具有高乙烯基含量和低MFR的聚乙烯的制作方法

文档序号:21728343发布日期:2020-08-05 01:20阅读:336来源:国知局

本发明涉及聚乙烯、聚合物组合物、物品,该物品例如包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层由所述聚乙烯或聚合物组合物获得,该物品可以是电缆,例如电力电缆,涉及包含使用聚合物组合物、用于生产物品的方法,以及用于生产聚乙烯和聚合物组合物的方法。所述聚乙烯和包含它的聚合物组合物可用于不同的终端应用,例如线材和电缆(w&c)应用,尤其是电缆应用,例如电力电缆应用,例如中压(mv)、例如高压(hv)以及例如超高压(ehv)电缆应用。进一步地,所述聚乙烯和包含它的聚合物组合物可用于交流电(ac)和直流电(dc)应用中。

技术背景

高压(hp)方法中生产的聚乙烯广泛用于要求苛刻的聚合物应用中,其中聚合物必须满足高机械和/或高电气要求。例如在w&c应用,例如电缆应用中,例如在lv、mv、hv和ehv应用中,聚乙烯以及包含聚乙烯的聚合物组合物的机械和电气性能具有重要意义。

例如,在电力电缆应用中,特别是在mv,尤其是在hv和ehv电缆应用中,聚合物组合物的电气性能具有重要意义。此外,重要的电气性能在不同的电缆应用中可能有所不同,例如ac和dc电缆应用之间的情况。

此外,还已知聚合物(例如聚乙烯)的交联极其有助于改善聚合物的耐热性和抗变形性、机械强度、耐化学性和耐磨性。因此,交联的聚合物被广泛用于不同的终端应用中,例如在所提及的电线和电缆(w&c)应用中。

而且,在电缆应用中,通常电导体首先会覆盖有内半导体层,然后是绝缘层和外半导体层。可以向这些层添加一个或多个另外的层,例如一个或多个屏幕层和/或一个或多个辅助阻挡层,例如一个或多个防水层和一个或多个护套层。

由于本文所提及的可以通过交联获得的益处,电缆应用中的绝缘层和半导体层通常使用可交联的聚合物组合物制成。然后使形成的层状的电缆应用中的聚合物组合物交联。

此外,这种包含低密度聚乙烯(ldpe)的可交联的聚合物组合物是当今用于电力电缆的主要电缆绝缘材料之一。

交联可以用交联剂进行,其中交联剂分解产生自由基。这种交联剂,例如过氧化物,通常在电缆挤出之前或期间被添加到聚合物材料中。所述交联剂应优选在挤出步骤期间保持稳定。挤出步骤优选地应在足够低的温度下进行,以使交联剂的早期分解最小化,但又要在足够高的温度下进行,以获得聚合物组合物的适当熔融和均质化。如果有大量的交联剂,例如过氧化物,已经在挤出机中分解,从而引发过早交联,则将导致在所得电缆的不同层中形成所谓的“焦烧”,即不均匀、表面不平整和可能的变色。因此,应在挤出期间避免交联剂(即形成自由基的试剂)的任何明显分解。相反,交联剂应理想地仅在随后的交联步骤中在高温下分解。高温将增加交联剂的分解速率,并因此将增加交联速度,并且可以更快地达到所需的,即目标交联度。

此外,当使例如电缆中的聚合物组合物交联时,交联剂(例如过氧化物)在交联期间的分解还将会进一步导致过氧化物分解产物的形成。一些过氧化物分解产物是挥发性的,并且如果使用通常用于与例如电缆相关的交联的过氧化物类型,则它们的主要组分是甲烷。在交联之后,过氧化物分解产物大部分仍被捕获在例如电缆的聚合物组合物中。这导致了例如在电缆的制造方法方面和在终端电缆的质量方面的问题。

尤其是mv、hv和ehv电力电缆必须具有高质量的层,以有助于在所述电缆的安装期间和终端使用中确保安全。例如,在安装中,重要的是要避免例如当移除端盖时捕获的分解产物(例如易燃的甲烷)燃烧。在使用中,在交联步骤期间在电缆中形成的挥发性过氧化物分解产物能够产生气压,因此导致屏蔽层和接头处出现缺陷。例如,当电缆芯配备有金属阻挡层时,气态产物能够施加压力,尤其是在接头和末端,从而可能发生系统故障。因此,需要将这些挥发性过氧化物分解产物的水平降低到足够低的水平,然后才能进行后续的电缆生产步骤。

足够低的挥发性过氧化物分解产物的水平使得包含ldpe的聚合物组合物的使用可安全地用于安装,例如电缆安装,以及用于配件,例如电缆配件。因此,目前在电缆生产中需要所谓的脱气步骤,该步骤减少挥发性的过氧化物分解产物。脱气步骤耗费时间和能量,因此在电缆制造工艺中操作昂贵。脱气需要大的加热室,加热室必须通风良好,以避免积聚例如易燃的甲烷。通常缠绕在电缆卷筒上的电缆芯,即层和导体,通常在所述脱气步骤中保持在50℃-80℃范围内,例如60℃-70℃范围内的高温下较长时间。当暴露于所需温度时,绝缘体会发生热膨胀和软化,并导致所形成的电缆层发生不希望的变形,从而直接导致电缆故障。因此,通常需要在低温下对具有高电缆重量的hv和ehv电缆进行脱气,这进一步延长了脱气时间。因此,需要找到新的解决方案来克服现有技术的问题。

进一步地,包含在例如电缆中的聚合物组合物的交联极其有助于改善聚合物组合物和包含该聚合物组合物的电缆的耐热性和抗变形性、机械强度、耐化学性和耐磨性。

关于这点,参见us5539075,其涉及一种生产乙烯和至少一种单体的不饱和共聚物的方法,其中所述单体是多不饱和化合物并且可与乙烯共聚。

还参见ep2318210b1,其涉及一种聚合物组合物,其包含乙烯与一种或多种多不饱和共聚单体的不饱和ldpe共聚物,并且适用于交联的聚合物应用。该聚合物组合物在2.16kg载荷下的熔体流动速率mfr2为至少2.8g/10min,并且含有至少0.40个碳-碳双键/1000个碳原子的量的碳-碳双键。

另外,对于不同的电缆、电缆结构和线路,可能需要不同的材料,即聚乙烯和包含聚乙烯的聚合物组合物。此外,不可能使所有电缆或电缆结构在使用本文所谓的标准粘度“交联的”(在此,更准确地是指“可交联的”)聚乙烯(xlpe)材料的所有电缆线路上运行,该材料在2.16kg负载下的熔体流动速率(mfr2)值在2g/10min左右。这是因为这些标准粘度xlpe材料不具有足够的抗下垂性。在电缆的情况下,通常通过使用mfr2值低于2g/10min的材料来解决抗下垂性不足的问题。mfr2值低于2g/10min的材料具有高粘度和改善的抗下垂性。对于大型电缆结构、悬链电缆线路中的电缆生产以及水平电缆线路中的电缆生产,都需要改善的抗下垂性。例如,在用于生产电缆的水平连续硫化线中,例如mitsubishidainichi连续硫化(mitsubishidainichicontinuousvulcanization,mdcv)线和悬链连续硫化(catenarycontinuousvulcanization,ccv)线(特别是用于较厚的结构)中,例如对于绝缘层,通常需要使用与垂直连续硫化(vcv)线和ccv线(用于较薄的结构)中使用的聚合物材料(例如标准粘度xlpe材料)的mfr2相比具有较低的mfr2的聚合物材料。

在用于生产电缆的水平连续硫化线中,导体可能沉入绝缘层内,如果使用mfr2太高的聚合物材料,则导体的下沉也可能会导致电缆芯偏心。

同样在ccv生产线中,如果使用mfr2太高,即抗下垂性也太低的聚合物材料,则由于绝缘层的软熔融聚合物材料可能会从导体上脱落,因此壁厚可能会变得太大。这将导致绝缘层向下移位,从而产生偏心,例如所谓的梨形电缆芯。

进一步地,可以通过不同的方法来弥补抗下垂性不足,例如:

在挤出机头中使用偏心工具,以补偿导体下沉的影响;

绞合电缆芯以抵消导体的位移,

使用双重旋转技术来抵消梨形,并且还使用所谓的进线端热处理(entryheattreatment,eht)。

因此,如已描述的,通常使用具有相对较低的mfr2和较高粘度的聚合物材料以抵消这些下垂行为。

但是,具有高粘度的材料在通常使用的挤出条件下将产生较高的熔融温度,这可能导致过早交联的风险增加,并因此形成过早交联的物质,即“焦烧”。如本文已经描述的,“焦烧”可以是在例如所得电缆的不同层中的不均匀、表面不平整和可能的变色。“焦烧”的形成可能会严重影响电缆线路的生产率,因为它严重限制了需要清洁之前的生产长度,因此降低了生产率。因此,当通过使用具有较低的mfr2的聚合物材料(在熔体中产生较高的温度)粘度来生产电缆时,需要较低的生产速度以降低熔体温度,从而使“焦烧”最小化。

因此,降低材料的mfr2值的缺点可能因此是还需要改变加工条件,例如降低生产速度。

除了抗下垂性之外,加工条件也是关于可交联的xlpe材料(例如过氧化物可交联的xlpe材料)的重要性能。理想地,该材料在加工的挤出步骤中应具有低粘度,以便在挤出步骤中具有期望的低熔融温度。另一方面,在加工的交联步骤中,可能需要相对较高的材料。如果一种可交联的xlpe材料产生低熔融温度,则与涉及另一种在熔体中产生较高温度的可交联xlpe材料的挤出相比,在例如电缆结构的挤出期间形成“焦烧”的风险较小。

抗下垂性和加工条件下的粘度都可以通过在板-板流变学测量中获得的粘度曲线来体现。然后,通过在非常低的剪切速率下的复数粘度(η*),即分别在0rad/sec和0.05rad/sec下的η*0和η*0.05来体现所述抗下垂性,然后通过在300rad/sec下的复数粘度η*300,来使加工条件下的所述粘度具体化。

xlpe的另一个重要性质是交联度,其中,最佳地,应尽可能在降量低交联剂(例如过氧化物)的情况下,达到目标交联度水平。交联度可以例如用所谓的热定形测试(hotsettest)来测量。根据所述热定形测试,热定形伸长率值越低,则材料交联程度越高。尽可能低的交联剂用量减少了挥发性过氧化物分解产物,还减少了脱气所需的时间。

包括在例如电缆生产中的聚合物材料的挤出和交联步骤具有不同的要求。如已经描述的,挤出步骤的关键参数是聚合物材料产生低熔融温度,以便降低“焦烧”的风险。这由聚合物材料在挤出机中例如使用300rad/sec下的低复数粘度(η*)的剪切速率区域中的表现出的流变性质决定。通常300rad/sec下的低复数粘度(η*)与具有较高熔体流动速率(mfr2)的聚合物材料相关。

然而,熔体流动速率的增加通常必须被平衡,因为具有高mfr2的聚合物材料具有太低的抗下垂性,这将导致例如非中心电缆,而这是不可接受的。影响抗下垂性的流变性质是在非常低的剪切速率下的,例如在0rad/sec下的复数粘度(η*)。然而,在0rad/sec下的复数粘度(η*)是推算值,因此在本文中,使用在0.05rad/sec下测量的复数粘度(η*)替代。

因此,需要找到新的解决方案来克服现有技术的问题。



技术实现要素:

本发明涉及聚乙烯,其中根据iso1133-1:2011方法测定,所述聚乙烯具有在2.16kg负载下的熔体流动速率(mfr2),该mfr2为ag/10min且a1≤a≤a2;其中a1为0.5且a2为1.70,并且根据astmd6248-98方法测定,所述聚乙烯包含每1000个碳原子b个乙烯基的总量的乙烯基,且b1≤b,其中b1为0.45。

根据本发明,聚乙烯具有在2.16kg负载下的熔体流动速率(mfr2),其mfr2为ag/10min且a1≤a≤a2;其中,当根据方法iso1133-1:2011测定时,a1为0.5且a2为1.70,详细信息请参见本文的确定方法下熔体流动速率中的iso1133-1:2011方法。

进一步地,本发明的聚乙烯包含每1000个碳原子b个乙烯基的总量的乙烯基,且b1≤b,其中,b1为0.45,根据astmd6248-98方法测定,详细信息参见本文测定方法的astmd6248-98方法。

如本文所述,聚乙烯包含乙烯基,例如烯丙基。乙烯基是包含碳双键的官能团。进一步地,聚乙烯可以额外地包含其他同样包含碳碳双键的官能团。其他同样包含碳碳双键的官能团可以是例如亚乙烯基(vinylidenegroups)和/或次亚乙烯基(vinylenegroups)。次亚乙烯基具有顺式或反式构型。

如本文所定义,根据本发明的聚乙烯令人惊奇地将以下性能组合在一种聚合物中,即组合在根据本发明的聚乙烯中:

良好的加工性能,例如良好的流动性,通常仅与具有相对较高的mfr2的聚合物相关;以及

优异的抗下垂性,其通常仅与具有相对较低的mfr2的聚合物相关。

进一步地,该聚合物,即所述聚乙烯,组合了优异的下垂性能和良好的加工性能,例如流动性,还通过以下事实得到说明:聚乙烯显示出在300rad/sec和0.05rad/sec下平衡的复数粘度(η*),这两种复数粘度(η*)均根据iso6721-1方法在稳定的聚乙烯样品上测定。因此,在300rad/sec下的复数粘度(η*)低,并且在0.05rad/sec下的复数粘度(η*)高,这导致聚合物,即所述的聚乙烯,其在挤出机中具有改善的加工性能,并且仍然允许在所有类型的电缆线路的电缆生产中,产生具有良好的中心性的电缆(包括大型电缆结构)。因此可以相应地生产这种电缆,其包含由聚乙烯获得的层,例如绝缘层。

此外,根据本发明的聚乙烯,除了令人惊讶地表现出将优异的下垂性能与良好的加工性能的组合外,还令人惊讶地显示出,能够在当使用在本领域中是众所周知的交联剂(例如过氧化物)时保持技术上期望的交联度水平,即与含有较少乙烯基总量的聚乙烯相比,具有在技术上更加期望的交联度水平。

因此,本发明的聚乙烯显然非常有利于用于例如生产可交联的和交联的物品,例如电缆,例如其电缆层,例如电缆绝缘层。

聚乙烯适用于获得聚合物组合物。通过使用聚乙烯获得的所述聚合物组合物可以是可交联的,并且因此可以非常适于生产可交联的物品,例如,电缆的一个或多个可交联层,例如电缆的一个或多个可交联绝缘层,这些层随后被交联。

“可交联的”是一种公知的表述,并且指该聚合物组合物可被交联,例如通过形成自由基,以在聚合物链之间形成桥。

根据本发明的具有相对较低的mfr2(a)的聚乙烯,令人惊讶地表现出,在乙烯基含量相似的情况下,与具有相对较高mfr2的聚乙烯相比,它具有改善的交联反应。

所述“每1000个碳原子b个乙烯基的总量的乙烯基”是指当在进行任何交联之前测定时,根据本发明的聚乙烯中所存在的“每1000个碳原子b个乙烯基的总量的乙烯基”。

用于测定乙烯基量的astmd6248-98方法在“测定方法”中描述。

mfr2是根据iso1133-1:2011在2.16kg负载下测定的。众所周知,测定温度是根据所用聚合物的类型选择。

本文例举了本文所述性质,进一步特征,例如其进一步性质或其范围的亚组,并且示例性实施方案通常适用于所述聚乙烯以及由聚乙烯获得的或包含聚乙烯的聚合物组合物,以及适用于终端应用并适用于其任何方法,并且其能够以任何组合进行组合。

在本发明的实施方案中,如本文所述的聚乙烯每1000个碳原子含有b个乙烯基,如本文所述,其中b≤b2,且b2为3.0。

在本发明的进一步的实施方案中,如本文所述的聚乙烯含有相对较高的如本文所定义的乙烯基b总量。

注意,表述“一个或多个实施例”即使在本文中是独立的,但始终涉及本发明的一个实施例或本发明的多个实施例。

在一个进一步的实施方案中,b1为0.46。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.48。

公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.50。

公开了聚乙烯的一个更进一步的实施方案,其中b1为0.52。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为0.53或0.54。

公开了聚乙烯的一个更进一步的实施方案,其中b1为0.55。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.56。

公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.58。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b2为3.0。

公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.58和/或b≤b2,b2为3.0。

公开了聚乙烯的一个更进一步的实施方案,其中b1为0.60。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为0.60、0.65或0.70。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为0.61、0.66、0.71、0.75、0.80、0.82或0.84。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为0.75、0.80、0.82或0.84。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.82。

公开了聚乙烯的一个更进一步的实施方案,其中b1为0.84。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.86。

在进一步的实施方案中,聚乙烯含有其中b1为0.88的乙烯基总量(b)。

在本实施方案中,“乙烯基的量”是指“聚乙烯中存在的乙烯基总量”。本文所用的术语“乙烯基”具有其常规含义,即“-ch=ch2”部分。进一步地,聚乙烯可以额外地包含其他同样包含碳碳双键的官能团。其他同样包含碳碳双键的官能团可以是例如亚乙烯基和/或次亚乙烯基。次亚乙烯基具有顺式或反式构型。为了避免产生疑问,亚乙烯基和次亚乙烯基不是如本文所用的乙烯基。在本文中,聚乙烯是指均聚物和共聚物二者,所述均聚物的不饱和度由链转移剂提供,其中所述共聚物的不饱和度是通过任选地在链转移剂存在下使单体与至少一种多不饱和共聚单体聚合,并任选地与进一步的共聚单体组合而提供。

在一个实施方案中,聚乙烯是不饱和共聚物,如本文已经提到的,其包含一种或多种多不饱和共聚单体。

进一步地,存在于不饱和共聚物中的所述乙烯基(b)可以源自所述多不饱和共聚单体、生产聚乙烯的方法以及任选地源自任何所使用的链转移剂。

当聚合物组合物的聚乙烯是包含至少一种多不饱和共聚单体的不饱和共聚物时,则所述多不饱和共聚单体是在非共轭双键之间具有至少8个碳原子和至少4个碳原子的直碳链,其至少一个是终端。

关于用于聚合物组合物的合适的聚合物材料,所述聚乙烯能够是具有与示例性聚合物组合物的聚乙烯相关的如本文所定义的特征的任何聚合物。聚乙烯可以选自聚乙烯的均聚物以及聚乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物。关于分子量分布和/或共聚单体分布,聚乙烯可以是单峰或多峰的,这些表述具有公知的含义。

在一个实施方案中,聚乙烯是乙烯的均聚物。

在本发明的实施方案中,公开了通过包含聚乙烯的方法获得的聚合物组合物。

在示例性实施方案中,聚乙烯是聚乙烯与至少一种多不饱和共聚单体,并且任选地与一种或多种其他共聚单体的不饱和共聚物。

所述聚乙烯的不饱和共聚物是乙烯的不饱和共聚物。

在本发明的实施方案中,公开了一种如本文所述的聚乙烯,其是单体与至少一种多不饱和共聚单体,并且与零个、一个或多个,例如零个、一个、两个或三个其他共聚单体的共聚物,其中聚乙烯中存在的所述乙烯基总量(b)包括源自所述至少一种多不饱和共聚单体(例如二烯)的乙烯基。

在示例性实施方案中,聚乙烯通过包含乙烯的不饱和共聚物的方法获得。

所述乙烯的共聚物可以是在高压聚合方法中生产的ldpe共聚物,其中,任选在链转移剂的存在下,乙烯与至少一种多不饱和共聚单体并且任选与一种或多种其他共聚单体共聚。

存在于聚乙烯中的任选的一种或多种另外的共聚单体,例如乙烯的共聚物,不同于“骨架”单体,并且可以选自乙烯和一种或多种高级α-烯烃,例如一种或多种c3-c20α-烯烃,例如5至12个碳的环状α-烯烃或3至12个碳原子的直链或支链α-烯烃,例如丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-壬烯或1-辛烯以及一种或多种极性共聚单体。

在一个实施方案中,直链或支链α-烯烃是3至6个碳原子的直链或支链α-烯烃。

在进一步的实施方案中,直链α-烯烃是丙烯。

众所周知,例如丙烯能够用作共聚单体或用作链转移剂(cta),或同时用作两者,从而其可以贡献于乙烯基总量b。本文中,当使用可共聚的cta(例如丙烯)时,共聚的cta并未计算到共聚单体含量中。

在示例性的实施方案中,聚乙烯是不饱和ldpe聚合物,例如,包含至少一种为多不饱和共聚单体的共聚单体的不饱和ldpe共聚物(本文称为ldpe共聚物)。

进一步地,所述多不饱和共聚单体可以是二烯,例如,(1)包含至少8个碳原子的二烯,第一碳-碳双键为末端,第二碳-碳双键不与第一碳-碳双键共轭(组1二烯)。示例性的二烯(1)可以选自c8至c14的非共轭二烯或其混合物,例如选自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、9-甲基-1,8-癸二烯或其混合物。在进一步的实施方案中,二烯(1)选自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯或其任何混合物。

公开了如本文所述的根据本发明的进一步的实施方案,其中聚乙烯是单体与至少一种多不饱和共聚单体的共聚物,其中多不饱和共聚单体是在非共轭双键之间具有至少8个碳原子和至少4个碳原子的直链碳链,其中至少一个为末端,例如c8至c14非共轭二烯,例如选自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯或其混合物。

在优选的实施方案中,聚乙烯是乙烯和1,7-辛二烯的共聚物。

如本文所述,还公开了根据本发明的进一步的实施方案,其中聚乙烯是不饱和ldpe均聚物或不饱和ldpe共聚物,例如乙烯与一种或多种多不饱和共聚单体并与零种、一种或多种其他共聚单体的ldpe共聚物。

除了或作为本文所列二烯(1)的替代,二烯还可以选自其他类型的多不饱和二烯(2),例如选自一种或多种具有下式的硅氧烷化合物(组(2)二烯):

ch2=ch-[sir1r2-o]n-sir1r2-ch=ch2,

其中n=1至200,并且

r1和r2可以相同或不同,选自c1至c4烷基和/或c1至c4烷氧基。

进一步地,r1和/或r2可以例如是甲基、甲氧基或乙氧基。

此外,n可以例如为1至100,例如1至50。作为一个实例,能够提及二乙烯基硅氧烷,例如,,-二乙烯基硅氧烷。

聚乙烯的示例性多不饱和共聚单体是来自如本文所定义的组(1)的二烯。聚乙烯可以例如是乙烯与至少一种选自1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、1,11-十二碳二烯、1,13-十四碳二烯或其任何混合物中的二烯,并且任选地与一种或多种其他共聚单体的共聚物。还举例了所述聚乙烯是本文提及的不饱和ldpe共聚物。它可以包含另外的共聚单体,例如一种或多种极性共聚单体、一种或多种α-烯烃共聚单体、一种或多种非极性共聚单体或其任何混合物。

作为极性共聚单体,能够使用含有一个或多个羟基、一个或多个烷氧基、一个或多个羰基、一个或多个羧基、一个或多个醚基或一个或多个酯基或其混合物的一种或多种化合物。

进一步地,非极性共聚单体是不含一个或多个羟基、一个或多个烷氧基、一个或多个羰基、一个或多个羧基、一个或多个醚基或一个或多个酯基或其混合物的一种或多种化合物。

在进一步的实施方案中,使用含有一个或多个羧基和/或酯基的化合物,例如,该化合物选自一种或多种丙烯酸酯、一种或多种甲基丙烯酸酯或一种或多种乙酸酯或其任何混合物。

如果存在于所述不饱和ldpe共聚物中,则极性共聚单体可以例如选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或乙酸乙烯酯或其混合物。进一步地,所述极性共聚单体可以例如选自丙烯酸c1-至c6-烷基酯、丙烯酸c1-至c6-甲基烷基酯或乙酸乙烯酯。更进一步地,所述极性共聚物包含乙烯与丙烯酸c1-至c4-烷基酯的共聚物,丙烯酸c1-至c4-烷基酯例如为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯,或乙酸乙烯酯,或其任何混合物。更进一步,所述极性共聚物优选地包含乙烯与丙烯酸c1-至c4-烷基酯的共聚物,丙烯酸c1-至c4-烷基酯例如为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯,或其任何混合物。

聚乙烯,其可用于例如任何本文所述的聚合物组合物,能够使用任何常规的聚合方法和设备、如本文所述的用于提供不饱和度的常规手段以及用于调节mfr2的任何常规手段进行制备,以控制和调节加工条件,以在聚合的聚合物的mfr2和乙烯基量之间实现所期望的平衡。如本文所定义的不饱和ldpe聚合物,例如不饱和ldpe共聚物,可以在高压反应器中通过自由基引发的聚合(称为高压自由基聚合)制备。可用的高压(hp)聚合和加工条件的调节是众所周知的,并且在文献中已有描述,并且本领域技术人员能够容易地使用以提供本文所述的发明性平衡。高压聚合能够在管式反应器或高压釜反应器中进行,例如在管式反应器中进行。本文描述了hp方法的一个实施方案,其用于使乙烯任选地与一种或多种共聚单体,例如至少与一种或多种多不饱和共聚单体一起在管式反应器中聚合,以获得如本文所定义的ldpe均聚物或ldpe共聚物。该方法也能够适用于其他聚合物。

进一步地,聚乙烯可以在高压反应器中通过自由基聚合(称为高压自由基聚合)生产。自由基引发的聚合非常迅速,因此非常适于连续方法,在该方法中,能够通过连续监控和调整来仔细控制方法参数。对于高压自由基聚合方法,连续进料乙烯和引发剂。高压自由基聚合方法优选为高压釜或管式方法,更优选为管式反应器。与高压釜法生产的聚乙烯相比,如果使用相似的加工条件,例如相似的温度曲线、相似的压力和相似的引发剂进料,则高压管式法通常会生产分子量分布更窄、长链支化程度更低且具有另一种分支结构的聚乙烯。通常,管式反应器还具有更有利的生产经济性,因为它们具有较高的乙烯转化率。

在进一步的实施方案中,本发明的聚乙烯在连续高压管式反应器中生产。

压缩:

将乙烯进料到压缩机中,主要是为了能够在受控的压力和温度下处理大量的乙烯。压缩机通常是活塞压缩机或隔膜压缩机。压缩机通常是能够串联或并联工作的一系列压缩机。最常见的是2-5个压缩步骤。根据压力能够在可行的点加入再循环的乙烯和共聚单体。温度通常较低,通常在小于200℃或小于100℃的范围内。所述温度可以例如低于200℃。

管式反应器:

将混合物进料至管式反应器。管的第一部分是调节进料的乙烯的温度,通常温度为150℃-170℃。然后加入自由基引发剂。作为自由基引发剂,能够使用在高温下分解为自由基的任何化合物或其混合物。可用的自由基引发剂是可商购获得的。聚合反应是放热的。能够存在若干个自由基引发剂注入点,例如1-5个点,通常配有单独的注射泵。同样,众所周知,还可以在加工期间的任何时间,在管式反应器的任何区域和/或从一个或多个注入点加入乙烯和一种或多种任选的共聚单体。例如通过水或蒸汽将反应器连续冷却。最高温度称为峰值温度,最低温度称为自由基引发剂温度。在本文中“最低温度”是指反应起始温度,其被称为起始温度,其对于技术人员而言明显是“较低的”。

合适的温度范围为80℃至350℃,压力范围为100mpa至400mpa。压力至少能够在压缩阶段和管后测量。在所有步骤中,温度能够在若干个点上测量。高温和高压通常会增加输出。使用本领域技术人员选择的各种温度曲线将允许控制聚合物链的结构(即长链支化(longchainbranching)和/或短链支化(shortchainbranching))、密度、mfr、粘度、分子量分布等。

反应器通常以阀门结束。该阀调节反应器压力并使反应混合物的压力从反应压力降至分离压力。

分离:

压力通常降低到约10mpa至45mpa,例如约30mpa至45mpa。将聚合物与未反应的产物,例如气态产物,例如单体或一种或多种任选的共聚单体分离,并且大部分未反应的产物被回收。通常低分子化合物,即蜡,从气体中除去。能够进一步降低压力以回收和再循环未使用的气态产物,例如乙烯。气体通常在再循环之前被冷却和清洁。

然后通常将获得的聚合物熔体混合并造粒。任选地,或在一些实施方案中,能够在混合器中添加添加剂。通过高压自由基聚合生产乙烯(共)聚合物的更多细节可以参见encyclopediaofpolymerscienceandengineering,卷6(1986),第383-410页。

聚乙烯(例如ldpe共聚物)的mfr2能够通过在聚合期间使用例如一种或多种链转移剂来调节,和/或通过调节反应温度或压力来调节。

当制备本发明的ldpe共聚物时,那么,众所周知,能够通过在一种或多种多不饱和共聚单体、一种或多种链转移剂或两者同时存在的情况下,使用乙烯与多不饱和共聚单体和/或链转移剂之间所期望的进料比(取决于所期望的ldpe共聚物性质和碳碳双键数量),来使乙烯聚合从而调节乙烯基的量。wo9308222描述了乙烯与多不饱和单体,例如α,ω-链二烯的高压自由基聚合,以增加乙烯共聚物的不饱和度。因此,一个或多个未反应的双键在通过聚合并入多不饱和共聚单体的位点将悬挂双键(pendantvinylgroups)提供给所形成的聚合物链。结果,不饱和度能够以无规共聚的方式沿着聚合物链均匀地分布。例如wo9635732也描述了乙烯和某些类型的多不饱和α,ω-二乙烯基硅氧烷的高压自由基聚合。此外,已知例如丙烯能够用作链转移剂以提供双键,由此它也可以部分与乙烯共聚。

可替代的不饱和ldpe均聚物可以类似于本文描述的加工条件作为不饱和ldpe共聚物生产,除了乙烯仅在链转移剂的存在下聚合。

本发明的例如ldpe共聚物的一种示例性聚乙烯,当根据iso1183-1方法a:2012在聚乙烯上测量时,其密度可以为例如高于0.860g/cm3、高于0.870g/cm3、高于0.880g/cm3、高于0.885g/cm3、高于0.890g/cm3、高于0.895g/cm3、高于0.900g/cm3、高于0.905g/cm3、高于0.910g/cm3或高于0.915g/cm3

本发明的例如ldpe共聚物的另一种示例性聚乙烯,当根据iso1183-1方法a:2012在聚乙烯上测量时,其密度可高达0.960g/cm3、小于0.955g/cm3、小于0.950g/cm3、小于0.945g/cm3、小于0.940g/cm3、小于0.935g/cm3或小于0.930g/cm3

在进一步的实施方案中,当根据iso1183-1方法a:2012在聚乙烯上测量时,密度范围为0.915g/cm3至0.930g/cm3

进一步地,基于聚乙烯的量,聚乙烯的所述不饱和共聚物,例如ldpe共聚物包含的一种或多种共聚单体的总量高达为45wt%,例如0.05wt%至25wt%,或例如0.1wt%至15wt%。进一步地,基于聚乙烯的量,优选地,聚乙烯的所述不饱和共聚物,例如ldpe共聚物包含的一种或多种共聚单体的总量为0.1wt%至5wt%。

示例性的聚乙烯可以包含在如本文所述的聚合物组合物中,其中所述聚合物组合物是可交联的。

在示例性的实施方案中,如本文所述的聚合物组合物由至少一种聚乙烯组成。聚合物组合物还可以包含另外的组分,例如本文所述的添加剂,可以将其与载体聚合物混合添加,即以所谓的母料添加。

在进一步的实施方案中,如本文所述的聚合物组合物可以包含如本文所述的聚乙烯、以及交联剂以及0、1、2、3、4、5、6或更多种添加剂,其中该聚合物组合物为粒料形式。

如本文所述,根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案公开了一种聚乙烯,当根据方法astmd6248-98在交联前进行测量时,其含有的乙烯基总量为每1000个碳原子b个乙烯基,且b1≤b,其中b1为0.89。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.90。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为0.94。

还公开了聚乙烯的一个进一步的实施方案,其中b1为0.95。

公开了聚乙烯的一个更进一步的实施方案,其中b1为1.00。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为0.95、1.00、1.05或1.10。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为0.95、1.00、1.10、1.15、1.20、1.25或1.30。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为1.15、1.20、1.25或1.30。

还公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为1.05。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为1.10。

还公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为1.15。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b1为1.20。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为1.25。

还公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中b1为1.30。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b≤b2并且b2为3.0。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中聚乙烯包含每1000个碳原子b个乙烯基的总量的乙烯基,并且b1≤b≤b2,其中b1和b2各自可以分别选自本文针对b1和b2给出的任何值。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中b2为2.5。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b2为2.0。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中b2为1.8。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b2为1.7。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中b2为1.6。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中b2为1.5。

在进行任何交联之前,根据iso1133-1:2011在2.16kg负载下并于190℃下测定mfr2。

本发明还公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其熔体流动速率mfr2为ag/10min并且a1≤a≤a2;其中,a1和a2各自可以分别选自本文针对a1和a2给出的任何值。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a1为0.55。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中a1为0.60。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的另外的实施方案,其中a1为0.65。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a1为0.70。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中a1为0.75。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的另外的实施方案,其中a1为0.80。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a1为0.85。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中a1为0.90。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中a2为1.65、1.60、1.55或1.50。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a2为1.65。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中a2为1.60。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a2为1.65或1.60。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中a2为1.55。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中a2为1.50。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中a2为1.55或1.50。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中所述聚乙烯在0.05rad/sec下的复数粘度(η*)为xpas,并且x1≤x≤x2,其中x1为10000,x2为30000,并且

在300rad/sec下的复数粘度(η*)为ypas,且y1≤y≤y2,其中y1为5且y2为350,两种复数粘度(η*)均根据iso6721-1方法在聚乙烯的稳定样品上测定。

在0.05rad/sec下的复数粘度(η*)为xpas,在本文中其体现下垂阻力;并且在300rad/sec下的复数粘度(η*)为ypas,在本文中其体现加工条件下的粘度。

公开了聚乙烯的进一步的实施方案,其中,根据方法iso6721-1在聚乙烯的稳定样品上测定,聚乙烯的在0.05rad/sec下的复数粘度(η*)为xpas,并且x1≤x≤x2,其中x1和x2各自可以分别选自本文针对x1和x2给出的任何值。

公开了聚乙烯的更进一步的实施方案,其中,根据方法iso6721-1在聚乙烯的稳定样品上测定,聚乙烯的在300rad/sec下的复数粘度(η*)为ypas,并且y1≤y≤y2,其中y1和y2各自可以分别选自本文针对y1和y2给出的任何值。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x1为11000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为12000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为13000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x1为14000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为29000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为28000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x2为27000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为26000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为25000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x2为24000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为15000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为16000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为17000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为18000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为18100。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为18200。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x1为18300。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为18400。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为18500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为18600。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为18700。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为23500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为23000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为22900。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为22800。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为22700。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x2为22600。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为22500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为22400。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为22300。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为22000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中x2为21500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为21000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为20500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为20000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x2为19500。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x2为19000。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为10。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为20。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为30。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为40。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y1为50。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为60。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为70。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为80。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为90。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为100。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为110。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y1为120。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为130。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为140。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y1为150。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为160。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为170。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为180。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为190。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y1为200。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为210。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为220。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y1为230。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y1为240。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y1为250。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y2为345。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y2为340。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y2为335。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y2为330。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y2为325。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y2为320。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y2为315。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中y2为310。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中y2为305。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的实施方案,其中y2为300。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的进一步的实施方案,其中x1为12000并且x2为28000,其中y1为250并且y2为330。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为13000并且x2为27000,其中y1为240并且y2为340。

如本文所述,公开了根据本发明的聚乙烯的更进一步的实施方案,其中x1为13000并且x2为27000,其中y1为250并且y2为330。

在一个特别优选的实施方案中,x1为15500,x2为24000,并且y1为250且y2为330。

由聚乙烯获得的或包含聚乙烯的聚合物组合物

由聚乙烯获得的聚合物组合物,其可以是可交联的,非常适于生产可交联的物品,例如电缆的一个或多个可交联层,例如电缆的一个或多个可交联绝缘层,这些层随后被交联。

如本文所述,公开了根据本发明的进一步的实施方案,其中公开了一种可交联或交联的聚合物组合物,其中所述聚合物组合物包含如本文所述的聚乙烯或由其获得。

“可交联的”是一种公知的表述,并且指由聚乙烯获得的聚合物组合物能够被交联,例如通过形成自由基,以在聚合物链之间形成桥。

术语“电缆”在本文中是指电缆或线材。

从聚乙烯获得的或包含聚乙烯的聚合物组合物进一步包含交联剂。

所述聚合物组合物可任选地包含一种或多种含有乙烯基的另外的组分,其也对聚合物组合物中乙烯基的量有贡献。

在本文中交联剂被定义为能够产生能够引发交联反应的自由基的任何化合物。例如,交联剂含有-o-o-键。

如本文所述,公开了所述聚合物组合物的进一步的实施方案,其中所述交联剂包含过氧化物,即每分子交联剂(例如过氧化物)包含至少一个过氧化物单元。

在更进一步的实施方案中,交联剂包含过氧化物。

在进一步的实施方案中,交联剂是过氧化物。

此外,如本文所述,公开了所述聚合物组合物的实施方案,其中基于聚合物组合物的总量(100wt%),交联剂(例如过氧化物)的存在量为zwt%,z≤z2,其中z2为10,z2为6,z2为5或z2为3.5。

在进一步的实施方案中,z1≤z,其中z1为0.01。

在本发明的进一步的实施方案中,如本文所述,公开了所述的聚合物组合物,其中z1为0.02、0.04、0.06或0.08。

更进一步,如本文所述,公开了根据本发明的所述聚合物组合物的实施方案,其中z1为例如0.1或0.2,和/或z2为例如3或2.6。

在本发明的进一步的实施方案中,如本文所述,公开了所述的聚合物组合物,其中z2为2.0、1.8、1.6或者1.4。

在另外的实施方案中,对于交联剂,例如过氧化物,z2为1.2。

在本发明的更进一步的实施方案中,如本文所述,公开了所述的聚合物组合物,其中z2为1.2、1.1、1.0或者0.95。

在更进一步的实施方案中,z2为1.0。

在进一步的实施方案中,z2为0.98或0.96。在更进一步的实施方案中,z2为0.98。在更进一步的实施方案中,z2为0.96。在进一步的实施方案中,z2为0.94、0.92或0.90。在更进一步的实施方案中,z2为0.94。在更进一步的实施方案中,z2为0.92。在进一步的实施方案中,z2为0.90。

在进一步的实施方案中,z2为0.88或0.86。在更进一步的实施方案中,z2为0.88。在更进一步的实施方案中,z2为0.86。在进一步的实施方案中,z2为0.84、0.82或0.80。在更进一步的实施方案中,z2为0.84。在更进一步的实施方案中,z2为0.82。在进一步的实施方案中,z2为0.80。

在进一步的实施方案中,z2为0.78或0.76。在更进一步的实施方案中,z2为0.78。在更进一步的实施方案中,z2为0.76。在进一步的实施方案中,z2为0.74、0.72或0.70。在更进一步的实施方案中,z2为0.74。在更进一步的实施方案中,z2为0.72。在进一步的实施方案中,z2为0.70。

在更进一步的实施方案中,z2为0.68或0.66。在更进一步的实施方案中,z2为0.68。在更进一步的实施方案中,z2为0.66。在进一步的实施方案中,z2为0.64、0.62或0.60。在更进一步的实施方案中,z2为0.64。在更进一步的实施方案中,z2为0.62。

基于所述聚合物组合物的总量(100重量%),交联剂(例如过氧化物)的存在量为zwt%,并且z≤z2,其中z2为0.60。

在进一步的实施方案中,z2为0.58或0.56。在更进一步的实施方案中,z2为0.58。在更进一步的实施方案中,z2为0.56。在进一步的实施方案中,z2为0.54、0.52或0.50。在更进一步的实施方案中,z2为0.54。在更进一步的实施方案中,z2为0.52。在进一步的实施方案中,z2为0.50。

在进一步的实施方案中,z2为0.48或0.46。在更进一步的实施方案中,z2为0.48。在更进一步的实施方案中,z2为0.46。

如本文所述,公开了根据本发明的所述聚合物组合物的进一步的实施方案,交联剂(例如过氧化物)的量z为z2,z2为0.45。

在更进一步的实施方案中,交联剂(例如过氧化物)的量z为z2,z2为0.40。

在更进一步的实施方案中,交联剂(例如过氧化物)的量z为z2,z2为0.35。

交联剂的非限制性实例包含有机过氧化物,例如二叔戊基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3,2,5-二(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷、叔丁基枯基过氧化物、二(叔丁基)过氧化物、二枯基过氧化物、丁基-4,4-双(叔丁基过氧)-戊酸酯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧苯甲酸酯、二苯甲酰过氧化物、双(叔丁基过氧异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧)己烷、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、1,1-二(叔戊基过氧)环己烷,或其任何混合物。

在进一步的实施方案中,交联剂为过氧化物,可以例如选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3,2,5-二(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷、二(叔丁基过氧异丙基)苯、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二(叔丁基)过氧化物或其任何混合物。

在更进一步的实施方案中,交联剂为过氧化物,选自二枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3和叔丁基枯基过氧化物中的任一个或其任何混合物。

在进一步的实施方案中,交联剂包含过氧化物,其为二枯基过氧化物。

在更进一步的实施方案中,交联剂包含过氧化物,其为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3。

在更进一步的实施方案中,交联剂包含过氧化物,其为叔丁基枯基过氧化物。

在一个实施方案中,所述聚合物组合物包含交联剂。

在进一步的实施方案中,所述聚合物组合物还可以包含一种或多种另外的添加剂。此类一种或多种另外的添加剂包含:

一种或多种不饱和低分子量化合物,例如:

-一种或多种本文提及的交联促进剂,其包括任何给定的一种或多种特定化合物,其能够贡献聚合物组合物中的交联度和/或乙烯基的量。

-一种或多种防焦烧剂(scorchretarder,sr),其在本文中定义为,与如果在不使用所述化合物的情况下挤出的相同聚合物组合物相比,在所用的典型挤出温度下,使在聚合物组合物的挤出期间焦烧形成减少的化合物。防焦烧剂也能够贡献聚合物组合物中乙烯基的量。

一种或多种不饱和低分子量化合物,例如,一种或多种交联促进剂和/或“一种或多种”防焦烧剂(sr)也可以贡献聚合物组合物中乙烯基的量。

交联促进剂可以是含有至少2个不饱和基团的化合物,例如脂族或芳族化合物、酯、醚、胺或酮,其含有至少2个不饱和基团,例如氰尿酸酯、异氰脲酸酯、磷酸酯、原甲酸酯、脂族或芳族醚或苯三羧酸的烯丙基酯。酯、醚、胺和酮的实例是选自二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、四丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]-十一烷(dvs)、偏苯三酸三烯丙基酯(tatm)或n,n,n',n',n”,n”-六烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(hatata)或其任何混合物的一般组的化合物。交联促进剂的添加量能够为,基于聚合物组合物的重量,使这种交联小于2.0wt%,例如小于1.5wt%,例如小于1.0wt%,例如小于0.75wt%,例如小于0.5wt%,并且其下限例如为至少0.05wt%,例如至少0.1wt%。

防焦烧剂(sr)可以例如是芳香族α-甲基烯基单体的不饱和二聚体(例如2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯)、取代或未取代的二苯乙烯、醌衍生物、氢醌衍生物、单官能的含乙烯基的酯和醚、具有至少两个或多个双键的单环烃或其混合物。例如,防焦烧剂可以选自2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、取代或未取代的二苯乙烯或其混合物。

基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或大于0.005wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或大于0.01wt%、等于或大于0.03wt%、或者等于或大于0.04wt%。

进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于2.0wt%,例如等于或小于1.5wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.8wt%、等于或小于0.75wt%、等于或小于0.70wt%、或者等于或小于0.60wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.55wt%、等于或小于0.50wt%、等于或小于0.45wt%、或者等于或小于0.40wt%。

还进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.35wt%,例如等于或小于0.30wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.25wt%、等于或小于0.20wt%、等于或小于0.15wt%或者等于或小于0.10wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.15wt%,或等于或小于0.10wt%。

此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如在0.005wt%至2.0wt%的范围内,例如在0.005wt%至1.5wt%的范围内。基于聚合物组合物的重量,进一步的示例性范围为,例如0.01wt%至0.8wt%、0.03wt%至0.75wt%、0.03wt%至0.70wt%或0.04wt%至0.60wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,示例性范围为,例如0.01wt%至0.60wt%、至0.55wt%、至0.50wt%、至0.45wt%或至0.40wt%,0.03wt%至0.55wt%或至0.50wt%,0.03wt%至0.45wt%或0.40wt%,或0.04wt%至0.45wt%或0.40wt%。

进一步地,防焦烧剂(sr)可以例如选自如ep1699882中所述的可接枝的稳定有机自由基,其包括受阻胺衍生的稳定有机自由基:例如2,2,6,6,-四甲基哌啶基氧化物(tempo)的羟基衍生物,例如4-羟基-tempo或双-tempo(例如,双(1-羟基-1,2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯),例如,具有至少两个硝酰基的多官能分子,其衍生自氧代-tempo、4-羟基-tempo、4-羟基-tempo的酯、聚合物键合的tempo、proxyl、doxyl、二叔丁基n氧基、二甲基二苯基吡咯烷-1-氧基或4-膦氧基tempo。

如ep1699882中所述,可接枝的稳定有机自由基的存在量可以为,基于聚合物组合物的重量,等于或大于约0.005wt%,例如,等于或大于约0.01wt%和等于或大于约0.03wt%。

进一步地,如ep1699882中所述,可接枝的稳定有机自由基的存在量可为,基于聚合物组合物的重量,等于或小于约20.0wt%,例如等于或小于约10.0wt%,例如等于或小于约5.0wt%。

此外,如ep1699882中所述,可接枝的稳定有机自由基的存在量可以为,基于聚合物组合物的重量,约0.005wt%至约20.0wt%,例如15约0.01wt%至约10.0wt%,例如0.03wt%至约5.0wt%。

此外,此类一种或多种进一步的添加剂包含一种或多种添加剂,例如一种或多种抗氧化剂、一种或多种稳定剂和/或一种或多种加工助剂。作为抗氧化剂,可以提及一种或多种受阻或半受阻酚、一种或多种芳香族胺、一种或多种脂族位阻胺、一种或多种有机磷酸酯、一种或多种硫代化合物及其混合物。作为一种或多种进一步的添加剂,可以提及一种或多种阻燃剂添加剂、一种或多种水树阻燃剂添加剂(watertreeretardantadditive)、一种或多种酸清除剂、一种或多种填料/颜料和一种或多种电压稳定剂。

合适的填料和/或颜料的实例包括tio2、caco3、炭黑(例如,导电炭黑或“uv黑”,即吸收紫外线的炭黑)、碳酸钙镁石、云母、高岭土、氢氧化铝(ath)、氢氧化镁(mdh)和sio2。

在更进一步的实施方案中,根据本发明的所述聚合物组合物进一步包含填料和/或颜料。

此外,所述填料和/或颜料可以以例如0.01wt%至5wt%,例如0.01wt%至3wt%,或例如0.01wt%至2wt%的量包含在根据本发明的所述聚合物组合物中。

所述聚合物组合物可以额外地包含一种或多种进一步的聚合物组分,所述一种或多种另外的聚合物组分包括一种或多种不饱和聚合物和/或一种或多种饱和的聚合物,其中所述一种或多种另外的聚合物组分与所述聚乙烯不同。

所述聚合物组合物能够以粉末或任何形状和大小的粒料(包括颗粒)的形式提供。粒料能够例如在所述聚乙烯聚合后,以众所周知的方式使用常规造粒设备,例如造粒挤出机来生产。聚合物组合物可以例如以粒料形式提供。

本发明的进一步的实施方案公开了一种用于生产如本文所述的聚合物组合物的方法。

本发明的更进一步的实施方案公开了一种用于生产如本文所述的聚乙烯的方法,或用于生产如本文所述的聚合物组合物的方法。

终端应用

本发明的实施方案提供了由包含使用如本文所述的聚乙烯或使用如本文所述的聚合物组合物的方法获得的物品,其中所述物品是例如电缆,例如电力电缆,例如电缆层,或例如电力电缆层。

本发明的进一步的实施方案提供了一种物品,该物品包含由如本文所述的聚乙烯获得的一个或多个层。

本发明的更进一步的实施方案提供了一种物品,该物品包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层由如本文所述的聚乙烯获得,其中所述物品是例如电缆,例如电力电缆。

本发明的进一步的实施方案提供了一种包含一个或多个元件的物品,所述一个或多个元件包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层由如本文所述的聚乙烯或如本文所述的聚合物组合物获得。

在本发明的进一步的实施方案中提供了一种物品,其中所述物品或一个或多个元件包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层是可交联的,并由如本文所述的聚乙烯或如本文所述的聚合物组合物获得。

在本发明的更进一步的实施方案中提供了一种物品,其中所述物品或一个或多个元件包含如本文所述的聚乙烯或如本文所述的聚合物组合物。

在本发明的进一步的实施方案中提供了一种物品,其中所述物品或一个或多个元件包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层是交联的,并由如本文所述的聚乙烯或如本文所述的聚合物组合物获得。

在本发明的更进一步的实施方案中提供了一种物品,其中所述物品或一个或多个元件包含如本文所述的聚合物组合物。

在本发明的进一步的实施方案中提供了一种物品,其中所述物品或一个或多个元件包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层是交联的,并由如本文所述的聚合物组合物获得。

本发明的进一步的实施方案提供了一种物品,其是电缆,例如电力电缆。

进一步地,本发明非常适用于w&c应用,由此物品是电缆,所述电缆是可交联的,并包含一个或多个层,其中至少一个层由如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物获得。

此外,提供了本发明的更进一步的实施方案,其中所述至少一个层包含如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物。

本发明的进一步的实施方案提供了一种电力电缆,所述电力电缆包含一个或多个层,例如一个或多个绝缘层,所述一个或多个层由如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物获得。

提供了本发明的更进一步的实施方案,其中所述物品是ac电力电缆。

提供了本发明的进一步的实施方案,其中所述物品是dc电力电缆。

进一步地,由聚乙烯或聚合物组合物获得的电缆的至少一个层是例如绝缘层。

此外,包含聚乙烯或聚合物组合物的电缆的至少一个层可以是例如绝缘层。

进一步地,本发明的电缆可以是例如电力电缆,其至少以给定顺序包含内半导体层、绝缘层和外半导体层,其中至少绝缘层由如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物获得。

在进一步的实施方案中,绝缘层包含如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物。

在本文中,电力电缆是指传输在任何电压下工作的能量的电缆。施加到电力电缆上的电压可以是ac、dc或瞬态的(脉冲)。在一个实施方案中,多层物品是在高于6kv的电压下工作的电力电缆。

本发明的进一步的实施方案公开了一种用于生产如本文所述的物品的方法,所述方法包括使用如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物。

此外,本发明提供了用于生产本文所述的物品的方法,该方法包括以下步骤:a)形成物品,其中该方法包括如本文所述的聚乙烯或聚合物组合物。所述方法可以例如至少包括以下步骤:

a0)将如本文所述的聚合物组合物熔融混合,任选地与一种或多种另外的组分熔融混合,以及

a)形成由如本文所述的聚合物组合物获得的电缆。

进一步的实施方案公开了形成包含如本文所述的聚合物组合物的电缆。

“熔融混合”是公知的共混方法,其中将一种或多种聚合物组分在高温度下混合,所述高温通常高于一种或多种聚合物组分的熔点或软化点,例如至少20℃-25℃以上。

在一个实施方案中,生产了包含被一个或多个层包围的导体的电缆,其中该方法包括以下步骤:a)在导体上施加如本文所述的聚合物组合物,以形成包围导体的所述层中的至少一个层。

因此,在步骤(a)中,通过使用如本文所述聚合物组合物来施加并获得所述一层或多层的至少一个层。

同样,本文示例性的电缆生产过程可以例如包含至少两个步骤:

a0)将如本文所述的所述聚合物组合物熔融混合,任选地与一种或多种另外的组分熔融混合,然后

a)将由步骤a0)获得的熔融混合物施加在导体上以形成至少一个层。

如本文所述的聚合物组合物可以以例如粒料形式被引入到该方法的步骤a0)中,并在高温下进行混合,即熔融混合,使聚合物材料熔融(或软化)以使其能够加工。

进一步地,例如可以通过(共)挤出来a)施加层。在本文中术语“(共)挤出”是指在两层或多个层的情况下,如本领域众所周知的,所述层可以在单独的步骤中挤出,或者所述层的至少两个层或全部层可以在相同的挤出步骤中共挤出。

在示例性的实施方案中,可交联的聚合物组合物包含交联剂,然后聚合物组合物被用于电缆生产,由此能够通过任何常规的混合方法,例如通过例如在挤出机中将交联剂添加到聚合物组合物的熔体中,以及通过使液体过氧化物、液体形式的过氧化物或溶解在溶剂中的过氧化物吸附在固体的聚合物组合物(例如其粒料)上,来使聚乙烯和交联剂共混。或者,在该实施方案中,能够通过任何常规的混合方法将聚乙烯和交联剂共混。示例性的混合步骤包括例如在挤出机中熔融混合,以及使液体过氧化物、液体形式的过氧化物或溶解在溶剂中的过氧化物吸附在聚合物组合物上或其粒料上。所获得的聚合物组合物的组分,例如然后将聚乙烯和交联剂,被用于物品(例如电缆)的制备方法。

在另一个实施方案中,可以例如在可交联的物品的制备期间在步骤a0)中添加交联剂,并同样形成本发明的所述聚合物组合物。当在物品制备方法中添加交联剂时,那么,如领域中公知的,例如,如本文所述的交联剂在环境温度下以液体形式添加,或在其熔点以上预热或溶解在载体介质中。

本发明的所述聚合物组合物还可包含一种或多种另外的添加剂,或可以在包含聚合物组合物的物品的制备方法中将一种或多种另外的添加剂共混到聚合物组合物中。

因此,本发明的方法可以例如包括以下步骤:

-a00)向所述步骤a0)提供如本文所述的所述聚合物组合物,所述聚合物组合物包含至少一种聚乙烯,和交联剂,

a0)将所述聚合物组合物熔融混合,任选地与另外的组分熔融混合,并且

a)将由步骤a0)获得的熔融混合物施加在导体上以形成所述一个或多个电缆层的至少一个层。

或者,本发明的方法包括以下步骤:

-a00)向所述步骤a0)提供如本文所述的所述聚合物组合物,所述聚合物组合物包含至少一种聚乙烯,

-a00’)向所述聚合物组合物中添加至少一种交联剂,

-a0)将所述聚合物组合物和所述交联剂熔融混合,任选地与另外的组分一起熔融混合,和

-a)将由步骤a0)获得的熔融混合物施加在导体上以形成所述一个或多个电缆层的至少一个层。

在示例性方法中,在混合器或挤出机中,或以其任何组合在高温下(并且如果存在交联剂,那么也低于随后使用的交联温度),单独进行a0)熔融混合聚合物组合物。在a0)熔融混合后,然后例如在所述挤出机中,以一种本领域众所周知的方式将所得的熔融混合层材料例如a)(共)挤出到导体上。通常用于电缆制备的混合机和挤出机,例如单螺杆或双螺杆挤出机适用于本发明的方法。

该方法的示例性实施方案提供了可交联的电缆(例如可交联的电力电缆)的制备,其中该方法包括进一步的步骤:b)使由步骤a)获得的至少一个电缆层交联,该电缆层包含可交联的聚合物组合物的聚乙烯,其中交联是在交联剂例如过氧化物的存在下进行的。

众所周知,如果需要的话,其他电缆层及其材料(如果存在)也可以同时交联。

交联能够在交联条件下进行,通常通过在升高的温度下进行处理,例如在高于140℃的温度下,例如高于150℃,例如在160℃至350℃的范围内,如本领域中是公知的,这取决于使用的交联剂。通常,交联温度比熔融混合步骤a0)中使用的温度高至少20℃,并且能够由本领域技术人员估算。

结果,获得了包含至少一个本发明的聚乙烯或聚合物组合物的交联层的交联电缆。

在根据本发明的进一步的实施方案中,公开了所述聚合物组合物,其中乙烯基的量源自(除了源自自由基引发的聚合的乙烯基):

i)一种或多种多不饱和共聚单体,

ii)一种或多种链转移剂,

iii)一种或多种不饱和低分子量化合物,例如一种或多种交联促进剂和/或一种或多种防焦烧剂,或

iv)(i)至(iii)的任何混合物。

通常,在本文中“乙烯基”是指ch2=ch-部分,其能够存在于i)至iv)中的任何一个中。

关于本发明的聚乙烯,本文中描述了i)多不饱和共聚单体和ii)链转移剂。

一种或多种iii)低分子量化合物(如果存在)可以添加到聚合物组合物中。

进一步地,一种或多种iii)低分子量化合物能够例如是一种或多种交联促进剂,其也可以贡献聚合物组合物中乙烯基的量。一种或多种交联促进剂可以是一种或多种含有至少2个不饱和基团的化合物,例如脂族或芳族化合物、酯、醚或酮,其含有至少2个不饱和基团,例如氰尿酸酯、异氰脲酸酯、磷酸酯、原甲酸酯、脂族或芳族醚或苯三羧酸的烯丙基酯。酯、醚、胺和酮的实例是选自二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、四丙烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]-十一烷(dvs)、偏苯三酸三烯丙基酯(tatm)或n,n,n',n',n”,n”-六烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(hatata)或其任何混合物的一般组的化合物。交联促进剂的添加量能够为,基于聚合物组合物的重量,使这种交联小于2.0wt%,例如小于1.5wt%,例如小于1.0wt%,例如小于0.75wt%,例如小于0.5wt%,并且其下限例如为至少0.05wt%,例如至少0.1wt%。

此外,一种或多种iii)低分子量化合物能够例如是一种或多种防焦烧剂(sr),其也可以贡献聚合物组合物中乙烯基的量。

如本文已描述的,防焦烧剂(sr)可以例如是芳香族α-甲基烯基单体的不饱和二聚体(例如2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯)、取代或未取代的二苯乙烯、醌衍生物、氢醌衍生物、单官能的含乙烯基的酯和醚、具有至少两个或多个双键的单环烃或其混合物。例如,防焦烧剂可以选自2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、取代或未取代的二苯乙烯或其混合物。

基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或大于0.005wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或大于0.01wt%、等于或大于0.03wt%、或者等于或大于0.04wt%。

进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于2.0wt%,例如等于或小于1.5wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.8wt%、等于或小于0.75wt%、等于或小于0.70wt%或者等于或小于0.60wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.55wt%、等于或小于0.50wt%、等于或小于0.45wt%、或者等于或小于0.40wt%。

还进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.35wt%,例如等于或小于0.30wt%。进一步地,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.25wt%、等于或小于0.20wt%、等于或小于0.15wt%或者等于或小于0.10wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如等于或小于0.15wt%,或等于或小于0.10wt%。

此外,基于聚合物组合物的重量,防焦烧剂的量可以例如在0.005wt%至2.0wt%的范围内,例如在0.005wt%至1.5wt%的范围内。基于聚合物组合物的重量,进一步的示例性范围为,例如0.01wt%至0.8wt%、0.03wt%至0.75wt%、0.03wt%至0.70wt%或0.04wt%至0.60wt%。此外,基于聚合物组合物的重量,示例性范围为,例如0.01wt%至0.60wt%、至0.55wt%、至0.50wt%、至0.45wt%或至0.40wt%,0.03wt%至0.0.55wt%或至0.50wt%,0.03wt%至0.45wt%或0.40wt%,或0.04wt%至0.45wt%或0.40wt%。

进一步地,防焦烧剂(sr)也可以例如选自如ep1699882中所述的可接枝的稳定有机自由基,并还如本文中已描述的。

聚乙烯可以例如是单体单元与至少一种不饱和共聚单体和零种、一种、两种或三种其他共聚单体的单元的共聚物,并且至少包含源自多不饱和共聚单体的乙烯基。

进一步地,聚乙烯可以包含每1000个碳原子(c-原子)约0.05至约0.10个的乙烯基,其源自自由基引发的聚合。

根据本发明,在本文中公开的任何实施方案中、在本发明的任何类别中的每个特征可以与在本文中公开的其他任何实施方案中的任意特征自由地组合。

测定方法

除非说明书或实验部分中另有说明,否则以下方法用于性质测定。

熔体流动速率

熔体流动速率(mfr)是根据iso1133-1:2011方法测定的,并以g/10min为单位表示。mfr指示聚合物(本文为聚乙烯)或聚合物组合物的流动性,因此指示加工性能。熔体流动速率越高,聚合物或聚合物组合物的粘度越低。聚乙烯的mfr在190℃下测定,并且可以在不同的负载下测定,例如在2.16kg(mfr2)或21.6kg(mfr21)下。

密度

密度是根据iso1183-1a:2012方法在聚合物上,即在聚乙烯上测定。根据iso17855-2:2016通过压塑完成样品制备。

astmd3124-98方法和astmd6248-98方法,以确定聚合物组合物中或聚合物(即聚乙烯)中双键的量

astmd6248-98方法适用于测定聚合物组合物和聚乙烯二者中的双键。聚合物组合物的双键测定是在聚乙烯上或在聚合物组合物上进行的。以下在该方法描述中,将聚合物组合物和聚乙烯分别称为“组合物”和“聚合物”。

一方面,astmd3124-98方法和astmd6248-98方法包括,基于astmd3124-98方法,确定双键的量/1000个c原子的步骤。在astmd3124-98方法中,基于2,3-二甲基-1,3-丁二烯给出了用于测定亚乙烯基/1000个c原子的详细描述。在astmd6248-98方法中,分别基于1-辛烯和反-3-己烯,给出了用于测定乙烯基和反式-次亚乙烯基/1000个c原子的详细说明。本文中所述的样品制备步骤已用于本发明中乙烯基/1000个c-原子和反式-次亚乙烯基/1000个c-原子的测定。astmd6248-98方法暗示可能包括astmd3124-98方法的溴化步骤,但是关于本发明的样品未被溴化。我们已经证明,即使不从溴化样品中扣除光谱,也可以在没有任何重大干扰的情况下完成乙烯基/1000个c-原子和反式-次亚乙烯基/1000个c-原子的测定。为了测定这两种双键的消光系数,使用了以下两种化合物:1-癸烯用于乙烯基,反式-4-癸烯用于反式-乙烯基,除了上述提及的,按照astm-d6248-98中所述的步骤。

通过红外光谱法分析“聚合物”的乙烯基键、亚乙烯基键和反式-次亚乙烯基双键的总量,并给定为每1000个碳原子的乙烯基键、亚乙烯基键和反式-次亚乙烯基键的量。

进一步地,“组合物”的乙烯基和反式-次亚乙烯基双键的总量,其可能含有来自任何所使用的不饱和低分子量化合物(iii)贡献的双键,也可以通过红外光谱法进行分析,并给定为每1000个碳原子的乙烯基键、亚乙烯基键和反式-次亚乙烯基键的量。

将待分析的组合物或聚合物压制成厚度为0.5-1.0mm的薄膜。测量实际厚度。ft-ir分析是在perkinelmerspectrumone上进行的。记录两次扫描,分辨率为4cm-1

基线从980cm-1绘制到约840cm-1。乙烯基的峰高测定在910cm-1左右,反式-次亚乙烯基的峰高测定在965cm-1左右。使用以下公式计算双键的量/1000个碳原子:

乙烯基/1000个碳原子=(14×abs)/(13.13×l×d)

反式-次亚乙烯基/1000个碳原子=(14×abs)/(15.14×l×d)

其中,

abs:吸光度(峰高)

l:膜厚(mm)

d:材料的密度(g/cm3)

在上述计算中,摩尔吸光度ε,即分别为13.13和15.14,以l·mol-1·mm-1为单位,通过以下公式确定:

ε=abs/(c×l)

其中,abs为最大吸光度,定义为峰高,c是浓度(mol·l-1),l是腔室厚度(mm)。

对于极性共聚单体含量>0.4%的聚合物,不饱和基团的测定可能会受到相邻ftir峰的干扰。另一种基线方法可能会更准确地表示不饱和基团的含量。对接近较大峰的小峰的总体估计可能导致低估。乙烯基的另一种基线位置可以是880cm-1和902cm-1,亚乙烯基的另一种基线位置可以是902cm-1和920cm-1,954cm-1和975cm-1。对于较高的不饱和基团含量,可以将乙烯基和亚乙烯基的基线组合。

另一方面,方法astmd3124-98和astmd6248-98还包括确定摩尔消光系数的方法。使用至少三种0.18mol·-l的二硫化碳(cs2)中的溶液,并使用摩尔消光系数的平均值。

测定每1000个碳原子中源自多不饱和共聚单体的乙烯基的量,计算如下:

基本上使用相同的条件,即相同的峰值温度、压力和生产率,在相同的反应器中生产待分析的聚合物和参比聚合物,但唯一的不同在于将多不饱和共聚单体添加到了待分析的聚合物中并且未添加到参比聚合物中。如本文所述,通过ft-ir测量来测定每种聚合物的乙烯基总量。然后,假设对于参比聚合物和待分析的聚合物,乙烯基的基本水平(即由该方法形成的乙烯基与来自导致乙烯基的链转移剂的乙烯基(如果存在))是相同的,仅除了在待分析的聚合物中还向反应器中添加多不饱和共聚单体。然后从测得的待分析的聚合物中的乙烯基量中减去该基本水平,从而得出由多不饱和共聚单体产生的乙烯基的量/1000个碳原子。

astmd3124-98方法和astmd6248-98方法包括用于测量不饱和低分子量化合物(iii)(如果存在)(以下称为化合物(compound))的双键含量的校准程序

化合物(例如,如说明书中举例的交联促进剂或防焦烧剂化合物)的摩尔吸收率可以根据astmd6248-98用所述方法测定。制备至少三种在cs2(二硫化碳)中的化合物溶液。所用的溶液浓度接近0.18mol/l。用ftir分析溶液,并在路径长度为0.1mm的液体腔室中以4cm-1的分辨率进行扫描。测定与一种或多种化合物的不饱和部分(每种存在的碳-碳双键类型)相关的吸收峰的最大强度。

使用以下公式计算各种溶液和各种类型的双键的摩尔吸收率ε,以l·mol-1·mm-1为单位:

ε=(1/cl)×abs

c=待测量的各种类型的碳-碳双键的浓度,mol/l

l=腔室厚度,mm

abs=待测量的各种类型的碳-碳双键的峰的最大吸光度(峰高),mol/l

计算各种类型的双键的摩尔吸收率ε的平均值。进一步地,然后各种类型的碳-碳双键的摩尔吸收率ε的平均值能够用于计算待分析的参比聚合物和聚合物样品中双键的浓度。

流变学,动态(粘度)iso6721-1方法:

聚合物(本文为聚乙烯)或聚合物组合物(也可在聚乙烯上测量)的动态流变特性可以使用受控的应力流变仪、使用平行几何板(直径为25mm)来确定,上板和底板之间的间隙为1.8mm。在测试之前,需要通过将粒料与0.25-0.3%irganoxb225一起干混来稳定样品。irganoxb225是50%irganox1010、季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯),cas号6683-19-8,和50%的lrgafos168,三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,cas号31570-04-4的共混物。注意,添加的抗氧化剂(本文为irganoxb225)通常不是方法iso6721-1的标准步骤。

使用以下条件进行压缩成型加工:将粒料在任何压力下于190℃熔融2分钟,然后在2分钟内100kg/cm2的负载熔融。压制后,使材料仍在压力下30分钟冷却至室温。板的最终厚度为1.8mm。

根据iso标准方法iso6721-1,以500rad/s至0.02rad/s的角频率范围进行频率扫描测试,即“流变,动态(粘度)方法”。所有实验均在氮气氛下在190℃的恒定温度和线性粘弹性区域内的应变下进行。在分析期间,记录储能模量(g′)、损耗模量(g″)、复数模量(g*)和复数粘度(η*),并相对频率(ω)进行绘制。从测试中获得角频率为0.05rad/s、100rad/s和300rad/s下的复数粘度(η*)的测量值。这些参数的缩写分别是

使用carreau-yasuda模型计算零粘度η*0值。对于不建议使用该模型估算零剪切粘度的情况,则在低剪切速率下进行旋转剪切测试。该测试限于0.001s-1至1s-1的剪切速率范围和190℃的温度。

交联板的制备,即用于交联板的方法:

当使用过氧化二枯基(dcp)或叔丁基过氧化枯基(tbcp)作为过氧化物时,交联板的制备,即用于交联板的方法

由测试聚合物组合物的粒料,即包含根据本发明的聚乙烯的聚合物组合物和包含对比聚乙烯的聚合物组合物的粒料,用以下条件压制成型,来制备交联板:首先,将粒料在61n/cm2的压力下于120℃熔融1分钟。然后以18k/min的速度将温度升至180℃,同时将压力升至614n/cm2。将温度在180℃下保持10分钟。然后通过存在于聚合物组合物中的过氧化物使板交联。总交联时间为14分钟,其中包括将温度从120℃升高到180℃的时间。完全交联后,将交联板,即根据本发明的交联的聚合物组合物和交联的对比聚合物组合物,在仍然处于压力下以15k/min的冷却速率冷却至室温。板的最终厚度为1.5mm。

当使用2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3(即145-e85(t145e85))作为过氧化物时,交联板的制备,即用于交联板的方法

由测试聚合物组合物的粒料,即根据本发明的聚合物组合物和对比聚合物组合物的粒料,用以下条件压制成型,制备交联板:首先,将粒料在61n/cm2的压力下于120℃熔融1分钟。然后以18k/min的速度将温度升至180℃,同时将压力升至614n/cm2。将温度在180℃下保持20分钟。然后通过存在于聚合物组合物中的过氧化物使板交联。总交联时间为24分钟,其中包括将温度从120℃升高到180℃的时间。完全交联后,将交联板,即根据本发明的交联的聚合物组合物和交联的对比聚合物组合物,在仍然处于压力下以15k/min的冷却速率冷却至室温。板的最终厚度为1.5mm。

气相色谱(gc)-分析方案,即gc-分析方法

gc-分析方案(板),即gc-分析方法

挥发性过氧化物分解产物(本文为甲烷(ch4))含量以ppm(重量)给出,并通过气相色谱法(gc)从根据本发明的聚合物组合物的交联样品中和对比聚合物组合物的交联样品中确定。已如用于交联板的方法中所述进行所述交联。

在交联步骤完成之后,直接从交联板(即根据本发明的交联的聚合物组合物和交联的对比聚合物组合物)的中间切下厚度为1.5mm,重量为1g的样品。将获得的样品置于带有用特氟龙密封的铝压接杯的120ml顶空瓶中,并在60℃热处理1.5h,以平衡所述样品中存在的任何气态挥发物。然后将在样品瓶中捕获的0.2ml气体注入气相色谱仪,其中,对需要测量的挥发物(例如甲烷)的存在和含量进行分析。分析两份样品,报告的甲烷含量值是两次分析的平均值。本文使用的仪器为agilentaluminiumgc7890a,具有al2o3/na2so4-色谱柱,尺寸为0.53mm×50m,膜厚度为10μm,由plotultimetal提供。氦气用作载气,使用fid检测。

用于热定形测定的方法

来自交联板的样品的热定形方法

在取自交联板(即,包含根据本发明的聚乙烯的交联的聚合物组合物和包含对比聚乙烯的交联的聚合物组合物)的样品上测定热定形伸长率以及永久变形。这些性质是根据iec60811-507:2012测定的。在热定形测试中,哑铃状的测试材料具有对应于20n/cm2的重量。首先,用参考线标记样品。从样本的中间开始,绘制两条参考线(每侧一条)。两条线之间的距离l0为20mm。将该样品放入200℃下的烘箱中,重量对应于20n/cm2,并在15分钟后,如下测量热定形伸长率。在200℃下15分钟后参考线之间的距离称为l1,并进行测量。然后,15分钟后的伸长率如下计算:热定形伸长率(%)=((l1*100)/l0)-100。随后,移除重物,并使样品在200℃下松弛5分钟。然后,将样品从烘箱中取出并冷却至室温。冷却后,测量两条参考线之间的距离l2,并如下计算永久变形:永久变形(%)=(l2*100)/l0)-100。

按照交联板的制备,即用于交联板的方法,制备交联板,并且根据iso527-2/5a:2012,由1.5mm厚的交联板制备哑铃样品。

实验部分

实施例

聚乙烯都是在高压管式反应器中聚合的低密度聚乙烯。

发明例1:聚合物1,即根据本发明的聚乙烯,即聚(乙烯-共-1,7-辛二烯)聚合物,其具有0.71个乙烯基/1000个碳原子(c),密度=922.3kg/m3,mfr2=0.68g/10min)

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2900bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将大约1.2kg/小时的丙醛(propionaldehyde,pa,cas编号:123-38-6)与大约87kg的丙烯/小时作为链转移剂一起进行添加,以保持mfr2为0.68g/10min。在本文中,还将1,7-辛二烯以56kg/h的量添加到反应器中。在内径约为40mm,总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩混合物加热至164℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约277℃的峰值温度,然后将其冷却至约206℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为270℃和249℃,冷却至217℃。反应混合物通过反冲阀(kickvalve)减压,冷却,并将所得的聚合物1与未反应的气体分离。

发明例2:聚合物2,即根据本发明的聚乙烯,即聚(乙烯-共-1,7-辛二烯)聚合物,其具有1.33个乙烯基/1000个c,密度=924.3kg/m3,mfr2=0.94g/10min)

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2800bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将大约2.3kg/小时的丙醛(propionaldehyde,pa,cas编号:123-38-6)作为链转移剂添加,以保持mfr2为0.94g/10min。在本文中,还将1,7-辛二烯以144kg/h的量添加到反应器中。在内径约为40mm,总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩混合物加热至160℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约274℃的峰值温度,然后将其冷却至约207℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为257℃和227℃,冷却至211℃。反应混合物通过反冲阀(kickvalve)减压,冷却,并将所得的聚合物2与未反应的气体分离。

发明例3:聚合物3,即根据本发明的聚乙烯,即聚(乙烯-共-1,7-辛二烯)聚合物,其具有1.34个乙烯基/1000个c,密度=924.9kg/m3,mfr2=1.46g/10min)

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2800bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将大约3.9kg/小时的丙醛(propionaldehyde,pa,cas编号:123-38-6)作为链转移剂添加,以保持mfr2为1.46g/10min。在本文中,还将1,7-辛二烯以148kg/h的量添加到反应器中。在内径约为40mm,总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩混合物加热至159℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约273℃的峰值温度,然后将其冷却至约207℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为257℃和226℃,冷却至209℃。反应混合物通过反冲阀(kickvalve)减压,冷却,并将所得的聚合物3与未反应的气体分离。

比较实施例1:对比聚合物1,即聚乙烯,其具有0.27个乙烯基/1000个c,密度=未测量,mfr2=0.76g/10min

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2800bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将约4.1kg/小时的丙醛(pa,cas号:123-38-6)和约80kg丙烯/小时作为链转移剂一起进行添加,以保持mfr2为0.76g/10min。在内径约为40mm、总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩的混合物加热至163℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约284℃的峰值温度,然后将其冷却至约224℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为283℃和270℃,冷却至233℃。反应混合物通过踢阀减压,冷却,并将聚合物与未反应的气体分离。

比较实施例2:对比聚合物2,即聚乙烯,其具有0.29个乙烯基/1000个c,密度=未测量,mfr2=0.78g/10min

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2600bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将约3.6kg/小时的丙醛(pa,cas号:123-38-6)和约91kg丙烯/小时作为链转移剂一起进行添加,以保持mfr2为0.78g/10min。在内径约为40mm、总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩的混合物加热至166℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约279℃的峰值温度,然后将其冷却至约227℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为273℃和265℃,冷却至229℃。反应混合物通过踢阀减压,冷却,并将聚合物与未反应的气体分离。

比较实施例3:对比聚合物4,即聚乙烯,其具有0.37个乙烯基/1000个c,密度=未测量,kg/m3,mfr2=2.07g/10min

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2600bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将约4kg/小时的丙醛(pa,cas号:123-38-6)和约119kg丙烯/小时作为链转移剂一起进行添加,以保持mfr2为2.07g/10min。在内径约为40mm、总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩的混合物加热至166℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约276℃的峰值温度,然后将其冷却至约221℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为271℃和261℃,冷却至225℃。反应混合物通过踢阀减压,冷却,并将聚合物与未反应的气体分离。

比较实施例4:对比聚合物5,即聚(乙烯-共-1,7-辛二烯)聚合物,其具有0.77个乙烯基/1000个c,密度=922.1kg/m3,mfr2=1.82g/10min

将含有再循环cta的乙烯在5级预压缩机和2级超高压压缩机中进行压缩,并伴随中间冷却,以达到约2900bar的初始反应压力。压缩机的总吞吐量约为30吨/小时。在压缩机区域中,将大约0.8kg/小时的丙醛(propionaldehyde,pa,cas编号:123-38-6)与大约123kg的丙烯/小时作为链转移剂一起进行添加,以保持mfr2为1.82g/10min。在本文中,还将1,7-辛二烯以55kg/h的量添加到反应器中。在内径约为40mm,总长度为1200米的前进料三段管式反应器的预热段中,将压缩混合物加热至163℃。在预热器后立即注入溶解在异十二烷中的可商购获得的过氧化物自由基引发剂的混合物,其量应足以使放热聚合反应达到约274℃的峰值温度,然后将其冷却至约204℃。随后的第二个和第三个峰值反应温度分别为261℃和244℃,冷却至216℃。反应混合物通过踢阀减压,冷却,并将聚合物与未反应的气体分离。

表1和表2中的表征数据

表1

表2

聚合物组合物

如本文所述,使用本发明的聚乙烯和交联剂的制剂,即聚合物组合物,以及比较实施例,已经在实验室规模上制备并比较。通过将交联剂(交联剂为液体形式)在70℃下分配到聚乙烯粒料中,从而将交联剂添加到聚乙烯中。将湿的粒料保持在80℃,直到粒料变干。对于所有实施例,交联剂(例如过氧化物,例如dcp)的量都相同,以显示如通过热定形测定法(负载为20n/cm2)测量的交联反应。如在“交联板的样品的热定形方法”下的测定方法中所述,在1.5mm厚的板上测定热定形伸长率和永久变形,参见表3。将1.5mm厚的板压模,并在180℃下进行交联,如“交联板的制备,即交联板的方法”中测定方法所述。

表3发明的聚合物组合物实施例(inventivepolymercompositionexample,inv.p.c.ex.)1和inv.p.c.ex.2,以及比较聚合物组合物实施例(comparativepolymercompositionexamples,comp.p.c.ex.)1-3,热定形伸长率(%)和永久变形。

表3

如发明的实施例1-3(参见表1和2)和发明的聚合物组合物实施例1-2(参见表3)所示,根据本发明的聚乙烯与具有相似加工条件下粘度的其他聚乙烯相比,以300rad/sec下的复数粘度(η*)表示,如比较实施例3-4(见表1和2)和比较聚合物组合物实施例2-3(见表3)所示,显示出同时具有改善的抗下垂性(以0.05rad/sec下的复数粘度(η*)表示(参见表1)),以及改善的交联度(以“热定形伸长率”表示(参见表3))。

此外,如发明的实施例1-3(参见表1和2)和发明的聚合物组合物实施例1-2(参见表3)所示,根据本发明的聚乙烯与反而具有相似的抗下垂性的甚至其他聚乙烯相比,仍以0.05rad/sec下的复数粘度(η*)表示(参见表1),如比较实施例2(参见表1和2)和比较聚合物组合物实施例1(参见表3)所示,还显示出改善的加工条件下粘度(以300rad/sec下的复数粘度(η*)表示),以及改善的交联度(以“热定形伸长率”表示(参见表3))。

因此,如本文所定义,根据本发明的聚乙烯令人惊奇地将以下性能组合在一种聚合物中,即组合在根据本发明的聚乙烯中:

良好的加工性能(例如良好的流动性),即加工条件下的粘度,本文以300rad/sec下的复数粘度(η*)表示,其通常仅与具有相对较高mfr2的聚合物相关,

优异的抗下垂性,本文以0.05rad/sec下的复数粘度(η*)表示,通常仅与具有相对较低mfr2的聚合物相关。

此外,令人惊讶地,根据本发明的聚乙烯还显示出具有改善的交联度,如“热定形伸长率”所示。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1