處所測量之以毫米(mm)為單位的絕緣厚度,且E
act 為以千伏/毫米(kV/mm)為單位之實際擊穿強度。為了在跟蹤實際擊穿強度E
act 之表中進行報告之目的,將該實際擊穿強度標準化為1.016毫米(mm,等於40密耳)厚度且報告為以kV/mm為單位之標準化擊穿強度E。經標準化之擊穿強度E係根據方程式1 (Eq.1)計算:E = (V/T)*(T/T
0)^(1/2) (Eq.1),其中^(1/2)指示平方根,V為擊穿事件時施加之千伏,各T為絕緣層(板,在擊穿位置處)之測量厚度,且T
0為1.016mm(等效於40密耳)之厚度,使得T/T
0將擊穿強度值標準化為1.016mm厚度。記錄出現電擊穿事件時之電壓。藉由比較具有或不具有添加劑之相同聚合物之擊穿電場強度來評估電壓穩定劑之功效。
在本發明的電擊穿強度測試方法中,出現電擊穿事件時之電壓將取決於絕緣層之厚度而變化。根據下文描述之韋伯統計方法,使用熟知的雙參數韋伯統計分析標準化擊穿強度E,單位為kV/mm。
韋伯(Weibull)統計方法。藉由雙參數韋伯統計方法,根據方程式2 (Eq .2)針對大小N之測試樣本集測定η及β之電擊穿強度值:
Eq.2。E為如上文所描述測定之以kV/mm為單位之標準化場強度。F(E)為在標準化場強度E下失效的樣本集之樣本之累積分數。為了獲得恰當曲線擬合,藉由根據步驟(1)及(2)計算該集中之各樣本之中位數秩來測定樣本集N之F(E):(1)在失效時按自1至N之遞增次序對標準化電場強度E進行排序(對於大小為N之樣本集);(2)使用伯納德(Bernard)近似,根據方程式3測定各樣本ⅰ之中位數秩(median rank,MR):MR = F(E) = (i − 0.3)/(N + 0.4) (Eq.3)其中ⅰ在1至N範圍內(例如,若N = 9,則第一樣本為i = 1,第二樣本為i = 2,等等)。在圖式中,在y軸上以1至99之標度繪製累積分數F(E)之值,而在x軸上以5至100 kV/mm之比例繪製標準化場強E之值(或任何便於繪製E值之範圍)。知曉樣本集N之累積分數F(E)及E,基於方程式Eq.2執行曲線擬合以獲得η及β值。η等效於63.2%之樣本已失效之場強度。β與標準化場強度E之範圍相關,在該範圍內所有(100%)樣本N均失效。在所有其他因素相同之情況下,β值愈高,測試樣本N失效之場強度之範圍愈窄。舉例而言,若第一樣本集之所有樣本在E 16kV/mm至E 29kV/mm之範圍內(分布在最低E 16kV/mm與最高E 29kV/mm之間的13kV/mm範圍內)失效,則第一樣本集(N=9)之第一β將高於第二樣本集(N=9)之第二β,其中第二樣本集之所有樣本在E 16kV/mm至E 30kV/mm的範圍內(分布在最低E 16kV/mm和最高E 30kV/mm之間的14kV/mm範圍內)失效。
用於測定相對於CE0基線值之改良或減弱的電擊穿強度值為η,其針對63.2%之失效機率值預測且使用上文所描述之韋伯統計根據標準化場強度E值測定。亦報導90%置信程度(上限及下限)β值b,其係使用上文所描述之韋伯統計獲得。在所有其他因素相同之情況下,β值愈高,測試樣本N失效之場強度之範圍愈窄,且因此在90%置信程度下,E之範圍愈窄。
在所有其他因素相同之情況下,包括絕緣層之厚度,出現電擊穿強度之電壓愈高,絕緣材料之電擊穿強度愈大。測定相對於出現其電擊穿事件之17個控制板(N=153或155)之電壓,出現電擊穿事件之測試板(N=8或9)之電壓的增加(改良)百分比或減少(降低)百分比。百分比增加愈大,電擊穿強度之改良愈大。百分比減少愈大,電擊穿強度之降低愈大。
實例
聚乙烯聚合物(A)-1:低密度聚乙烯(LDPE-1)。LDPE-1具有0.920g/cm
3之密度及2.0g/10min之熔融指數。可作為DFDK-7423NT購自The Dow Chemical Company。
本發明之乙醯芳族酮化合物(B)-1:2-萘乙酮,其為式(I)化合物,其中Ar
1為2-萘基。
本發明之乙醯芳族酮化合物(B)-2:9-乙醯基蒽,其為式(I)化合物,其中Ar
1為9-蒽基。
本發明之二苯甲酮化合物(C)-1:二苯甲酮,其為式(II)化合物,其中Ar
2為苯基。
使用包括(B)乙醯芳族酮化合物本身(比較)、(C)二苯甲酮化合物本身(比較)及其摻合物(本發明)評估測試化合物對聚烯烴配方之電擊穿強度之影響。本發明聚烯烴配方之測試實施例包含呈(B)乙醯芳族酮化合物之測試化合物、呈(C)式(II)之二苯甲酮化合物的測試化合物及聚乙烯聚合物(A)-1。第一比較聚烯烴配方包含呈(B)乙醯芳族酮化合物及聚乙烯聚合物(A)-1但不含(C)式(II)之二苯甲酮化合物的測試化合物。第二比較聚烯烴配方包含呈(C)式(II)之二苯甲酮化合物及聚乙烯聚合物(A)-1但不含(B)乙醯芳族酮化合物的測試化合物。第三比較配方包含聚乙烯聚合物(A)-1,但不含化合物(B)或(C)。藉由將已知數量之測試化合物熔融混和至聚乙烯聚合物(A)-1中來製備用於測試之配方,使得按配方之總重量計測試配方中之測試化合物之濃度為0.1至10.0wt%。0.5wt%及1.0wt%之測試化合物的濃度為便於用於測試目的的量,但若需要,亦可使用較高濃度。根據先前針對電擊穿強度測試方法所描述之步驟將配方單獨地製造成測試板,且測定發生電擊穿事件時之電壓。將結果報告為針對63.2%的失效機率值之η值,如根據上文所描述之韋伯統計而測定。
比較實例0 (CE0)。製備由100.00wt%的聚乙烯聚合物(A)-1組成之單批不含穩定劑的比較配方。該批不含穩定劑之比較配方不含電壓穩定劑或任何添加劑。在單獨的實驗中,將不含穩定劑之比較配方之不同樣本熔融化混合至17個測試板中。使用九個電極對之3 × 3陣列測量各測試板之電擊穿強度,以獲得153個實際電擊穿強度值。根據先前描述之Eq. 1,將電擊穿強度值標準化為40mm的板厚度。CE0之標準化電擊穿強度值為η值(針對63.2%之失效機率值)為18.49kV/mm,90%置信程度β為18.18kV/mm至18.81kV/mm(下限至上限)。將63.2%之失效機率值的所有比較的及發明的η值與18.5kV/mm作為63.2%的失效概率值之基線(未改良或未減小)之標準化電擊穿強度值進行比較。
用以執行下文所描述之比較實例及本發明實例之實驗的程序包含以下步驟:(1)打開Brabender混合器,使其在缽為空時加熱直至所記錄溫度為約140℃。(2)Brabender缽裝有約260公克之(A)聚乙烯聚合物樹脂,且使其混合直至其在40rpm下熔融至多10分鐘。(3)使混合速度(rpm)降低,逆轉雙螺桿之旋轉,允許取出一些樣本用於進一步測試。(4)添加額外量之(A)聚乙烯聚合物及化合物(B)及(C)以使得缽容量在目標添加劑負載量下重新填充至260g,且使rpm升高回至40rpm。(5)使所得樣本混合至多5分鐘。(6)使混合速度(rpm)降低,逆轉雙螺桿之旋轉,允許取出一些樣本用於進一步測試。(7)重複步驟4-6以在聚乙烯中產生至多2wt%/之一系列添加劑濃度。一般,混合係在0.5wt%、1wt%及2wt%下進行。(8)使混合速度(rpm)降低,逆轉雙螺桿之旋轉,允許取出一些樣本用於進一步測試。(9)步驟9為實驗結束。(10)將樣本按壓成大約15密耳厚之厚板。(11)在頂部及底部處將鋁盤嵌入至樣本中且進行電測試(針對彼製程之示意圖,參見下文之測量章節)。關於摻合混合物添加劑製備之注意事項:藉由將相等重量比例之兩種添加劑添加至稱重缽上,且隨後用刮刀混合來製備摻合混合物。
比較實例1至7(CE1至CE7):在各單獨操作中,將聚乙烯聚合物(A)-1與以下熔融混合:(CE1)第一已知量之2-萘乙酮;(CE2)第二已知量之2-萘乙酮;(CE3)第一已知量之9-乙醯基蒽;(CE4)第二已知量之9-乙醯基蒽;(CE5)第一已知量之二苯甲酮(C)-1;(CE6)第二已知量之二苯甲酮(C)-1;或(CE7) 2-萘乙酮(B)-1與9-乙醯基蒽(B)-2之組合,如下表1中所示,得到比較聚烯烴配方CE1至CE7。根據電擊穿強度測試方法測試配方。測試結果展示於表2中。
表1:配方CE0至CE7之組成(0=0.00)
表2:配方CE0及CE1至CE7之電擊穿強度測試結果。
成分(wt%) | CE0 | CE1 | CE2 | CE3 | CE4 | CE5 | CE6 | CE7 |
聚乙烯聚合物 (A)-1 (LDPE-1) | 100 | 99.5 | 99.5 | 99.5 | 99.0 | 99.5 | 99.0 | 99.0 |
2-萘乙酮(B)-1 | 0 | 0.5 | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.5 |
9-乙醯基蒽(B)-2 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 1.0 | 0 | 0 | 0.5 |
二苯甲酮(C)-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 1.0 | 0 |
總計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
電擊穿強度 | CE0 | CE1 | CE2 | CE3 | CE4 | CE5 | CE6 | CE7 |
電壓穩定劑/去穩定劑 | 無 | (B)-1 | (B)-1 | (B)-2 | (B)-2 | (C)-1 | (C)-1 | (B)-1 + (B)-2 |
比較電壓穩定劑/去穩定劑之總濃度(wt%) | 0 | 0.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 1.0 (0.5 + 0.5) |
相對於CE0之電壓,電壓增加百分比(改良,+%)或電壓減小百分比(降低,-%) | 0% | 31 | 51 | 13.5 | 49 | 17.9,30.5 (平均值= 25) | 22,29,33,38(平均值= 30.5) | 26 |
未報告N/r。如表2中之資料所指示,相對於CE0(其不含有作為電壓穩定劑之添加劑),0.5wt%之二苯甲酮使電壓擊穿強度增強25% (CE5),但1.0wt%二苯甲酮使電壓擊穿強度增強30.5% (CE6)。因此,藉由增加二苯甲酮之負載量,不可能將電壓擊穿強度增強至39%或更高,可替代地45%或更高、可替代地49%或更高。亦在表2中,0.5wt%之2-萘乙酮使電壓擊穿強度增強31% (CE1),且1.0wt%之2-萘乙酮使其增強51% (CE2)。因此,藉由僅使用0.5wt%萘乙酮,不可能將電壓擊穿強度增強至39%或更高,可替代地45%或更高、可替代地49%或更高。另外,0.5wt% 9-乙醯基蒽使電壓擊穿強度增強僅13.5% (CE3)及1.0wt% 9-乙醯基蒽使其增強49% (CE4)。最終,1wt%之2-萘乙酮與9-乙醯基蒽之50/50組合,亦即0.5wt%之2-萘乙酮與0.5wt%之9-乙醯基蒽之組合使電壓擊穿強度增強26% (CE7)。
本發明實例1至3(IE1至IE3):在各單獨操作中,根據下表3,將聚乙烯聚合物(A)-1與已知量之2-萘乙酮(B)-1及二苯甲酮(C)-1熔融混合,或將聚乙烯聚合物(A)-1與已知量之9-乙醯基蒽(B)-2及二苯甲酮(C)-1熔融混合,得到IE1至IE3之本發明聚烯烴配方。根據電擊穿強度測試方法測試配方。測試結果展示於表4中。
本發明實例4:在另一操作中,根據下表3,將聚乙烯聚合物(A)-1與已知量之2-萘乙酮(B)-1、9-乙醯基蒽(B)-2及二苯甲酮(C)-1熔融混合,得到IE4之本發明聚烯烴配方。根據電擊穿強度測試方法測試配方。結果報告於表4中。
表3:配方CE0、IE1至IE4之組成。(0=0.00)
成分(重量份) | CE0 | IE1 | IE2 | IE3 | IE4 |
聚乙烯聚合物(A)-1 (LDPE-1) | 100 | 99.50 | 99.00 | 99.0 | 99.0 |
2-萘乙酮(B)-1 (Ar 1= 2-萘基) | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0.38 |
9-乙醯基蒽(B)-2 (Ar 1= 9-蒽基) | 0 | 0 | 0.5 | 0.27 | 0.24 |
二苯甲酮(C)-1 (Ar 2=苯基) | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.73 | 0.38 |
總計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
表3中之資料指示IE1至IE4之聚烯烴配方為本發明聚烯烴配方之實例。
表4:配方CE0、IE1至IE4之電擊穿強度測試結果。
電擊穿強度 | CE0 | IE1 | IE2 | IE3 | IE4 |
電壓穩定劑/去穩定劑 | 無 | (B)-1 + (C)-1 | (B)-1 + (C)-1 | (B)-2 + (C)-1 | (B)-1 + (B)-2 + (C)-1 |
比較電壓穩定劑/去穩定劑之總濃度(wt%) | 0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
相對於CE0之電壓,電壓增加百分比(改良,+%)或電壓減小百分比(降低,-%) | 0% | +52% | +50% | 39% | 39% |
如表4中之資料所指示,相對於CE0(其不含有作為電壓穩定劑之添加劑),達至電壓擊穿強度之45%或更高之改良,尤其52%改良出人意料地藉由0.5wt%之2-萘乙酮及0.5wt%之二苯甲酮之組合(IE1)實現。此為1.0wt%之單獨二苯甲酮或0.5wt%之單獨2-萘乙酮無法達到之改良水準。因此,本發明聚烯烴配方,其包含(A)聚烯烴聚合物;(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物,其中Ar
1為2-萘乙酮;及(C)式(II)之二苯甲酮化合物,可有利地實現39%或更高,可替代地45%或更高,可替代地49%或更高之高壓穩定化改良而無需裝載任一種大於0.5wt%之添加劑。此實現尤其有利於改良無法溶解1.0wt%濃度之2-萘乙酮之聚烯烴聚合物的電壓擊穿強度,例如在其中此類1.0wt%負載量下之2-萘乙酮中之部分將遷移至此類聚烯烴聚合物之表面的態樣中,由此損害更高負載量之任何電壓穩定效應。
在表4 IE3中,顯示(B)乙醯芳族酮化合物及(C)二苯甲酮化合物之負載量之wt%不必等量以實現電壓擊穿強度之顯著改良。IE4顯示兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物與(C)二苯甲酮化合物之組合亦實現電壓擊穿強度之顯著改良。
0.5wt%之9-乙醯基蒽與0.5wt%之二苯甲酮的組合使電壓擊穿強度增強50% (IE2),其大於單獨藉由此等化合物個別實現的增強之38.5%總和(CE3之13.5% + CE5之25%)。因此,本發明聚烯烴配方之電壓穩定改良可稱為協同的,該聚烯烴配方包含(A)聚烯烴聚合物;(B)式(I)之乙醯芳族酮化合物,其中Ar
1為蒽基;及(C)式(II)之二苯甲酮化合物。
本發明實例5a至5c、6a至6c、7a至7c、及8a至8c(IE5a至IE5c、IE6a至IE6c、IE7a至IE7c、及IE8a至IE8c,皆為預示性):在各單獨操作中,複製本發明實例IE1,不同之處在於用高密度聚乙烯聚合物(HDPE,IE5a至IE5c)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(ethylene/vinyl acetate copolymer,EVA;IE6a至IE6c)、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(ethylene/methyl acrylate copolymer,EMA;IE7a至IE7c)、或乙烯/(單環四乙烯基-四甲基-四矽氧烷)共聚物)(IE8a至IE8c)取代聚乙烯聚合物(A)-1,分別得到第一本發明聚烯烴配方IE5a、IE6a、IE7a、或IE8a。在各單獨操作中,將1.0wt%過氧化二異丙苯浸泡於其中以分別得到IE3b、IE4b、IE5b、或IE6b之第二本發明聚烯烴配方。Wt%係按各別第二配方之總重量計。在各單獨操作中,將所得本發明配方IE5b、IE6b、IE7b或IE8b在120℃下加熱1小時,由此產生IE5c、IE6c、IE7c或IE8c之本發明交聯聚烯烴產物。
本發明實例9(預示性):製備經塗佈之導體。將任一前述本發明實例之本發明聚烯烴配方引入電線塗佈擠出管線中以製備具有塗層之經塗佈電線,該塗層基本上由在14 AWG實心銅線上呈電線構造狀之配方組成。電線塗佈擠出管線係由具有變速驅動器之布拉班德1.9cm擠出機、25:1標準PE螺桿、布拉班德十字頭電線模、具有空氣擦拭物之實驗室水冷卻槽、雷射測微計及變速電線拉力器組成。以40rpm螺桿速度擠出具有0.76毫米(mm,30密耳)壁厚之樣本。使用分別在區域1/區域2/區域3/及頭/模上之160℃/170℃/180℃/190℃之設定溫度分布以3.1公尺/分鐘之捲取速度(10呎/分鐘)製成電線。電線上之塗層基本上由本發明聚烯烴配方中之一者組成。電線可穿過設置在220℃之固化溫度下之硫化管,以充分固化配方,得到上面具有塗層之電線,其中塗層基本上由本發明之聚烯烴配方之交聯產物組成。
本發明實例10(預示性):導電。自上文所製造之經塗佈電線之各端剝離塗層之末端部分以暴露該電線。跨經塗佈電線(經塗佈之導體)之電線(例如,導電芯)施加電壓,藉此產生通過電線之電流。所施加之電壓可源自電池、電力柵格或含反相器之太陽板。
1:部分
11,15:黃銅電極
21:導電Al盤
22:下部表面
23:上部表面
25:導電Al盤
26:上部表面
27:下部表面
30:板
31:上部表面
T:厚度
〔圖1〕(FIG. 1)係用於測量電擊穿強度之測試樣本的幾何結構之圖式。
1:部分
11,15:黃銅電極
21:導電Al盤
22:下部表面
23:上部表面
25:導電Al盤
26:上部表面
27:下部表面
30:板
31:上部表面
T:厚度
Claims (12)
- 如請求項1之聚烯烴配方,其中該Ar 2係苯基;且Ar 1係選自由以下所組成之群組:(i) 1-萘基;(ii) 2-萘基;(iii) 2-蒽基;及(iv) 9-蒽基;或其中該Ar 2係烷基苯基;且Ar 1係選自由以下所組成之群組:(i) 1-萘基;(ii) 2-萘基;(iii) 2-蒽基;及(iv) 9-蒽基。
- 如請求項1至2中任一項之聚烯烴配方,其中該Ar 1係2-萘基或9-蒽基,且該Ar 2係苯基。
- 如請求項1至3中任一項之聚烯烴配方,其中該(A)聚烯烴聚合物係選自由以下所組成之群組:低密度聚乙烯聚合物、乙烯/(C 4-C 20)α-烯烴共聚物、乙烯/(不飽和羧酸酯)共聚物、乙烯/(單環有機矽氧烷)共聚物、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/(二烯單體)三聚物及丙烯均聚物。
- 如請求項1至4中任一項之聚烯烴配方,其包含50.0至99.7重量百分比(wt%)之該(A)聚烯烴聚合物;總計0.1至5.0wt%之該至少一種且至多兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物;0.1至2.0wt%之該(C)二苯甲酮化合物;及總計0.1至43wt%之至少一種添加劑,其中該至少一種添加劑中之各者不同於成分(A)、(B)、及(C),且獨立地選自由以下所組成之群組:(D)有機過氧化物;(E)抗焦化劑;(F)抗氧化劑;(G)填充劑;(H)阻燃劑;(I)受阻胺穩定劑;(J)抗樹劑;(K)甲基自由基清除劑;(L)交聯助劑;(M)加工助劑;(N)著色劑;及添加劑(D)至(N)中之任何二或更多個的組合。
- 如請求項5之聚烯烴配方,其包含:85至99.5重量百分比(wt%)之該(A)聚烯烴聚合物,該聚烯烴聚合物係低密度聚乙烯聚合物;0.20至0.54 wt%之該至少一種且至多兩種不同的(B)呈式(I)化合物之乙醯芳族酮化合物,其中Ar 1係2-萘基或9-蒽基;0.35至0.8 wt%之該(C)式(II)之二苯甲酮化合物,其中Ar 2係苯基;及0.1至1.5 wt%之至少一種(F)抗氧化劑。
- 一種製造如請求項1至6中任一項之聚烯烴配方之方法,該方法包含以使得製造該調配物之方式,混合該(A)聚烯烴聚合物與該至少一種且至多兩種不同的(B)乙醯芳族酮化合物及該(C)二苯甲酮化合物以及可選地至少一種添加劑。
- 一種製造交聯聚烯烴產物之方法,該方法包含以使得該(A)聚烯烴聚合物交聯之方式,使如請求項1至6中任一項之聚烯烴配方經受固化條件,藉此製造該交聯聚烯烴產物。
- 一種交聯聚烯烴產物,其係藉由如請求項8之方法製造。
- 一種物品,其包含:如請求項1至6中任一項之聚烯烴配方、如請求項9之交聯聚烯烴產物、或其組合。
- 一種經塗佈之導體,其包含導電芯及至少部分地覆蓋該導電芯之絕緣層,其中該絕緣層包含如請求項9之交聯聚烯烴產物。
- 一種傳輸電之方法,該方法包含跨如請求項10之經塗佈之導體之該導電芯施加電壓,以產生通過該導電芯之電流。
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