TWI604027B - 用於纜線填充應用之熱活化膠 - Google Patents

用於纜線填充應用之熱活化膠 Download PDF

Info

Publication number
TWI604027B
TWI604027B TW105118023A TW105118023A TWI604027B TW I604027 B TWI604027 B TW I604027B TW 105118023 A TW105118023 A TW 105118023A TW 105118023 A TW105118023 A TW 105118023A TW I604027 B TWI604027 B TW I604027B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
block
molecular weight
mol
heat activated
semicrystalline
Prior art date
Application number
TW105118023A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201708480A (zh
Inventor
羅伯特P 班尼
依琳 瑪菲
卡爾L 威黎斯
Original Assignee
科騰聚合物美國有限責任公司
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 科騰聚合物美國有限責任公司 filed Critical 科騰聚合物美國有限責任公司
Publication of TW201708480A publication Critical patent/TW201708480A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI604027B publication Critical patent/TWI604027B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/005Modified block copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • C08L53/025Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes modified
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/25Preparing the ends of light guides for coupling, e.g. cutting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4429Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/44384Means specially adapted for strengthening or protecting the cables the means comprising water blocking or hydrophobic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

用於纜線填充應用之熱活化膠 相關申請案之交叉引用
本申請案主張2015年6月12日申請之美國臨時申請案第62/174,889號的優先權,該臨時申請案之全文以引用之方式併入本文中。
與聯邦政府資助研究或開發相關之申明
無。
本發明提供包含半晶質選擇性氫化嵌段共聚物、不具有半晶質嵌段之選擇性氫化二嵌段共聚物及低極性流體之用於纜線填充應用的熱活化膠組合物。
已知不同結構之嵌段共聚物已有一段時間。通常,兩個或兩個以上嵌段組合成具有不同物理及/或化學特徵之單一聚合物以製得具有彼等個別嵌段之某一組合的特性的材料。以此方式,已採用單烯基芳烴及共軛二烯作為用於藉由陰離子聚合製備之此類嵌段的單體。包含單烯基芳烴之玻璃狀嵌段提供物理強度,且包含共軛二烯之橡膠狀嵌段提供彈性特徵。當配置為適當結構時,該等嵌段共聚物(通常泛稱為苯乙烯類嵌段共聚物)形成熱塑性彈性體。
頒予De La Mare等人的美國專利第3,670,054號揭示對於有機溶劑具有降低之敏感度的嵌段共聚物。詳言之,所揭示之嵌段共聚物包括 選擇性氫化(聚丁二烯-聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯-聚丁二烯)。除具有聚苯乙烯之玻璃狀特徵及聚異戊二烯之橡膠狀特徵之外,此等嵌段共聚物亦具有半晶質聚合物之某一典型特徵,此係因為氫化聚丁二烯嵌段類似於聚乙烯。
頒予Naylor等人的美國專利第4,107,236號揭示一種具有氫化低乙烯基丁二烯嵌段-聚苯乙烯嵌段-氫化中乙烯基丁二烯嵌段-聚苯乙烯嵌段-氫化低乙烯基丁二烯嵌段(lvB-S-mvB-S-lvB)結構之氫化嵌段共聚物。一旦氫化,低乙烯基丁二烯嵌段即變為半晶質聚乙烯,且中乙烯基丁二烯嵌段變成伸乙基/丁烯橡膠。
頒予Wright等人的美國公開案第2010/0056721號揭示選擇性氫化直鏈狀或輻射狀苯乙烯類嵌段共聚物,該等嵌段共聚物具有由低乙烯基丁二烯嵌段氫化產生之封端半晶質嵌段。該等嵌段共聚物單純地或以經熔融處理化合物之形式用於多種薄膜、纖維及模製應用。
美國專利第5,737,469號揭示一種膠組合物,其包含礦物油及形成用於光纜行業之膠的氫化苯乙烯類嵌段共聚物。視情況選用之組份為搖溶劑及抗氧化劑。膠一經形成,即使在其初始狀態亦具有高黏度。就此而論,此等膠很難泵入存在於纜線結構中之小空隙及間隙中。
美國專利第6,881,776號揭示藉由混合膠化酯組合物而得到的兩相膠組合物,該膠化酯組合物包含下述物之混合物:1)選自由下列各物組成的群的酯化合物及聚合物化合物:三嵌段共聚物、星形聚合物、輻射狀聚合物、多嵌段共聚物及其組合,以及2)疏水性的非極性溶劑。所揭示之技術包含使用兩種獨立溶劑/溶液以形成組合物,該組合物一經初始形成即具有相對低黏度但一經加熱即變成黏性膠。此類組合物相對複雜,此係因為兩種不同組份係單獨製備且接著組合。
持續存在對具有初始低黏度且極可泵吸但當需要不可流動膠狀 態時可轉化為膠的簡單調配物之需要。以此方式,可形成纜線,藉此可能將初始滑脂狀物質轉化為不可流動膠。此法將有利於纜線之維修或絞接。維修或絞接位點將在特徵上較穩固,且纜線填充物將不會自維修或絞接位點流動。
在最廣意義上,本發明提供一種用於纜線填充及溢流應用之流體組合物,其含有具有至少一個半晶質聚乙烯嵌段之半晶質選擇性氫化嵌段共聚物、不具有半晶質嵌段之選擇性氫化二嵌段共聚物及低極性流體,該流體組合物一旦形成即具有相對低黏度且接著可在加熱後變為不可流動膠。
在一個實施例中,本發明提供一種適用於纜線填充膠之組合物,該組合物含有由半晶質選擇性氫化嵌段共聚物(其通式為C-A1-B1,其中C為具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及低於A1嵌段分子量之分子量的丁二烯氫化嵌段,A1為單烯基芳烴嵌段,B1為共軛二烯氫化聚合物嵌段,其中乙烯基含量大於25mol%)、不具有半晶質嵌段之選擇性氫化二嵌段共聚物(其通式為A2-B2)以及低極性流體構成之摻合物,其中該摻合物為在21℃下含有分散固相之低黏度流體。
本發明進一步提供一種用於形成熱活化膠之方法,其包括將組合物加熱至至少130℃之溫度,其中該組合物包括半晶質選擇性氫化嵌段共聚物(其通式為C-A1-B1,其中C為具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及低於A1嵌段分子量之分子量的丁二烯半晶質氫化嵌段,A1為單烯基芳烴嵌段,B1為包含共軛二烯之非晶質經氫化聚合物嵌段)、具有通式A2-B2之二嵌段共聚物以及低極性流體,其中半晶質選擇性氫化嵌段共聚物分散於該低極性流體中。
本發明進一步提供一種纜線及形成該等纜線之方法,該種纜線含有摻合物,該摻合物由半晶質選擇性氫化嵌段共聚物(其通式為C- A1-B1,其中C為具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及低於A1嵌段分子量之分子量的丁二烯氫化嵌段,A1為單烯基芳烴嵌段,B1為共軛二烯氫化聚合物嵌段,其中乙烯基含量大於25mol%)、不具有半晶質嵌段之選擇性氫化二嵌段共聚物(其通式為A2-B2)以及低極性流體構成,其中該摻合物為在21℃下含有分散固相之低黏度流體。
在另一實施例中,本發明提供一種用於絞接或切斷纜線之方法,其中該纜線包含由半晶質選擇性氫化嵌段共聚物(其通式為C-A1-B1,其中C為具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及低於A1嵌段分子量之分子量的丁二烯氫化嵌段,A1為單烯基芳烴嵌段,B1為共軛二烯氫化聚合物嵌段,其中乙烯基含量大於25mol%)、不具有半晶質嵌段之選擇性氫化二嵌段共聚物(其通式為A2-B2)以及低極性流體構成之摻合物,其中該摻合物為在21℃下含有分散固相之低黏度流體。
本發明之組合物包括具有通式C-A1-B1之半晶質選擇性氫化嵌段共聚物及具有通式A2-B2之選擇性氫化二嵌段共聚物,其中C為氫化低乙烯基聚丁二烯嵌段且為半晶質,A1及A2為單烯基芳烴單體聚合物嵌段,B1及B2為不具有或具有極少結晶度之共軛二烯單體的氫化聚合物嵌段。本申請案亦可能使用類似於C-A1-B1結構之聚合物,但其具有至少兩個A1嵌段,諸如C-A1-B1-A1-C或(C-A1-B1)-X,其中「X」表示耦接位點,使得最終產物在每一鏈上皆擁有至少兩個A1嵌段。
C嵌段為半晶質且具有聚乙烯結構。其係由具有低乙烯基含量之聚丁二烯嵌段的氫化產生。1,3-丁二烯單體可藉由1,4-加成聚合以沿著聚合物主鏈得到直鏈重複單元。其可替代地藉由1,2-加成聚合以得到分支鏈重複單元。通常,用以形成本發明之嵌段共聚物的陰離子 聚合技術產生1,4-及1,2-加成重複單元之混合物。出於本發明之目的,C嵌段之乙烯基含量定義為藉由1,2-加成聚合之單元的量。為形成半晶質C嵌段,具有低乙烯基含量或不含乙烯基之聚丁二烯嵌段首先聚合且接著在後聚合反應中隨後氫化。在氫化之前,含較低量乙烯基之聚丁二烯嵌段的乙烯基含量以該嵌段中之丁二烯重複單元總數計低於15mol%。因為C嵌段之半晶質特徵必不可少,且此嵌段之熔點及結晶度隨著乙烯基含量增加而降低,所以乙烯基含量較佳為12mol%或低於12mol%且最佳為10mol%或低於10mol%。乙烯基含量為15mol%或更大時,C嵌段不會充分結晶以提供有利的流變性或儲存及處置特性。
C嵌段相對較小,其具有低於鄰接A1嵌段聚合物之分子量的分子量。C嵌段必須足夠大以具有至少74℃之熔點。如果其過大且尤其大於A1嵌段,則該嵌段共聚物不會產生所要之搖溶性流體或彈性膠,或會降低所得搖溶性流體或膠的熱穩定性。在不受理論束縛之情況下,咸信過大C嵌段之存在妨礙A1嵌段之組織,A1嵌段負責形成產生所要流變性的結構化溶液。當嵌段共聚物使用於搖溶性流體時,C嵌段之分子量低於20,000g/mol,且A1嵌段之分子量至少為20,000g/mol。當嵌段共聚物使用於黏性膠時,C及A1兩嵌段之分子量均可較小。然而,C嵌段必須小於A1嵌段,其原因已經闡述。在嵌段共聚物使用於搖溶性流體之較佳實施例中,C嵌段之分子量係自4,000至低於20,000g/mol,且在最佳實施例中,C嵌段之分子量係自6,000至15,000g/mol。在分子量低於4,000時,C嵌段在此實施例中因過小而不能表現出其半晶質特徵。
C嵌段具有至少為74℃之熔點。在更佳實施例中,該熔點至少為80℃,且在最佳實施例中,該熔點至少為85℃。
A嵌段(A1及A2嵌段)藉由單烯基芳烴單體之聚合而形成。單烯基 芳烴可為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、除了α-甲基苯乙烯以外之甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、對丁基苯乙烯、乙基苯乙烯及乙烯萘,且此等物可單獨、或以兩者或兩者以上之組合的形式使用。較佳為苯乙烯。A嵌段在選擇性氫化處理期間並未氫化至顯著程度。
半晶質選擇性氫化嵌段共聚物之A1嵌段必須足夠大以提供用於在低極性流體中形成微胞的驅動力。此外,其必須大得足以在形成黏性膠時提供強度。A1嵌段之分子量為至少5,000g/mol。在較佳實施例中,該分子量為至少9,000g/mol,更佳為至少20,000g/mol,且最佳為30,000至100,000g/mol。在所有情況下,在任何特定半晶質選擇性氫化嵌段共聚物中,A1嵌段之分子量大於C嵌段之分子量。
B嵌段(B1及B2嵌段)為共軛二烯聚合物嵌段且具有橡膠狀特徵。共軛二烯可為1,3-丁二烯、經取代丁二烯(諸如,異戊二烯)、戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、月桂烯及1-苯基-1,3-丁二烯,或其混合物。較佳為1,3-丁二烯(本文中稱作丁二烯)及異戊二烯。在所有情況下,B嵌段為非晶質的,且具有如藉由熱量測定法所量測之為1%或低於1%之結晶度。當1,3-丁二烯為單體時,其經聚合以使得B嵌段之乙烯基含量(1,2-加成含量)以嵌段中之丁二烯重複單元總數計為至少25mol%,且在較佳實施例中為至少30mol%。當異戊二烯為單體時,通常可藉由無極性添加物存在下在烴溶劑中之陰離子聚合而獲得的全部乙烯基含量(3,4-加成含量)皆有用,此係因為其結構不易結晶。B嵌段在後聚合反應中選擇性氫化。
半晶質選擇性氫化嵌段共聚物之B1嵌段的分子量應足夠高以在低極性流體中提供良好稠化效率。此外,相對於C及A1嵌段之較高分子量提高嵌段共聚物在低極性流體中的可溶性。B1嵌段之分子量不應大得造成C-A1-B1聚合物在70℉時可溶於基礎流體。在本發明中,B1嵌段之分子量為至少70,000g/mol。在較佳實施例中,B1嵌段分子量係 自75,000至200,000g/mol,更佳係自80,000至160,000g/mol,且最佳係自90,000至150,000g/mol。
如本文所使用,術語「半晶質」意謂嵌段具有以熱量方式可觀測之熔融吸熱。非晶質意謂嵌段具有如藉由熱量測定法所測定之低於1%的結晶度。
用作聚合媒劑之溶劑可為不與形成的聚合物之活性陰離子鏈端反應、易在商用聚合單元中處置且提供產物聚合物之適當可溶性特徵之任何烴。舉例而言,大體上不具有可電離氫之非極性脂族烴成為特別適合之溶劑。經常使用的為環狀烷烴,諸如環戊烷、環己烷、環庚烷及環辛烷,以上所有者均為相對非極性。可選擇其他適合之溶劑在一組給定處理條件中有效地表現,且將溫度作為主要因素之一予以考量。
陰離子聚合藉由特定化合物引發。此等化合物可包括(但不限於)(例如)烷基鋰化合物及其他有機鋰化合物(諸如s-丁基鋰、正丁基鋰、t-丁基鋰、戊基鋰,及類似者)。鋰系引發劑製法係已熟知且描述於(例如)美國專利第4,039,593號及第RE 27,145號中。在需要對稱直鏈共聚物的情況下,有可能使用二引發劑,諸如m-二異丙烯基苯之二第二丁基鋰加合物。其他該等二引發劑揭示於美國專利第6,492,469號中。在各種聚合引發劑中,s-丁基鋰較佳。
共軛二烯B嵌段之乙烯基含量藉由在聚合期間添加微結構控制劑予以控制,且描述於(舉例而言)美國專利第RE 27,145號、第5,777,031號及第7,439,301號中。該等微結構控制劑通常為可溶於諸如烷基醚(諸如乙醚及1,2-二乙氧丙烷)之聚合溶劑之極性化合物。然而,本文中可使用此項技術中已知且適用於共軛二烯聚合之任何微結構控制劑。在所有低乙烯基丁二烯鏈段已聚合之後,可添加改質劑。當聚合異戊二烯時,添加微結構改質劑並非必需或合乎需要,此係因為在以 上溶劑中獲得之聚合物的氫化產物不會為晶質。
本文所述之共聚物的嵌段可藉由依序添加單體而以直鏈方式聚合。在此情況下,可形成C-A1-B1及A2-B2結構。
可通過幾種氫化或選擇性氫化方法中之任何者進行氫化。舉例而言,此類氫化已利用諸如描述於(舉例而言)美國專利第3,595,942號、第3,634,549號、第3,670,054號、第3,700,633號及第RE 27,145號中之方法的方法予以實現。氫化可在以下條件下進行:使得共軛二烯雙鍵之至少約90%已經還原,且芳烴雙鍵之0%至10%已經還原。較佳範圍為共軛二烯雙鍵之至少約95%被還原,且更佳為共軛二烯雙鍵之至少約98%被還原。
本文所提及之分子量可藉由利用聚苯乙烯校準標準的膠滲透層析法(GPC)量測,諸如根據ASTM D5296進行。GPC為一種熟知方法,其中聚合物根據分子大小進行分離,最大分子首先溶離。使用市售聚苯乙烯分子量標準物校準層析儀。使用由此校準之GPC量測之聚合物的分子量為苯乙烯等效分子量,亦被稱作表觀分子量。在已知聚合物之苯乙烯含量及二烯鏈段之乙烯基含量時,苯乙烯等效分子量可轉換成真實分子量。所用偵測器較佳為組合紫外輻射及折射率偵測器。本文中表達之分子量係量測於GPC跡線之峰值處,且通常被稱作「峰值分子量」。個別嵌段之分子量按差分法測定:C嵌段之分子量(MC)在其聚合之後量測,接著C-A二嵌段之分子量(MCA)在其聚合之後量測,等等。舉例而言,A嵌段之分子量接著判定為MA=MCA-MC。此差值可根據苯乙烯等效分子量及接著依據本文中提到之轉換計算的每個嵌段之真實分子量來加以計算。替代地,可首先藉由苯乙烯等效分子量之轉換而判定每個均聚物嵌段、二嵌段、三嵌段等之真實分子量,且接著可計算差值。第一種方法較佳。除非另外指出,則術語「分子量」係指聚合物或共聚物之嵌段的單位為g/mol的真實分 子量。
較佳低極性流體包括礦物油、低毒性合成油(諸如Drakeol®34(Calumet/Penreco))或所謂的氣-液合成油(諸如Shell Oil公司出售之Risella油,其中氣-液油為最佳,此係因為該等油過早地溶解聚合物之趨勢最小,且其提供的使用溫度亦比礦物油高)。合適之礦物油可為環烷基或石蠟基油。某些情形下,諸如柴油、生物柴油及羧酸酯(諸如2-乙基己基油酸酯)之極性較大之流體可產生合適的結果,但此等物較可能過早地溶解聚合物或產生在過低溫度下經受嚴重黏度損失之流體。氣-液油之較佳實例為Risella X420。
本文提供之組合物包含如本文所描述之在低極性流體中的半晶質選擇性氫化嵌段共聚物。半晶質選擇性氫化嵌段共聚物之組合及結構決定是否可形成分散組合物且決定任何該種分散組合物之流變特性。雖然申請者不希望受理論束縛,但認為此等組合物形成係因為低極性流體中之C、A1及B1嵌段的不同可溶性且係因為C嵌段之半晶質本質。處於低溫時,半晶質嵌段抑制聚合物之溶解,使得聚合物可分散於非極性媒質中且大部分保持未溶解。此時,黏度由油之黏度決定。在加熱後,聚合物即刻溶解。由於此類流體中A1嵌段之較低可溶性,結構化溶液形成。就C-A1-B1結構而言,其在流體中產生嵌段共聚物之微胞結構。C嵌段可溶性較低且形成凹心。然而,B1嵌段經選擇以易溶於非極性流體中。此時,B1嵌段共聚物鏈段由於該流體變得更加溶合,從而產生包含高度延展之鏈的「冠狀物」;所得微胞結構向流體賦予搖溶性特徵。
用於製備於低極性流體中之嵌段共聚物之組合物的較佳方法為添加固態聚合物至該流體中,同時在適合於有效散佈及懸浮該聚合物之條件下進行混合。溫度應保持不超過約43℃,較佳為30℃或低於30℃且最佳為21℃或低於21℃。在礦物油、低毒性合成油(諸如 Drakeol®34(Calumet/Penreco))或所謂的氣-液合成油(諸如Shell Oil公司出售之Risella油)中,組合物應含有高達約10重量%的半晶質選擇性氫化嵌段共聚物。較佳組合物應含有2至10重量%的半晶質選擇性氫化嵌段共聚物,且更佳組合物應含有4至8重量%。組合物之形成最好使用轉子-定子型高剪切混合器完成。然而,可使用能夠產生足夠剪應力以均勻分散嵌段共聚物之任何混合裝置。混合時間可短至大約15分鐘。本發明之C-A1-B1聚合物的此類懸浮液大體上證明經靜置出現分離,在加熱懸浮液時導致無油層形成。可添加多種觸變劑以抑制此情況,觸變劑包括諸如自Cabot Corp.獲得之CAB-O-SIL® TS720之無機流變改質劑,但較佳方法為添加濃度足以抑制沈降之二嵌段共聚物。
本發明之二嵌段共聚物經選擇性氫化,且不具半晶質嵌段。二嵌段共聚物具有通式A2-B2。選擇性氫化半晶質嵌段共聚物之嵌段A2及B2可在組合物、微結構及分子量上獨立於單烯基芳烴及共軛二烯嵌段A1及B1而變化。
適用於本發明中之二嵌段共聚物為聚苯乙烯-氫化聚異戊二烯(A2-B2)二嵌段共聚物。此等共聚物具有範圍自約20至約50重量%之聚苯乙烯含量。在更佳實施例中,聚苯乙烯含量範圍介於約25至約40重量%之間。二嵌段共聚物之表觀分子量範圍介於約100,000至約200,000g/mol之間。在更佳實施例中,表觀分子量範圍介於110,000至約190,000g/mol。
任何二嵌段之加成可藉由在流體中預溶解二嵌段聚合物而進行,或藉由將其與選擇性氫化半晶狀嵌段共聚物一同添加而進行,其條件為該二嵌段共聚物亦處於易分散或易溶形態。二嵌段可首先藉由加熱二嵌段及流體之混合物且接著在添加選擇性氫化半晶質嵌段共聚物之前冷卻而予以溶解。
以重量計,半晶質選擇性氫化嵌段共聚物與二嵌段共聚物之質量比在範圍75:25至25:75內。在較佳實施例中,此重量比為70:30至30:70,且在最佳實施例中,其在範圍60:40至40:60內。此等溶液展現大體上低於僅有A2-B2聚合物之相同濃度的溶液之黏度,從而允許製備在加熱之後展現非常高之黏度同時仍然易於泵吸之流體。
熱活化膠中之全部聚合物含量處於足以形成在熱活化之後輕度擠壓時不會流動之材料的量。舉例而言,活化之後,膠在其自身重量下在室溫歷經24小時之時長應不流動。此類膠包含約1至約20重量%之全部聚合物,其中全部聚合物質量為半晶質選擇性氫化嵌段共聚物與二嵌段共聚物之總和。在較佳實施例中,全部聚合物質量構成約2至約16重量%,且在更佳實施例中為約4至約12重量%。
本文所述之不可流動膠可藉由將分散液組合物加熱至至少65℃之溫度而形成。在較佳實施例中,此轉化在至少80℃且最佳至少93℃之溫度下進行。分散液組合物至膠之轉化為不可逆的。組合物如無顯著變化(舉例而言,藉由添加新組分,諸如極性或芳香族溶劑,或藉由以某些物理或化學方法降解嵌段共聚物或流體),則膠一經形成,低黏度分散液組合物狀態即無法改變。由C-A1-B1及A1-B2嵌段共聚物之混合物製備的流體在加熱之後保留其基本滑脂狀特徵,亦即,其即使具極高黏度仍可泵吸。
本文提供之組合物特別適用於纜線填充應用。本發明之可切斷或可絞接光纜包含在可撓性套管或外鞘中的光纖波導。該套管或外鞘由熱活化膠組合物填充。進行填充纜線以避免對膠加以熱活化。在低於130℃之溫度下以熱活化膠填充纜線。
光纜之此描述係作為實例進行。本文提供之組合物可用於需要油、滑脂或膠填充之任何類型的纜線。
當需要切斷或絞接光纜時,加熱將切斷或絞接之纜線部分直至 熱活化膠凝固。將纜線加熱至至少130℃以活化膠。纜線接著在該部分切斷,且可絞接至另一可絞接之光纜。
實例
以下實例對熱活化膠進行說明。表1列舉此等實例中使用之兩種半晶質選擇性氫化嵌段共聚物CAB3及CAB4。該等實例中使用之二嵌段被標識為AB1,且其特徵亦列於表1中。
實例1
熱活化膠之製備
將CAB3及AB1按50:50重量比同步添加且混合至Risella®420油中。嵌段共聚物之總量按組合物之總重量計為8重量%。開始時在室溫下使用Silverson混合器進行混合,轉速2500rpm、時長1小時。在高剪切混合期間觀測到混合溫度自室溫升高至39℃。在靜置一小時後,所得摻合物未展現沈降跡象(即,沒有無油層)。
藉由應用標準程序利用具有CPE52軸之Brookfield HBDV-II+ Pro黏度計在25℃下測試纜線填充膠之黏度。觀測到一些未溶解的粒子。結果列於表2中,除此之外還有比較性實例之資料,該比較性實例包含在140℃時混合在油中之聚合物AB1的8重量%溶液。未經加熱而製備之CAB3/AB1摻合物的黏度明顯較低。在高剪切率(200s-1)下量測之摻合物的黏度僅為比較實例之黏度的約1/5。當將本發明之摻合物加熱至140℃持續兩小時時,黏度明顯地增加,且流體中無未溶解之固體。摻合物之低/高剪切黏度的比率(即6s-1/200s-1)自4.8增至7.0,其指示CAB3聚合物之溶解具有增加聚合物網路在低剪切率時之完整性的 所要效果。最終值超出比較實例之值。樣品經受用於評估纜線膠之效能的三個標準測試:24小時、80℃下之油分離;24小時、100℃下之油分離;及量測油自膠中滲出之溫度的「滴點」測試。在加熱至140℃之前,樣品未展現必需流變特徵以通過油分離測試。加熱後,雖然摻合物初始黏度較低,但其表現得與對照物同樣好或更佳。此結果指示需要額外加熱以充分溶解CAB3聚合物及產生所要膠結構。
實例2
混合物之製備
根據實例1製得摻合物且進行測試,惟將CAB3換為CAB4除外。初始混合期間,CAB4/AB1/Risella 420摻合物之溫度自室溫升至42℃。此實例產生的本發明之摻合物在1小時之後未展現沈降。觀測到一些未溶解的粒子,但其大小及數目小於實例1中的本發明之摻合物。結果列於表3中。摻合物之高剪切率黏度僅為比較實例之黏度的約一半。不同於實例1,該摻合物在140℃時能夠通過油分離測試而不老化。此資料表明測試自身之熱歷程足以溶解CAB4聚合物且產生所要膠結構。
初始摻合樣品接著在140℃下加熱2小時。如同實例1,觀測到 CAB之大部分溶解,從而導致黏度實質性提高,在低剪切率條件下尤其如此。如同實例1,6s-1/200s-1黏度之比率超出比較性實例之比率,且雖然初始黏度較低,但油分離及滴點值相當。
由此,顯而易見,已提供一種完全滿足上述目標、目的及優點之熱活化油膠調配物。雖然已結合本發明之具體實施例描述本發明,但顯而易見,熟習此項技術者將根據前文描述而理解多種替代方式、修改及變體。因此,希望涵蓋屬於所附申請專利範圍之精神及較廣範疇的所有此等替代方式、修改及變體。

Claims (13)

  1. 一種用於纜線填充之熱活化膠,其包含:a)半晶質選擇性氫化嵌段共聚物,其具有通式C-A1-B1,其中C為丁二烯半晶質氫化嵌段,其具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及具有自4,000至低於20,000g/mol範圍內之分子量,A1為具有至少5,000g/mol分子量之單烯基芳烴嵌段,其中A1之分子量大於C之分子量,且B1為具有至少70,000g/mol分子量之包含共軛二烯之非晶質氫化聚合物嵌段,b)二嵌段共聚物,其具有通式A2-B2,其中A2為單烯基芳烴單體聚合物嵌段,及B2為包含共軛二烯之非晶質氫化聚合物嵌段,及c)低極性流體,其中該半晶質選擇性氫化嵌段共聚物及二嵌段共聚物溶解於該低極性流體中。
  2. 如請求項1之熱活化膠,其中半晶質選擇性氫化嵌段共聚物與二嵌段共聚物之質量比在75:25至25:75之範圍內。
  3. 如請求項1之熱活化膠,其中全部聚合物質量為約1至約20重量%。
  4. 如請求項1之熱活化膠,其中該單烯基芳烴為苯乙烯。
  5. 如請求項1之熱活化膠,其中該B2嵌段中之該共軛二烯為丁二烯或異戊二烯、或其混合物。
  6. 如請求項4之熱活化膠,其中該共軛二烯為丁二烯,且該乙烯基含量大於25mol%。
  7. 如請求項1之熱活化膠,其中該低極性流體係選自由以下各者組成之群:礦物油、低毒性合成油、或氣-液合成油、或其混合物。
  8. 如請求項1之熱活化膠,其中該半晶質選擇性氫化嵌段共聚物之該C嵌段具有10mol%或低於10mol%之乙烯基含量。
  9. 如請求項1之熱活化膠,其中該摻合物包含4至10重量%之該半晶質選擇性氫化嵌段共聚物加二嵌段共聚物及90至96重量%之該低極性流體。
  10. 一種用於形成熱活化膠之方法,其包含在低於43℃之溫度下混合具有通式C-A1-B1之半晶質選擇性氫化嵌段共聚物、具有通式A2-B2之二嵌段共聚物及低極性流體,在該通式C-A1-B1中,C為丁二烯半晶質氫化嵌段,其具有15mol%或低於15mol%之乙烯基含量及具有自4,000至低於20,000g/mol範圍內之分子量,A1為具有至少5,000g/mol分子量之單烯基芳烴嵌段,其中A1之分子量大於C之分子量,且B1為具有至少70,000g/mol分子量之包含共軛二烯之非晶質氫化聚合物嵌段,且在該通式A2-B2中,A2為單烯基芳烴單體聚合物嵌段,及B2為包含共軛二烯之非晶質氫化聚合物嵌段,其中該半晶質選擇性氫化嵌段共聚物分散於該低極性流體中。
  11. 一種纜線,其包含如請求項1之熱活化膠。
  12. 一種用於形成如請求項11之纜線的方法,其包含在低於130℃之溫度下使用如請求項1之熱活化膠填充該纜線。
  13. 一種用於切斷如請求項11之纜線的方法,其包含加熱該纜線之一區域至至少130℃之溫度歷時一段足以活化該膠之時間,且接著在該受熱區域切斷該纜線。
TW105118023A 2015-06-12 2016-06-07 用於纜線填充應用之熱活化膠 TWI604027B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562174889P 2015-06-12 2015-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201708480A TW201708480A (zh) 2017-03-01
TWI604027B true TWI604027B (zh) 2017-11-01

Family

ID=57503583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105118023A TWI604027B (zh) 2015-06-12 2016-06-07 用於纜線填充應用之熱活化膠

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10287428B2 (zh)
EP (1) EP3307822B1 (zh)
JP (1) JP7066413B2 (zh)
CN (1) CN107849326B (zh)
TW (1) TWI604027B (zh)
WO (1) WO2016200797A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110662806B (zh) * 2017-05-31 2021-12-17 株式会社可乐丽 凝胶组合物、线缆填充材料、线缆、和凝胶组合物用屑粒
US11759758B2 (en) * 2018-04-30 2023-09-19 Kraton Corporation Block copolymers for gel compositions with improved efficiency
CN112708085A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中国石油化工股份有限公司 氢化异戊二烯/苯乙烯嵌段偶合聚合物光缆油膏胶凝剂及其制备方法和在光缆油膏中的应用
WO2023171614A1 (ja) * 2022-03-07 2023-09-14 株式会社クラレ 水添ブロック共重合体、ゲル組成物、ケーブル充填材、ケーブル、化粧品、潤滑油、及びグリース

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3595942A (en) 1968-12-24 1971-07-27 Shell Oil Co Partially hydrogenated block copolymers
USRE27145E (en) 1969-05-20 1971-06-22 Side-chain
US3634549A (en) 1969-08-04 1972-01-11 Shell Oil Co Conjugated diene block copolymers having a random copolymer elastomeric block and their hydrogenated counterparts
US3670054A (en) 1969-10-29 1972-06-13 Shell Oil Co Block copolymers having reduced solvent sensitivity
US3700633A (en) 1971-05-05 1972-10-24 Shell Oil Co Selectively hydrogenated block copolymers
US3948845A (en) 1972-06-19 1976-04-06 Phillips Petroleum Company Opalescent polymer compositions
US4039593A (en) 1973-05-18 1977-08-02 Lithium Corporation Of America Preparation of hydroxy-terminated conjugated diene polymers
US4055616A (en) * 1976-01-07 1977-10-25 Western Electric Company, Inc. Method for separating sections of a covering on a cable
US4107236A (en) 1976-02-09 1978-08-15 Phillips Petroleum Company Hydrogenated block copolymers containing a block derived from low vinyl polybutadiene and a block derived from medium vinyl polybutadiene
US5221534A (en) * 1989-04-26 1993-06-22 Pennzoil Products Company Health and beauty aid compositions
US5264280A (en) * 1992-09-21 1993-11-23 Ferro Corporation Multilayer thermoformable structure
US5460739A (en) 1994-09-09 1995-10-24 Shell Oil Company Star polymer viscosity index improver for oil compositions
US5737469A (en) 1996-06-03 1998-04-07 Witco Corporation Filling compound for fiber optical cables
CN1109070C (zh) 1996-07-03 2003-05-21 国际壳牌研究有限公司 高1,2-含量的热塑性弹性体/油/聚烯烃组合物
TW416971B (en) * 1996-07-31 2001-01-01 Shell Internattonale Res Mij B Oil gel formulations containing high vinyl content hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymers
US5925707A (en) * 1997-07-30 1999-07-20 Shell Oil Company Oil gel formulations containing high vinyl content hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymers
BR9908068B1 (pt) 1998-02-19 2009-12-01 aperfeiçoador de ìndice de viscosidade de polìmero estrela para composições de óleo.
US6881776B2 (en) 1998-10-29 2005-04-19 Penreco Gel compositions
US6391981B1 (en) 1999-04-23 2002-05-21 Kraton Polymers Us Llc Increased throughput in the manufacture of anionic polymers by reduction in polymer cement viscosity through the addition of metal alkyls
US6310112B1 (en) 1999-12-07 2001-10-30 The Dow Chemical Company Hydrogenated vinyl aromatic polymer foams
ATE250273T1 (de) * 2000-10-10 2003-10-15 Dynasol Elastomeros Sa Zusammensetzung von kabelfüllmassen
JP4733108B2 (ja) 2004-03-03 2011-07-27 クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー 高い流動を有するブロック共重合体を含むエラストマー複合繊維
EP1705212A1 (en) 2005-03-24 2006-09-27 Kraton Polymers Research B.V. Expandable thermoplastic gel composition
WO2008124127A1 (en) 2007-04-09 2008-10-16 The Regents Of The University Of California Soft and strong elastomeric compositions from semicrystalline-amorphous polyolefin block copolymers
US7994256B2 (en) 2008-01-18 2011-08-09 Kraton Polymers U.S. Llc Gel compositions
US8592513B2 (en) * 2008-03-25 2013-11-26 Asahi Kasei Chemicals Corporation Elastomer composition and storage cover of airbag devices
US20100056721A1 (en) 2008-09-03 2010-03-04 Kathryn Wright Articles prepared from certain hydrogenated block copolymers
EP2794674B1 (en) 2011-12-21 2020-03-25 Dow Global Technologies LLC Interpolymer compositions and methods for making same
US20130225020A1 (en) 2012-02-24 2013-08-29 Kraton Polymers Us Llc High flow, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer and applications

Also Published As

Publication number Publication date
US10287428B2 (en) 2019-05-14
TW201708480A (zh) 2017-03-01
CN107849326A (zh) 2018-03-27
JP7066413B2 (ja) 2022-05-13
EP3307822A1 (en) 2018-04-18
EP3307822A4 (en) 2019-03-06
WO2016200797A1 (en) 2016-12-15
CN107849326B (zh) 2021-04-02
JP2018520230A (ja) 2018-07-26
US20160362545A1 (en) 2016-12-15
EP3307822B1 (en) 2020-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI604027B (zh) 用於纜線填充應用之熱活化膠
TWI588228B (zh) 熱可熔性油凝膠
TWI644988B (zh) 用於凝膠組合物之嵌段共聚物
EP0822227B1 (en) Oil gel formulations containing high vinyl content hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymers
TW201710364A (zh) 於油田應用之做為熱活化增稠劑之苯乙烯嵌段共聚物
BRPI0708978A2 (pt) composição de copolìmero em bloco, composição formulada, e, artigo
JP5797458B2 (ja) アスファルト組成物
CN108559288A (zh) 递变三嵌段共聚物
JP6874684B2 (ja) ブロック共重合体組成物およびホットメルト粘接着剤組成物
JP2018527448A (ja) スチレン系ブロックコポリマー組成物
US11759758B2 (en) Block copolymers for gel compositions with improved efficiency
JP2014080533A (ja) 粘接着剤組成物
JP2008106149A (ja) アスファルト粘着剤用ブロック共重合体及びアスファルト粘着剤組成物
CN110819123B (zh) 电缆用填充组合物
CN102234362A (zh) 一种苯乙烯-异戊二烯高枝化共聚物及其制备方法和用途
JP2018080236A (ja) ダイラタンシー性組成物
JP2004502013A (ja) テトラブロックコポリマー
JPH1018451A (ja) ホットメルトプレシーリング材組成物
US20180258277A1 (en) Fusible oil gel compositions and methods of making and using same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees