TWI508984B - 具導電性且介相分離之烯烴多嵌段共聚物組成物 - Google Patents

具導電性且介相分離之烯烴多嵌段共聚物組成物 Download PDF

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Description

具導電性且介相分離之烯烴多嵌段共聚物組成物 發明領域
本發明有關電線以及電纜。在一態樣方面，本發明有關可撓性電線以及電纜套，而另一態樣方面，本發明有關用於製造可撓性電線以及電纜套之烯烴多嵌段共聚物(OBC)組成物。於又另一態樣方面，本發明有關於製造可撓性電線以及電纜套之組成物中，使用高共單體含量烯烴多嵌段共聚物。
 發明背景
相較於目前常用之均質分枝聚烯烴彈性體，烯烴多嵌段共聚物(OBC)可產生更安定的導電性之半導體組成物。例如，從二種具有相似熔體指數(MI)以及密度之聚合物類型[即，ENGAGEtm 7447乙烯-丁烯均質分枝共聚物(0.865 g/cc密度，5 MI)或ENGAGEtm 8200乙烯-辛烯均質分枝共聚物(0.870 g/cc密度，5 MI)以及INFUSE9507烯烴多嵌段乙烯-辛烯共聚物(0.865 g/cc密度，5 MI)]而來之代表性樹脂之間，存在顯著的導電性以及安定性差異。持續感興趣的是展現低體積電阻率(<500歐姆-公分)以及具改良機械特性之高性能，且易於加工之半導體組成物。
 發明概要
高共單體OBC在熔融態具有介相分離，具薄層狀形態。與具低共單體含量之OBC相比，此等OBC在具有較低填料含量之情況下，於形成安定的導電網路方面，提供甚至更多的優點。高共單體OBC可形成具改良的機械特性以及比低共單體OBC更容易加工之高性能導電組成物。明確而言，在高共單體OBC方面，導電性填料不僅優先位於非晶相，且此相本身係高度方向性的，以及此導致更安定的導電路徑，且較不需要填料來達到給定的導電目標。
於一具體例中，本發明係一種組成物，其包含：
A.　高共單體烯烴多嵌段共聚物，以及
B.　導電性填料。
於一具體例中，本發明係一種組成物，以該組成物之重量為基礎，其包含：
A.　70至99重量%之高共單體烯烴多嵌段共聚物，
B.　30至1重量%之導電性填料，
C.　任擇地除了OBC外之彈性體，
D.　任擇地塑化劑，
E.　任擇地固化劑，以及
F.　任擇地一或多種添加劑。
於一具體例中，該高共單體OBC係乙烯/α-烯烴多嵌段異種共聚物，包含一或多種硬鏈段以及一或多種軟鏈段，該硬以及軟鏈段具有不同莫耳百分比(莫耳%)之α-烯烴含量。於一具體例中，該OBC之特徵在於重量平均分子量(Mw)大於(>)40,000克/莫耳(g/mol)、分子量分佈，Mw/Mn或MWD，為1.7至3.5以及該軟鏈段以及該硬鏈段間之α-烯烴含量之莫耳百分比差大於18.5莫耳%。
在一具體例中，該導電性填料係碳黑以及金屬纖維中之至少一種。於一具體例中，除了OBC外之彈性體係非OBC烯烴(如乙烯-丙烯橡膠)以及非烯烴彈性體(如，聚矽氧和/或胺甲酸酯橡膠)中之至少一種。在一具體例中，該塑化劑係液態，如液態油類塑化劑或增量劑。於一具體例中，該固化劑包含過氧化物，以及任擇地一或多種固化助劑以及延遲焦燒劑。於一具體例中，該組成物係交聯的。於一具體例中，該組成物形成物件，如電線或電纜套，諸如半導體防護罩或絕緣層或保護外套等等。於一具體例中，該組成物形成薄膜或薄片，如用於電子包裝之抗靜電薄膜或薄片。
圖式簡單說明
第1圖係本發明以及比較例1之體積電阻率對時間之標繪圖。
第2圖係比較高與低共單體OBC之體積電阻率的柱狀圖。
 較佳實施例之詳細說明 定義
除非從上文中隱含有相反之說明或在技術中慣用，否則全部的部分以及百分比係以重量計，以及全部的測試方法係此揭示內容提申之時現行的。為美國專利實務之目的，任何參考的專利、專利申請案或公開案之內容，全部併入本案以為參考(或其相等的美國版本亦併入以為參考)，特別是有關定義之揭示內容(與此揭示內容中所提供之任何定義沒有不一致之範圍)以及此技藝中之一般的知識。
在此揭示內容中，數字範圍係大約的，因此除非特別指示，否則可包括在此範圍外之數值。數字範圍包括從下限以一個單位增加至上限之全部的值以及包括該下限以及上限值，但有條件的是任何下限以及任何上限值間有至少二個單位之分隔。例如，假如組成、物理或其它特性，諸如，例如，分子量、重量百分比等等，從100至1,000，則全部的個別值，諸如100、101、102等等以及次範圍，諸如100至144、155至170、197至200等等，係明確一一列舉的。至於含有小於1或含有大於1之分數之數值之範圍(如，1.1、1.5等)，視情況1單位被視為0.0001、0.001、0.01或0.1。至於含有小於10之一位數之範圍(如，1至5)，1個單位典型地被視為0.1。此等僅特別作為範例，在列舉出之最低值以及最高值間之所有可能的數值組合，均被視為在此揭示內容中明確地陳述。此外，數字範圍在此揭示內容內，係供用於組成物中組份之數量。
“電線”以及相似的術語意指單股的導電金屬，如銅或鋁，或單股光纖。
“電纜”以及相似術語意指至少一種在如絕緣套或保護外套之護套內之電線或光纖。典型地，電纜係二或多種電線或光纖結合在一起，典型地於常用的絕緣套和/或保護外套中。在護套內之個別的電線或纖維可為裸露的、護套住的或絕緣的。組合的電纜可含電線以及光纖二者。電纜等，可設計用於低、中以及高壓應用。典型的電纜設計例示於美國專利第5,246,783號、第6,496,629號以及第6,714,707號中。
“組成物”以及相似術語意指二或多種組份之混合物或摻合物。
“聚合物”意指由相同或不同類型之單體聚合化製得之聚合化合物。專業術語“聚合物”涵蓋術語“均聚物”、“共聚物”、“三聚物”、“異種共聚物”以及相似物。
“異種共聚物”意指至少二種不同類型之單體經聚合作用製得之聚合物。專業用語“異種共聚物”包括術語“共聚物”(其通常用於意指由二種不同單體製得之聚合物)以及術語“三聚物”(其通常用於意指由三種不同類型之單體製得之聚合物)。其亦包含由四或更多種類之單體經聚合作用製得之聚合物。
“乙烯/α-烯烴異種共聚物”一般意指包含乙烯以及具有3或更多碳原子之α-烯烴之聚合物。較佳地，乙烯構成整個聚合物之主要莫耳部分，即，乙烯構成整個聚合物之至少50莫耳百分比。更佳地，乙烯構成至少60莫耳百分比、至少70莫耳百分比或至少80莫耳百分比，該整個聚合物之實質剩餘部分包含至少一種其它單體，其較佳地為具有3或更多碳原子之α-烯烴。在許多乙烯/辛烯共聚物方面，較佳的組成包含乙烯含量大於整個聚合物之75莫耳百分比以及辛烯含量為整個聚合物之5至25，較佳地為10至20莫耳百分比，以及更佳地整個聚合物之15至20莫耳百分比。在許多乙烯/丁烯共聚物方面，較佳的組成包含乙烯含量大於整個聚合物之60莫耳百分比以及丁烯含量為整個聚合物之10至40，較佳地20至35莫耳百分比，以及更佳地整個聚合物之25至30莫耳百分比。在許多乙烯/丙烯共聚物方面，較佳的組成包含乙烯含量大於整個聚合物之40莫耳百分比，丙烯含量為整個聚合物之15至60，較佳地25至50莫耳百分比，以及更佳地整個聚合物之35至45莫耳百分比。於一些具體例中，該乙烯/α-烯烴異種共聚物不包含該等低產率或微量產物或化學過程之副產物。雖然乙烯/α-烯烴異種共聚物可與一或多種聚合物摻合，但如此產生之乙烯/α-烯烴異種共聚物實質上為純的，且常包含聚合化過程之反應產物之主要組份。
“結晶”若使用時，意指擁有經示差掃描式熱量計(DSC)或相等技術測定之一級轉移或結晶熔點(Tm)之聚合物或鏈段。術語可與“半晶質”交互使用。結晶可呈堆疊狀緊密堆積的薄層狀結晶體、形成球晶臂之薄片或呈分離薄片或纓狀微束結晶體之形式存在。
“非晶形”意指經示差掃描式熱量計(DSC)或相等技術之測定，無結晶熔點之聚合物。
“多嵌段共聚物”、“鏈段共聚物”以及相似術語意指包含二或多種化學上有區別之區域或鏈段(亦稱作“嵌段”)，較佳地線性方式連接之聚合物，即一種聚合物，其包含化學上有差異之單元，該等單元關於聚合化乙烯官能基之端與端連接，而不是懸掛或接枝形式。於較佳的具體例中，該等嵌段之下列特性不同：併入其中之共單體的數量或類型、密度、結晶性之數量、歸因具此組成之聚合物之結晶大小、立構規整度(等規立構或間規立構)之類型或程度、位置規則性或位置不規則性、分枝之數量，包括長鏈分枝或高度分枝；均一度或任何其它化學或物理特性。由於製造共聚物之獨特的方法，多嵌段共聚物之特徵為獨特的多分散性指數(PDI或Mw/Mn)之分佈、嵌段長度分佈和/或嵌段數量分佈。更明確地，當在連續方法中產生時，聚合物最好擁有PDI從1.4至8，較佳地從1.4至3.5，更佳地從1.5至2.5以及最佳地從1.6至2.5或從1.6至2.1。當以分批或半分批方法產生時，聚合物擁有PDI從1.4至2.9，較佳地從1.4至2.5，更佳地從1.4至2.0，最佳地從1.4至1.8。“嵌段”以及“鏈段”在此可交互使用。此外，聚合物之嵌段具有PDI在1.4至2.5之範圍內，較佳地在1.4至2.3之範圍內，更佳地在1.5至2.3之範圍內。
“介相分離”以及相似術語意指一種過程，其中聚合嵌段被局部分離而形成有序之結構區。於此等系統中乙烯鏈段之結晶化，主要受限在所產生的中間結構區，此系統可稱作“介相分離的”。此等中間結構具有球體狀、柱狀、薄片狀或其它已知之嵌段共聚物之形態之形式。在本發明之介相分離嵌段共聚物中，結構區之最窄的大小，諸如垂直於薄片之平面，通常大於約40奈米(nm)。
乙烯/α-烯烴多嵌段異種共聚物可具有[chi]N或χN值，在此N係數量平均嵌段長度，在2至20之範圍內，較佳地在2.5至15之範圍內，更佳地在3至10之範圍內。
“高共單體OBC”以及相似術語意指具有α-烯烴共單體，如C3 -C12 烷基，之乙烯/α-烯烴OBC，含量為至少20，更典型地至少25以及甚至更典型地至少30莫耳百分比(莫耳%)。共單體主要位於，非絕對地，共聚物之軟鏈段中。
“低共單體OBC”以及相似術語意指具有辛烯含量小於20莫耳百分比之乙烯/α-烯烴OBC。
“不含鹵素”以及相似術語意指本發明之組成物無或實質上無鹵素含量，即在離子色層分析或相似分析方法中測得之鹵素含量小於2000 mg/kg。鹵素含量小於此數量被視為對許多產物之效力沒有影響，如由本發明之組成物製成之電線或電纜套。
“交聯的"、“固化的”以及相似術語意指聚合物在被形成物件之前或之後，經歷或曝露於引起交聯之處理，且具有二甲苯或十氫萘(decalene)可提取物介於40與100重量百分比之間(即，大於或等於40重量百分比凝膠含量)。
“可交聯的”、“可固化的”以及相似術語意指聚合物在形成物件之前或之後，係未被固化或交聯的，且還沒經歷或曝露於引起實質上交聯之處理，雖然該聚合物包含在經歷或曝露於此處理(如曝露於水)時，會引起、促進或使實質上交聯可行之添加劑或功能基。
烯烴多嵌段共聚物
於一具體例中，多嵌段共聚物可以下列化學式表示：
(AB)n
在此n係至少1，較佳地大於1之整數，諸如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更大，“A”代表硬嵌段或鏈段，"B"代表軟嵌段或鏈段。較佳地，A’s以及B’s以線性方式，而不是分枝或星狀方式連接。“硬”鏈段指的是聚合化單元之嵌段中，乙烯存在之數量大於95重量%，較佳地大於98重量%。換句話說，在硬鏈段中共單體含量小於5重量%，較佳地小於2重量%。於一具體例中，硬鏈段包含全部或實質上全部乙烯。“軟”鏈段，相反地，指的是聚合化單元中共單體含量大於5重量%，較佳地大於8重量%，大於10重量%或大於15重量%。在高共單體OBC具體例中，軟鏈段中共單體含量大於20重量%、大於25重量%、大於30重量%、大於35重量%、大於40重量%、大於45重量%、大於50重量%或大於60重量%。
於一些具體例中，A嵌段以及B嵌段沿著聚合物鏈隨機分佈。換言之，多嵌段共聚物通常不具有像下列之結構：
AAA-AA-BBB-BB
於一具體例中，該多嵌段共聚物通常不具有第三類型之嵌段。於一具體例中，嵌段A以及嵌段B中任一項具有單體或共單體隨機分佈在嵌段內。換言之，嵌段A以及嵌段B均不含二或多種不同組成之鏈段(或次嵌段)，諸如尖端鏈段(tip segment)，其具有與該嵌段中其餘的部分不同的組成。
於本發明之實務中使用之乙烯/α-烯烴高共單體OBC異種共聚物之特徵為介相分離的。在諸如垂直於薄片之平面或橢圓或圓柱體之直徑之最小尺寸上測量之結果，結構區大小典型地在40 nm至300 nm之範圍內，較佳地在50 nm至250 nm之範圍內，更佳地在60 nm至200 nm之範圍內。此外，結構區具有大於60 nm、大於100 nm以及大於150 nm之最小尺寸。結構區之特徵可為圓柱體、橢圓、薄片或其它已知嵌段共聚物之形態。介相分離的聚合物包含烯烴多嵌段共聚物，其中與硬鏈段中共單體之數量相比，軟鏈段中共單體之數量為使多嵌段共聚物在熔融中經歷介相分離。共單體所需之數量測量單位為莫耳百分比且隨各共單體而改變。為了決定欲到達介相分離之數量，對任一所欲之共單體作計算。於此等多分散多嵌段共聚物中，欲到達介相分離之最小程度之不相容性，以χN表示，預測為χN=2.0(I.I. Potemkin,S.V. Panyukov,Phys. Rev. E. 57,6902(1998))。一般公認，波動通常會使商業嵌段共聚物中之有序無序轉變推至稍微較高的χN，在以下計算中，值χN=2.34已知係使用的最低限度。在DJ. Lohse,W.W. Graessley,Polymer Blends Volume 1:Formulation,ed. D. R. Paul,CB. Bucknall,2000之方法之後，χN可被轉換成χ/v以及M/p之結果，其中v係參考體積，M係數量平均嵌段分子量，p係熔融密度。取熔融密度為0.78g/cm3 ，嵌段分子量之典型數值，以51,000 g/mol之總分子量下之二嵌段為基礎，大約25,500 g/mol。在共單體係丁烯或丙烯之情況下，χ/v係使用130℃之溫度，然後參考Lohse以及Graessley，進行表8.1中所提供之數據的內差或外推法做決定。針對各共單體類型，進行莫耳百分比共單體之線性回歸。針對辛烯係共單體之情況，以Reichart,G.C. et al,Macromolecules(1998),31,7886之數據，進行相同的程序。將在413 K(約140℃)下之纏結分子量(kg/mol)取為1.1。使用此等參數，當共單體係辛烯、丁烯或丙烯時，單體含量之最小差異分別測定為20.0、30.8或40.7莫耳百分比。當共單體係1-辛烯時，硬鏈段與軟鏈段間辛烯莫耳百分比之差異，Δ辛烯，大於或等於20.0莫耳百分比，更佳地大於或等於22莫耳百分比，亦可大於或等於23莫耳百分比、大於或等於24莫耳百分比、大於或等於25莫耳百分比以及大於或等於26莫耳百分比。此外，Δ辛烯值可在20.0莫耳百分比至60莫耳百分比之範圍內，更佳地在22莫耳百分比至45莫耳百分比之範圍內。當共單體係1-丁烯時，硬鏈段與軟鏈段間丁烯莫耳百分比之差異，Δ丁烯，大於或等於30.8莫耳百分比，更佳地大於或等於33.9莫耳百分比以及亦可大於或等於35.4莫耳百分比、大於或等於36.9莫耳百分比、大於或等於38.5莫耳百分比以及大於或等於40.0。此外，該Δ丁烯值可在30.8莫耳百分比至80莫耳百分比之範圍內，較佳地在33.9莫耳百分比至60莫耳百分比之範圍內，較佳地在36莫耳百分比至50莫耳百分比之範圍內，以及更佳地在37莫耳百分比至40莫耳百分比之範圍內。當共單體係丙烯時，硬鏈段與軟鏈段間丙烯莫耳百分比之差異，Δ丙烯，大於或等於40.7莫耳百分比、大於或等於44.7莫耳百分比，較佳地大於或等於46.8莫耳百分比，更佳地大於或等於48.8莫耳百分比，且亦可大於或等於50.9莫耳百分比以及大於或等於52.9莫耳百分比。此外，該Δ丙烯值可在40.7莫耳百分比至95莫耳百分比之範圍內，較佳地在44.7莫耳百分比至65莫耳百分比之範圍內，更佳地在48.8莫耳百分比至60莫耳百分比之範圍內。
介相分離的乙烯/α-烯烴OBC異種共聚物可具有光子晶體之特徵，設計用於影響光移動之週期光學結構。此等介相分離的乙烯/α-烯烴異種共聚物之某些組成物目視出現珍珠光彩。在一些情況下，介相分離的乙烯/α-烯烴異種共聚物之薄膜，會反射橫跨在200 nm至1200 nm間範圍內之波長帶之光。例如，某些薄膜透過反射光線而出現藍色，透過穿透光線出現黃色。其它組成物反射在紫外線(UV)範圍內之光，從200 nm至400 nm，而其它反射在紅外線範圍內之光，從750 nm至1000 nm。
在一具體例中，在本發明之實務中使用之高共單體OBC包含一或多種硬嵌段以及一或多種軟嵌段，其中乙烯/α-烯烴多嵌段異種共聚物之特徵為分子量分佈，Mw/Mn，在1.4至2.8之範圍內，以及：
(a)具有至少一種熔點，Tm(℃)，密度，d(克/立方公分)，其中Tm與d之值相應於下列關係：
Tm>-6553.3+13735(d)-7051.7(d)<2>，或
(b)特徵在於，熔解熱，ΔH(J/g)以及差異值，ΔT(℃)，定義為最高DSC峰與最高CRYSTAF峰間之溫度差，其中ΔT以及ΔH之值具有下列關係：
ΔT>-0.1299(ΔH)+62.81，ΔH大於0以及高至130 J/g，
ΔT>48℃，ΔH大於130 J/g
其中CRYSTAF峰係使用至少5%之累積聚合物決定，以及假如小於5%之聚合物具有可定義之CRYSTAF峰，則CRYSTAF溫度為30℃；或
(c)特徵在於，在300%拉伸以及1週期下測量乙烯/α-烯烴異種共聚物之壓縮模製薄膜獲得之彈性恢復，Re(%)，以及具有密度，d(克/立方公分)，其中當乙烯/α-烯烴異種共聚物實質上無交聯相時，Re以及d之值滿足下列關係：
Re>1481-1629(d)；或
(d)當使用TREF分級時，具有在40℃以及130℃之間洗提之分子級分，特徵在於，該級分之莫耳共單體含量大於在相同溫度間洗提之可比較的隨機乙烯異種共聚物級分之含量至少5%，其中該可比較的隨機乙烯異種共聚物具有相同的共單體以及具有熔融指數、密度以及莫耳共單體含量(以整個聚合物為基礎)在該乙烯/α-烯烴異種共聚物之熔融指數、密度以及莫耳共單體含量之10%內；或
(e)具有在25℃下之儲存模數，G’(25℃)以及100℃下之儲存模數，G’(100℃)，其中G’(25℃)對G’(100℃)之比率在1：1至9：1之範圍內；或
(f)特徵在於，平均嵌段指數大於0以及高達約1.0：以及
其中該乙烯/[α]-烯烴多嵌段異種共聚物係介相分離的。
適合用於製備目前之OBC的單體包括乙烯以及一或多種除了乙烯外之額外的可聚合共單體。適合的共單體之例子包括具有3至30個碳原子，較佳地3至20個碳原子之直鏈或支鏈α-烯烴，諸如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯以及1-二十烯；具有3至30個碳原子，較佳地3至20個碳原子之環烯烴，諸如環戊烯、環庚烯、冰片烯、5-甲基-2-冰片烯、四環十二烯以及2-甲基-1,4,5,8-二甲橋-1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氫化萘；二烯烴以及聚烯烴，諸如丁二烯、異戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,4-己二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,4-辛二烯、1,5-辛二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、亞乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、二環戊二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、4-亞乙基-8-甲基-1,7-壬二烯以及5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯；以及3-苯丙烯、4-苯丙烯、1,2-二氟乙烯、四氟乙烯以及3,3,3-三氟-1-丙烯。
於一具體例中，該高共單體OBC具有密度小於或等於0.90克/立方公分(g/cc)或小於0.89 g/cc。此低密度OBC之一般特徵為非晶形、可撓性以及具有良好光學特性，如高可見光以及紫外線之穿透率以及低霧度。
於一具體例中，該高共單體OBC具有密度從0.85 g/cc至0.88 g/cc。
於一具體例中，該高共單體OBC具有以ASTM D 1238(190℃/2.16 kg)測得之熔融指數(MI)為0.1至100克/10分鐘(g/10 min)，或為0.5至50 g/10 min或為.1至30 g/10 min。
於一具體例中，該高共單體OBC具有ASTM D 882-02程序測得之2%正割模數大於0，以及小於150或小於140或小於120或小於100兆帕(MPa)。
於一具體例中，該高共單體OBC具有熔點低於125℃。熔點係用WO 2005/090427(US2006/0199930)中所述之示差掃描式熱量計(DSC)方法測得。
於一具體例中，該高共單體OBC含有5至80重量%，或10至60重量%，或11至40重量%之硬鏈段。該硬鏈段不含或含小於0.5莫耳%之從共單體衍生而來之單元。該烯烴多嵌段共聚物亦含有20至95重量%，或40至90重量%，或60重量%至89重量%之軟鏈段。於一具體例中，該共單體係丁烯或辛烯。共單體含量係用核磁共振(NMR)光譜學測得。
於WO 2009/097560中有高共單體OBC之進一步敘述。
OBC可經，例如，接枝、氫化、氮烯插入反應或其它此技藝中眾所周知之官能化反應進行改質。較佳的官能化係使用自由基機制之接枝反應。可於聚合物上個別地接觸各種可自由基接枝之種類或相對短枝。此等種類包括不飽和分子，各含至少一種雜原子。此等種類包括，但不限於，馬來酸酐、馬來酸二丁酯、馬來酸二環己酯、馬來酸二異丁酯、馬來酸十八酯、N-苯基馬來醯亞胺、檸康酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、溴代馬來酸酐、氯代馬來酸酐、納迪克酸酐、甲基納迪克酸酐、烯基琥珀酸酐、馬來酸、反丁烯二酸、反丁烯二酸二乙酯、衣康酸、檸康酸、巴豆酸以及此等化合物之各自的酯類、亞胺類、鹽類以及Diels-Alder添加劑。此等種類亦包括矽烷化合物。
可於聚合物上個別地接觸矽烷材料類型之可自由基接枝之種類或相對短枝。此等種類包括，但不限於，乙烯基烷氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三氯基矽烷等等。一般而言，此類型之材料包括，但不限於，接觸至矽之水解基團，諸如烷氧基、醯氧基或鹵化物基團。此類型之材料包括接觸至矽之非水解基團，諸如烷基以及矽氧基基團。
在矽烷接枝的OBC方面，可用交聯催化劑促進交聯，且任何能提供此功能之催化劑均可用於本發明。此等催化劑通常包括酸類以及鹼類，特別是有機鹼類、羧酸以及磺酸類，以及有機金屬化合物，包括有機鈦酸酯、有機鋯酸酯以及鉛、鈷、鐵、鎳、鋅以及錫之錯合物或碳酸酯。二月桂酸二丁錫、馬來酸二辛錫、二乙酸二丁錫、二辛酸二丁錫、醋酸亞錫、辛酸亞錫、萘酸鉛、辛酸鋅、萘酸鈷等等，為適合的交聯催化劑之例子。官能化OBC之更完整的說明在US 2006/0199914中。
高單體OBC典型地包含至少70，更佳地至少75以及甚至更典型地至少80重量%之導電性OBC組成物。該OBC典型地包含不超過95，更典型地不超過90以及甚至更典型地不超過93重量%之導電性OBC組成物。
導電性填料
任何可給予該組成物小於1,000，較佳地小於500以及更佳地小於250歐姆-公分之體積電阻率之導電性填料，均可用於本發明之實務。代表性導電性填料包括，但不限於，導電性碳黑、導電性碳以及金屬粒子。此等導電性填料之二或多種之混合物可以任何相對的比例使用。填料可攜帶或含有各種表面塗層或處理，諸如矽烷、脂肪酸以及相似物。
於本發明之實務中所使用之總導電性填料構成該組成物之至少1，較佳地至少10以及更佳地至少20重量%。於該組成物中最大量之填料之唯一限制係實務考量，諸如成本以及性能，但典型地一般總最大量小於該組成物之50，更典型地小於36重量%。
碳黑
導電性碳黑可擇自於ASTM D-1765-76中所列出之碳黑中之任何一種，其包括依照其等之ASTM命名所列出之碳黑：N50、N60、N110、N121、N220、N231、N234、N242、N293、N299、S315、N326、N330、M332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990以及N991。碳黑亦包括爐黑、乙炔黑、熱碳黑、灯黑以及科琴黑(Ketjen black)。此等碳黑具有碘吸收範圍從10至200 g/kg以及DBP數量範圍從30至400 cc/100 g，氮表面積範圍從10至1,000 cm3 /100 g。表面積係依照ASTM D 4820-93a(Multipoint B.E.T. Nitrogen Adsorption)測定。一般而言，就成本考量，可使用較小粒子大小之碳黑。於一具體例中，碳黑係在電線以及電纜外套中，能達到良好風化性能之N110類型碳黑。於一具體例中，該碳黑係導電性爐黑。
導電性碳
與導電性碳黑區別之導電性碳包括碳纖維、碳奈米管、富勒烯、石墨烯、石墨以及膨脹石墨板中之至少一種。此材料之平均粒子大小典型地為奈米規模之比例。
金屬粒子
導電性金屬粒子包括顆粒、粉末、纖維、小板以及相似物。用X射線譜線增寬測量，此等金屬粒子典型地具有平均粒子大小為0.1至100，更典型地0.3至30微米。金屬粒子可具有任何所需之粒子形狀，雖然眾所周知的，形狀選擇取決於金屬填充的產物所欲之最終用途。可使用楕圓形、小板、稜柱形、細絲等等。
可用作為導電性填料之金屬包括下列，單獨或與一或多種其它此等金屬之混合物，或精細粉末合金：鋁、銦、錫、鉛、鉍以及週期系統第II-B族至第VII-B族之元素，包括鋅、鎘、鈦、鋯、釩、鉻、鉬、鎢、錳、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑等等。特別符合方便以及相對低廉之要求的是鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛以及銀。銅，雖然是導電性的，但其金屬形式在一些橡膠化合配方中可能會令人不愉快。
任擇的彈性體
烯烴彈性體
可用於本發明之實務之任擇的烯烴彈性體包括聚烯烴均聚物以及異種共聚物二者。此等任擇的烯烴彈性體特別排除了介相分離的OBC彈性體，但可包括非介相分離的OBC彈性體。聚烯烴均聚物之例子係乙烯以及丙烯之均聚物。聚烯烴異種共聚物之例子係乙烯/α-烯烴異種共聚物以及丙烯/α-烯烴異種共聚物。α-烯烴較佳地係C3-20 線性、分枝的或環狀α-烯烴(在丙烯/α-烯烴異種共聚物方面，乙烯被視為α-烯烴)。C3-20 α-烯烴之例子包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯以及1-十八烯。-烯烴亦可含有環狀結構，諸如環己烷或環戊烷，產生諸如3-環己基-1-丙烯(烯丙基環己烷)以及乙烯基環己烷之α-烯烴。雖然從傳統術語意義上來講不是α-烯烴，為本發明之目的，某些環狀烯烴，諸如降冰片烯以及相關的烯烴，係α-烯烴，且可用於代替一些或全部以上所述之-烯烴。相似地，為本發明之目的，苯乙烯以及其相關的烯烴(例如，-甲基苯乙烯等等)為α-烯烴。例示性聚烯烴共聚物包括乙烯/丙烯、乙烯/丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、乙烯/苯乙烯等等。例示性三聚物包括乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯、乙烯/丁烯/1-辛烯以及乙烯/丁烯/苯乙烯。共聚物可為隨機或嵌段狀，但其等不為以上所述之烯烴多嵌段共聚物。
該任擇的烯烴彈性體亦可包含一或多種官能基團，諸如不飽和酯或酸，以及此等彈性體(聚烯烴)係眾所周知的且可用習知的高壓技術製備。該不飽和酯類可為烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯或乙烯基碳酸酯。該烷基基團可具有1至8個碳原子，較佳地具有1至4個碳原子。該羧酸酯基團可具有2至8個碳原子，較佳地具有2至5個碳原子。歸因於酯共單體之共聚物之部分可在1至50重量%之範圍內(以該共聚物之重量為基礎)。丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯之例子係丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲酸丙烯正丁酯以及丙烯酸2-乙基己酯。羧酸乙烯酯之例子係醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯以及丁酸乙烯酯。不飽和酸之例子包括丙烯酸或馬來酸。
官能基團亦可透過此技藝中一般已知之接枝方法，包含於烯烴彈性體中。於一具體例中，接枝可經由自由基官能化之方法發生，其典型地包括熔融摻合烯烴聚合物、自由基起始劑(諸如過氧化物或相似物)以及含官能基團之化合物。熔融摻合期間，自由基起始劑與烯烴聚合物反應(反應性熔融摻合)，形成聚合物自由基。含官能基團之化合物結合至聚合物自由基之骨架，以形成官能化聚合物。含官能基團之例示性化合物包括，但不限於，烷氧矽烷，如乙烯基三甲氧矽烷、乙烯基三乙氧矽烷以及乙烯基羧酸以及酐，如馬來酸酐。
可用於本發明之任擇的烯烴彈性體之更明確的例子包括極低密度聚乙烯(VLDPE)(如，The Dow Chemical Company製造之FLEXOMER乙烯/1-己烯聚乙烯)、均質分枝、線性乙烯/-烯烴共聚物(如，Mitsui Petrochemicals Company Limited之TAFMER以及Exxon Chemical Company之EXACT)以及均質分枝實質上線性乙烯/-烯烴聚合物(如，可從The Dow Chemical Company獲得之AFFINITY以及ENGAGE聚乙烯)。更佳的聚烯烴共聚物係均質分枝的線性以及實質上線性乙烯共聚物。該實質上線性乙烯共聚物係特佳的，在USP 5,272,236、5,278,272以及5,986,028中有更完整的說明。
可於本發明之實務中使用之任擇的烯烴彈性體亦包括丙烯、丁烯以及其它烯為主的共聚物，如包含從丙烯衍生而來之多數單元以及從另一α-烯烴(包括乙烯)衍生而來之少數單元之共聚物。可於本發明之實務中使用之丙烯聚合物之例子包括可得自The Dow Chemical Company之VERSIFY以及可得自ExxonMobil Chemical Company之VISTAMAXX聚合物。
接枝前，可於本發明之實務中使用之任擇的烯烴彈性體，特別是乙烯彈性體，典型地具有密度小於0.91，較佳地小於0.90克/立方公分(g/cc)。乙烯共聚物典型地具有密度大於0.85，較佳地大於0.86 g/cc。密度係用ASTM D-792之程序測得。一般而言，異種共聚物之α-烯烴含量愈大，密度愈小以及非晶形異種共聚物愈多。低密度聚烯烴共聚物之特徵一般為半晶質、可撓性以及具有良好的光學特性，如高可見光以及紫外線之穿透率以及低霧度。
接枝之前，可於本發明之實務中使用之乙烯彈性體典型地具有熔融指數大於0.10，較佳地大於1克/10分鐘(g/10 min)。該乙烯彈性體典型地具有熔融指數小於500，較佳地小於100 g/10 min。熔融指數係用ASTM D-1238之程序測量(190℃/2.16 kg)。
任擇的烯烴彈性體，若存在的話，以組成物之重量為其礎，典型地使用之數量範圍從1至40重量%。較佳地，該任擇的彈性體使用之數量範圍，以組成物之重量為其礎，從5至30，更佳地從10至20重量%。
非烯烴彈性體
可於本發明之實務中使用之任擇的非烯烴彈性體包括聚矽氧以及胺甲酸酯彈性體、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、腈類橡膠、氯丁二烯橡膠、氟彈性體、全氟彈性體、聚醚嵌段醯胺以及氯磺化聚乙烯。聚矽氧彈性體係聚有機矽氧烷，典型地具有平均單元化學式Ra SiO(4-a)/2 ，其可具有線性或部分分枝的結構，但較佳地係線性的。各R可為相同或相異的。R係經取代的或未經取代的單價烴基團，其可為，例如，烷基基團，諸如甲基、乙基、丙基、丁基以及辛基基團；芳基基團，諸如苯基以及甲苯基基團；芳烷基基團；烯基基團，例如，乙烯基、烯丙基、丁烯、己烯以及庚烯基團；以及鹵化烷基基團，例如氯丙基以及3,3,3-三氟丙基基團。聚有機矽氧烷可以以上基團或羥基基團中任一個作為終端。當R係烯基基團時，該烯基基團較佳地為乙烯基基團或己烯基基團。的確，烯基基團可出現在聚有機矽氧烷之終端基團上和/或聚合物側鏈上。
代表性聚矽氧橡膠或聚有機矽氧烷包括，但不限於，二甲基乙烯基矽氧基為終端的聚二甲基矽氧烷、三甲基矽氧基為終端的聚二甲基矽氧烷、甲基乙烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之三甲基矽氧基為終端的共聚物、甲基乙烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲基乙烯基矽氧基為終端的共聚物、二甲基羥基矽氧基為終端的聚二甲基矽氧烷、甲乙烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲羥基矽氧基為終端的共聚物、甲乙烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之甲乙烯基羥基矽氧基為終端的共聚物、二甲己烯基矽氧基為終端的聚二甲基矽氧烷、甲己烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之三甲基矽氧基為終端的共聚物、甲己烯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲己烯基矽氧基為終端的共聚物、甲苯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲乙烯基矽氧基為終端的共聚物、甲苯基矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲己烯基矽氧基為終端的共聚物、甲基(3,3,3-三氟丙基)矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲乙烯基矽氧基為終端的共聚物以及甲基(3,3,3-三氟丙基)矽氧烷以及二甲基矽氧烷之二甲己烯基矽氧基為終端的共聚物。
胺甲酸酯彈性體係由諸如聚醚以及聚酯以及異氰酸酯官能性有機化合物之反應性聚合物製得。一典型的例子係二羥基官能性聚醚和/或三羥基官能性聚醚與甲苯二異氰酸酯之反應產物，如此所有的羥基經反應而形成胺甲酸酯之連接，留下異氰酸酯基團供進一步之反應。此類型之反應產物稱作預聚物，其可在曝露於濕氣中而自己固化，或藉由化學當量的添加聚甲醇或其它多官能性反應材料(其與異氰酸酯反應)而固化。商業上可製得具有各種異氰酸酯化合物與聚醚或聚酯之比率的胺甲酸酯彈性體。
最常見之胺甲酸酯彈性體係該等含有羥基官能性聚醚或聚酯者，以及低分子量多官能性聚合異氰酸酯。另一常與羥基官能性聚醚以及聚酯使用之材料係甲苯二異氰酸酯。
適合的胺甲酸酯橡膠之非限制性例子包括可從Lubrizol Corporation獲得之PELLETHANETM 熱塑性聚胺甲酸酯彈性體；ESTANETM 熱塑性聚胺甲酸酯、TECOFLEXTM 熱塑性聚胺甲酸酯、CARBOTHANETM 熱塑性聚胺甲酸酯、TECOPHILICTM 熱塑性聚胺甲酸酯、TECOPLASTTM 熱塑性聚胺甲酸酯以及TECOTHANETM 熱塑性聚胺甲酸酯，全可得自Noveon；可得自BASF之ELASTOLLANTM 熱塑性聚胺甲酸酯以及其它熱塑性聚胺甲酸酯；以及可得自Bayer,Huntsman,Lubrizol Corporation,Merquinsa以及其它供應商之額外的熱塑性聚胺甲酸酯。較佳的胺甲酸酯橡膠係該等稱作“millable”胺甲酸酯者，諸如來自TSI Industries之MILLATHANEtm 等級。
有關此胺甲酸酯材料之額外的資訊可在Golding,Polymers and Resins,Van Nostrande,1959,pages 325以及下列等等以及Saunders and Frisch,Polyurethanes,Chemistry and Technology,Part II,Interscience Publishers,1964中找到。
該任擇的聚矽氧以及胺甲酸酯橡膠可單獨使用或與其它一起使用，使用量範圍以組成物之重量為基礎，典型地從1至40重量%。較佳地，此等任擇的橡膠之使用量範圍，以組成物之重量為基礎，從5至30，更佳地從10至20重量%。
任擇的塑化劑
可在本發明之實務中使用之任擇的塑化劑(該術語在此使用時不僅包括習知之塑化劑，亦包括油增量劑、蠟、石蠟以及溶劑)包括，但不限於，鄰苯二甲酸二酯(亦稱作“鄰苯二甲酸酯”)，諸如鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、鄰苯二甲酸-2-乙己酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)以及鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)；偏苯三酸酯類，諸如偏苯三酸三甲酯、偏苯三酸正辛酯以及偏苯三酸三-(2-乙己)酯；己二酸酯為主的塑化劑，諸如己二酸二(2-乙己)酯、己二酸二甲酯以及己二酸二辛酯；癸二酸酯為主的塑化劑，諸如癸二酸二丁酯；馬來酸酯類，諸如馬來酸二丁酯；苯甲酸酯類；磺醯胺類類，諸如N-乙基甲苯磺醯胺；有機磷酸酯類；聚丁烯；二醇類/聚醚類，諸如三甘醇二己酸酯；石蠟族加工油，諸如SUNPARTM 2280(Sunoco Corp.)；特製的烴類流體以及聚合物改質劑；以及該等從可再生能源(即，生化塑化劑)衍生而來者，諸如環氧化穀粒，如大豆、玉米等之油。常使用塑化劑之混合物，以便獲得最佳的特性。
若存在的話，則該任擇的塑化劑典型地包含該組成物從大於0，如0.01，至30重量%。較佳地，該任擇的塑化劑之使用量範圍，以該組成物重量為基礎，從1至20，更佳地從5至15重量%。
任擇的固化劑
於一具體例中，本發明之半導體護罩組成物係完全或部分交聯的。於該等組成物經交聯之具體例中，其典型地含有至少一種交聯劑和/或促進劑和/或延遲焦燒劑，以促進該組成物之交聯。此等任擇的組份包括，但不限於，(1)自由基起始劑，如有機過氧化物或含氮化合物、(2)矽烷官能基，如乙烯基烷氧基矽烷或矽烷官能性聚烯烴，乙烯基烷氧基矽烷典型地因濕氣而活化、(3)含硫固化劑，以促進硫化用以及(4)放射線固化劑，以促進用電磁波(如紅外線(IR)、紫外線、可見光、γ射線等)時該組成物之交聯。代表性焦化抑制劑包括，但不限於，2,2,6,6-四甲基哌啶氧基(TEMPO)以及4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧基(4-羥基TEMPO)。代表性促進劑包括，但不限於，三烯丙基異氰酸酯；乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯；α-甲基苯乙烯二聚體；以及其它活性助劑，諸如該等在USP 5,346,961以及4,018,852中所述者。此等任擇的交聯劑、促進劑以及焦化抑制劑係以已知之方式以及已知之數量使用。
自由基起始劑
作為交聯劑之適合的自由基起始劑為二烷基過氧化物以及二過氧縮酮(diperoxyketal)起始劑。此等化合物述於Encyclopedia of Chemical Technology ,3rd edition,Vol. 17,pp 27-90(1982)中。二或多種自由基起始劑之混合物亦可一起使用作為自由基起始劑。此外，自由基可由剪切能量、熱或放射線形成。
在二烷基過氧化物之基團中，適合自由基起始劑之非限制性例子為：過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、過氧化叔丁基異丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔-丁基過氧基)-己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔-戊基過氧基)-己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔-丁基過氧基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(叔-戊基過氧基)己炔-3、,-二[(叔-丁基過氧基)-異丙基]-苯、二-叔-戊基過氧基、1,3,5-三-[(叔-丁基過氧基)-異丙基]苯、1,3-二甲基-3-(叔-丁基過氧基)丁醇、1,3-二甲基-3-(叔-戊基過氧基)丁醇以及此等起始劑之二或多種之混合物。
在二過氧縮酮起始劑之基團中，適合的自由基起始劑之非限制性例子包括：1,1-二(叔-丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-二(叔-丁基過氧基)環己烷正丁基、4,4-二(叔-戊基過氧基)戊酸酯、3,3-二(叔-丁基過氧基)丁酸乙酯、2,2-二(叔-戊基過氧基)丙烷、3,6,6,9,9-五甲基-3-乙氧羰基甲基-1,2,4,5-四氧環壬烷、正丁基-4,4-二(叔-丁基過氧基)-戊酸酯、乙基-3,3-二(叔-戊基過氧基)-丁酸酯以及此等起始劑之二或多種之混合物。
在組成物中自由基起始劑之數量，可隨著足以提供所欲範圍的交聯之最小數量而改變。自由基起始劑之最小的數量，以可交聯的聚合物之重量為基礎，至少約0.02重量%，或至少約0.05重量%，或至少約0.1重量%。組成物中自由基起始劑最大數量可改變，且其典型地由此等因子決定：成本、效力以及所欲交聯之程度。最大數量以該可交聯的聚合物為基礎，可小於約15重量%或小於約10重量%或小於約5重量%。
添加劑
本發明之組成物亦可含添加劑。代表性添加劑包括，但不限於，抗氧化劑、交聯共劑、固化助劑以及延遲焦燒劑、加工助劑、偶合劑、紫外線安定劑(包括紫外線吸收劑)、抗靜電劑、核化劑、增滑劑、潤滑劑、黏性控制劑、增粘劑、抗結塊劑、界面活性劑、增量油、除酸劑、阻燃劑以及金屬去活化劑。此等添加劑典型地以習知之方法以及習知之數量使用，如以組成物之重量為基礎，從0.01重量%或小於20重量%或更多。
適合的紫外線安定劑包括受阻胺光安定劑(HALS)以及紫外線吸收劑(UVA)添加劑。代表性紫外線吸收劑(UVA)添加劑包括苯並三唑類型，諸如可從Ciba,Inc.購得之Tinuvin 326以及Tinuvin 328。HAL’s以及UVA添加劑之摻合劑亦有效。抗氧化劑之例子包括受阻酚，諸如四[亞甲基(3,5-二-叔-丁基-4-羥基氫-肉桂酸酯)]甲烷；雙[(β-(3,5-二叔-丁基-4-羥苯甲基)甲羧基乙基)]-硫化物、4,4’-硫二(2-甲基-6-叔-丁基酚)、4,4’-硫二(2-叔-丁基-5-甲基酚)、2,2’-硫二(4-甲基-6-叔-丁基酚)以及硫二亞乙基二(3,5-二-叔-丁基-4-羥基)-氫化肉桂酸酯；亞磷酸酯以及亞磷酸酯(phosphonite)，諸如三(2,4-二-叔-丁苯基)亞磷酸酯以及二-叔-丁苯基-亞磷酸酯(phosphonite)；硫代化合物，諸如硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二肉豆蔻酯以及硫代二丙酸二硬醇酯；各種矽氧烷類；聚合化2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉、n,n’-二(1,4-二甲苯基-對-苯二胺)、烷基化二苯胺、4,4’-二(α,α-二甲苯甲基)二苯胺、二苯基-對-苯二胺、混合的二-芳基-對-苯二胺以及其它受阻胺抗降解劑或安定劑。
加工助劑之例子包括，但不限於，羧酸之金屬鹽類，諸如硬脂酸鋅或硬脂酸鈣；脂肪酸，諸如硬脂酸、油酸或芥酸；脂肪醯胺，諸如硬脂醯胺、油醯胺、芥酸醯胺或N,N’-亞乙基二硬脂醯胺；聚乙烯蠟；氧化聚乙烯蠟；環氧乙烷之聚合物；環氧乙烷與環氧丙烯之共聚物；植物蠟；石油蠟；非離子性界面活性劑；矽油以及聚矽氧烷。
化合作用
於一具體例中，於分批或連續混合器中加入本發明之實務中使用之組成物之組份，進行熔融摻合。該等組份可以任何的順序添加，或先製備一種或多種母液，再與其它組份摻合。於一具體例中，先製備導電性填料母液以及樹脂之摻合物，之後再添加至其它樹脂中。添加劑通常在添加至大量樹脂和/或填料之前，先摻合與一或多種其它組份。於一具體例中，添加物直接加至化合生產線，沒有使用先製備的母料。典型地，熔融摻合在溫度高於最高熔融聚合物，但低於過氧化物(若有存在的話)之活性溫度下進行。於一具體例中，假如組成物之溫度無法適常的控制在維持低於過氧化物之活性溫度的話，過氧化物在之後的步驟添加。之後將熔融摻合的組成物傳送至擠出器中或注射模製機械中或通過模頭，成型成所欲的物件，或轉換成小板、帶狀、條狀或薄膜或一些其它供貯存之形式，或將材料製備成供饋入下一個成型或加工步驟之形式。任擇地，假如成型成小板或一些相似的構形，則之後可用抗結塊劑塗覆該等小板等等，幫助貯存時之處理。
組成物之化合作用可用熟悉此技藝之人士熟悉之標準設備進行。化合設備之例子係內部分批混合器，諸如BanburyTM 或BollingTM 內部混合器。選擇性地，可使用連續單一或雙螺桿混合器，諸如FarrelTM 連續混合器，Werner and PfleidererTM 雙螺桿混合器或BussTM 捏和連續擠出器。所使用之混合器之類型以及混合器之操作條件會影響組成物之特性，諸如黏性、體積電阻率以及擠出表面平滑度。
含有半導體或包含本發明組成物之其它層之模製電氣物件，可透過注射模製方法製成，其中將化合材料饋入注射模製機械中，製造設計好之模製部件。
含半導體或包含本發明組成物之其它層之電纜可用各種不同類型之擠出器製備，如單或雙螺桿類型。此等組成物在任何適合熱塑性聚合物擠出之設備上，應具有擠出能力。最常見的電線以及電纜產品之製造設備係單螺桿塑化擠出器。習知單螺桿擠出器之說明可在USP 4,857,600中找到。共擠出以及其擠出器之例子，可在USP 5,575,965中找到。典型的擠出器在其上游端處具有送料斗，而在其下游端處具有模頭。聚合化合物之顆粒饋入通過送料斗進入擠出器之機筒，其含有具螺旋螺紋之螺桿。擠出器機筒以及螺桿之長度對直徑之比率，典型地在約15：1至約30：1之範圍內。在螺桿之終端與模頭間之下游端處，典型地有由多孔板支撐之過濾網組，用於從聚合物熔融物中過濾出任何大的粒子污染物。擠出器之螺桿部分典型地分成三個部分，固體饋入部分、壓縮或熔融部分以及定量或唧筒部分。將聚合物顆粒運送通過饋入區進入壓縮區，在此螺桿道之深度縮短以壓緊材料，藉由從擠出機筒之熱輸入以及螺桿產生之磨擦剪切熱，使得熱塑性聚合物變成流體。大部分的擠出器沿著機筒軸從上游到下游具有多個機筒加熱區(超過二個)。各加熱區典型地具有分開的加熱器以及熱控制器，使得能沿著機筒全長，建立溫度量變曲線。在機頭以及模頭總成處有額外的加熱區，在此，擠出器螺桿產生之壓力導致熔融物流動且被成型成電線以及電纜產物，其典型地垂直於擠出器之機筒移動。成型後，熱塑性擠出器生產線典型地具有水槽，以便冷卻以及固化聚合物成最終的電線或電纜產物，之後具有捲線系統以便收集超長的產物。存在有許多的各式各樣的電線以及電纜製造方法，例如，有替代類型的螺桿設計，諸如機筒混合器或其它類型，以及替代加工設備，諸如聚合物齒輪泵浦，以產生排出壓力。在此揭示內容中概述之組成物，典型地可在任何適合擠出電線以及電纜組成物之製造設備上進行加工。
本發明之組成物可用於需要導電性、高可撓性材料之應用，諸如電線以及電纜、靜電薄膜、帶以及捲等等。
下列範例說明本發明之各種具體例。所有的部分以及百分比係以重量計，除非有特別指示。
特定具體例
所有的樣本均係使用實驗室規模的250cc BRABENDER批次混合器製備。混合器一開始設定在120℃，旋轉速度設在45每分鐘轉速(rpm)。於各實驗中，首先將聚合物樹脂載入混合器中，之後慢慢地加入碳黑，在45 rpm下混合15分鐘。取決於碳黑以及樹脂之位準，在混合週期之最終時，熔融溫度範圍從130至超過150℃。在碳黑已經混合後，使混合器之速度降低至約5 rpm，然後使材料冷卻下來，同時混合器在低速下運作。一旦材料冷卻下來，就加入過氧化物，使材料在約8-12 rpm下再化合5分鐘，以併入過氧化物，同時確定化合溫度保持在低於125℃，以避免過早的交聯。將因此製得之化合物壓縮模製成75密爾之小板狀，其在Wabash Model #30-1212-451-4ST MBX press中，175℃下固化10分鐘。從固化的小板中切下樣本進行機械特性之測量。機械特性之測量依照ASTM D638進行。
體積電阻率測試樣本係由在熱塑性條件下壓縮模製化合物製得之8 x 2 x 0.75吋小板。使樣本冷卻至室溫，然後從模具上移除。在各小板周圍，在該小板之各端上盤繞上扁平的銅導體(16 AWG)，如此導體間隔2吋，與小板端各間隔約1吋。將包裹的小板置回入8 x 2吋模具中，使該小板與包埋的導體在175℃壓力下10分鐘而固定在一起。之後使該小板冷卻，從模具上卸下，然後準備用於體積電阻率測試。
所使用之材料列於表1中。範例之組成物以及各種抗張特性記述於表2中。
表1
於範例中使用之材料
INFUSE 9507(0.866 g/cc密度，5 MI，11%硬鏈段，ΔC8=18.2 mol%；
HC-OBC(0.896 g/cc密度，9.5 MI，54%硬鏈段，ΔC8=27.7 mol%；
碳黑XC-500；以及
過氧化二異丙苯(DCP)。
在比較例1中，將軟鏈段與硬鏈段間α烯烴含量之莫耳百分比之差異(ΔC8)為約18.2莫耳百分比之無相分離的烯烴多嵌段共聚物INFUSE D9507(5 MI，0.866 g/cc密度)，與30% XC-500碳黑混合。使樣本在設定至90℃之烤箱中老化，然後在進行約25天老化期間定時監測樣本之體積電阻率。在第1圖中顯示之體積電阻率數據顯示出一相對安定的化合物，一開始約100歐姆-公分，但在老化期間進行超過10天時，體積電阻轉為向上，即不想要的，樣本導電性持續減退到達約300歐姆-公分。
相反地，本發明之範例1使用軟鏈段與硬鏈段間之ΔC8為27.7 mol%之相經分離的烯烴多嵌段共聚物HC-OBC(0.896 g/cc密度，9.5 MI)以及相同位準之碳黑，顯示出明顯較低的體積電阻率，即導電性增加，體積電阻率值<20歐姆-公分，亦重要地導電性在25天老化期間係高度安定的，示於第1圖中。
為進一步測試相經分離的系統之獨特性能，將導電性填料之濃度降低至25重量%。在比較例2中，起始體積電阻率增加至342歐姆-公分，之後在90℃烤箱老化14天後大幅地超過3500歐姆-公分。相反的，示於本發明之範例2中之相經分離的系統(使用相同位準的碳黑)，一開始產生體積電阻率為58歐姆-公分，且在14天老化期間，顯示出沒有增加；事實上，該組成物在導電性方面顯示出些微的改善，記錄到最後的體積電阻率為35歐姆-公分。此等結果記述於第2圖中。
雖然透過前面較佳具體例之說明，已某程度上詳細的述明本發明，但此詳細的說明主要是例示之目的。許多的變體以及改質物可在不逸離下列申請專利範圍所述之本發明之技術思想範圍之情況下製得。
第1圖係本發明以及比較例1之體積電阻率對時間之標繪圖。
第2圖係比較高與低共單體OBC之體積電阻率的柱狀圖。

Claims (10)

  1. 一種組成物，包含：A. 一高共單體、介相分離的乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物，以及B. 導電性填料。
  2. 如申請專利範圍第1項之組成物，以該組成物之重量為基礎，其包含：A. 70至99重量%之乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物，B. 30至1重量%之導電性填料，C. 任擇地除了高辛烯之烯烴多嵌段共聚物(OBC)外的一彈性體，D. 任擇地一塑化劑，E. 任擇地一固化劑，以及F. 任擇地一或多種添加劑。
  3. 如申請專利範圍第2項之組成物，其中該導電性填料係導電性碳黑、導電性碳以及金屬填料中之至少一種。
  4. 如申請專利範圍第3項之組成物，其中該導電性填料係石墨烯以及碳奈米管中之至少一種。
  5. 如申請專利範圍第3項之組成物，其中該金屬填料包含鋁、鋅、鐵、鎳、錫、鉛以及銀中之至少一種。
  6. 如申請專利範圍第3項之組成物，其中該任擇的彈性體係聚烯烴均聚物、聚烯烴異種共聚物以及無相分離的烯烴多嵌段共聚物中之至少一種，且該彈性體存在之數量，以該組成物之重量為基礎，為1至35重量%。
  7. 如申請專利範圍第6項之組成物，其中該任擇的彈性體係非烯烴彈性體，包含聚矽氧彈性體、胺甲酸酯彈性體、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、腈類橡膠、氯丁二烯、氟彈性體、全氟彈性體、聚醚嵌段醯胺以及氯磺化聚乙烯中之至少一種，且該彈性體存在之數量，以該組成物之重量為基礎，為1至35重量%。
  8. 如申請專利範圍第6項之組成物，其中該介相分離的烯烴多嵌段共聚物以及烯烴彈性體中之至少一種包含矽烷官能基(silane functionality)。
  9. 如申請專利範圍第1項之組成物，其不含鹵素。
  10. 一種電線或電纜物件，其包含如申請專利範圍第1項之組成物。
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