TW202108680A - 含有三有機胺基膦的基於乙烯之聚合物組合物 - Google Patents
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Abstract
本揭示案提供一種組合物。該組合物包含(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)質子酸源化合物(「PASC」),其係選自:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合。本揭示案亦提供一種塗佈導體。該塗佈導體包含導體及該導體上之塗層,該塗層含有包含以下之組合物:(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)質子酸源化合物(「PASC」),其係選自:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合。
Description
本揭示案係關於可交聯組合物及包含其之塗佈導體。
含有基於乙烯之聚合物與有機過氧化物之可交聯組合物經常用於形成用於電線及電纜的塗層,且具體言之,絕緣層或護套層。然而,已知可含於可交聯組合物中的添加劑(諸如抗氧化劑)中或由可交聯組合物中的添加劑(諸如抗氧化劑)產生的質子酸經由可交聯組合物之交聯為非生產性的途徑而引起有機過氧化物過早分解。亦即,當組合物隨時間儲存時,或當組合物擠出至導體上時,有機過氧化物以不引起所期望之自由基交聯反應的離子途徑分解。在儲存與擠出期間未在組合物中保留足夠量的有機過氧化物的情況下,組合物不能在擠出之後發生的隨後的連續硫化步驟期間交聯而製得塗佈導體,使得塗佈導體不適合於電線與電纜應用。
此項技術認識到需要一種適合於電線及電纜應用的含有基於乙烯之聚合物、有機過氧化物及質子酸源化合物的塗料組合物。吾人進一步認識到需要含有基於乙烯之聚合物、有機過氧化物及質子酸源化合物的塗料組合物,該塗料組合物防止或減緩有機過氧化物在儲存期間或在約140℃或更低的擠出溫度下離子分解,使得組合物保留適量的有機過氧化物以隨後使得塗料組合物在連續硫化期間(在大於約140℃的溫度下)能夠交聯。
本揭示案提供一種組合物。該組合物包含(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)質子酸源化合物(「PASC」),其係選自:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
本揭示案亦提供一種塗佈導體。塗佈導體包含導體及導體上之塗層,該塗層包含組合物。該組合物包含(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)質子酸源化合物(「PASC」),其係選自:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
本揭示案亦提供一種交聯產物,其係藉由將組合物加熱至足以使組合物交聯之溫度來製得。交聯產物可以為導體上之塗層。
定義
任何情況下提及的元素週期表都為如由CRC出版公司(CRC Press, Inc.), 1990-1991所出版的。通過用於對各族進行編號的新編號方案提及此表中的元素的族。
出於美國專利實務之目的,任何所提及之專利、專利申請案或公開案之內容均以全文引用之方式併入(或其等效US版本以引用之方式如此併入),尤其在本領域中之定義(在與本揭示案中特定提供之任何定義不一致的程度上)及常識之揭示方面。
本文所揭示之數值範圍包含來自下限值及上限值之所有值,且包含下限值及上限值。對於含有確切值之範圍(例如1或2或3至5或6或7之範圍),包括任何兩個確切值之間的任何子範圍(例如以上範圍1至7包含子範圍1至2;2至6;5至7;3至7;5至6;等)。
除非相反陳述、自上下文暗示或本領域慣用,否則所有份數及百分比均以重量計,且所有測試方法均為截至本揭示案之申請日為止的現行方法。
本文所揭示之任何實例都為非限制性的。
「烷基(alkyl)」及「烷基(alkyl group)」係指飽和的直鏈、環狀或支鏈烴基。
「α-烯烴(alpha-olefin/α-olefin)」及類似術語係指烴分子或經取代之烴分子(亦即包括除氫與碳以外之一或多個原子,例如鹵素、氧、氮等之烴分子),該烴分子包括(i)僅一個烯系不飽和度,此不飽和度位於第一與第二個碳原子之間,及(ii)至少2個碳原子、或3至20個碳原子、或4至10個碳原子、或4至8個碳原子。α-烯烴之實例包含乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二烯及兩種或更多種此等單體之混合物。
「抗氧化劑」係指能夠用於將聚合物加工期間可能出現的氧化降至最低的化合物之類型或類別。
「摻合物」、「聚合物摻合物」及其類似術語係指兩種或更多種聚合物之組合物。此類摻合物可混溶或不可混溶。此類摻合物可為或可不為相分離的。如自透射電子光譜法、光散射、x射線散射及用於量測及/或鑑定域組態之任何其他方法所測定,此類摻合物可能含有或可能不含一或多種域組態。
「電纜」為保護性絕緣體、護套、鞘內的至少一個導體,例如電線、光纖等。電纜可為在共同保護套或鞘中綁定在一起的兩個或更多個電線或兩個或更多個光纖。組合電纜可含有電線及光纖兩者。護套或鞘內之個別電線或光纖可為裸露的、覆蓋的或絕緣的。典型的電纜設計在USP 5,246,783;6,496,629;及6,714,707中示出。電纜可以經設計用於低、中及/或高電壓應用。
「羧酸」為含有羧基(-COOH)之有機酸。
術語「組合物」係指構成該組合物之材料混合物以及由該組合物之材料形成的反應產物及分解產物。
術語「包括(comprising)」、「包含including)」、「具有(having)」及其衍生詞並不意欲排除任何額外組分、步驟或程序的存在,無論其是否具體地被揭示開。為避免任何疑問,除非相反陳述,否則經由使用術語「包括」所主張之所有組合物皆可包含任何額外添加劑、佐劑或化合物,無論以聚合方式或以其他方式。相比之下,術語「基本上由……組成」自任何隨後列舉之範疇中排除任何其他組分、步驟或程序,除了對可操作性而言並非必需的彼等組分、步驟或程序之外。術語「由……組成」排除未特定敍述或列出之任何組分、步驟或程序。除非另外說明,否則術語「或」係指單獨以及以任何組合形式列出之成員。單數之使用包含使用複數,且反之亦然。
「導體」為一或多個電線或一或多個光纖,用於在任何電壓(DC、AC或暫態)下傳導熱、光及/或電。導體可為單個電線/光纖或多個電線/光纖,且可以為股狀或管狀。適合的導體的非限制性實例包含碳與各種金屬,諸如銀、金、銅及鋁。導體亦可為由玻璃或塑膠製得的光纖。導體可以或可以不設置在保護鞘中。導體可以為單個電纜或綁定在一起的複數個電纜(亦即,電纜芯或芯)。
「可交聯」及「可固化」表示,在成型為製品之前或之後,聚合物不經固化或交聯,且尚未經歷或暴露於已誘發實質上交聯之處理,儘管聚合物可包括在經歷或暴露於此類處理(例如暴露於熱)時將實現實質上交聯之添加劑或官能基。聚合物或組合物之可交聯性可藉由在高溫下在動模流變儀(MDR)中測試並量測彈性扭矩的變化來評估。
「交聯」及類似術語表示在成型為製品之前或之後,聚合物組合物具有小於或等於90重量%的二甲苯或十氫萘可萃取物(亦即,大於或等於10重量%凝膠含量)。
「固化」及類似術語表示在成型為製品之前或之後,聚合物經歷或暴露於誘發交聯之處理。
「基於乙烯之聚合物」、「乙烯聚合物」或「聚乙烯」為含有以聚合物之重量計的等於或大於50重量%或大部分量之聚合乙烯及視情況可包括一或多種共聚單體之聚合物。因此,通用術語「基於乙烯之聚合物」包含乙烯均聚物與乙烯互聚物。適合的共聚單體為α-烯烴。「基於乙烯之聚合物」及術語「聚乙烯」可互換使用。基於乙烯之聚合物(聚乙烯)之實例包含低密度聚乙烯(LDPE)及線性聚乙烯。線性聚乙烯之實例包含線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、多組分基於乙烯之共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物(亦稱為烯烴嵌段共聚物(OBC))、單點催化線性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、實質上線性或線性塑性體/彈性體、中密度聚乙烯(MDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)。通常,聚乙烯可在氣相流體化床反應器、液相漿液製程反應器或液相溶液製程反應器中使用非均相催化劑系統(諸如齊格勒-納塔催化劑(Ziegler-Natta catalyst))、均相催化劑系統產生,該均相催化劑系統包括第4族過渡金屬及配位體結構,諸如茂金屬、非茂金屬金屬中心、雜芳基、雜價芳氧基醚、膦亞胺等。非均相及/或均相催化劑之組合亦可在單反應器或雙反應器組態中使用。聚乙烯亦可以在沒有催化劑的高壓反應器中產生。
「乙烯/α-烯烴聚合物」為以聚合物之重量計,含有大部分量之聚合乙烯,及一或多種α-烯烴共聚單體之聚合物。
「乙烯多嵌段互聚物」、「乙烯多嵌段共聚物」(或「OBC」)及類似術語係指基於乙烯之聚合物,其包括較佳以線性方式連接之兩個或更多個化學上相異之區域或鏈段(稱為「嵌段」),亦即,包括關於聚合烯系官能基端對端連接而非以側接或接枝方式連接之化學上相異的單元之聚合物。在一較佳實施例中,嵌段在以下方面不同:所併入之共聚單體之量或類型、密度、結晶度、可歸因於所述組成之聚合物之微晶尺寸、立體異構性(等規或間規)之類型或程度、區域規則性或區域不規則性、支化量(包含長鏈支化或超支化)、均質性或任何其他化學或物理特性。與先前技術之嵌段互聚物,包含藉由依序單體添加、流變催化劑或陰離子聚合技術產生之共聚物相比,在一較佳實施例中,由於用於多嵌段共聚物製備之梭移劑以及多種催化劑之效應,多嵌段共聚物之特徵為聚合物多分散性(PDI或Mw
/Mn
或MWD)之獨特分佈、嵌段長度分佈及/或嵌段數量分佈。代表性乙烯多嵌段互聚物包含由陶氏化學公司(Dow Chemical Company)以商標INFUSE™製造及出售之乙烯多嵌段互聚物。
「乙烯塑性體/彈性體」為含有均質的短鏈支化分佈的實質上線性或線性乙烯/α-烯烴共聚物,其包括衍生自乙烯之單元及衍生自至少一種C3
-C10
α-烯烴共聚單體或至少一種C4
-C8
α-烯烴共聚單體或至少一種C6
-C8
α-烯烴共聚單體之單元。乙烯塑性體/彈性體具有0.870 g/cc,或0.880 g/cc,或0.890 g/cc至0.900 g/cc,或0.902 g/cc,或0.904 g/cc,或0.909 g/cc,或0.910 g/cc,或0.917 g/cc的密度。乙烯塑性體/彈性體之實例包含AFFINITY™塑性體及彈性體(可購自陶氏化學公司)、EXACT™塑性體(可購自埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical))、Tafmer™(可購自三井公司(Mitsui))、Nexlene™(可購自SK化學公司(SK Chemicals Co.))及Lucene™(可購自LG化學有限公司(LG Chem Ltd.))。
「官能基」及類似術語係指負責給予特定化合物其特徵反應之原子部分或基團。官能基之實例包含含雜原子部分、含氧部分(例如可水解矽烷、醇、醛、酯、醚、酮及過氧化物基團)以及含氮部分(例如醯胺、胺、偶氮、醯亞胺、亞胺、硝酸酯、腈及硝酸酯基團)。
「雜原子」為除碳或氫以外之原子。雜原子可為來自元素週期表第IV族、第V族、第VI族及第VII族之非碳原子。雜原子之實例包含:F、N、O、P、B、S及Si。
「高密度聚乙烯」(或「HDPE」)為乙烯均聚物或乙烯/α-烯烴共聚物,其具有至少一種C4
-C10
α-烯烴共聚單體或C4
α-烯烴共聚單體且其密度大於0.94 g/cc,或0.945 g/cc,或0.95 g/cc,或0.955 g/cc至0.96 g/cc,或0.97 g/cc,或0.98 g/cc。HDPE可為單峰共聚物或多峰共聚物。「單峰乙烯共聚物」為在展示分子量分佈之凝膠滲透層析法(GPC)中具有一個相異峰之乙烯/C4
-C10
α-烯烴共聚物。「多峰乙烯共聚物」為在展示分子量分佈之GPC中具有至少兩個相異峰之乙烯/C4
-C10
α-烯烴共聚物。多峰包含具有兩個峰(雙峰)之共聚物以及具有多於兩個峰之共聚物。HDPE之實例包含DOW™高密度聚乙烯(HDPE)樹脂(可購自陶氏化學公司)、ELITE™增強型聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)、CONTINUUM™雙峰聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)、LUPOLEN™(可購自萊昂德巴塞爾(LyondellBasell))以及來自北歐化工(Borealis)、英力士(Ineos)及埃克森美孚之HDPE產品。
術語「烴基」及「烴」係指僅含有氫及碳原子之取代基,包含支鏈或非支鏈、飽和或不飽和、環狀、多環或非環狀之物種。實例包含烷基、環烷基、烯基、鏈二烯基、環烯基、環烷二烯基、芳基及炔基。術語「雜烴基」係指含有氫原子、碳原子及雜原子之取代基,包含支鏈或非支鏈、飽和或不飽和、環狀、多環或非環狀之物種。
「護套」為導體上的最外部塗層。
「線性低密度聚乙烯」(或「LLDPE」)為含有非均質短鏈支化分佈的線性乙烯/α-烯烴共聚物,其包括衍生自乙烯之單元及衍生自至少一種C3
-C10
α-烯烴共聚單體或至少一種C4
-C8
α-烯烴共聚單體或至少一種C6
-C8
α-烯烴共聚單體之單元。LLDPE之特徵在於,相比於習知LDPE,長鏈支化極少(若存在)。LLDPE具有0.916 g/cc至0.925 g/cc的密度。LLDPE之實例包含TUFLIN™線性低密度聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)、DOWLEX™聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)、MARLEX™聚乙烯(可購自雪佛龍菲利浦(Chevron Phillips))及AXELERON™ GP 6059 CPD(可購自陶氏化學公司)。
「低密度聚乙烯」(或「LDPE」)為乙烯均聚物或乙烯/α-烯烴共聚物,該乙烯/α-烯烴共聚物包括至少一種C3-C10 α-烯烴,或C3-C4 α-烯烴,其具有0.915 g/cc至0.925 g/cc的密度且含有具有寬MWD的長鏈支化。LDPE通常藉助於高壓自由基聚合(具有自由基引發劑之管狀反應器或高壓釜)產生。LDPE之實例包含MarFlex™(雪佛龍菲利浦)、LUPOLEN™(萊昂德巴塞爾)、以及來自Borealis、Ineos、埃克森美孚之LDPE產品及其他。
「中密度聚乙烯」(或「MDPE」)為包括至少一種C3
-C10
α-烯烴或C3
-C4
α-烯烴之乙烯均聚物或乙烯/α-烯烴共聚物,其密度為0.926 g/cc至0.940 g/cc。適合的MDPE之實例包含AXELERON™ FO 6548 BK CPD、AXELERON™ FO 6549 NT CPD、AXELERON™ FO 8864 NT CPD及AXELERON™ FO 8864 BK CPD,各自可購自陶氏化學公司。
「多組分基於乙烯之共聚物」(或「EPE」)包括衍生自乙烯之單元及衍生自至少一種C3
-C10
α-烯烴共聚單體或至少一種C4
-C8
α-烯烴共聚單體或至少一種C6
-C8
α-烯烴共聚單體之單元,諸如專利文獻USP 6,111,023;USP 5,677,383;及USP 6,984,695中所述。EPE樹脂之密度為0.905 g/cc或0.908 g/cc或0.912 g/cc或0.920 g/cc至0.926 g/cc或0.929 g/cc或0.940 g/cc或0.962 g/cc。EPE樹脂之非限制性實例包含ELITE™增強型聚乙烯(可購自陶氏化學公司)、ELITE AT™先進技術樹脂(可購自陶氏化學公司)、SURPASS™聚乙烯(PE)樹脂(可購自諾瓦化學(Nova Chemicals)),及SMART™(可購自SK化學公司)。
「基於烯烴之聚合物」或「聚烯烴」為含有等於或大於50重量%或大部分量之聚合烯烴單體(以聚合物之總重量計)且視情況可含有至少一種共聚單體之聚合物。α-烯烴單體之實例包含C2
、或C3
至C4
、或C6
、或C8
、或C10
、或C12
、或C16
、或C18
、或C20
α-烯烴,諸如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯及1-辛烯。基於烯烴之聚合物之實例包含基於乙烯之聚合物及基於丙烯之聚合物。
「聚合物」為藉由使相同或不同類型之單體聚合來製備的聚合化合物。因此,通用術語聚合物涵蓋術語「均聚物」(用於指代僅由一種類型的單體製備的聚合物,理解為可以將痕量的雜質併入聚合物結構中),以及術語「互聚物」,其包含共聚物(用於指代由兩種不同類型的單體製備的聚合物)、三聚物(用於指代由三種不同類型的單體製備的聚合物),及由三種以上不同類型的單體製備的聚合物。聚合物中及/或聚合物內可併入痕量雜質,例如催化劑殘餘物。其亦涵蓋共聚物之所有形式,例如無規、嵌段等。術語「乙烯/α-烯烴聚合物」及「丙烯/α-烯烴聚合物」表示分別由使乙烯或丙烯與一或多種額外可聚合α-烯烴共聚單體聚合而製備之如上文所述的共聚物。應注意,儘管聚合物常被稱作「由」一或多種特定單體「製得」、「基於」特定單體或單體類型,「含有」特定單體含量或其類似物,但在此情形下,術語「單體」係指特定單體之聚合殘留物且不指代未經聚合物種。一般而言,本文中之聚合物係指基於為相應單體之聚合形式之「單元」。
「鞘」為通用術語且當與電纜相關地使用時,其包含絕緣覆蓋物或層、保護套及類似物。
「超低密度聚乙烯」(或「ULDPE」)及「極低密度聚乙烯」(或「VLDPE」)各自為含有非均質短鏈支化分佈的線性乙烯/α-烯烴共聚物,其包括衍生自乙烯之單元及衍生自至少一種C3
-C10
α-烯烴共聚單體或至少一種C4
-C8
α-烯烴共聚單體或至少一種C6
-C8
α-烯烴共聚單體之單元。ULDPE及VLDPE之密度各為0.885 g/cc或0.90 g/cc至0.915 g/cc。ULDPE與VLDPE之實例包含ATTANE™超低密度聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)及FLEXOMER™極低密度聚乙烯樹脂(可購自陶氏化學公司)。
「電線」為單股導電金屬,例如銅或鋁,或單股光纖。
測試方法
密度係根據ASTM D792方法B量測。結果以公克(g)/立方公分(g/cc或g/cm3
)為單位記錄。
熔點(Tm)係藉由用於量測聚烯烴的熔融峰的差示掃描量熱法(DSC)技術量測,如USP 5,783,638中所述。熔點以攝氏度(℃)為單位報導。
保留過氧化物百分比
「保留過氧化物百分比」為與在100℃下調節2分鐘之時段後存在於相同組合物中的有機過氧化物的量(亦即,有機過氧化物發生顯著分解前的初始過氧化物量)相比,在暴露於100℃一段時間(0.5小時、1.0小時、1.5小時或2.0小時)後,存在於組合物中的有機過氧化物的量。
含有過氧化二異丙苯(DCP)、十二烷基苯磺酸(DBSA)、三有機胺基膦及十二烷(模擬基於乙烯之聚合物)之樣品溶液於6打蘭(dram)玻璃小瓶中形成。用磁力攪拌棒攪拌溶液。
將玻璃小瓶浸入攪拌熱板上的維持在100℃溫度下的經充分攪拌(500 rpm)的矽油浴中。將樣品溶液加熱至100℃的溫度,並在混合的同時維持在100℃下持續2分鐘、0.5小時、1.0小時、1.5小時及2.0小時之時段。將樣品溶液在沒有帽或蓋的玻璃小瓶中加熱(換言之,樣品溶液在加熱時暴露於大氣中)。
然後,在100℃下2分鐘、0.5小時、1.0小時、1.5小時及2.0小時之時段後分析樣品溶液,以確定DCP的濃度或量。自各玻璃小瓶中取出600 µl等分試樣並置於1.5 mL微型離心管中,在冰浴中冷卻7-10分鐘,並在VWR Galaxy微離心機,型號C1413中以6,000 rpm離心。然後,自各等分試樣中取出350 µl透明級分,並與700 µl異丙醇合併,並用液相層析分析以確定級分中存在的DCP濃度。以重量%或莫耳%為單位報導DCP量,且然後轉變為保留過氧化物百分比。在100℃下2分鐘後量測的樣品溶液中的DCP量稱為初始DCP量。
本揭示案提供一種適合於電線及電纜應用的組合物。該組合物包含(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)質子酸源化合物(「PASC」),其係選自:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
在一實施例中,組合物包含(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物,(iii)三有機胺基膦,及(iv)PASC,其係選自由以下組成之群:質子酸、PAGC及其組合;及(v)視情況選用之添加劑。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。i . 基於乙烯之聚合物
本發明組合物包含基於乙烯之聚合物。
基於乙烯之聚合物可為本文所揭示的任何基於乙烯之聚合物。
基於乙烯之聚合物可為乙烯均聚物或乙烯互聚物。基於乙烯之聚合物之實例包含LDPE及線性聚乙烯。線性聚乙烯之實例包含LLDPE、ULDPE、VLDPE、多組分基於乙烯之共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物(亦稱為烯烴嵌段共聚物(OBC))、單點催化線性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、實質上線性或線性塑性體/彈性體、MDPE及HDPE。在一實施例中,基於乙烯之聚合物係選自LDPE、LLDPE、ULDPE、VLDPE、EPE、OBC、m-LLDPE、實質上線性或線性塑性體/彈性體、MDPE、HDPE及其組合。
在一實施例中,基於乙烯之聚合物為乙烯/α-烯烴共聚物。在另一實施例中,乙烯/α-烯烴共聚物為乙烯/C3
-C20
α-烯烴,或乙烯/C3
-C10
α-烯烴,或乙烯/C4
-C10
α-烯烴或乙烯/C4
-C8
α-烯烴。適合的α-烯烴之實例包含1-丁烯、1-己烯及1-辛烯。
在一實施例中,基於乙烯之聚合物不含或實質上不含苯乙烯。
在一實施例中,乙烯/α-烯烴共聚物由乙烯及C4
-C8
α-烯烴共聚單體組成。換言之,乙烯/C4
-C8
α-烯烴共聚物含有乙烯及C4
-C8
α-烯烴共聚單體作為唯一單體單元。
基於乙烯之聚合物可以或可以不為官能化的。「官能化的基於乙烯之聚合物」包含官能基。在一實施例中,官能基側接枝至聚合物鏈。官能基亦可經由含有所需官能基之適合單體的共聚加以併入。適合的官能基之實例包含鹵基(尤其氯基及溴基)、羥基、羧基、羰基、膦醯基、酸酐、胺基、胺、醯亞胺、環氧基、巰基、硫酸酯、磺酸酯、醯胺基及酯基。可接枝至預成型基於乙烯之聚合物上的不飽和羧酸及酸酐化合物之實例包含順丁烯二酸、反丁烯二酸、伊康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、順丁烯二酸酐及伊康酸酐。在一實施例中,官能化基於乙烯之聚合物為順丁烯二酸酐官能化乙烯/α-烯烴互聚物。在另一實施例中,官能化的基於乙烯之聚合物為順丁烯二酸酐官能化乙烯/辛烯互聚物。基於乙烯之聚合物可包含以下中之一或多者:乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯基三甲氧基矽烷共聚物,或在高壓反應器中製得且含有0.2重量%至小於50重量%或50重量%共聚單體的其他共聚物。
在一實施例中,基於乙烯之聚合物未官能化。
以基於乙烯之聚合物之總重量計,基於乙烯之聚合物含有50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%、或75重量%至80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或100重量%的乙烯。
在一實施例中,以基於乙烯之聚合物之總重量計,基於乙烯之聚合物含有55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%、或75重量%至80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%的乙烯;以及互補量的α-烯烴共聚單體、或5重量%、或10重量%、或15重量%、或20重量%至25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%的α-烯烴共聚單體。
基於乙烯之聚合物可包括兩個或更多個本文中所揭示之實施例。ii. 有機過氧化物
本發明組合物包含有機過氧化物。「有機過氧化物」為含有至少一個具有以下結構(2)的碳原子的化合物:
R4
—O—O—R5
結構(2)
其中R4
及R5
各自獨立地選自C1
-C40
烴基、C1
-C40
雜烴基、氫及其組合;其限制條件為R4
及R5
中之至少一者為C1
-C40
烴基或C1
-C40
雜烴基。
適合的有機過氧化物之實例包含過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化月桂基、過氧化苯甲醯、過苯甲酸第三丁酯、過氧化二(第三丁基)、氫過氧化異丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基-過氧基)己炔-3、2,-5-二-甲基-2,5-二(第三丁基-過氧基)己烷、氫過氧化第三丁基、過碳酸異丙酯、α,α'-雙(第三丁基過氧基)二異丙基苯、單碳酸第三丁基過氧基-2-乙基己酯、1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,5,5-三甲基環己烷、過氧化2,5-二甲基-2,5-二羥基、過氧化第三丁基異丙苯、α,α'-雙(第三丁基過氧基)對二異丙基苯、二-(第三丁基過氧基異丙基)苯、過氧化第三丁基異丙苯、過氧化二-第三丁基及其組合。
適合的可商購有機過氧化物之非限制性實例包含來自阿克蘇諾貝爾(AkzoNobel)的TRIGONOXTM
及來自阿科瑪(ARKEMA)的LUPEROXTM
。
在一實施例中,有機過氧化物係選自過氧化二異丙苯(DCP);2,-5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧)己烷;二-(第三丁基過氧基異丙基)苯;過氧化第三丁基異丙苯;過氧化二-第三丁基及其組合。
在一實施例中,有機過氧化物為過氧化二異丙苯(DCP)。
在一實施例中,過氧化物為過氧化二烷基。「過氧化二烷基」為具有以下結構(2A)的化合物:
R4
—O—O—R5
結構(2A)
其中R4
及R5
各自為烷基。
在一實施例中,結構(2A)的R4
及R5
各自為C1
-C20
烷基或C1
-C10
烷基。
有機過氧化物排除含有-OOH基團的有機氫過氧化物。
有機過氧化物排除具有式H2
O2
的過氧化氫,因為過氧化氫缺乏碳。
有機過氧化物可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。iii. 三有機胺基膦
本發明組合物包含三有機胺基膦。
「三有機胺基膦」為具有以下結構(1)的化合物:結構(1)
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
在一實施例中,三有機胺基膦為具有以下結構(1')之化合物:結構(1')
其中R1'
、R2'
及R3'
各自獨立地選自C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基、C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基胺基及其組合;其限制條件為R1'
、R2'
及R3'
中之至少一者含有至少一個氮原子;且氮原子(i)直接鍵結至磷原子或(ii)鍵結至烷基或芳基,該烷基或芳基直接鍵結至磷原子。
三有機胺基膦包含鍵結至三個碳原子之磷原子,或鍵結至一個或兩個至三個氮原子之磷原子。
本文中關於結構(1)R1
、R2
及R3
所述之描述亦分別適用於結構(1')R1'
、R2'
及R3'
。
在一實施例中,三有機胺基膦包含鍵結至三個碳原子之磷原子。結構(1)之R1
、R2
及R3
中之至少一者含有至少一個氮原子,且氮原子鍵結至直接鍵結至磷原子的C1
-C20
、或C2
-C10
、或C4
-C8
烷基或C5
-C20
、或C6
-C10
、或C4
-C8
芳基。
在一實施例中,三有機胺基膦包含直接鍵結至一個或兩個至三個氮原子的磷原子。在另一實施例中,三有機胺基膦包含直接鍵結至三個氮原子的磷原子。
在一實施例中,結構(1)的烴基為C1
-C20
烴基、或C1
-C10
烴基、或C2
-C8
烴基、或C6
-C8
烴基。適合的C1
-C40
烴基之實例包含苯基、對甲苯基、環己基、正辛基。
在一實施例中,R1
及R2
各自為C1
-C40
、或C1
-C20
、或C2
-C10
、或C4
-C8
、或C6
烴基;且R3
為C8
-C40
、或C8
-C20
、或C8
-C10
(N,N-二烷基)胺基芳基。適合的(N,N-二烷基)胺基芳基之實例為4-(N,N-二甲胺基)苯基。
在一實施例中,R1
係選自C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;且R2
及R3
各自獨立地選自C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基、C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基及其組合。磷原子直接鍵結至兩個或三個氮原子。
在結構(1)中,R1
、R2
及R3
可相同或不同。在一實施例中,R1
、R2
及R3
相同。在另一實施例中,R1
、R2
及R3
中的至少兩個或各者均不同。
在一實施例中,在結構(1)中,R1
、R2
及R3
中之至少兩者相同。
在一實施例中,R1
、R2
及R3
各自獨立地選自苯基、N,N-二乙胺基、吡咯啶基、4-(N,N-二甲胺基)苯基、環己基及其組合;其限制條件為R1
、R2
及R3
中之至少一者含有至少一個氮原子。
在一實施例中,R1
為苯基;且R2
及R3
各自為N,N-二乙胺基。三有機胺基膦為雙(二乙胺基)苯基膦。
在一實施例中,R1
、R2
及R3
各自為吡咯啶基。三有機胺基膦為參-(1-吡咯基啶基)膦。
在一實施例中,R1
及R2
各自為苯基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。三有機胺基膦為(二甲胺基)苯基二苯基膦。
在一實施例中,R1
及R2
各自為環己基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。三有機胺基膦為二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦。
在一實施例中,三有機胺基膦係選自雙(二乙胺基)苯基膦、參-(1-吡咯基啶基)膦、(二甲胺基)苯基二苯基膦、二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦及其組合。
在一實施例中,三有機胺基膦係選自雙(二乙胺基)苯基膦、參-(1-吡咯基啶基)膦及其組合。
在一實施例中,三有機胺基膦係選自(二甲胺基)苯基二苯基膦、二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦及其組合。
三有機胺基膦可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。iv. 質子酸源化合物
本發明組合物包含質子酸源化合物。
「質子酸源化合物」(或「PASC」)為質子酸或質子酸產生劑化合物(「PAGC」)。
A. 質子酸
「質子酸」為在聚烯烴熔融擠出或其他條件下產生氫離子(H+
)的物質,且能夠引起有機過氧化物的離子分解而非自由基分解。質子酸排除基於聚烯烴之自由基。質子酸可以充當質子供體,且可以接受一對電子以形成共價鍵。適合的質子酸之實例包含基於硫之酸、羧酸、基於磷之酸及其組合。
「基於硫之酸」為含有硫原子的有機酸。適合的基於硫之酸之實例包含磺酸、次磺酸、亞磺酸及其組合。
適合的磺酸之實例為十二烷基苯磺酸(DBSA)。
「次磺酸」為含有具有以下結構(4)之基團的有機酸:
—S—O—H 結構(4)
適合的次磺酸之實例為甲次磺酸。
適合的亞磺酸之實例為苯基亞磺酸。
「基於磷之酸」為含有磷原子的有機酸。適合的基於磷之酸之實例包含亞磷酸、磷酸及其組合。
在一實施例中,質子酸係選自磺酸、次磺酸、亞磺酸、羧酸及其組合。在進一步的實施例中,質子酸係選自磺酸、次磺酸、亞磺酸及其組合。
質子酸可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
B. 質子酸產生劑化合物
「質子酸產生劑化合物」(或「PAGC」)為並非質子酸,但含有與氧及/或氧化產物(諸如氫過氧化物)反應以便在本發明組合物的形成、儲存、加工及/或擠出期間轉化成或產生質子酸的官能基的物質。PAGC為潛在的質子酸。在組合物的形成(例如,熔融摻合)、儲存、加工及/或擠出期間,PAGC經歷產生質子酸的一次反應或一系列反應。
適合的PAGC之實例包含抗氧化劑(AO)、添加劑、填充劑及其組合。適合的抗氧化劑之實例包含亞磷酸酯抗氧化劑及基於硫之抗氧化劑。
在一實施例中,PAGC為亞磷酸酯抗氧化劑。亞磷酸酯抗氧化劑及其氧化產物(磷酸酯)在使用中(作為抗氧化劑)及/或在加工期間經歷水解以產生基於磷之酸。在水解之前或之後可以發生氧化。適合的亞磷酸酯抗氧化劑之實例為參(2,4-二第三苯基)亞磷酸酯,可自巴斯夫公司(BASF Inc)以IRGAFOSTM
168商購。
在一實施例中,PAGC為基於硫之抗氧化劑。基於硫之抗氧化劑在本發明組合物的形成、儲存、加工及/或擠出期間氧化。氧化產物經歷熱裂解以形成基於硫之酸,諸如磺酸、次磺酸、亞磺酸及其組合。基於硫之酸可經歷進一步氧化以形成具有更高氧化態的基於硫之酸。基於硫之抗氧化劑之實例包含硫代二丙酸二硬脂酯(DSTDP);4,4'-硫代雙(2-第三丁基-5-甲基苯酚)(例如,LOWINOXTM
TBM-6,可購自Addivant公司);2,2'-硫代雙(6-第三丁基-4-甲基苯酚)(例如,LOWINOXTM
TBP-6,可購自Addivant公司);及其組合。
在一實施例中,PAGC為酯添加劑。酯在使用、加工及/或儲存期間可水解形成羧酸。適合的酯添加劑之實例包含季戊四醇肆(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯(例如IRGANOXTM
1010,可購自巴斯夫);十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸酯(例如IRGANOXTM
1076,可購自汽巴公司(Ciba Inc.));及其組合。
在一實施例中,PAGC係選自基於硫之抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑、酯添加劑及其組合。
在一實施例中,PAGC係選自基於硫之抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑及其組合。
PAGC可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
當組合物形成時,本發明組合物可包含PAGC(諸如基於硫之抗氧化劑),且在PAGC經歷產生質子酸(諸如磺酸、次磺酸及/或亞磺酸)的反應(諸如氧化)後,將包含質子酸。在單個時間點,組合物可包含(i)僅PAGC(而非質子酸),(ii)PAGC及質子酸兩者的組合,或(iii)僅質子酸(而非PAGC)。
PASC及進一步之PAGC與基於乙烯之聚合物不同。換言之,PASC及進一步之PAGC排除基於乙烯之聚合物及來自基於乙烯之聚合物的任何氧化反應產物。
PASC可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
v. 視情況選用之添加劑
本發明組合物可包含一或多種添加劑。適合的添加劑之實例包含抗氧化劑、著色劑、腐蝕抑制劑、潤滑劑、紫外(UV)吸收劑或穩定劑、防黏劑、偶合劑、增容劑、增塑劑、填充劑、加工助劑、水分清除劑、防焦劑、金屬鈍化劑及其組合。
添加劑可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
vi. 組合物
本發明組合物包含:(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物;(iii)三有機胺基膦;(iv)選自質子酸、PAGC及其組合之PASC;及(v)視情況選用之添加劑。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
在一實施例中,三有機胺基膦具有結構(1')。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%至75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或98重量%、或99重量%、或99.96重量%的基於乙烯之聚合物。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含0.02重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1重量%至2重量%、或3重量%、或4重量%、或5重量%的有機過氧化物。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.05重量%至0.10重量%、或0.20重量%、或0.30重量%、或0.40重量%、或0.50重量%、或0.60重量%、或0.70重量%、或0.80重量%、或0.90重量%、或1.00重量%的三有機胺基膦。在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含0.001重量%至1.00重量%、或0.01重量%至1.00重量%、或0.01重量%至0.50重量%、或0.01重量%至0.10重量%、或0.02重量%至1.00重量%、或0.02重量%至0.60重量%、或0.02重量%至0.60重量%、或0.04重量%至0.60重量%之三有機胺基膦、或0.04重量%至0.60重量%的三有機胺基膦。
在一實施例中,以總組合物計,組合物包含0.001莫耳%、或0.01莫耳%、或0.02莫耳%、或0.04莫耳%、或0.1莫耳%至0.4莫耳%、或0.5莫耳%、或1.0莫耳%、或2.0莫耳%、或5.0莫耳%、或10莫耳%、或15莫耳%、或20莫耳%、或25莫耳%的三有機胺基膦。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含0.0001重量%、或0.001重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%至20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%的PASC。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物包含0重量%、或大於0重量%、或0.001重量%、或0.002重量%、或0.005重量%、或0.006重量%至0.007重量%、或0.008重量%、或0.009重量%、或0.01重量%、或0.1重量%、或0.2重量%、或0.3重量%、或0.4重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或2.0重量%、或2.5重量%、或3.0重量%、或4.0重量%、或5.0重量%至6.0重量%、或7.0重量%、或8.0重量%、或9.0重量%、或10.0重量%、或15.0重量%、或20.0重量%的添加劑。
在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或7%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。在另一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%至100%、或10%至100%、或12%至100%、或15%至100%、或20%至100%、或50%至100%、或70%至100%、或75%至100%、或90%至100%、或95%至100%、或98%至100%。不希望受任何特定理論的束縛,據信將三有機胺基膦包含於本發明組合物中會防止或減緩通常由組合物中質子酸的存在引起的有機過氧化物分解。藉由在本發明組合物的形成、儲存、加工及/或擠出期間停止或減緩有機過氧化物分解,三有機胺基膦有利地使得有機過氧化物能夠保留,使得有機過氧化物存在且可用於將本發明組合物擠出至導體上後進行自由基交聯。在本發明組合物的形成、儲存、加工及/或擠出期間沒有足夠保留有機過氧化物時,由本發明組合物形成的塗層在擠出至導體上後將不會交聯。
在一實施例中,在100℃下加熱1.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,在100℃下加熱1.0小時後,組合物的保留過氧化物百分比為20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,在100℃下加熱0.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有:(i)45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%至75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或98重量%、或99重量%、或99.96的基於乙烯之聚合物;(ii)0.02重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1重量%至2重量%、或3重量%、或4重量%、或5重量%的有機過氧化物;(iii)0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.05重量%至0.10重量%、或0.20重量%、或0.30重量%、或0.40重量%、或0.50重量%、或0.60重量%、或0.70重量%、或0.80重量%、或0.90重量%、或1.00重量%的三有機胺基膦;(iv)0.0001重量%、或0.001重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%至20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%的PASC;(v)0重量%、或大於0重量%、或0.001重量%,0.005重量%、或0.01重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或2.0重量%、或3.0重量%、或4.0重量%、或5.0重量%至6.0重量%、或7.0重量%、或8.0重量%、或9.0重量%、或10.0重量%、或15.0重量%、或20.0重量%的添加劑;且組合物具有以下一種、一些或全部特性:(a)在100℃下加熱2小時後,保留過氧化物百分比為5%、或7%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(b)在100℃下加熱1.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(c)在100℃下加熱1.0小時後,組合物的保留過氧化物百分比為20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(d)在100℃下加熱0.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有:(i)45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%至75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或98重量%、或99重量%、或99.96的基於乙烯之聚合物;(ii)0.02重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1重量%至2重量%、或3重量%、或4重量%、或5重量%的有機過氧化物;(iii)0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.05重量%至0.10重量%、或0.20重量%、或0.30重量%、或0.40重量%、或0.50重量%、或0.60重量%、或0.70重量%、或0.80重量%、或0.90重量%、或1.00重量%的三有機胺基膦;(iv)0.0001重量%、或0.001重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%至20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%選自磺酸、次磺酸、亞磺酸、基於硫之抗氧化劑及其組合的PASC;(v)0重量%、或大於0重量%、或0.001重量%,0.005重量%、或0.01重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或2.0重量%、或3.0重量%、或4.0重量%、或5.0重量%至6.0重量%、或7.0重量%、或8.0重量%、或9.0重量%、或10.0重量%、或15.0重量%、或20.0重量%的添加劑;且組合物具有以下一種、一些或全部特性:(a)在100℃下加熱2小時後,保留過氧化物百分比為5%、或7%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(b)在100℃下加熱1.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(c)在100℃下加熱1.0小時後,組合物的保留過氧化物百分比為20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(d)在100℃下加熱0.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
為苯基;且R2
及R3
各自為N,N-二乙胺基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
,R2
及R3
各自為吡咯啶基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
及R2
各自為苯基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
及R2
各自為環己基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
本文所揭示之組合物中之各者中的組分之總和(包含前述組合物)得到100重量%(wt%)。
組合物可藉由熔融摻合(諸如藉由擠出)所有或一些組分來形成。在一實施例中,將基於乙烯之聚合物、三有機胺基膦、PASC及視情況選用之添加劑擠出並粒化。然後,在浸泡步驟中將有機過氧化物吸入粒料中。含有所有組分的粒料可以儲存在袋子、桶、盒子或軌道車中一段時間。可將粒料添加至擠出機中並擠出至導體表面上。
在一替代實施例中,組合物的所有組分在擠出機中合併,並將組合物擠出至導體表面上。
組合物可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
在一實施例中,組合物為交聯的。
組合物可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
本揭示案亦提供一種交聯產物,其係藉由將組合物加熱至足以使組合物交聯之溫度來製得。交聯產物可以為導體上之塗層。
vii. 塗佈導體
本揭示案亦提供一種塗佈導體。塗佈導體包含導體及導體上之塗層,該塗層包含組合物。該組合物包含:(i)基於乙烯之聚合物;(ii)有機過氧化物;(iii)三有機胺基膦;(iv)選自質子酸、PAGC及其組合之PASC;及(v)視情況選用之添加劑。三有機胺基膦具有結構(1):結構(1);
其中R1
及R2
各自獨立地選自由以下組成之群:C1
-C40
烴基、C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基;及
其中R3
係選自由以下組成之群:C2
-C40
N,N-二烷胺基、C4
-C6
N-雜環烷基、C8
-C40
(N,N-二烷基)芳基胺基及C8
-C40
(N,N-二烷基)胺基芳基。
在一實施例中,三有機胺基膦具有結構(1')。
組合物、基於乙烯之聚合物、有機過氧化物、三有機胺基膦、PASC及視情況選用之添加劑可為本文中所揭示之任何相應的基於乙烯之聚合物、有機過氧化物、三有機胺基膦、PASC及視情況選用之添加劑。
在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,塗層包含具有5%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%之保留過氧化物百分比的組合物。在另一實施例中,在100℃下加熱2小時後,塗層包含具有5%至100%、或10%至100%、或12%至100%、或15%至100%、或20%至100%、或50%至100%、或70%至100%、或80%至100%、或90%至100%之保留過氧化物百分比的組合物。不希望受任何特定理論的束縛,據信將三有機胺基膦包含於組合物中會防止或減緩通常由組合物中質子酸的存在引起的有機過氧化物分解。藉由在組合物之形成、儲存、加工及/或擠出期間停止或減緩有機過氧化物之離子分解,三有機胺基膦有利地使得有機過氧化物能夠保留,使得有機過氧化物存在且可用於在將本發明組合物擠出至導體上後進行自由基交聯。在本發明組合物的形成、儲存、加工及/或擠出期間沒有足夠保留有機過氧化物時,由本發明組合物形成的塗層在擠出至導體上後將不會交聯。
在一實施例中,在100℃下加熱1.5小時後,塗層包含具有10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%之保留過氧化物百分比的組合物。
在一實施例中,塗層包含具有20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%之保留過氧化物百分比的組合物。
在一實施例中,塗層包含具有50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%之保留過氧化物百分比的組合物。
在一實施例中,塗層為用於導體的絕緣鞘。在另一實施例中,塗層為用於導體的護套。
製造塗佈導體的方法包含將本發明組合物加熱至至少基於乙烯之聚合物的熔融溫度,且然後將聚合物熔融摻合物擠出至導體上。術語「至……上(onto)」包含聚合物熔融摻合物與導體之間的直接接觸或間接接觸。聚合物熔融摻合物處於可擠出狀態。
塗層位於導體上。塗層可為一或多個內層,諸如絕緣層。塗層可以完全或部分地覆蓋或以其他方式包圍或包覆導體。塗層可以為包圍導體的唯一組件。當塗層為包圍導體的唯一組件時,塗層可以用作護套及/或絕緣體。在一實施例中,塗層為塗佈導體上的最外層。替代地,塗層可以為包覆金屬導體的多層護套或鞘的一個層。在一實施例中,塗層直接接觸導體。在另一實施例中,塗層直接接觸包圍導體的絕緣層。
在一實施例中,塗層直接接觸導體。如本文所用,術語「直接接觸」為塗層組態,其中塗層位置緊鄰導體,塗層接觸導體,且塗層與導體之間不存在介入層、不存在介入塗層及/或不存在介入結構。
在另一實施例中,塗層間接接觸導體。如本文所用,術語「間接接觸」為塗層組態,其中在塗層與導體之間存在介入層、介入塗層或介入結構。適合的介入層、介入塗層及介入結構之實例包含絕緣層、防潮層、緩衝管及其組合。適合的絕緣層之實例包含泡沫絕緣層、熱塑膠絕緣層、交聯絕緣層及其組合。
在一實施例中,塗層為高壓電力傳輸電纜或超高壓電力傳輸電纜的絕緣層。
塗層為交聯的。在一實施例中,本發明塗層之交聯在擠出機中開始,但僅在最小程度上開始。在另一實施例中,延遲交聯直至塗層在導體上擠出。可經由施加熱或輻射來引發及/或加速本發明塗層之交聯。在一實施例中,在擠出之後,在連續硫化管中在160℃或180℃至200℃或400℃的溫度下調節塗佈導體。
在一實施例中,塗佈導體包含以下、基本上由以下組成或由以下組成:導體及導體上的塗層。塗層包含組合物、基本上由組合物組成或由組合物組成。以組合物之總重量計,組合物包含:(i)45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%至75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或98重量%、或99重量%、或99.96的基於乙烯之聚合物;(ii)0.02重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1重量%至2重量%、或3重量%、或4重量%、或5重量%的有機過氧化物;(iii)0.001重量%、或0.003重量%、或0.005重量%、或0.007重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.05重量%至0.10重量%、或0.20重量%、或0.30重量%、或0.40重量%、或0.50重量%、或0.60重量%、或0.70重量%、或0.80重量%、或0.90重量%、或1.00重量%的三有機胺基膦;(iv)0.0001重量%、或0.001重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%至20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%的PASC;(v)0重量%、或大於0重量%、或0.001重量%,0.005重量%、或0.01重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或2.0重量%、或3.0重量%、或4.0重量%、或5.0重量%至6.0重量%、或7.0重量%、或8.0重量%、或9.0重量%、或10.0重量%、或15.0重量%、或20.0重量%的添加劑;且組合物具有以下一種、一些或全部特性:(a)在100℃下加熱2小時後,保留過氧化物百分比為5%、或7%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(b)在100℃下加熱1.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(c)在100℃下加熱1.0小時後,組合物的保留過氧化物百分比為20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(d)在100℃下加熱0.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,塗佈導體包含以下、實質上由以下組成或由以下組成:導體及導體上的塗層。塗層包含組合物、實質上由組合物組成或由組合物組成。以組合物之總重量計,組合物包含以下、基本上由以下組成或由以下組成:(i)45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%至75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%、或95重量%、或98重量%、或99重量%、或99.96的基於乙烯之聚合物;(ii)0.02重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1重量%至2重量%、或3重量%、或4重量%、或5重量%的有機過氧化物;(iii)0.001重量%、或0.003重量%、或0.005重量%、或0.007重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.05重量%至0.10重量%、或0.20重量%、或0.30重量%、或0.40重量%、或0.50重量%、或0.60重量%、或0.70重量%、或0.80重量%、或0.90重量%、或1.00重量%的三有機胺基膦;(iv)0.0001重量%、或0.001重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%至20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%選自磺酸、次磺酸、亞磺酸、基於硫之抗氧化劑及其組合的PASC;(v)0重量%、或大於0重量%、或0.001重量%,0.005重量%、或0.01重量%、或0.1重量%、或0.5重量%、或1.0重量%、或2.0重量%、或3.0重量%、或4.0重量%、或5.0重量%至6.0重量%、或7.0重量%、或8.0重量%、或9.0重量%、或10.0重量%、或15.0重量%、或20.0重量%的添加劑;且組合物具有以下一種、一些或全部特性:(a)在100℃下加熱2小時後,保留過氧化物百分比為5%、或7%、或10%、或12%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(b)在100℃下加熱1.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為10%、或15%、或20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(c)在100℃下加熱1.0小時後,組合物的保留過氧化物百分比為20%、或25%、或30%、或35%、或40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%;及/或(d)在100℃下加熱0.5小時後,組合物的保留過氧化物百分比為50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或85%、或90%、或95%、或97%、或98%至100%。
在一實施例中,塗層包含組合物,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
為苯基;且R2
及R3
各自為N,N-二乙胺基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,塗層包含組合物,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
、R2
及R3
各自為吡咯啶基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,塗層包含組合物,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
及R2
各自為苯基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,塗層包含組合物,以組合物之總重量計,組合物含有0.001重量%、或0.01重量%、或0.02重量%、或0.04重量%、或0.10重量%至0.60重量%、或1.0重量%的三有機胺基膦,且在結構(1)中,R1
及R2
各自為環己基;且R3
為4-(N,N-二甲胺基)苯基。在一實施例中,在100℃下加熱2小時後,組合物的保留過氧化物百分比為5%、或10%、或12%、或20%、或50%、或55%、或70%、或80%、或90%、或95%、或97%、或98%、或99%至100%。
在一實施例中,塗佈導體係選自光纖電纜、通信電纜(諸如電話電纜或區域網路(LAN)電纜)、電力電纜,用於消費型電子器件的佈線、電力電纜、用於行動電話及/或電腦的電源充電器電線、電腦數據線、電源線、電器佈線材料、家庭室內佈線材料、消費者電子配件線及其任何組合。
在另一實施例中,將本發明組合物熔融成形為除導體(例如電連接器或電連接器的組件)上的塗層之外的製品。
塗佈導體可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
借助於實例且非限制,現將在以下實例中詳細地描述本揭示案之一些實施例。
實例
在實例中使用之材料提供於下表1中。
表1.材料
組分 | 規格 | 來源 |
雙(二乙胺基)苯基膦 | (CAS編號1636-14-2) | 西格瑪奧德里奇(Sigma Aldrich) |
參-(1-吡咯基啶基)膦 | (CAS編號5666-12-6) | 西格瑪奧德里奇 |
(二甲胺基)苯基二苯基膦 | (CAS編號739-58-2) | 西格瑪奧德里奇 |
二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦 | (CAS編號40438-64-0) | 西格瑪奧德里奇 |
過氧化二異丙苯(DCP) | 有機過氧化物 CAS編號80-43-3 | 西格瑪奧德里奇 |
十二烷基苯磺酸(DBSA) | 質子酸 CAS編號121-65-3 | 西格瑪奧德里奇 |
製備以下三種類型之儲備溶液且用於製備樣品溶液:(i)0.1154 M過氧化二異丙苯(DCP)於十二烷中之溶液(儲備溶液A);(ii)0.00346 M十二烷基苯磺酸(DBSA)於十二烷中之溶液(儲備溶液B);及(iii)含有0.1重量%三有機胺基膦於0.1154 M DCP之十二烷溶液中的溶液(儲備溶液C)。在設定在80℃下之油浴中攪拌儲備溶液C(1-2分鐘),確保三有機胺基膦完全溶解。
樣品溶液與比較溶液在6打蘭玻璃小瓶中形成。十二烷模擬基於乙烯之聚合物的特性(亦即,用作基於乙烯之聚合物的模型)。溶液用磁力攪拌棒攪拌。各溶液之組成提供在下表2中。
藉由將2 mL儲備溶液A與2 mL儲備溶液B添加至玻璃小瓶中並在室溫下用磁力攪拌棒混合來製備比較溶液1(CS 1)。CS 1的總體積為4 mL。CS 1含有0.0577 M DCP(相當於2重量%的DCP)與0.00173 M DBSA。CS 1不含三有機胺基膦。CS 1之組成提供在下表2中。
藉由將2 mL儲備溶液A與2 mL十二烷添加至玻璃小瓶中並在室溫下用磁力攪拌棒混合來製備比較溶液2(CS 2)。CS 2的總體積為4 mL。CS 2含有0.0577 M DCP(相當於2重量%的DCP)。CS 2不有三有機胺基膦且不含DBSA。CS 2之組成提供在下表2中。
各藉由將2 mL儲備溶液B、X
mL儲備溶液C及(2-X
) mL儲備溶液A添加至玻璃小瓶中並在室溫下用磁力攪拌棒混合來製備樣品溶液1-7及9-20,其中X
等於10乘以三有機胺基膦之重量百分比濃度。舉例而言,為了製備含有0.05重量%的三有機胺基膦之樣品溶液,將2 mL儲備溶液B與1.5 mL儲備溶液A及0.5 mL儲備溶液C混合。樣品溶液1-7及9-20之組成提供於下表2中。
藉由將2 mL儲備溶液A及2 mL儲備溶液B添加至玻璃小瓶中,並在室溫下用磁力攪拌棒混合來製備樣品溶液8。將三有機胺基膦添加至玻璃小瓶之內含物中。樣品溶液8之組成提供於下表2中。
隨後,將玻璃小瓶浸入CorningTM
PC-420D攪拌熱板上的維持在100℃之溫度下的經充分攪拌(500 rpm)的矽油浴中。將比較溶液及樣品溶液各自加熱至100℃之溫度,且維持在100℃下的同時混合,且在2分鐘(此時三有機胺基膦在溶液中完全溶解)、0.5小時、1.0小時、1.5小時及2.0小時之時段後取出600 µl等分試樣。將比較溶液與樣品溶液在沒有帽或蓋的玻璃小瓶中加熱(換言之,樣品溶液在加熱時暴露於大氣)。
將自玻璃小瓶中取出的各600 µl等分試樣置於1.5 mL微型離心管中,在冰浴中冷卻7-10分鐘,且在VWR Galaxy微離心機,型號C1413中以6,000的rpm離心。然後,自各等分試樣中取出350 µl透明級分,並與700 µl異丙醇合併,並用液相層析分析以確定級分中存在的DCP濃度(Shimadzu LC- 20AD液體層析具有設定在210 nm下的SPD-20A UV可見偵測器;管柱為具有3.5 µm粒徑的Waters SunFire C18 2.1 mm×50 mm管柱;流動相為75%甲醇/25%水,流動速率為0.25 mL/min)。在100℃下2分鐘後量測的樣品溶液中的DCP量稱為初始DCP量。
例如,在於100℃下加熱2小時後,溶液1含有1.0209重量%的DCP。溶液1中DCP之初始量(亦即,在100℃下2分鐘後)為1.9630重量%。因此,在100℃加熱2小時後,溶液1的保留DCP百分比係根據以下等式(2A)計算:等式(2A)。
在100℃下加熱2小時後,溶液1的保留DCP百分比為52.01%。
樣品溶液與比較溶液的特性在下表2中提供。
表2
表2(續)
雙(二乙胺基)苯基膦重量%(莫耳%) | 參-(1-吡咯基啶基)膦重量%(莫耳%) | (二甲胺基)苯基二苯基膦 重量%(莫耳%) | 二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦重量%(莫耳%) | 過氧化二異丙苯(DCP) 重量%(莫耳%) | 十二烷基苯磺酸(DBSA)重量%(莫耳%) | 十二烷 重量%(莫耳%) | 總重量%(莫耳%) | 保留DCP百分比(%) | ||||
在100℃下0.5小時 | 在100℃下1.0小時 | 在100℃下1.5小時 | 在100℃下2.0小時 | |||||||||
CS 1 | - | - | - | - | 2.0080 (1.2950) | 0.0738 (0.0388) | 97.9182 (98.6861) | 100 (100) | 50.43 | 18.64 | 5.70 | 0.44 |
CS 2 | - | - | - | - | 1.9511 (1.2382) | - | 98.0489 (98.7618) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液1 | 0.0025 (0.0017) | - | - | - | 1.9630 (1.2463) | 0.0739 (0.0388) | 97.9606 (98.7132) | 100 (100) | 85.97 | 72.26 | 59.22 | 52.01 |
溶液2 | 0.0050 (0.0034) | - | - | - | 1.9863 (1.2611) | 0.0739 (0.0388) | 97.9349 (98.6966) | 100 (100) | 97.39 | 93.59 | 87.52 | 84.51 |
溶液3 | 0.0075 (0.0051) | - | - | - | 1.9541 (1.2406) | 0.0739 (0.0388) | 97.9646 (98.7155) | 100 (100) | 99.47 | 99.59 | 98.85 | 95.24 |
溶液4 | 0.0100 (0.0068) | - | - | - | 2.0185 (1.2818) | 0.0738 (0.0388) | 97.8977 (98.6726) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液5 | 0.0200 (0.0136) | - | - | - | 1.9745 (1.2536) | 0.0739 (0.0388) | 97.9316 (98.6939) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液6 | 0.0300 (0.0204) | - | - | - | 1.9655 (1.2480) | 0.0739 (0.0388) | 97.9306 (98.6928) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液7 | 0.0501 (0.0341) | - | - | - | 1.9187 (1.2181) | 0.0739 (0.0388) | 97.9573 (98.7090) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液8 | 0.1000 (0.0680) | - | - | - | 1.9270 (1.2236) | 0.0738 (0.0388) | 97.8912 (98.6654) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
溶液9 | - | 0.0025 (0.0018) | - | - | 1.7936 (1.1380) | 0.0740 (0.0389) | 98.1300 (98.8214) | 100 (100) | 73.42 | 57.37 | 41.35 | 37.50 |
溶液10 | - | 0.0050 (0.0036) | - | - | 1.8326 (1.1629) | 0.0740 (0.0389) | 98.0884 (98.7946) | 100 (100) | 97.41 | 92.76 | 83.91 | 82.51 |
溶液11 | - | 0.0100 (0.0071) | - | - | 2.0652 (1.3116) | 0.0738 (0.0388) | 97.8510 (98.6424) | 100 (100) | 99.53 | 97.34 | 94.32 | 99.45 |
溶液12 | - | 0.0500 (0.0356) | - | - | 2.0307 (1.2897) | 0.0738 (0.0388) | 97.8455 (98.6359) | 100 (100) | 100 | 100 | 100 | 100 |
雙(二乙胺基)苯基膦重量%(莫耳%) | 參-(1-吡咯基啶基)膦重量%(莫耳%) | (二甲胺基)苯基二苯基膦 重量%(莫耳%) | 二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦重量%(莫耳%) | 過氧化二異丙苯(DCP) 重量%(莫耳%) | 十二烷基苯磺酸(DBSA)重量%(莫耳%) | 十二烷 重量%(莫耳%) | 總重量%(莫耳%) | 保留DCP百分比(%) | ||||
在100℃下0.5小時 | 在100℃下1.0小時 | 在100℃下1.5小時 | 在100℃下2.0小時 | |||||||||
溶液13 | - | - | 0.0025 (0.0014) | - | 1.9782 (1.2559) | 0.0739 (0.0388) | 97.9454 (98.7038) | 100 (100) | 74.36 | 44.38 | 28.21 | 19.34 |
溶液14 | - | - | 0.0051 (0.0028) | - | 1.9688 (1.2500) | 0.0739 (0.0388) | 97.9522 (98.7083) | 100 (100) | 83.22 | 59.09 | 43.12 | 32.90 |
溶液15 | - | - | 0.0101 (0.0057) | - | 1.8682 (1.1857) | 0.0739 (0.0388) | 98.0477 (98.7698) | 100 (100) | 97.48 | 94.39 | 92.18 | 88.68 |
溶液16 | - | - | 0.0507 (0.0285) | - | 1.8609 (1.1812) | 0.0739 (0.0388) | 98.0145 (98.7514) | 100 (100) | 98.28 | 96.07 | 96.96 | 99.08 |
溶液17 | - | - | - | 0.0025 (0.0014) | 1.9795 (1.2568) | 0.0739 (0.0388) | 97.9442 (98.7030) | 100 (100) | 66.46 | 34.85 | 20.38 | 12.43 |
溶液18 | - | - | - | 0.0050 (0.0027) | 1.9728 (1.2525) | 0.0739 (0.0388) | 97.9483 (98.7059) | 100 (100) | 75.36 | 49.78 | 34.46 | 26.41 |
溶液19 | - | - | - | 0.0101 (0.0054) | 1.9307 (1.2256) | 0.0739 (0.0388) | 97.9853 (98.7301) | 100 (100) | 95.28 | 88.47 | 80.89 | 76.59 |
溶液20 | - | - | - | 0.0502 (0.0272) | 2.0105 (1.2769) | 0.0738 (0.0388) | 97.8654 (98.6571) | 100 (100) | 100 | 100 | 90.28 | 97.27 |
CS 1為含有以下之比較溶液:(i)十二烷(模擬基於乙烯之聚合物);(ii)過氧化二異丙苯(DCP);及(iii)十二烷基苯磺酸(DBSA)——且無三有機胺基膦。如表2所示,在100℃下加熱2小時後,CS 1表現出保留過氧化物(此處為DCP)百分比僅為0.44%。因此,在100℃下加熱2小時後,CS 1未保留適合濃度的有機過氧化物,以使得組合物能夠交聯。因此,CS 1代表含過氧化物的聚合物組合物,其不適合於電線與電纜應用以及其他應用。
CS 2為含有以下之比較組合物:(i)十二烷(模擬基於乙烯之聚合物)及(ii)過氧化二異丙苯(DCP)及無三有機胺基膦或DBSA。因此,CS 2缺乏引起DCP離子分解的質子酸源化合物(PASC)。
申請人已意外發現,含有以下之組合物(溶液1-20):(i)十二烷(模擬基於乙烯之聚合物);(ii)過氧化二異丙苯(DCP);(iii)三有機胺基膦(雙(二乙胺基)苯基膦、參-(1-吡咯基啶基)膦、(二甲胺基)苯基二苯基膦或二環己基-4-(N,N-二甲胺基)苯基膦);及(iv)十二烷基苯磺酸(DBSA),在100℃下加熱2小時後,有利地表現出大於12%,且在一些情況下大於97%的保留過氧化物(此處,DCP)百分比。因此,溶液1-20代表適合於電線及電纜應用以及其他應用的含過氧化物之聚合物組合物。
特別期望的是,本揭示案不限於本文中所含有的實施例及說明,而是包含彼等實施例的修改形式,該等修改形式包含在以下申請專利範圍的範疇內出現的實施例的部分及不同實施例的要素的組合。
無
無
Claims (14)
- 一種組合物,其包括: (i) 基於乙烯之聚合物; (ii) 有機過氧化物; (iii) 結構(1)之三有機胺基膦結構(1); (iv) 質子酸源化合物(「PASC」),其係選自由以下組成之群:質子酸、質子酸產生劑化合物(「PAGC」)及其組合; 其中R1 及R2 各自獨立地選自由以下組成之群:C1 -C40 烴基、C2 -C40 N,N-二烷胺基、C4 -C6 N-雜環烷基、C8 -C40 (N,N-二烷基)芳基胺基及C8 -C40 (N,N-二烷基)胺基芳基;及 其中R3 係選自由以下組成之群:C2 -C40 N,N-二烷胺基、C4 -C6 N-雜環烷基、C8 -C40 (N,N-二烷基)芳基胺基及C8 -C40 (N,N-二烷基)胺基芳基。
- 如請求項1之組合物,其中該PASC為該質子酸;及 在該組合物已在空氣氛圍中100℃下加熱2小時後,該組合物的保留過氧化物百分比為12%至100%,且所得標題組合物之過氧化物含量係使用液相層析法量測。
- 如請求項1或2之組合物,其中該PASC為該質子酸,且該質子酸係選自由以下組成之群:磺酸、次磺酸、亞磺酸、羧酸、基於磷之酸及其組合。
- 如請求項1之組合物,其中該PASC為該PAGC,且該PAGC為抗氧化劑。
- 如請求項4之組合物,其中該抗氧化劑為基於硫之抗氧化劑。
- 如請求項1至5中任一項之組合物,其中R1 及R2 各自獨立地選自由以下組成之群:苯基、N,N-二乙胺基、吡咯啶基、4-(N,N-二甲胺基)苯基及環己基;及 R3 係選自由N,N-二乙胺基、吡咯啶基及4-(N,N-二甲胺基)苯基組成之群。
- 如請求項6之組合物,其中R1 、R2 及R3 中之至少兩者相同。
- 如請求項1至7中任一項之組合物,其中該有機過氧化物係過氧化二異丙苯。
- 如請求項1至8中任一項之組合物,其中以該組合物之總重量計,該組合物包括0.001至1.0重量%的具有該結構(1)之該三有機胺基膦; R1 為苯基;及 R2 及R3 各自為N,N-二乙胺基。
- 如請求項1至8中任一項之組合物,其中以該組合物之總重量計,該組合物包括0.001至1.0重量%之具有該結構(1)之該三有機胺基膦;及 R1 、R2 及R3 各自為吡咯啶基。
- 如請求項1至8中任一項之組合物,其中以該組合物之總重量計,該組合物包括0.001至1.0重量%之具有該結構(1)之該三有機胺基膦; R1 及R2 各自為苯基;及 R3 為4-(N,N-二甲胺基)苯基。
- 如請求項1至8中任一項之組合物,其中以該組合物之總重量計,該組合物包括0.001至1.0重量%之具有該結構(1)之該三有機胺基膦; R1 及R2 各自為環己基;及 R3 為4-(N,N-二甲胺基)苯基。
- 一種交聯產物,其係藉由將如請求項1至12中任一項之組合物加熱至足以使該組合物交聯之溫度來製得。
- 一種塗佈導體,其包括: 導體;及 該導體上之塗層,該塗層包括如請求項1至12中任一項之組合物或如請求項13之交聯產物。
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