JP7366928B2 - 光安定剤を含有するポリマー組成物 - Google Patents
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Description
元素周期表への参照は、CRC Press,Inc.,1990-1991によって出版されたものへの参照である。この表における元素の族への参照は、族の番号付けの新しい表記法による。
耐破砕性は、UL-1581のセクション620またはUL 2556のセクション7.11(条件:14 AWG(米国ワイヤゲージ規格))に従って測定される。結果は、ポンド力(lb-f)で記録される。10回の測定の平均が報告される。報告した耐破砕性の値は最終値であり、初期ピークからのものではない(存在する場合)。
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)
移動相:THF+0.08Mジエタノールアミン
カラムベンチ:2つのメソポアポリマーラボ
温度:30℃
流量:0.6l/分
脱気:ヘリウム
濃度:>>10mg/ml
注入量:50μL
試験時間:40分
キャリブレーション:95000g/mol~382g/molのピーク分子量(Mp)を有する、MWDが狭い8つのポリスチレン(PS)標準で作成された3°オーダーの多項式相対値。
本組成物は、シラン官能化ポリオレフィンを含む。「シラン官能化ポリオレフィン」は、シランと、ポリマーの総重量に基づいて50重量%以上、または過半量の重合α-オレフィンとを含有するポリマーである。好適なシラン官能化ポリオレフィンの非限定的な例としては、α-オレフィン/シランコポリマー、シラングラフト化ポリオレフィン(Si-g-PO)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
式中、R’は、水素原子またはメチル基であり、xおよびyは、0または1であるが、但し、xが1であるとき、yが1であることを条件とし、nは、1~12の整数(両端値を含む)であるか、あるいはnは1~4の整数であり、各R’’は独立して、1~12個の炭素原子を有するアルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ)、アラルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ)、1~12個の炭素原子を有する脂肪族アシルオキシ基(例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ)、アミノもしくは置換アミノ基(アルキルアミノ、アリールアミノ)、または1~6個の炭素原子を有する低級アルキル基などの加水分解性有機基であるが、但し、3つのR’’基のうちの1つ以下がアルキルであることを条件とする。
本組成物は、難燃剤を含む。「難燃剤」は、燃焼反応を抑制することによって、延焼を阻害または遅延させる化合物である。好適な難燃剤の非限定的な例としては、ハロゲンフリー難燃剤、ハロゲン化難燃剤、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
本組成物は、5,000ダルトン(g/モル)を超える重量平均分子量Mwを有するヒンダードアミン光安定剤(HALS)を含む。
mは、3~20の整数であり、
nは、2~12の整数であり、
A1およびA2は、それぞれ独立して、水素、直鎖状および分岐状のC1~C12アルキル基、C3~C8アルケニル基、およびC7~C19アラルキル基から選択され、
R1およびR2は、それぞれ独立して、酸素および構造(C)の基から選択され、
Xは、-(CH2)p基であり、式中、pは、2~12の整数であるが、但し、pはnとは異なる整数であることを条件とし、
Yは、C1~C18アルキル基、構造(D)の基、および構造(E)の基から選択され、
A4およびA5は、それぞれ独立して、水素、直鎖状および分岐状C1~C18アルキル基、C5~C12シクロアルキル基、C7~C12アラルキル基、C6~C12アリール基から選択され、あるいは、それらが結合している窒素原子と共に、C5~C7複素環を形成してもよく、および構造(G)のピペリジン基である。
本組成物は、1種以上の添加剤を含み得る。好適な添加剤の非限定的な例としては、酸化防止剤、着色剤、腐食防止剤、潤滑剤、シラノール縮合触媒、紫外線(UV)吸収剤または安定剤、ブロッキング防止剤、カップリング剤、相溶化剤、可塑剤、充填剤、加工助剤、湿気捕捉剤、焦げ付き遅延剤、金属不活性化剤、シロキサン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
一実施形態では、組成物は、(A)シラン官能化ポリオレフィン(例えば、シラン官能化ポリエチレン)、(B)ハロゲンフリー難燃剤(例えば、水酸化マグネシウム)、(C)5,000ダルトンを超えるMwを有するヒンダードアミン光安定剤(HALS)、(D)任意の添加剤を含む。
本開示はまた、被覆導体を提供する。被覆導体は、導体と、該導体上の被覆とを含み、被覆は組成物を含む。組成物は、シラン官能化ポリオレフィン、難燃剤(例えば、ハロゲンフリー難燃剤)、5,000ダルトンを超えるMwを有するHALS、および任意の添加剤を含む。
被覆導体は、次の特性:(i)0~24週間の、90℃での800メガオーム/3.048m、または1,000メガオーム/3.048m、または1,500メガオーム/3.048m~5,000メガオーム/3.048m、または10,000メガオーム/3.048m、または15,000メガオーム/3.048m、または20,000メガオーム/3.048m、または30,000メガオーム/3.048m、または40,000メガオーム/3.048m、または50,000メガオーム/3.048mの湿潤IR、および/または(ii)0.4、または0.5、または0.6、または0.7、または0.8、または0.9、または1.0~1.1、または1.5、または2.0、または3.0、または5.0の湿潤IR比、(iii)1,000lb-f(453.51kg-f)、または1,500lb-f(680.27kg-f)、または1,520lb-f(689.34kg-f)~1,550lb-f(702.95kg-f)、または1,600lb-f(725.62kg-f)、または2,000lb-f(907.03kg-f)、または2,500lb-f(1133.794kg-f)、または3,000lb-f(1360.54kg-f)の耐破砕性、および/または(iv)被覆導体が水平燃焼試験に合格すること、および/または(v)被覆導体がハロゲンフリーであること、のうちの1つ、一部、またはすべてを有し、
組成物は、次の特性:(1)1,000psi(6.90MPa)、または2,000psi(13.79MPa)、または2,100psi(14.48MPa)~2,200psi(15.17MPa)、または2,500psi(17.24MPa)、または3,000psi(20.68MPa)、または4,000psi(27.58MPa)、または5,000psi(34.47MPa)の破断点引張応力、および/または(2)100%、または300%、または400%、または430%~440%、または450%、または500%、または600%、または700%、または800%の破断点引張伸び、および/または(3)0.2MPaおよび150℃での、0%、または1%、または2%、または5%、または10%、または15%、または20%、または25%、または30%、または35%~40%、または50%、または60%、または70%、または75%、または80%、または90%、または100%、または150%、または170%のホットクリープ、のうちの1つ、一部、またはすべてを有する。
(A)組成物の総重量に基づいて、20重量%、または30重量%、または40重量%、または50重量%~55重量%、または60重量%、または65重量%、または70重量%、または75重量%の、ポリマーブレンドであって、ポリマーブレンドが、ポリマーブレンドの総重量に基づいて、(i)50重量%、または55重量%、または60重量%、または65重量%~70重量%、または75重量%、または80重量%のシラン官能化ポリオレフィン(例えば、Si-g-PE)、(ii)1重量%、または5重量%、または10重量%、または15重量%、または20重量%、または25重量%~30重量%、または35重量%、または40重量%、または45重量%の第1のエチレン系ポリマー(例えば、エチレン/C4~C8α-オレフィンコポリマーなどのエチレンプラスとマーまたはエラストマー)、(iii)1重量%、または5重量%~10重量%、または15重量%、または20重量%、または25重量%、または30重量%、または35重量%、または40重量%、または45重量%の第2のエチレン系ポリマー(例えば、MAHグラフト化エチレン/C4~C8α-オレフィンコポリマー)、および(iv)0.1重量%、または0.5重量%、または0.8重量%~1.0重量%、または5重量%、または10重量%、または15重量%、または20重量%、または25重量%、または30重量%、または35重量%、または40重量%、または45重量%の第3のエチレン系ポリマー(例えば、LDPE)(第1のエチレン系ポリマー、第2のエチレン系ポリマー、および第3のエチレン系ポリマーの各々が、構造的、組成的、および/または物理的に異なる)、を含有するか、これらから本質的になるか、またはこれらからなる、ポリマーブレンドと、
(B)20重量%、または25重量%、または30重量%、または35重量%、または40重量%~42重量%、または45重量%、または50重量%、または55重量%、または60重量%、または65重量%、または70重量%、または75重量%、または80重量%のハロゲンフリー難燃剤(例えば、金属水酸化物)と、
(C)0.10重量%、または0.15重量%、または0.20重量%~0.25重量%、または0.30重量%、または0.35重量%、または0.40重量%、または0.45重量%、または0.50重量%の、5,000ダルトンを超えるMwを有するHALS(構造(H)のHALS)と、
(D)0重量%、または0重量%を超える、または0.001重量%、または0.002重量%、または0.005重量%、または0.006重量%~0.007重量%、または0.008重量%、または0.009重量%、または0.01重量%、または0.1重量%、または0.2重量%、または0.3重量%、または0.4重量%、または0.5重量%、または1.0重量%、または2.0重量%、または2.5重量%、または3.0重量%、または4.0重量%、または5.0重量%~6.0重量%、または7.0重量%、または8.0重量%、または9.0重量%、または10.0重量%、または15.0重量%、または20.0重量%の添加剤と、を含有するか、これらから本質的になるか、またはこれらからなる組成物を含有するか、この組成物から本質的になるか、またはこの組成物からなり、
被覆導体は、次の特性:(i)0~24週間の、90℃での800メガオーム/3.048m、または1,000メガオーム/3.048m、または1,500メガオーム/3.048m~5,000メガオーム/3.048m、または10,000メガオーム/3.048m、または15,000メガオーム/3.048m、または20,000メガオーム/3.048m、または30,000メガオーム/3.048m、または50,000メガオーム/3.048mの湿潤IR、および/または(ii)0.4、または0.5、または0.6、または0.7、または0.8、または0.9、または1.0~1.1、または1.5、または2.0、または3.0、または5.0の湿潤IR比、および/または(iii)1,000lb-f(453.51kg-f)、または1,500lb-f(680.27kg-f)、または1,520lb-f(689.34kg-f)~1,550lb-f(702.95kg-f)、または1,600lb-f(725.62kg-f)、または2,000lb-f(907.03kg-f)、または2,500lb-f(1133.794kg-f)、または3,000lb-f(1360.54kg-f)の耐破砕性、および/または(iv)被覆導体が水平燃焼試験に合格すること、および/または(v)被覆導体がハロゲンフリーであること、のうちの1つ、一部、またはすべてを有し、
組成物は、次の特性:(1)1,000psi(6.90MPa)、または2,000psi(13.79MPa)、または2,100psi(14.48MPa)~2,200psi(15.17MPa)、または2,500psi(17.24MPa)、または3,000psi(20.68MPa)、または4,000psi(27.58MPa)、または5,000psi(34.47MPa)の破断点引張応力、および/または(2)100%、または300%、または400%、または430%~440%、または450%、または500%、または600%、または700%、または800%の破断点引張伸び、および/または(3)0.2MPaおよび150℃での、0%、または1%、または2%、または5%、または10%、または15%、または20%、または25%、または30%、または35%~40%、または50%、または60%、または70%、または75%、または80%、または90%、または100%、または150%、または170%のホットクリープ、のうちの1つ、一部、またはすべてを有する。
実施例
シラングラフト化ポリエチレンは、二軸押出成形機による反応性押出によって調製される。1.8重量%のビニルトリメトキシシラン(VTMS)と900ppmのLUPEROX(商標)101と(ベース樹脂(ENGAGE 8402)の総重量に基づいて)を秤量して一緒に混合した後、約10~15分の磁気撹拌を行って、均一な液体混合物を得る。混合物をスケール上に留置し、液体ポンプ注入に接続する。ENGAGE(商標)8402を、ZSK-30押出成形機のメインフィーダーに供給する。ZSK-30押出成形機のバレル温度プロファイルは次のように設定されている:2~3:160℃;4~5:195℃;6~7:225℃;8~9:225℃;10~11:170℃;ペレットの水温は可能な限り10℃(50°F)に近く、チラーの水温は可能な限り4℃(40℃)に近い。
Si-g-PEを、約140℃でBrabenderに添加し、残りの成分(シラノール縮合触媒(SI-LINK(商標)DFDA-5481 Natural)を除く)を、Si-g-PEが溶融した後に、以下の表2に指定されている量で添加する。混合物を、約5分間混合する。
マスターバッチを、SI-LINK(商標)AC DFDB-5451 NT(エチレン/シランコポリマー)を除く表3のすべての成分を、BANBURY(商標)ミキサーを使用して混合することによって調製する。混合は、4段階で行い、最初の段階の開始前に各構成成分をミキサーに手で充填する。ポリマーベース樹脂(DOW(商標)LLDPE 1648)の半分を、最初にミキサーに添加する。次に、すべての無機充填剤および添加剤を、残りのポリマーベース樹脂と共に最上層として充填する。最初の混合段階では、103kPa(15psi)の低いラム圧力設定を使用し、30秒間実行させる。2番目の混合段階では、112.8℃(235°F)の混合温度に達した後にラムの上昇が起こる、345kPa(50psi)の高いラム圧力設定を使用する。3番目と4番目の段階は、両方とも241kPa(35psi)のラム圧力を使用し、ラムはそれぞれ140.6℃(285°F)および160℃(320°F)で上昇する。ミキサージャケットは加熱も冷却もされないが、ミキサーローターが冷却水を使用して15.6℃(60°F)の温度を維持している間、中立の状態に保たれる。総混合時間は、約4分である。
(態様1)
組成物であって、
シラン官能化ポリオレフィンと、
難燃剤と、
5,000ダルトン(g/mol)を超える重量平均分子量Mwを有するヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、を含む、組成物。
(態様2)
前記組成物が、0.4~20.0の湿潤絶縁抵抗(IR)比をもたらす、態様1に記載の組成物。
(態様3)
前記HALSが、5,000ダルトンを超える~50,000ダルトンのMwを有する、態様1または2に記載の組成物。
(態様4)
前記HALSが、構造(H):
式中、mが、3~20の整数である、態様1~3のいずれか一項に記載の組成物。
(態様5)
前記シラン官能化ポリオレフィンが、シラングラフト化エチレン系ポリマーおよびエチレン/シランコポリマーからなる群から選択される、態様1~4のいずれか一項に記載の組成物。
(態様6)
前記難燃剤が、ハロゲンフリー難燃剤である、態様1~5のいずれか一項に記載の組成物。
(態様7)
前記組成物の総重量に基づいて、20重量%~80重量%の、シラングラフト化エチレン系ポリマーおよびエチレン/シランコポリマーからなる群から選択される、前記シラン官能化ポリオレフィンと、
20重量%~80重量%の前記ハロゲンフリー難燃剤と、
0.1重量%~0.5重量%の前記HALSと、を含む、態様1~6のいずれか一項に記載の組成物。
(態様8)
前記組成物が、ハロゲンフリーである、態様1~7のいずれか一項に記載の組成物。
(態様9)
前記難燃剤が、ハロゲン化難燃剤である、態様1~5のいずれか一項に記載の組成物。
(態様10)
前記組成物が、斜め衝撃後に20%~100%の保持されたACBDをもたらす、態様1~9のいずれか一項に記載の組成物。
(態様11)
被覆導体であって、
導体と、
前記導体上の被覆であって、前記被覆が、
シラン官能化ポリオレフィンと、
難燃剤と、
5,000ダルトン(g/mol)を超える重量平均分子量Mwを有するヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、を含む組成物を含む、被覆と、を含む、被覆導体。
(態様12)
前記被覆導体が、0.4~20.0の湿潤IR比を有する、態様11に記載の被覆導体。
(態様13)
前記HALSが、5,000ダルトンを超える~50,000ダルトンのMwを有する、態様11または12に記載の被覆導体。
(態様14)
前記HALSが、構造(H):
式中、mが、3~20の整数である、態様11~13のいずれか一項に記載の被覆導体。
(態様15)
前記シラン官能化ポリオレフィンが、シラングラフト化エチレン系ポリマーおよびエチレン/シランコポリマーからなる群から選択される、態様11~14のいずれか一項に記載の被覆導体。
(態様16)
前記難燃剤が、ハロゲンフリー難燃剤である、態様11~15のいずれか一項に記載の被覆導体。
(態様17)
前記難燃剤が、ハロゲン化難燃剤である、態様11~15のいずれか一項に記載の被覆導体。
(態様18)
前記被覆導体が、斜め衝撃後に20%~100%の保持されたACBDを有する、態様11~17のいずれか一項に記載の被覆導体。
(態様19)
前記被覆が、架橋されている、態様11~18のいずれか一項に記載の被覆導体。
Claims (4)
- 組成物であって、
前記組成物の総重量に基づいて、20重量%~80重量%の、シラングラフト化エチレン系ポリマーおよびエチレン/シランコポリマーからなる群から選択されるシラン官能化ポリオレフィンと、
20重量%~80重量%のハロゲンフリー難燃剤と、
0.1重量%~0.5重量%の、5,000ダルトン(g/mol)を超える重量平均分子量Mwを有するヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、を含む、組成物。 - 前記HALSが、5,000ダルトンを超える~50,000ダルトンのMwを有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記HALSが、構造(H):
式中、mが、3~20の整数である、請求項1に記載の組成物。 - 被覆導体であって、
導体と、
前記導体上の被覆であって、前記被覆が、請求項1に記載の組成物を含む、被覆と、を含む、被覆導体。
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