CN116745357A - 低摩擦系数聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

聚合物组合物包含具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.970g/cc的密度的乙烯基聚合物和具有如根据凝胶渗透色谱法测量的550,000g/mol至650,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。该组合物不含具有如根据凝胶渗透色谱法测量的30,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。

Description

低摩擦系数聚合物组合物
背景技术
技术领域
本公开一般涉及聚合物组合物，并且更具体地涉及表现出低摩擦系数的聚合物组合物。
简介
线材和线缆通常被吹入和/或推入现有导线管和导管中，以便增加结构中的纤维致密化。这样做使新的和现有的基础设施的使用最大化。为了以这种方式有效地安装线材和线缆，线材和线缆上的护套的聚合物组合物需要具有低摩擦系数(“COF”)。聚合物组合物的低摩擦系数确保线材和线缆在安装期间不抵抗沿表面滑动。通常，为了在应用中最有效，护套的聚合物组合物需要表现出如根据ASTM D1894测量的0.25或更低的未老化COF。
已经尝试使用多种添加剂来降低聚合物组合物的COF。这种添加剂的一个示例是增滑剂。增滑剂在加工期间或在使用环境中用作聚合物组合物表面上的润滑剂。这些增滑剂通常通过迁移或起霜(blooming)至聚合物组合物的表面而起作用，在那里它们提供降低COF的涂层。有利地，增滑剂在表面处的浓度导致在聚合物材料中总体上需要更少的增滑剂。增滑剂的示例包括芥酸酰胺和低分子量硅氧烷。
通常，聚合物组合物内的增滑剂随着时间的推移而起霜，从而降低护套表现出低COF的能力。增滑剂的过早起霜是不利的，因为聚合物组合物在制造之后但在线材或线缆安装之前的长期储存可能使COF劣化至不可用的水平。因此，通常，聚合物组合物还必须表现出如在55℃下老化336小时之后根据ASTM D1894测量的0.25的COF(即，“老化COF”)。
还已试图尝试使用较高分子的聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)来降低聚合物组合物的摩擦系数。例如，美国专利申请US2020/0199336A1(“’336公布’)公开了一种使用增滑剂共混物的组合物，该增滑剂共混物包含具有30,000g/mol至小于300,000g/mol的重均分子量(“Mw”)的第一PDMS；以及具有300,000g/mol至2,000,000g/mol的Mw的第二PDMS，其中该组合物具有0.25的COF。‘336公布表明在低密度聚乙烯中仅使用具有300,000g/mol至2,000,000g/mol的Mw的PDMS(例如，CS1和CS2)分别表现出0.65和0.70的高COF。
鉴于前述内容，令人惊奇的是发现了使用具有550,000g/mol至650,000g/mol的Mw的单一聚二甲基硅氧烷但能够实现0.25或更低的未老化COF和0.25或更低的老化COF的聚合物组合物。
发明内容
本发明提供了一种聚合物组合物，其使用具有550,000g/mol至650,000g/mol的Mw的单一聚二甲基硅氧烷但能够实现0.25或更低的未老化COF和0.25或更低的老化COF。
本发明是以下发现的结果：在包含具有0.926g/cc至0.970g/cc的密度的乙烯基聚合物的聚合物组合物中使用具有550,000g/mol至650,000g/mol的Mw的PDMS能够实现上述特性。不受理论的约束，据信PDMS的Mw和粘度导致在熔融配混期间在乙烯基聚合物内的均匀分散。PDMS的均匀分散从而提供0.25的未老化COF。此外，乙烯基聚合物的半结晶域和PDMS的Mw起到抵抗PDMS随时间迁移的作用，从而保持0.25的老化COF，这与依赖于添加剂起霜的组合物不同。
聚合物组合物具体地可用于形成线材和线缆的护套。
根据本公开的第一特征，聚合物组合物包含具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.970g/cc的密度的乙烯基聚合物和具有如根据凝胶渗透色谱法测量的550,000g/mol至650,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。该组合物不含具有如根据凝胶渗透色谱法测量的30,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。
根据本公开的第二特征，聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量为90重量％或更多的乙烯基聚合物。
根据本公开的第三特征，聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量为10重量％或更少的聚二甲基硅氧烷。
根据本公开的第四特征，乙烯基聚合物具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.940g/cc的密度。
根据本公开的第五特征，聚合物组合物包含脂肪酸酰胺。
根据本公开的第六特征，聚合物组合物不含脂肪酸酰胺。
根据本公开的第七特征，聚合物组合物还包含具有如根据凝胶渗透色谱法测量的2,000g/mol至15,000g/mol的重均分子量的第二聚二甲基硅氧烷。
根据本公开的第八特征，聚合物组合物表现出如根据ASTM D1894测量的0.25或更低的未老化摩擦系数。
根据本发明的第九特征，聚合物组合物表现出如在55℃下老化336小时后根据ASTM D1894测量的0.25或更低的老化摩擦系数。
根据本公开的第十特征，一种涂覆导体包括导体和设置在该导体周围的聚合物组合物。
具体实施方式
如本文所用，术语“和/或”当用于两个或更多个项目的列表中时，意指所列项目中的任一个可单独使用，或可使用所列项目中的两个或更多个的任何组合。例如，如果组合物被描述为包含组分A、B和/或C，则组合物可单独含有A；单独含有B；单独含有C；以组合含有A和B；以组合含有A和C；以组合含有B和C；或以组合含有A、B和C。
除非另有说明，否则所有范围包括端点。
测试方法是指截至本文件优先权日的最新测试方法，除非日期用测试方法编号表示为带连字符的两位数。对测试方法的引用包括对测试协会和测试方法编号两者的引用。测试方法组织通过以下缩写之一来引用：ASTM是指ASTM国际(以前称为美国试验与材料协会)；IEC是指国际电工技术委员会；EN是指欧洲标准；DIN是指德国标准化学会；并且ISO是指国际标准化组织。
如本文所用，除非另有说明，否则术语重量百分比(“重量％”)表示组分占聚合物组合物总重量的重量百分比。
本文中的熔体指数(I2)值是指根据ASTM方法D1238在190摄氏度(℃)与2.16千克(kg)质量下测定的值，并且以每十分钟洗脱的克数(“g/10min.”)为单位提供。本文的熔体指数(I21)值是指根据ASTM方法D1238在190摄氏度(℃)与21.6kg质量下测定的值，并且以每十分钟洗脱的克数(g/10min)为单位提供。
本文中的密度值是指根据ASTM D792在23℃下确定的值并且以每立方厘米的克数(“g/cc”)为单位提供。
如本文所用的术语“收缩率”是指如根据IEC 60811-503(外皮的收缩测试)测量的护套或其他外皮材料的循环温度(或场)收缩率。
如本文所用，化学文摘服务登记号(“CAS#”)是指自本文件的优先权日起由化学文摘服务最近分配给化学化合物的唯一数字标识符。
聚合物组合物
聚合物组合物包含乙烯基聚合物和聚二甲基硅氧烷。聚合物组合物表现出未老化COF和老化COF。如本文所用，未老化COF是在其制造后没有任何有意老化或测试延迟的情况下由聚合物组合物表现出的COF。如其中所使用的，老化COF是在55℃的温度下保持336小时(即，两周)之后并且在加热之前没有任何有意的延迟或老化的情况下由聚合物组合物表现出的COF。
聚合物组合物的未老化COF可为0.01或更高、或0.02或更高、或0.04或更高、或0.06或更高、或0.08或更高、或0.10或更高、或0.12或更高、或0.14或更高、或0.16或更高、或0.18或更高、或0.20或更高、或0.22或更高、或0.24或更高，而同时0.25或更低、或0.24或更低、或0.22或更低、或0.20或更低、或0.18或更低、或0.16或更低、或0.14或更低、或0.12或更低、或0.10或更低、或0.08或更低、或0.06或更低、或0.04或更低、或0.02或更低，如根据ASTM D1894所测量的。
聚合物组合物的老化COF可为0.01或更高、或0.02或更高、或0.04或更高、或0.06或更高、或0.08或更高、或0.10或更高、或0.12或更高、或0.14或更高、或0.16或更高、或0.18或更高、或0.20或更高、或0.22或更高、或0.24或更高，而同时0.25或更低、或0.24或更低、或0.22或更低、或0.20或更低、或0.18或更低、或0.16或更低、或0.14或更低、或0.12或更低、或0.10或更低、或0.08或更低、或0.06或更低、或0.04或更低、或0.02或更低，如根据ASTM D1894所测量的。
聚合物组合物可具有0.940g/cc或更大、或0.941g/cc或更大、或0.942g/cc或更大、或0.943g/cc或更大、或0.944g/cc或更大、或0.945g/cc或更大、或0.946g/cc或更大、或0.947g/cc或更大、或0.948g/cc或更大、或0.949g/cc或更大、或0.950g/cc或更大、或0.951g/cc或更大、或0.952g/cc或更大、或0.953g/cc或更大、或0.954g/cc或更大，而同时0.955g/cc或更小、或0.954g/cc或更小、或0.953g/cc或更小、或0.952g/cc或更小、或0.951g/cc或更小、或0.950g/cc或更小、或0.949g/cc或更小、或0.948g/cc或更小、或0.947g/cc或更小、或0.946g/cc或更小、或0.945g/cc或更小、或0.944g/cc或更小、或0.943g/cc或更小、或0.942g/cc或更小、或0.941g/cc或更小的密度，如根据ASTM D792所测量的。
聚合物组合物可表现出3.0％或更小的循环收缩，如根据实施例部分中提供的测试方法所测量的。例如，聚合物组合物可表现出3.0％或更小、或2.9％或更小、或2.8％或更小、或2.7％或更小、或2.6％或更小、或2.5％或更小、或2.4％或更小、或2.3％或更小、或2.2％或更小、或2.1％或更小、或2.0％或更小、或1.9％或更小、或1.8％或更小、或1.7％或更小、或1.6％或更小、或1.5％或更小、或1.4％或更小、或1.3％或更小、或1.2％或更小、或1.1％或更小、或1.0％或更小、或0.9％或更小、或0.8％或更小、或0.7％或更小、或0.6％或更小、或0.5％或更小、或0.4％或更小、或0.3％或更小、或0.2％或更小、或0.1％或更小的循环收缩。
聚合物组合物可表现出1.00％或更小的24小时收缩率，如根据实施例部分中提供的测试方法所测量的。例如，聚合物组合物可表现出1.00％或更小、或0.95％或更小、或0.90％或更小、或0.85％或更小、或0.80％或更小、或0.75％或更小、或0.70％或更小、或0.65％或更小、或0.60％或更小、或0.55％或更小、或0.50％或更小、或0.45％或更小、或0.40％或更小、或0.35％或更小、或0.30％或更小、或0.25％或更小、或0.20％或更小、或0.15％或更小、或0.10％或更小、或0.05％或更小的24小时收缩率。
聚合物组合物可具有0.1g/10min.或更大、或0.3g/10min.或更大、或0.5g/10min.或更大、或0.7g/10min.或更大、或0.8g/10min.或更大、或0.9g/10min.或更大、或1.0g/10min.或更大、或1.5g/10min.或更大、或2.0g/10min.或更大、或2.5g/10min.或更大、或3.0g/10min.或更大、或3.5g/10min.或更大、或4.0g/10min.或更大、或4.5g/10min.或更大、或5.0g/10min.或更大、或5.5g/10min.或更大、或6.0g/10min.或更大、或6.5g/10min.或更大、或7.0g/10min.或更大、或7.5g/10min.或更大、或8.0g/10min.或更大、或8.5g/10min.或更大、或9.0g/10min.或更大、或9.5g/10min.或更大，而同时10.0g/10min.或更小、或9.5g/10min.或更小、或9.0g/10min.或更小、或8.5g/10min.或更小、或8.0g/10min.或更小、或7.5g/10min.或更小、或7.0g/10min.或更小、或6.5g/10min.或更小、或6.0g/10min.或更小、或5.5g/10min.或更小、或5.0g/10min.或更小、或4.5g/10min.或更小、或4.0g/10min.或更小、或3.5g/10min.或更小、或3.0g/10min.或更小、或2.5g/10min.或更小、或2.0g/10min.或更小、或1.5g/10min.或更小、或1.0g/10min.或更小、或0.9g/10min.或更小、或0.8g/10min.或更小、或0.7g/10min.或更小、或0.5g/10min.或更小、或0.3g/10min.或更小的熔体指数(I2)。
聚合物组合物可具有50g/10min.或更大、或55g/10min.或更大、或60g/10min.或更大、或65g/10min.或更大、或70g/10min.或更大、或75g/10min.或更大、或80g/10min.或更大、或85g/10min.或更大、或90g/10min.或更大、或95g/10min.或更大，而同时100g/10min.或更小、或95g/10min.或更小、或90g/10min.或更小、或85g/10min.或更小、或80g/10min.或更小、或75g/10min.或更小、或65g/10min.或更小、或60g/10min.或更小、或55g/10min.或更小的高负荷熔体指数(I21)。
聚合物组合物可具有70或更大、或75或更大、或80或更大、或85或更大、或90或更大、或95或更大、或100或更大、或105或更大，而同时110或更小、或105或更小、或100或更小、或95或更小、或90或更小、或85或更小、或80或更小、或75或更小的熔体流动比(I21/I2)。
乙烯基聚合物
如上所述，聚合物组合物包含乙烯基聚合物。如本文所用，“乙烯基”聚合物为其中大于50重量％的单体为乙烯的聚合物，但也可使用其他共聚单体。乙烯基聚合物可以包括乙烯和一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体，诸如丙烯、1-丁烯、1戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。乙烯基聚合物可具有单峰或多峰分子量分布并且可单独使用或与一种或多种其他类型的乙烯基聚合物组合使用(例如，两种或更多种乙烯基聚合物的共混物，该两种或更多种乙烯基聚合物在单体组成和含量、催化制备方法、分子量、分子量分布、密度等方面彼此不同)。如果采用乙烯基聚合物的共混物，则聚合物可通过任何反应器内或反应器后方法进行共混。
如使用核磁共振(NMR)或傅立叶变换红外(FTIR)光谱法所测量的，乙烯基聚合物可包含50重量％或更多、60重量％或更多、70重量％或更多、80重量％或更多、85重量％或更多、90重量％或更多、或91重量％或更多、或92重量％或更多、或93重量％或更多、或94重量％或更多、或95重量％或更多、或96重量％或更多、或97重量％或更多、或97.5重量％或更多、或98重量％或更多、或99重量％或更多，而同时99.5重量％或更少、或99重量％或更少、或98重量％或更少、或97重量％或更少、或96重量％或更少、或95重量％或更少、或94重量％或更少、或93重量％或更少、或92重量％或更少、或91重量％或更少、或90重量％或更少、或85重量％或更少、或80重量％或更少、或70重量％或更少、或60重量％或更少的乙烯。乙烯基聚合物的其他单元可包括C3α-烯烃、或C4α-烯烃、或C6α-烯烃、或C8α-烯烃、或C10α-烯烃、或C12α-烯烃、或C16α-烯烃、或C18α-烯烃、或C20α-烯烃，诸如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量为80重量％或更多、85重量％或更多、90重量％或更多、或91重量％或更多、或92重量％或更多、或93重量％或更多、或94重量％或更多、或95重量％或更多、或96重量％或更多、或97重量％或更多、或97.5重量％或更多，而同时98重量％或更少、或97重量％或更少、或96重量％或更少、或95重量％或更少、或94重量％或更少、或93重量％或更少、或92重量％或更少、或91重量％或更少、或90重量％或更少、或85重量％或更少的乙烯基聚合物。
乙烯基聚合物具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.970g/cc的密度。例如，乙烯基聚合物可具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc或更大、或0.928g/cc或更大、或0.930g/cc或更大、或0.932g/cc或更大、或0.934g/cc或更大、或0.936g/cc或更大、或0.938g/cc或更大、或0.940g/cc或更大、或0.942g/cc或更大、或0.944g/cc或更大、或0.946g/cc或更大、或0.948g/cc或更大、或0.950g/cc或更大、或0.952g/cc或更大、或0.954g/cc或更大、或0.956g/cc或更大、或0.958g/cc或更大、或0.960g/cc或更大、或0.962g/cc或更大、或0.964g/cc或更大、或0.966g/cc或更大、或0.968g/cc或更大，而同时0.970g/cc或更小、或0.968g/cc或更小、或0.966g/cc或更小、或0.964g/cc或更小、或0.962g/cc或更小、或0.960g/cc或更小、或0.958g/cc或更小、或0.956g/cc或更小、或0.954g/cc或更小、或0.952g/cc或更小、或0.950g/cc或更小、或0.948g/cc或更小、或0.946g/cc或更小、或0.944g/cc或更小、或0.942g/cc或更小、或0.940g/cc或更小、或0.938g/cc或更小、或0.936g/cc或更小、或0.934g/cc或更小、或0.932g/cc或更小、或0.930g/cc或更小、或0.928g/cc或更小的密度。
聚二甲基硅氧烷
聚合物组合物包含聚二甲基硅氧烷。PDMS可以是未取代的或取代的。“取代的PDMS”是其中PDMS的至少一个甲基基团被取代基取代的PDMS。取代基的非限制性示例包括卤素原子(诸如氯、氟、溴和碘)；含有卤素原子的基团(诸如氯甲基基团、全氟丁基基团、三氟乙基基团和九氟己基基团)；含有氧原子的基团(诸如羟基基团、烷氧基基团(诸如甲氧基基团和乙氧基基团)、(甲基)丙烯酸环氧基基团和羧基基团)；含有氮原子的基团(诸如氨基官能团、酰氨基官能团和氰基官能团)；含有硫原子的基团(诸如巯基基团)；氢；C2-C10烷基基团(诸如乙基基团)；C2-C10炔基基团；烯基基团(诸如乙烯基基团和烯丙基基团)；芳基基团(诸如苯基基团和取代的苯基基团)；环烷基基团(诸如环己烷基团)；以及它们的组合。取代的甲基基团可以是末端甲基基团或非末端甲基基团。合适的取代的PDMS的非限制性示例包括三烷基甲硅烷基封端的PDMS，其中至少一个烷基是C2-C10烷基；二烷基羟基甲硅烷基封端的PDMS；二烷基氢甲硅烷基封端的PDMS；二烷基烯基甲硅烷基封端的PDMS；二烷基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS、二甲基羟基甲硅烷基封端的PDMS和二甲基乙烯基甲硅烷基封端的PDMS。
PDMS具有如根据下文更详细地描述的凝胶渗透色谱法测量的550,000g/mol至650,000g/mol的重均分子量。例如，PDMS可具有如根据凝胶渗透色谱法测量的550,000g/mol或更大、或560,000g/mol或更大、或570,000g/mol或更大、或580,000g/mol或更大、或590,000g/mol或更大、或600,000g/mol或更大、或610,000g/mol或更大、或620,000g/mol或更大、或630,000g/mol或更大、或640,000g/mol或更大，而同时650,00g/mol或更小、或640,000g/mol或更小、或630,000g/mol或更小、或620,000g/mol或更小、或610,000g/mol或更小、或600,000g/mol或更小、或590,000g/mol或更小、或580,000g/mol或更小、或570,000g/mol或更小、或560,000g/mol或更小的Mw。聚合物组合物不包括或者以其他方式不含具有如根据凝胶渗透色谱法测量的30,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。如本文所用，术语“不含”定义为意指聚合物组合物包含0.01重量％或更少的其不含的材料。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量为0.1重量％或更多、或0.5重量％或更多、或1重量％或更多、或2重量％或更多、或3重量％或更多、或4重量％或更多、或5重量％或更多、或6重量％或更多、或7重量％或更多、或8重量％或更多、或9重量％或更多，而同时10重量％或更少、或9重量％或更少、或8重量％或更少、或7重量％或更少、或6重量％或更少、或5重量％或更少、或4重量％或更少、或3重量％或更少、或2重量％或更少、或1重量％或更少的PDMS。
第二聚二甲基硅氧烷
聚合物组合物可包含第二聚二甲基硅氧烷，其具有比具有550,000g/mol至650,000g/mol的Mw的PDMS更低的Mw。第二PDMS可以是取代的或未取代的，并且可以上述物质中的任一者封端。
第二PDMS具有如根据凝胶渗透色谱法测量的2,000g/mol至15,000g/mol的重均分子量。例如，PDMS可具有如根据凝胶渗透色谱法测量的2,000g/mol或更大、或3,000g/mol或更大、或4,000g/mol或更大、或5,000g/mol或更大、或6,000g/mol或更大、或7,000g/mol或更大、或8,000g/mol或更大、或9,000g/mol或更大、或10,000g/mol或更大、或11,000g/mol或更大、或12,000g/mol或更大、或13,000g/mol或更大、或14,000g/mol或更大，而同时15,00g/mol或更小、或14,000g/mol或更小、或13,000g/mol或更小、或12,000g/mol或更小、或11,000g/mol或更小、或10,000g/mol或更小、或9,000g/mol或更小、或8,000g/mol或更小、或7,000g/mol或更小、或6,000g/mol或更小、或5,000g/mol或更小、或4,000g/mol或更小、或3,000g/mol或更小的Mw。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量为0.1重量％或更多、或0.5重量％或更多、或1重量％或更多、或2重量％或更多、或3重量％或更多、或4重量％或更多、或5重量％或更多、或6重量％或更多、或7重量％或更多、或8重量％或更多、或9重量％或更多，而同时10重量％或更少、或9重量％或更少、或8重量％或更少、或7重量％或更少、或6重量％或更少、或5重量％或更少、或4重量％或更少、或3重量％或更少、或2重量％或更少、或1重量％或更少的PDMS。
脂肪酸酰胺
聚合物组合物可包含脂肪酸酰胺或可不含脂肪酸酰胺。“脂肪酸酰胺”表示对应于结构(I)的分子：
其中R为C3至C27烷基部分。R可以是C11至C25、或C15至C23烷基部分。R可以是C21烷基部分。R可以是饱和的、单不饱和的或多不饱和的。适合使用的脂肪酸酰胺的具体示例包括但不限于芥酸酰胺、油酰胺、棕榈酰胺、硬脂酰胺和山嵛酰胺。另外，脂肪酸酰胺可以是两种或更多种脂肪酸酰胺的混合物。
聚合物组合物可包含基于聚合物组合物的总重量为0.05重量％或更多、或0.1重量％或更多、或0.2重量％或更多、或0.3重量％或更多、或0.4重量％或更多、或0.5重量％或更多、或0.6重量％或更多、或0.7重量％或更多、或0.8重量％或更多、或0.9重量％或更多、或1.0重量％或更多、或1.1重量％或更多、或1.2重量％或更多、或1.3重量％或更多、或1.4重量％或更多，而同时1.5重量％或更少、或1.4重量％或更少、或1.3重量％或更少、或1.2重量％或更少、或1.0重量％或更少、或0.9重量％或更少、或0.8重量％或更少、或0.7重量％或更少、或0.6重量％或更少、或0.5重量％或更少、或0.4重量％或更少、或0.3重量％或更少、或0.2重量％或更少的脂肪酸酰胺。
添加剂
聚合物组合物可包含呈以下形式的附加添加剂：抗氧化剂、加工助剂、偶联剂、紫外线稳定剂(包括UV吸收剂)、抗静电剂、炭黑、附加成核剂、增滑剂、润滑剂、粘度控制剂、增粘剂、防粘连剂、表面活性剂、增量油、除酸剂、阻燃剂和金属钝化剂。聚合物组合物可包含0.01重量％至5重量％的一种或多种附加添加剂。添加剂可作为纯组分单独添加，可组合和/或可在一种或多种母料中添加。
所述聚合物组合物包含一种或多种受阻胺光稳定剂。HALS是含有胺官能团的化学化合物，其在塑料和聚合物中用作稳定剂。这些化合物可以是四甲基哌啶的衍生物，并且主要用于保护聚合物免受由于暴露于UV光而导致的自由基氧化的影响。HALS可包括以下中一种或多种：聚(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇-alt-1,4-丁二酸)(CAS#65447-77-0)；双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(CAS#52829-07-9)；二-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-2-丁基-2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯(CAS#63843-89-0)；双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(CAS#129757-67-1)；聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-二基]-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-六亚甲基-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基](CAS#71878-19-8)；1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，N,N”'-1,2-乙烷二基双[N-[3-[[4,6-双[丁基(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-1,3,5-三嗪-2-基]氨基]丙基]-N',N”-二丁基-N',N”-双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-(CAS#106990-43-6)；1,6-己二胺，N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-，与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物，与N-丁基-1-丁胺和N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺的反应产物(CAS#192268-64-7)。HALS的示例可以商品名TINUVINTM 622和CHIMASSORBTM 944从德国路德维希港的巴斯夫(BASF,Ludwigshafen,Germany)商购获得。所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％至1.0重量％的HALS。例如，所述聚合物组合物可包含基于所述聚合物组合物的总重量，0.1重量％或更多、或0.2重量％或更多、或0.3重量％或更多、或0.4重量％或更多、或0.5重量％或更多、或0.6重量％或更多、或0.7重量％或更多、或0.8重量％或更多、或0.9重量％或更多，而同时，1.0重量％或更少、或0.9重量％或更少、或0.8重量％或更少、或0.7重量％或更少、或0.6重量％或更少、或0.5重量％或更少、或0.4重量％或更少、或0.3重量％或更少、或0.2重量％或更少的HALS。
所述聚合物组合物可包含一种或多种颗粒填料，诸如玻璃纤维或各种矿物填料(包括纳米复合材料)。填料(特别是具有提供较高纵横比(长度/厚度)的细长或小片状颗粒的那些)可改善模量和挤出后收缩特性。填料的中值尺寸或d50可小于20μm、小于10μm或小于5μm。填料可经表面处理以促进在所述聚合物组合物中的润湿或分散。合适填料的具体示例包括但不限于碳酸钙、二氧化硅、石英、熔融石英、滑石、云母、粘土、高岭土、硅灰石、长石、氢氧化铝和石墨。基于所述聚合物组合物的总重量，填料可以在2重量％至30重量％或5重量％至30重量％范围内的量包括于所述聚合物组合物中。
加工助剂可包括氟树脂诸如聚四氟乙烯或氟化乙烯丙烯的金属盐；诸如硬脂酸锌、硬脂酸钙等羧酸类；脂肪酸，诸如硬脂酸，油酸或芥酸；脂肪酰胺，诸如硬脂酰胺、油酰胺、芥酰胺或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；聚乙烯蜡；氧化聚乙烯蜡；环氧乙烷的聚合物；环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；植物蜡；石油蜡；非离子表面活性剂；有机硅流体和聚硅氧烷。
抗氧化剂可以包括受阻酚，诸如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢-肉桂酸酯)]甲烷；双[(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)甲基羧乙基)]-硫化物，4,4'-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)，4,4'-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)，2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和硫代二亚乙基双(3,5-二叔丁基-4-羟基)-氢化肉桂酸酯；亚磷酸酯和亚膦酸酯，诸如三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和二-叔丁基苯基-亚磷酸盐；硫代化合物，诸如二月桂基硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基硫代二丙酸酯和二硬脂基硫代二丙酸酯；各种硅氧烷；聚合2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉，n,n'-双(1,4-二甲基戊基-对苯二胺)，烷基化二苯胺，4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺，二苯基-对苯二胺，混合二芳基-对苯二胺和其他受阻胺抗降解剂或稳定剂。
配混和涂覆导体形成
可将聚合物组合物的组分添加到分批或连续混合器中以形成熔融共混的组合物。可以任何顺序添加组分或者首先制备一个或多个母料以与其他组分共混。熔融共混可在高于最高熔融聚合物的熔点的温度下进行。然后可将熔融共混的组合物输送到挤出机或注塑机中，或穿过模具成型为所需的制品，或者转化为粒料、胶带、条或膜或一些其他形式以用于储存或制备供给到下一个成形或加工步骤的材料。任选地，如果成形为粒料或一些类似的构型，那么粒料等可涂覆有防粘剂以便于在储存时的处理。
混配设备的示例包括内部分批混合器，诸如BANBURYTM或BOLLINGTM内部混合器。替代地，可以使用连续的单螺杆或双螺杆混合器，诸如FARRELLTM连续混合器、WERNERTM和PFLEIDERERTM双螺杆混合器或BUSSTM捏合连续挤出机。所利用的混合器的类型以及混合器的操作条件将影响组合物的性能，诸如粘度，体积电阻率和挤出的表面光滑度。
涂覆导体可由聚合物组合物制成。涂覆导体包括导体和涂层。涂层包含聚合物组合物。聚合物组合物至少部分地设置在导体周围以产生涂覆导体。导体可以包括导电金属或光学透明结构。
用于制备涂覆导体的方法包括在挤出机中将聚合物组合物混合并加热到至少聚合物组分的熔融温度以形成聚合物熔融共混物，并且然后将该聚合物熔融共混物涂覆到导体上。术语“到……上”包括聚合熔融共混物和导体之间直接接触或间接接触。聚合物熔融共混物处于可挤出状态。
聚合物组合物设置在导体上和/或围绕导体设置以形成涂层。涂层可以是一个或多个内层，诸如绝缘层。涂层可以完全或部分地覆盖或以其他方式包围或包覆导体。涂层可以是包围导体的唯一组件。替代性地，涂层可以是包裹导体的多层护套或外皮的一层。涂层可直接接触导体。涂层可直接接触包围导体的绝缘层。
实施例
材料
EP1是包含炭黑并具有0.945g/cc的密度和在190℃下0.75g/10分钟的熔体流动速率的中密度聚乙烯。EP1可购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow ChemicalCompany,Midland,Michigan)。
EP2是具有0.935g/cc的密度和在190℃下0.65g/10分钟的熔体流动速率的中密度聚乙烯。EP2可购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司。
EP3是具有0.935g/cc的密度和在190℃下0.79g/10分钟的熔体流动速率的UNIPOLTM II双峰中密度聚乙烯。
PA是可以商品名DYNAMARTM FX 5912从美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M,SaintPaul,Minnesota,USA)商购获得的氟树脂加工助剂。
Si Gum是35重量％聚二甲基硅氧烷的共混物，该聚二甲基硅氧烷是二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的并且具有如根据凝胶渗透色谱法测量的696,000g/mol的Mw，剩余为EP2。Si Gum的PDMS可购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司。
Si Liquid是5重量％聚二甲基硅氧烷的共混物，该聚二甲基硅氧烷是三甲基甲硅烷氧基封端的并且具有如根据凝胶渗透色谱法测量的在5,000g/mol至12,000g/mol之间的Mw，剩余为EP2。Si Liquid的PDMS可购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司。
FAA是CAS#为112-84-5的芥酸酰胺并且可作为CRODAMIDETM ER购自联合王国东约克郡的禾大公司(Croda,East Yorkshire,United Kingdom)。
CB是炭黑母料，其具有45重量％的炭黑并且可作为AXELERONTM GP A-0037BK CPD从密歇根州米德兰的陶氏化学公司商购获得。
样品制备
本发明实施例(“IE”)1-6和比较例(“CE”)1-4在具有标准双翼聚乙烯转子的小型实验室BANBURYTM(1.2kg)内部间歇式混合器中制备。同时添加实施例的所有材料并混合至滴落温度为160℃。在具有标准双翼聚乙烯转子的BANBURYTM内部混合器上制备IE7、IE8、CE5和CE6。同时添加所有材料并混合至滴落温度为175℃。
通过在180℃的预热手扳压机上压缩模制粒料来制备实施例的板。将这些粒料放置于1.905毫米模具中。将这些实施例加热至180℃，持续四分钟，然后在3.45兆帕(“MPa”)的压力下压制三分钟，随后在17.24MPa的压力下压制三分钟。将实施例在压机中以15℃/分钟冷却，然后根据测试要求进行调理。将旨在用于热老化的板放置于55℃的预热烘箱中，并在336小时后取出。然后在测试之前将板在23℃、50％相对湿度下调理24小时。
通过在180℃-240℃下，使用来自戴维斯-标准(Davis-Standard)的6.35cm线材挤出线以91米/分钟将聚合物组合物挤出到导体上来制备壁厚为0.8mm的实施例的护套。取出导体，并在收缩测试之前将护套样品在室温下调理24小时。
测试方法
凝胶渗透色谱法：使用三重检测能力通过GPC(ViscotekTMGPC Max)测量聚二甲基硅氧烷的重均分子量。ViscotekTMTDA305单元配备有差动式折射计、在线差压粘度计和低角度光散射(LALS：7°和90°检测角)。流动相为甲苯HPLC级。柱是来自瓦里安公司(Varian)的两个PL Gel Mixed C(7.5*300mm，5μm粒度)和来自瓦里安公司的PL Gel Guard柱(7.5*300mm)，5级分进样体积，流量为1mL/min并且运行时间为37min。柱和检测器温度为40℃。使用的软件是Omnisec 4.6.1(ViscotekTM)。通过注入已知浓度的窄聚苯乙烯标准品(Mw68,100g/mol)来校准检测器。
根据ASTM D1238测试I2(在190℃下2.16kg)和I21(在190℃下21.6kg)的熔体指数(“MI”)。熔体流动速率是I21除以I2的熔体指数比率(“MFR”)。
根据ASTM D792在1.27毫米厚度的压缩模制样本上测试密度。
使用摩擦计根据ASTM D1894测量摩擦系数。测量样品的COF所针对的基材是高密度聚乙烯片材。对于每个样品，使用新的基材。在测试前，将样品在23℃和50％相对湿度下调理48小时。
在线材生产后在从导体上移除的护套样品上进行循环温度回缩测试。通过在烘箱中以0.5℃/min.的升温速率从40℃至100℃调理护套样品来进行循环温度回缩。将样品在100℃下保持60分钟，然后将温度以0.5℃/min的速率降回到40℃。将护套在40℃下保持20分钟，然后再重复该温度循环4次，共5次循环。收缩率报告为从测试前到测试后护套长度的变化百分比，并使用精确至1.6mm的尺子在61cm长的试样上测量。二十四小时(“24Hr”)收缩率通过从线材样品中取出导体并切割1.22米(4英尺)样品并测量在23℃下储存24小时后样品的长度来测量。
PDMS含量通过将Si Gum或Si Liquid中的PDMS的重量％乘以实施例中的Gum或Liquid的重量％来计算。
结果
表1提供了IE1-8和CE1-CE6的组成和特性。当指明时，“nm”表示特性未测量。
表1
表1续
如从表1中可以看出的，在IE1-IE3中掺入有机硅生胶允许组合物表现出小于0.25的未老化COF，并且同时还表现出COF稳定性，如通过也低于0.25的IE1-IE4的老化COF所证明的。虽然IE4-6表明可有利地添加低分子量有机硅和芥酸酰胺，但CE2-CE6表明在没有重均分子量为550,000g/mol至650,000g/mol的聚二甲基硅氧烷的情况下，这些组合物不能满足未老化COF要求或在老化后未表现出COF稳定性。

Claims (10)

1.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
乙烯基聚合物，其具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.970g/cc的密度；以及
聚二甲基硅氧烷，其具有如根据凝胶渗透色谱法测量的550,000g/mol至650,000g/mol的重均分子量，其中所述组合物不含具有如根据凝胶渗透色谱法测量的30,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量的聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量为90重量％或更多的所述乙烯基聚合物。
3.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含基于所述聚合物组合物的总重量为10重量％或更少的所述聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述乙烯基聚合物具有如根据ASTM D792测量的0.926g/cc至0.940g/cc的密度。
5.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含脂肪酸酰胺。
6.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物不含脂肪酸酰胺。
7.根据权利要求6所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物还包含：
具有如根据凝胶渗透色谱法测量的2,000g/mol至15,000g/mol的重均分子量的第二聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物表现出如根据ASTM D1894测量的0.25或更低的未老化摩擦系数。
9.根据权利要求8所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物表现出如在55℃下老化336小时后根据ASTM D1894测量的0.25或更低的老化摩擦系数。
10.一种涂覆导体，所述涂覆导体包含：
导体；以及
设置在所述导体周围的根据权利要求1所述的聚合物组合物。
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