專利名稱:電纜和聚合物組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明針對包括聚合物和可選地填充物的聚合物組合物,其用于生產(chǎn)電纜包層的用途,被包括該聚合物組合物的至少一個包層所圍繞的電纜,以及該電纜的制備方法。
背景技術(shù):
典型的電纜通常包括導(dǎo)體,所述導(dǎo)體取決于應(yīng)用領(lǐng)域被一個或多個包層圍繞。例如,電力電纜具有多個聚合物材料包層,包括內(nèi)部半導(dǎo)體層,相鄰的絕緣層,和外半導(dǎo)體層。 對于這些包層,可以加入一個或多個進一步的輔助層。外部保護聚合包層除了別的外,已知為套層。如本領(lǐng)域熟知的,任意包層可以被交聯(lián)。安全性、可靠性和長使用壽命是電纜應(yīng)用所要求的重要關(guān)鍵因素。由于外套層提供電纜的外部保護,它對提供系統(tǒng)功能起重要作用。低密度聚乙烯(LDPE)(例如在高壓過程中生產(chǎn))傳統(tǒng)地已被用在包括套層的所有類型的電纜包層中。其不足在于讓人不滿意的對于保護套層所要求的力學(xué)性質(zhì)。線性低密度聚乙烯已知除了別的外,為套層材料,然而并且典型地,當(dāng)考慮到在電纜包層,比如套層中的聚合物所要求的力學(xué)性質(zhì)時,LLDPE同樣不完全讓人滿意。包層的力學(xué)性質(zhì)可以通過增加聚乙烯的密度來改善。高密度聚乙烯(HDPE)聚合物的確為電纜包層提供了除了別的外,改善的機械強度,比如耐磨性。然而,HDPE的不足之處為有限的應(yīng)力破裂抗性,表示為例如ESCR,和減小的對套層除了別的外,所要求的柔韌性。多峰聚乙烯(PE)提供了一種調(diào)節(jié)聚乙烯性質(zhì)的方法。為使多峰PE能夠在套層中使用,除了別的外,應(yīng)該關(guān)于力學(xué)性質(zhì),比如強度、應(yīng)力破裂抗性和柔韌性,以及關(guān)于加工性能對性質(zhì)平衡進行優(yōu)化。盡管已提出多種解決方案,但是仍然需要替代的或改善的性質(zhì)平衡。此外,例如單活性中心催化劑(SSC)提供除了別的外,共聚用單體的受控結(jié)合,所述共聚用單體為調(diào)節(jié)聚合物提供了進一步的方法。然而,基于SS催化劑的PE的加工性能經(jīng)常有問題。在聚合物領(lǐng)域,對尋找適合要求高的聚合物應(yīng)用,特別是適合于W&C應(yīng)用的聚合物存在著持續(xù)的需求,其中電纜材料必須滿足高要求和嚴(yán)格的管理規(guī)定。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于,提供一種替代聚合物組合物,所述聚合物組合物具有為在電纜包層中使用的優(yōu)異性能,并且特別具有為在保護套層中使用的極好的力學(xué)性質(zhì),連同優(yōu)異的加工性能。另外提供了一種該聚合物組合物的制備方法。本發(fā)明進一步的目的在于,提供一種電纜,所述電纜包括被一個或多個包層圍繞的導(dǎo)體,其中至少一個包層包括具有優(yōu)異力學(xué)性質(zhì)的聚乙烯聚合物組合物。優(yōu)選地,套層包括該聚合物組合物。另外提供了一種所述電纜的制備方法。此外,提供了一種本發(fā)明的聚合物組合物在電纜包層中的用途。
圖1-9示出了 SCB(MW)分布圖,由聚合物組分1_3、發(fā)明的聚合物組合物1_3和參考物1-2按順序測定。圖中的曲線-MWD,■在集中的90wt% MffD范圍內(nèi)的SCB(MW)。圖10為綜合實例,示出了本發(fā)明聚合物組合物1的集中的90wt%的測定值。圖中的曲線-MWD,—累積的歸一化MWD,Δ在集中的90wt%范圍內(nèi)累積的歸一化MWD。
具體實施例方式相應(yīng)地,本發(fā)明針對聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和可選的炭黑(CB)組分,其中當(dāng)根據(jù)ISO 178,使用測試樣品(由聚合物組合物的顆粒制備的壓縮樣品,尺寸80X10X4. 0mm,長X寬X厚)測定時,聚合物組合物具有少于390MPa的彎曲模量,并且當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 1993,使用根據(jù)ISO 527-2 19935A制備的測試樣品(由聚合物組合物的顆粒制備的壓縮樣品)測定時,聚合物組合物具有700%或更大的斷裂伸長率)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)上面定義的聚合物組合物的性質(zhì)平衡對聚合物的最終應(yīng)用極好,其中需要良好的力學(xué)保護而不犧牲柔韌性,比如在電纜包層中應(yīng)用。本發(fā)明的聚合物組合物在此以下可交換地簡稱為“聚合物組合物”,所述聚合物組分簡稱為“聚合物”并且所述炭黑簡稱為“且所述。此處應(yīng)該理解的是術(shù)語聚合物組分(聚合物)可以包括一個聚合物組分或者兩個或更多個不同的聚合物組分的混合物。由于在彎曲模量與拉伸性能之間高度優(yōu)異的平衡,該聚合物組合物是用于電纜包層非常適合的材料,優(yōu)選地用于套層,所述套層為電纜提供保護殼。本發(fā)明同樣針對聚合物組合物用于制備產(chǎn)品,優(yōu)選地電纜的至少一個包層的用途,并且同樣針對一種包括被一個或多個包層圍繞的導(dǎo)體的電纜,其中至少一個包層包括如上面、下面或權(quán)利要求書中所定義的聚合物組合物。術(shù)語“導(dǎo)體”在此處以上或以下的意思是指包括一根或多根導(dǎo)線的導(dǎo)體。此外,電纜可以包括一個或多個這種導(dǎo)體。優(yōu)選地,所述導(dǎo)體為電導(dǎo)體?!半娎|”涵蓋在導(dǎo)線和電纜(W&C)應(yīng)用中使用的所有類型的導(dǎo)線和電纜。電纜可以包括兩個或更多個包含聚合物組合物的包層。所述電纜的至少一個包含聚合物組合物的包層優(yōu)選地為套層。優(yōu)選地,聚合物組合物的聚合物組分包括短支鏈(SCB),所述短支鏈典型地被定義為每1000個碳原子中CH3端基的量(每1000個碳原子中的CH3基,或簡寫為CH3/1000)。 這里SCB表示為作為分子量的函數(shù)的SCB分布圖,并且定義為在分子量分布(MWD)總范圍的集中的90重量中每1000個總碳原子中甲基的算數(shù)平均值X士變量。這里“作為分子量函數(shù)的短支鏈分布”同樣被簡短的命名為名為"SCB(MW)的分布圖”,并且“每1000個總碳中的甲基”被簡短的命名為“CH3/1000TC”。相應(yīng)地,根據(jù)“測定方法”下面所描述的SCB 測定方法測定,聚合物組合物的聚合物組分具有X士5CH3/1000TC,優(yōu)選地X士4CH3/1000TC, 更優(yōu)選地X士3CH3/1000TC的SCB(MW)分布圖,其中X為分子量分布(MWD)總范圍的集中的 (centered) 90重量%的算數(shù)平均數(shù)。
在算數(shù)平均數(shù)X附近,變量士5,優(yōu)選的士4,更優(yōu)選的士3顯示聚合物組分的 SCB(MW)分布圖是線性的。不用局限于任何理論,應(yīng)該相信如上面和下面或在權(quán)利要求書中定義的SCB分布圖及其線性有助于聚合物組合物優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)平衡。更優(yōu)選地,當(dāng)根據(jù)在“測定方法”下面所描述的SCB測定方法測定時,在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi),聚合物組分的SCB (MW)分布圖的算數(shù)平均值X為 17,并且在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi)聚合物組合物的聚合物組分具有 17 士 5CH3/1000TC,優(yōu)選地 17 士 4CH3/1000TC,更優(yōu)選地 17 士 3CH3/1000TC 的 SCB(MW)。聚合物組合物優(yōu)選地具有小于350MPa,優(yōu)選地小于330MPa,更優(yōu)選地為320MPa到 150MPa,更加優(yōu)選地為310MPa到200MPa的彎曲模量。當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 1993,使用根據(jù)ISO 527-2 19935A (由聚合物組合物的顆粒制備的壓縮測試樣品)制備的樣品測定時,聚合物組合物優(yōu)選地具有至少20MPa,優(yōu)選地至少 23MPa,更優(yōu)選地至少24MPa的斷裂應(yīng)力。斷裂應(yīng)力的上限沒有限制,但是可以變化,并且可以例如多達40MPa。此外,當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 1993,使用根據(jù)ISO 527-2 :19935A(由聚合物組合物顆粒制備的壓縮測試樣品)制備的樣品測定時,聚合物組合物進一步的拉伸性能,即斷裂伸長率(% )優(yōu)選地為750%或更大。斷裂伸長率的上限沒有限制,但是可以變化,并且可以例如多達1000%。更加優(yōu)選地,當(dāng)根據(jù)ISO 1133(190°C,2. 16載荷)測定時,聚合物組合物的 MFR2小于2. 0g/10min,優(yōu)選地小于1. 4g/10min,更優(yōu)選地0. 05-1. 2g/10min,更優(yōu)選地 0. 1-1. 0g/10min,更優(yōu)選地 0. 15-0. 8g/10min,更加優(yōu)選地 0. 15-0. 5g/10min。在一些實施例中,聚合物組合物的MFR2的優(yōu)選范圍為0. 2-0. 4g/10min。同樣優(yōu)選地,當(dāng)根據(jù)IEC 60811-4-1 :2004,第8章“耐環(huán)境應(yīng)力開裂”,步驟B中的步驟,按體積比10%的聚乙二醇壬基苯基醚-630的水溶液中測定時,聚合物組合物具有至少1500小時,優(yōu)選地至少2000小時,更優(yōu)選地至少2500小時的非常好的應(yīng)力開裂性能,表示為環(huán)境應(yīng)力開裂性能(ESCR),即ESCR。當(dāng)如“測定方法”下面的描述測定時,聚合物組合物同樣優(yōu)選地具有至少45,優(yōu)選地至少50,優(yōu)選地至少60,優(yōu)選地至少70,優(yōu)選地至少75,更優(yōu)選地75到400,更優(yōu)選地75 到300,更優(yōu)選地75到200,更加優(yōu)選地80到100,更加優(yōu)選地80到95的非常好的流變性質(zhì),這里表示為剪切稀化指數(shù)(SHI),即剪切稀化指數(shù),SHI2.7/21(|。上面SHI值表明聚合物組合物優(yōu)異的加工性能,所述聚合物組合物優(yōu)異的加工性能同樣有利于最終產(chǎn)品,比如電纜, 的非常好的表面性質(zhì)。 聚合物組合物的密度優(yōu)選地大于890kg/m3,優(yōu)選地900_950kg/m3,優(yōu)選地 910-940kg/m3,更優(yōu)選地 915_938kg/m3,更優(yōu)選地 920_937kg/m3?;诰酆衔锝M合物總量,聚合物組合物優(yōu)選地包括至少50重量% ),優(yōu)選地至少70wt %,優(yōu)選地至少75 %,優(yōu)選地至少80wt %,優(yōu)選地至少80wt %至少85wt %,更有選地至少90wt%的聚合物。在上面和下面或權(quán)利要求書中,應(yīng)該理解的是,當(dāng)假設(shè)“基于聚合物組合物的總量”,聚合物組合物的組分的wt %比例被選定,從而使聚合物組合物的總量為IOOwt %。“CB組分”是指炭黑本身或炭黑母膠(CBMB),所述炭黑母膠是炭黑與載體聚合物一起的混合物。如上下文中說明的,基于聚合物組合物的總量或分別基于聚合物組分與CB 或CBMB分別混合的量,在聚合物組合物中炭黑含量在上面和下面被定義為炭黑本身的量或CBMB的量。相應(yīng)地,如果使用CBMB,則它優(yōu)選地以下面給定的量與聚合物組合物的聚合物混合,以形成其混合物。優(yōu)選地聚合物組合物中存在可選的炭黑組分?;诰酆衔锝M合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分和CB的混合量,聚合物組合物包括多至20wt%,優(yōu)選地0. 1-15%,更優(yōu)選的0. 2-10%,更優(yōu)選地0. 3-6%的炭黑本身(“純” CB)。CB優(yōu)選地為CBMB的形式?;诰酆衔锝M合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分和 CBMB的混合量,則聚合物組合物包括多至50wt %,優(yōu)選地多至30wt %,優(yōu)選地多至25wt %, 優(yōu)選地l_20wt %,更優(yōu)選的3-15wt %,更優(yōu)選地4-lOwt %的CBMB。載體聚合物為CBMB的組分。聚合物組合物優(yōu)選地為聚乙烯組合物,其中聚合物包括至少一個聚乙烯組分。術(shù)語“聚乙烯”是指乙烯均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的乙烯共聚物。更優(yōu)選地,優(yōu)選的聚乙烯組合物的聚合物包括至少兩個聚乙烯組分的混合物。根據(jù)聚合物組合物的優(yōu)選實施例,聚合物組合物的聚合物為至少兩個不同的聚乙烯組分(1)和(2)的混合物,更優(yōu)選地聚合物組合物包括(1)至少30襯%的聚乙烯組分,所述聚乙烯組分為乙烯均聚物或者包含一個或多個共聚用單體的乙烯共聚物,(2)少于70襯%的聚乙烯組分,所述聚乙烯組分為乙烯烯烴均聚物或者包含一個或多個共聚用單體的乙烯共聚物,和(3)基于聚合物組合物的總量,多至20wt %,優(yōu)選地0. 1-15 %,更優(yōu)選的 0.2-10%,更優(yōu)選地0.3-6%的可選的炭黑本身。CB優(yōu)選地以CBMB的形式引入?;诰酆衔锝M合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分(1),聚合物組分(2)和CBMB的混合量,CBMB的量多至50wt%,優(yōu)選地l_20wt%,更優(yōu)選的3-15wt%,更優(yōu)選地4-10wt%的CBMB。眾所周知,“共聚用單體”指的是可共聚的共聚用單體單元。更優(yōu)選地,聚合物組分(1)為具有長支鏈的聚乙烯,更優(yōu)選地低密度聚乙烯 (LDPE)聚合物,并且聚合物組分(2)為線性低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物。長支鏈在此處是指存在于聚合物骨架和/或其它枝干的具有長度多于12個碳原子的聚合物支鏈。例如LDPE聚合物包含長支鏈。聚合物組分(1)和(2)可以通過傳統(tǒng)方法機械地混合,例如在攪拌器或擠出機中, 或在兩者中,或通過原位混合,即在組分的聚合反應(yīng)過程中混合。機械或原位混合在本領(lǐng)域是眾所周知的。優(yōu)選地,聚合物組合物的混合為機械混合。以本領(lǐng)域眾所周知的方式,可選的CB組分(3)優(yōu)選地以CBMB的形式加入到其它組分中。聚合物組分與其重量比的最終選擇不超出技術(shù)人員的技能,并且可以基于單個聚合物組分的性質(zhì)調(diào)整,以便滿足本發(fā)明權(quán)利要求1,或優(yōu)選的進一步的子標(biāo)題組 (subgroup)和進一步的實施例的新的及發(fā)明的性質(zhì)平衡。每個聚合物組分(1)和(2)以及可選的且優(yōu)選的CBMB (3)的載體聚合物,優(yōu)選地有利于優(yōu)選的SCB含量和分布??梢赃x擇組分以便滿足聚合物組合物的優(yōu)選的SCB分布。更優(yōu)選的,聚合物組合物包括,
(1)至少40wt %,優(yōu)選地至少45wt %,更優(yōu)選地至少50wt %,更優(yōu)選地53_70wt % 的LDPE聚合物,所述LDPE聚合物選自LDPE均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的乙烯 LDPE共聚物;(2)少于60wt%,更優(yōu)選地少于55wt%,更優(yōu)選地少于50wt%,更優(yōu)選地少于 43wt%,更優(yōu)選地40-30wt%的LLDPE聚合物,所述LLDPE聚合物優(yōu)選地為帶有一個或多個烯烴共聚用單體,優(yōu)選地帶有C3-20的α烯烴的乙烯多峰線性低密度共聚物,和(3)基于聚合物組分(1)、聚合物組分(2)和可選的CB組分(3)的混合量,多至 20wt%,優(yōu)選地0. l_15wt%,更優(yōu)選地0. 2-10wt%,更優(yōu)選地0. 3_6wt %的可選的炭黑本身。CB組分優(yōu)選地以上面所定義的CBMB的形式存在并優(yōu)選地引入混合物中。在該實施例中聚合物組合物優(yōu)選地包含上面給定量的聚合物組分(1)和聚合物組分(2)以及基于聚合物組合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分(1)、聚合物組分(2)和可選的CBMB (3)的混合量,l-20wt%,優(yōu)選地3_15wt%,更優(yōu)選地4_10wt%的CBMB (3)組分。此外,應(yīng)該理解的是在上面、下面和權(quán)利要求書中,當(dāng)假設(shè)“基于聚合物組分(1)、 聚合物組分(2)和可選的CB組分(3),優(yōu)選地可選的CBMB (3)的混合量”時,聚合物組合物的組分的襯%比例被選擇,以使組分(1)到(3)的總混合量為100wt%。乙烯的多峰線性低密度共聚物在此處指的是“多峰LLDPE共聚物”。LLDPE共聚物的多峰性,除非另作說明,在此處是指關(guān)于LLDPE共聚物組分(2)的分子量分布(MWD)的多峰性。LLDPE共聚物組分(2)的多峰性進一步有助于本發(fā)明的優(yōu)選的力學(xué)性質(zhì)平衡。本發(fā)明的聚合物組合物可以包括進一步的組分,比如進一步的聚合物組分和/ 或添加劑,優(yōu)選地添加劑,如聚合物領(lǐng)域已知的,比如抗氧化劑、交聯(lián)劑,比如自由基生成齊U,例如有機過氧化物、防焦劑(SR)、交聯(lián)助劑、穩(wěn)定劑、加工助劑、阻燃添加劑、水樹抑制劑(water tree retardant additive)、除酸劑、無機填充物和電壓穩(wěn)定劑(voltage stabilizer (s))。優(yōu)選的聚合物組合物由聚合物構(gòu)成,優(yōu)選地由聚合物組分(1)和聚合物組分(2) 的混合物作為僅有的聚合物組分構(gòu)成。該表述是指聚合物組合物不包括進一步的聚合物組分,而是包括聚合物或者聚合物組分(1)和(2)的混合物作為僅有的聚合物組分。然而,此處應(yīng)該理解的是,聚合物組合物除了聚合物組分外,還可以包括進一步的組分,比如可選的 CB組分(3)和/或添加劑,所述CB組分(3)和/或添加劑可選地可以和載體聚合物加入混合物中,即在所謂的母膠中。相應(yīng)地,聚合物組合物可以包含,并且優(yōu)選地進一步包含,CBMB 的載體聚合物,但是母膠的載體聚合物不應(yīng)理解為在“聚合物”或“聚合物成分”的含義之內(nèi)。本發(fā)明的聚合物組合物可以是可交聯(lián)的,例如用于隨后交聯(lián)的可交聯(lián)的電纜應(yīng)用。交聯(lián)可以被除了別的外,使用自由基或自由基生成劑的自由基反應(yīng)實現(xiàn)。這種自由基生成劑的例子為包括無機或有機過氧化物的過氧化物。更加眾所周知的交聯(lián)方法是通過官能團交聯(lián),例如,通過水解可水解的硅烷基,所述硅烷基(通過共聚或通過接枝)附著到聚合物,并且進而使用硅烷縮合催化劑以縮合產(chǎn)生的硅烷基。在上面或下面給出的聚合物組合物和電纜的進一步且優(yōu)選的性質(zhì)、子標(biāo)題組以及實施例,都以通常的含義給出,從而它們可以被組合到任何組合中以進一步定義本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
聚合物組合物包括聚合物,優(yōu)選地包括如上面所定義的聚合物組分(1)與聚合物組分(2)的混合物,和可選的CB組分(3)。按照進一步的性質(zhì)和優(yōu)選的子標(biāo)題組或進一步且上面給定的性質(zhì)的實施例,組分(1)到(3)在下面被進一步描述。對于組分的詳細說明自然地應(yīng)用于聚合物組合物和電纜兩者。明顯的,組分1到3的所述進一步或優(yōu)選的性能、 子標(biāo)題組和實施例以通常的含義給出,它們可以被組合到任意組合中以進一步定義本發(fā)明的優(yōu)選實施例。如果不在說明書部分說明,則如上面或下面對聚合物組合物、聚合物、CB以及電纜所定義的,用于進一步優(yōu)選的性質(zhì)的測定方法在下面的“測定方法”下面稍后描述。聚合物組分(1)聚合物組分(1)優(yōu)選地為烯烴均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的共聚物, 更優(yōu)選地聚乙烯,優(yōu)選地可以在高壓過程或低壓過程中生產(chǎn)的聚乙烯。更優(yōu)選地,聚合物組分(1)為具有長支鏈的聚乙烯,更優(yōu)選地為低密度聚乙烯(LDPE)聚合物。LDPE聚合物的含義眾所周知并在文獻中記載。聚合物組分(1)優(yōu)選地為在高壓過程中生產(chǎn)的LDPE聚合物。更優(yōu)選地,LDPE聚合物選自LDPE均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的乙烯LDPE共聚物。在乙烯的LDPE共聚物的情形中,眾所周知,一個或多個共聚用單體可以從非極性共聚用單體或極性共聚用單體中選擇,或從其任意混合物中選擇。作為極性共聚用單體,可以使用包含羥基、烷氧基、羰基、羧基、醚基或酯基,或其混合的共聚用單體。更優(yōu)選地,可以使用如果存在,包括羧基和/或酯基的共聚用單體作為所述極性共聚用單體。更加優(yōu)選地,乙烯的LDPE共聚物的極性共聚用單體選自丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯或醋酸酯或其混合物。如果在所述的乙烯LDPE共聚物中存在,極性共聚用單體優(yōu)選地選自烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯或醋酸乙烯酯或其混合物。進一步優(yōu)選地, 所述極性共聚用單體選自Cl-到C6-烷基丙烯酸酯、Cl-到C6-烷基甲基丙烯酸酯或醋酸乙烯酯中。更加優(yōu)選地,所述乙烯LDPE共聚物為帶有Cl-到C4-烷基丙烯酸酯的乙烯共聚物,所述Cl-到C4-烷基丙烯酸酯為比如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯或乙酸乙烯酯,或其任意混合。非極性共聚用單體在此處是指不包括羥基、烷氧基、羰基、羧基、醚基或酯基的共聚用單體。一組優(yōu)選的非極性共聚用單體包含,優(yōu)選地由以下構(gòu)成單不飽和(=一個雙鍵)共聚用單體,優(yōu)選地烯烴,優(yōu)選地α-烯烴,更優(yōu)選地C3-C10的α-烯烴,比如丙烯、 1- 丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、1-辛烯、1-壬烯;多不飽和(=多于一個雙鍵) 共聚用單體;包含共聚用單體的硅烷基;或其任意組合。聚合物成分(1),優(yōu)選地LDPE聚合物可以包含可水解的包含共聚用單體的硅烷基,或用本領(lǐng)域已知的方式接枝有包含化合物的可水解的硅烷基。如果例如最終應(yīng)用需要通過硅烷技術(shù)交聯(lián)聚合物,則這是有可能的情形。LDPE聚合物,可以可選地具有不飽和性,所述不飽和性優(yōu)選地源于乙烯基、亞乙烯基(vinylidene)和反式亞乙烯基(trans-vinylene group)。在存在將例如乙烯基引入聚合物鏈的鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA),或如上所述在存在一個或多個多元不飽和共聚單體,以及任選地在存在向聚合物鏈中引入乙烯基的鏈轉(zhuǎn)移劑時,不飽和性可以由聚合單體,優(yōu)選地乙烯提供。不飽和的聚烯烴和優(yōu)選的不飽和LDPE聚合物是眾所周知的。通過選擇聚合反應(yīng)條件, 比如本領(lǐng)域熟知的峰值溫度和壓力,可以影響不飽和度。
眾所周知,例如丙烯可以被用作共聚用單體或鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA),或同時用作兩者, 由此可以有利于C-C雙鍵的總數(shù),優(yōu)選地有利于乙烯基的總數(shù)。這里,當(dāng)也可以用作聚合物單體的化合物,比如丙烯,被用作用于提供雙鍵的CTA,則所述可共聚的共聚用單體不計入
共聚用單體含量。優(yōu)選地,聚合物組分(1),優(yōu)選地LDPE聚合物的密度高于860kg/m3。優(yōu)選地,聚合物組分(1),優(yōu)選地LDPE聚合物的密度不高于960kg/m3,更優(yōu)選地910_945kg/m3,更優(yōu)選地 920-945kg/m3。聚合物組分(1),優(yōu)選地LDPE聚合物的MFR2(IS0 1133,190°C,2. 16載荷),優(yōu)選地為0. 01-50g/10min,優(yōu)選地為0. l_20g/10min,優(yōu)選地小于10g/10min,優(yōu)選地小于 5g/10min,更優(yōu)選地小于3g/10min,更優(yōu)選地小于2. 0g/10min,更優(yōu)選地0. 1-1. 5g/10min, 優(yōu)選地 0. 5-1. 4g/10min,更優(yōu)選地 0. 7-1. 2g/10min。優(yōu)選的聚合物組分(1)為如上描述的LDPE均聚物或LDPE共聚物,所述LDPE均聚物或LDPE共聚物可選地可以是不飽和的。如果LDPE均聚物是不飽和的,則不飽和性由鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA)和/或聚合反應(yīng)條件提供。如果LDPE共聚物是不飽和的,則不飽和性可以由下列方式的任意一個提供由鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA),由一個或多個多元不飽和共聚用單體和/或由聚合反應(yīng)條件。在LDPE共聚物的情形中,它優(yōu)選地為帶有至少一個多元不飽和共聚用單體,優(yōu)選地二烯,和可選地帶有其它共聚用單體,比如極性共聚用單體的乙烯不飽和LDPE 共聚物,所述極性共聚用單體優(yōu)選地為丙烯酸酯或醋酸酯共聚用單體;更優(yōu)選地為帶有多元不飽和共聚用單體,優(yōu)選地二烯的乙烯不飽和LDPE共聚物。適合本發(fā)明的LDPE均聚物或共聚物(1)是商業(yè)可得的或者可以類似地或通過已知的聚合過程生產(chǎn)。高壓(HP)過程是用于生產(chǎn)聚合物組合物,優(yōu)選地低密度聚乙烯(LDPE) 聚合物的聚烯烴的優(yōu)選過程,所述低密度聚乙烯(LDPE)聚合物選自LDPE均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的乙烯LDPE共聚物。相應(yīng)地,本發(fā)明的聚烯烴優(yōu)選地在高壓下引發(fā)劑存在時通過自由基引發(fā)的聚合反應(yīng)生產(chǎn)(稱為高壓自由基聚合反應(yīng))。用于根據(jù)期望的最終應(yīng)用進一步調(diào)整聚烯烴的其它性質(zhì),高壓(HP)聚合反應(yīng)以及過程條件的調(diào)節(jié)為人熟知并在文獻中記載,并且可以被技術(shù)人員立即使用。合適的溫度范圍多至400°C,優(yōu)選地80-350°C并且壓力從70MPa,優(yōu)選地100_400MPa,更優(yōu)選地 100-350MPa。壓力至少可以在壓縮階段并且在管后測定。溫度可以在所有步驟中的數(shù)個點測定。在分離后,所得的聚合物典型地呈聚合物熔體的形式,所述聚合物熔體正常地混合并在與HP反應(yīng)器系統(tǒng)安裝連接的造粒區(qū),比如造粒擠出機中造粒??蛇x地,添加劑,比如抗氧化劑,可以以已知的方式添加到該混合物中以產(chǎn)生聚合物組合物。由高壓自由基聚合反應(yīng)生產(chǎn)乙烯共聚物的進一步的細節(jié)可以在除了別的外, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6 (1986),第 383-410 頁禾口 Encyclopedia of Materials :Science and Technology,2001Elsevier Science Ltd. "Polyethylene :High-pressure, R. Klimesch,D. Littmann禾口 F. -0. MShling第 7181—7184
頁中找到。此外,除了別的外,WO 9308222描述了具有多元不飽和單體,比如α , ω-二烯烴以增加乙烯共聚物的不飽和性的乙烯的高壓自由基聚合反應(yīng)。聚合物組分(2)
聚合物組分(2)優(yōu)選地為烯烴均聚物或者包括一個或多個共聚用單體的共聚物, 更優(yōu)選地為聚乙烯,優(yōu)選地為線型低密度聚乙烯(LLDPE)聚合物。優(yōu)選的聚合物組分(2) 為帶有一個或多個烯烴共聚用單體的乙烯多峰線型低密度共聚物,即多峰LLDPE共聚物。術(shù)語“多峰”在此處是指,除非另有其它陳述,關(guān)于分子量分布的多峰性,并且也包括雙峰聚合物。一般,包含至少兩個聚乙烯部分的聚乙烯稱為“多峰”,所述聚乙烯部分在不同聚合反應(yīng)條件下生產(chǎn)而導(dǎo)致部分的不同(重量平均)分子量和分子量分布。前綴“多” 涉及出現(xiàn)在聚合物中的不同聚合物部分的數(shù)量。因此,例如,多峰聚合物包括所謂的“雙峰” 聚合物,所述“雙峰”聚合物包含兩個部分。多峰聚合物的分子量分布曲線的形狀,即,作為其分子量函數(shù)的聚合物的重量分數(shù)的圖表,將示出兩個或更多個極大值或與個體部分的曲線相比被典型明顯地變寬。例如,如果聚合物在一個連續(xù)多階段過程中生產(chǎn),利用串聯(lián)組合的反應(yīng)器并在每個反應(yīng)器中使用不同的反應(yīng)條件,在不同反應(yīng)器中生產(chǎn)的聚合物部分將各有它們自己的分子量分布和重量平均分子量。當(dāng)這種聚合物的分子量分布曲線被記錄,這些部分的個體曲線典型地共同構(gòu)成總的所得聚合物產(chǎn)品的變寬的分子量分布曲線。在本發(fā)明中可用的多峰LLDPE共聚物包括低重量平均分子量(LMW)組分(A)和高重量平均分子量(HMW)組分(B)。所述LMW組分與HMW組分相比具有較低的分子量。自然地,多峰LLDPE共聚物可以,并且優(yōu)選地,關(guān)于密度和共聚用單體含量也是多峰的,即LMW和HMW組分優(yōu)選地具有不同的共聚用單體含量和密度。多峰的LLDPE優(yōu)選地通過配位催化劑生產(chǎn),所述配位催化劑優(yōu)選地選自齊格勒納塔催化劑、包括金屬和非金屬催化劑的單活性中心催化劑,和Cr催化劑,或其任意組合,更優(yōu)選地通過齊格勒納塔催化劑生產(chǎn)。此處這種聚合物被稱為znLLDPE共聚物。多峰的LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰的znLLDPE共聚物,優(yōu)選地包括(A)基于組分㈧和⑶的混合量,按重量計算(wt % ) 30至70 %,優(yōu)選地按重量計算(wt%)40_60%的選自乙烯均聚物和帶有一個或多個α-烯烴共聚用單體的乙烯共聚物的低分子量(LMW)乙烯聚合物,所述α-烯烴共聚用單體具有3至20個碳原子,和(B)基于組分㈧和⑶的混合量,按重量計算(wt 30-70%,優(yōu)選地按重量計算(wt% )40-60%的帶有一個或多個α-烯烴共聚用單體的高分子量(HMW)乙烯共聚物, 所述α -烯烴共聚用單體具有3至20個碳原子,其中LMW組分不同于HMW組分。更優(yōu)選地,多峰LLDPE共聚物,優(yōu)選地znLLDPE共聚物,包括(A)基于組分㈧和⑶的混合量,按重量計算40-60 %,優(yōu)選地45_55wt %,的選自乙烯均聚物和帶有一個或多個α-烯烴共聚用單體的乙烯共聚物的低分子量(LMW)乙烯聚合物,所述α-烯烴共聚用單體具有3至16個碳原子,并且優(yōu)選地所述低分子量(LMW)乙烯聚合物具有 5000-150000g/mol,優(yōu)選地 5000-130000g/mol,優(yōu)選地 10000-100000g/mol, 更優(yōu)選地15000-80000g/mol的重量平均分子量;和(B)基于組分(A)和(B)的混合量,按重量計算40-60 %,優(yōu)選地45_55wt %的帶有一個或多個α-烯烴共聚用單體的高分子量(HMW)乙烯共聚物,所述α-烯烴共聚用單體具有3至16個碳原子,并且優(yōu)選地所述高分子量(HMW)乙烯聚合物具有100000-1000000g/ mol,優(yōu)選地130000-500000g/mol,更優(yōu)選地150000-500000g/mol的重量平均分子量。低分子量乙烯聚合物(A)為乙烯均聚物或共聚物,并且優(yōu)選地具有與HMW組分(B) 相比較高的密度。所述(LMW)乙烯均聚物或共聚物的MFR2 (ISO 1133,190°C,2. 16載荷)優(yōu)選地小于400g/10min,優(yōu)選地4. 0-400g/10min。優(yōu)選地(LMW)乙烯均聚物具有小于960kg/ m3,優(yōu)選地910-950kg/m3的密度。高分子量共聚物⑶為乙烯和一個或多個α-烯烴的共聚物,所述α-烯烴具有 4到10,優(yōu)選地4到8個碳原子。所述(HMW)乙烯共聚物(B)的MFR2(IS0 1133,190°C,2. 16載荷)優(yōu)選地小于 0. 5g/10min,更優(yōu)選地0. 01-0. 3g/10min。PE共聚物的乙烯的高分子量乙烯共聚物(B)優(yōu)選地具有890-930kg/m3,優(yōu)選地900_920kg/m3的密度。LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰的znLLDPE共聚物,可以具有950kg/m3或更小,優(yōu)選地 905-940kg/m3的密度。特別對于優(yōu)選的多峰znLLDPE共聚物,優(yōu)選地密度大于915kg/m3。 在某些最終應(yīng)用中,多峰的znLLDPE共聚物優(yōu)選地具有915_935kg/m3的密度。LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE共聚物的熔體流動速率MFR2(ISO 1133,190 °C,2. 16 載荷)優(yōu)選地在 0. 01_20g/10min,優(yōu)選地 0. 05_10g/10min,優(yōu)選地0. 05-5. 0g/10min的范圍內(nèi),更優(yōu)選地在0. 05-2. 5g/10min,并且更加優(yōu)選地 0. 1-0. 5g/10min 的范圍內(nèi)。如此處所使用的術(shù)語“LLDPE共聚物”包含聚合物,所述聚合物包括源自乙烯和至少一個其它C3-20的α烯烴單體的重復(fù)單元。優(yōu)選地,LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE 共聚物,可以由乙烯連同至少一個C4-10的α -烯烴共聚用單體,例如1- 丁烯、1-己烯或 1-辛烯構(gòu)成。優(yōu)選地,LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE共聚物為二元共聚物,即聚合物包括乙烯和一個共聚用單體,或為三元共聚物,即所述共聚物包括乙烯和兩個或三個共聚用單體。優(yōu)選地,LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE共聚物,包括乙烯己烯共聚物、乙烯辛烯共聚物或乙烯丁烯共聚物。存在于LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE共聚物中的共聚用單體的量相對于乙烯至少為0. 01mol-%,優(yōu)選地0. 02-12wt%,更優(yōu)選地0. 3_8wt%。多峰LLDPE共聚物可以包括進一步的聚合物組分,例如三峰LLDPE共聚物的三個組分?;赑E共聚物的量,這種進一步的組分的量優(yōu)選地多至IOwt%,優(yōu)選地多至5wt%。 優(yōu)選地多峰LLDPE共聚物由LMW和HMW聚合物組分組成??蛇x地,多峰LLDPE共聚物,例如優(yōu)選的雙峰PE共聚物,也可以包括,例如多至5wt%的熟知的聚乙烯預(yù)聚物,所述聚乙烯預(yù)聚物可以從本領(lǐng)域所熟知的預(yù)聚合反應(yīng)獲得,例如W09618662中所描述的。在這種預(yù)聚物的情形中,預(yù)聚物組分典型地包含于LMW和HMW組分中的一個,或作為選擇形成LLDPE共聚物的單獨的Mw部分,S卩,進一步的組分,并因此有利于多峰性。乙烯均聚物是指大體上由乙烯單元構(gòu)成的聚合物。由于工藝物料流可能具有少量其它可聚合的物料作為雜質(zhì),均聚物可能包括少量不同于乙烯的單元。適合于本發(fā)明的LLDPE共聚物,優(yōu)選地多峰znLLDPE共聚物,是市場上可以買到的或者可以根據(jù)或近似于在聚合物文獻中描述的眾所周知的過程生產(chǎn)。作為市場上可買到的例子,有用的多峰LLDPE聚合物是,不限于這些,除了別的外,從博里利斯(Borealis),例如在商標(biāo)Borstars的物文獻中描述下,比如Borstars的物文獻中描述的聚物述共聚物包等可獲得的LLDPE等級。如上面提到的,聚合物組分(2),優(yōu)選地多峰LLDPE共聚物,可以使用配位催化劑聚合,比如齊格勒納塔(ZN)催化劑、SS催化劑,比如茂金屬或非茂金屬催化劑,或Cr催化齊IJ,或其任意組合,更優(yōu)選地使用ZN催化劑或SS催化劑。
當(dāng)催化劑為SS催化劑,則優(yōu)選地單活性中心催化劑為金屬催化劑。這種催化劑包括過渡金屬化合物,所述過渡金屬化合物典型地包括有機配位體,優(yōu)選地環(huán)戊二烯基、茚基或芴基配位體。優(yōu)選地催化劑包括兩個環(huán)戊二烯基、茚基或芴基配位體,所述配位體可以通過優(yōu)選地包括硅和/或碳原子的基團橋連。此外,所述配位體可具有取代基,比如烷基、芳基、芳烷基(arylalkyl groups)、烷基芳香基(alkylaryl groups)、甲硅烷基、甲硅烷氧基、烷氧基等。合適的茂金屬化合物在本領(lǐng)域中是已知的并且,尤其在wogTAsno、 W098/32776、W099/61489、W003/010208、W003/051934、W003/051514、W02004/085499、 W02005/002744、EP1752462A 和 EP1739103A 中被披露。在優(yōu)選的實施例中,聚合物組分(2),優(yōu)選地多峰LLDPE共聚物,使用ZN生產(chǎn)。優(yōu)選地LMW和HMW組分使用相同的ZN催化劑生產(chǎn)。用于聚合聚合物組分(2),優(yōu)選地多峰LLDPE的齊格勒_納塔聚合催化劑不是決定性的并且可以是例如適合于生產(chǎn)本發(fā)明的多峰znLLDPE共聚物的任意ZN催化劑。相應(yīng)地, 齊格勒_納塔催化劑是用于生產(chǎn)聚合物的非常熟知和常用的配位催化劑之一,并且典型地包括過渡金屬化合物和活化劑。ZN催化劑的典型例子是這些通過活化鈦鹵化物與有機金屬化合物,比如三乙基鋁生產(chǎn)的催化劑。更具體地說,過渡金屬組分典型地包括周期系統(tǒng)(IUPAC)的第4或5族金屬作為活性金屬。另外,它可以包括其它金屬或元素,如第2、13和17族的元素。優(yōu)選地并且如上面所提到的,聚合反應(yīng)催化劑包括鈦化合物、鋁化合物和鎂化合物。這種齊格勒_納塔催化劑可以是均勻的齊格勒_納塔催化劑或,作為選擇,不均勻的, 即固體的齊格勒_納塔催化劑,所述齊格勒_納塔催化劑可以是起始材料的固化或沉淀產(chǎn)物,或者負載在顆粒的外部載體上。鈦化合物通常為包含鈦化合物的鹵素,優(yōu)選地包含鈦化合物的氯。特別優(yōu)選地鈦化合物為四氯化鈦。鋁化合物典型地為烷基鋁。特別優(yōu)選的化合物為二氯烷基鋁。鎂化合物典型地為二烴基鎂、醇和氯化劑的反應(yīng)產(chǎn)物。醇照慣例為線性或支狀的脂肪族單醇。顆粒外部載體可以是無機氧化物載體,比如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅_氧化鋁和二氧化硅_ 二氧化鈦,或鎂基載體,比如二氯化鎂載體。一個優(yōu)選的催化劑可以通過將載體與上面提到的化合物連續(xù)接觸來制備,如 EP688794A和W099/51646中所描述的。作為選擇,它可以通過首先制備組分的溶液,然后將溶液與載體接觸來制備,如W001/55230中所描述的。其它合適的齊格勒納塔催化劑包含與用作載體的商化鎂化合物一起的鈦化合物。因此,催化劑包括負載在二商化鎂上的鈦化合物,像二氯化鎂。這種催化劑,例如在W02005/118655和EP810235A中被披露。作為齊格勒納塔催化劑的更加優(yōu)選的實施例為通過一種方法制備催化劑,其中乳狀液被制備,其中活性組分在至少兩個液相的乳狀液中形成分散的,即不連續(xù)相。分散相以小液滴的形式從乳狀液中固化,其中催化劑以固體顆粒的形式形成。制備這些類型的催化劑的原理在博里利斯的W02003/106510中被給出。齊格-勒納塔催化劑與活化劑一起使用。合適的活化劑為烷基金屬化合物和特別地烷基鋁化合物。這些化合物包含烷基商化鋁。
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在單峰聚合物組分⑵的情況中,例如LLDPE聚合物,優(yōu)選地以本領(lǐng)域熟知的方式使用單步聚合反應(yīng)制備,例如懸浮液或氣相聚合反應(yīng),優(yōu)選地在料漿罐中或,更優(yōu)選地在環(huán)流反應(yīng)器中的懸浮液聚合反應(yīng)。優(yōu)選的聚合物組分(2)為多峰(例如雙峰)LLDPE共聚物,所述多峰LLDPE共聚物可以通過機械混合兩個或更多個分別制備的聚合物組分來制備或,優(yōu)選地通過在聚合物組分的制備過程的多步聚合反應(yīng)過程中原位混合來制備。機械或原位混合均為本領(lǐng)域所熟知。相應(yīng)地,優(yōu)選的多峰LLDPE共聚物,通過在多步,即兩個或更多個步驟的聚合反應(yīng)中原位混合來制備,或在一步聚合反應(yīng)中通過使用兩個或更多個不同的聚合反應(yīng)催化劑, 包括多活性中心或雙中心催化劑來制備。優(yōu)選地,多峰LLDPE共聚物在使用相同的齊格勒_納塔催化劑的至少兩步聚合反應(yīng)中生產(chǎn)。因此,可以采用例如兩個懸浮液反應(yīng)器或兩個氣相反應(yīng)器,或其以任意順序的任意組合。然而,優(yōu)選地多峰LLDPE共聚物在環(huán)流反應(yīng)器中利用懸浮液聚合反應(yīng),緊接著在氣相反應(yīng)器中利用氣相聚合反應(yīng)制備。環(huán)流反應(yīng)器-氣相反應(yīng)器系統(tǒng)由博里利斯作為B0RSTAR反應(yīng)器系統(tǒng)銷售。多峰 LLDPE共聚物從而優(yōu)選地在兩步過程中制備,包括首先的懸浮液環(huán)流聚合反應(yīng)和緊接著的氣相聚合反應(yīng)。這樣的過程所使用的條件為人熟知。對于懸浮液反應(yīng)器,反應(yīng)溫度一般在 60-110°C的范圍內(nèi)(例如85-110°C ),反應(yīng)器壓力一般在5-80巴的范圍內(nèi)(例如50-65 巴),并且停留時間一般在0.3-5小時的范圍內(nèi)(例如0.5-2小時)。所用稀釋液一般為沸點在-70-+100°C的范圍內(nèi)的脂肪烴族。在這種反應(yīng)器中,如果愿意,聚合反應(yīng)可以在超臨界條件下實現(xiàn)。懸浮液聚合反應(yīng)同樣可以大量發(fā)生,其反應(yīng)介質(zhì)由正在聚合的單體構(gòu)成。對于氣相反應(yīng)器,所使用的反應(yīng)溫度一般在60_115°C的范圍內(nèi)(例如70-110°C), 反應(yīng)器壓力一般在10-25巴的范圍內(nèi),并且停留時間一般為1-8小時。所使用的氣體通常為不反應(yīng)的氣體比如氮氣或低沸點的碳氫化合物比如與單體(例如乙烯)一起的丙烷。優(yōu)選地,低分子量聚合物部分在連續(xù)操作環(huán)流反應(yīng)器中生產(chǎn),在反應(yīng)器中乙烯在如上所述的聚合反應(yīng)催化劑和鏈轉(zhuǎn)移劑比如氫存在時聚合。稀釋液典型地為惰性脂族烴, 優(yōu)選地異丁烷或丙烷。高分子量組分則可以在氣相反應(yīng)器中使用同樣的催化劑制備。這里高分子量組分在多步聚合反應(yīng)中第二反應(yīng)器制備,直接測定其性質(zhì)是不可能的。然而,技術(shù)人員可以使用Kim McAuley的公式測定高分子量組分的密度、MFR2等。因此, 使用K. K. McAuley和J. F. McGregor 工業(yè)聚乙烯反應(yīng)器中聚合物性質(zhì)的即時推理,AIChE Journal, June 1991,Vol. 37,No,6,第 825-835 頁,可以得到密度和 MFR2。密度由McAuley的公式37計算,其最終密度和在第一反應(yīng)器后的密度已知。MFR2由McAuley的公式25計算,其最終MFR2和在第一反應(yīng)器后的MFR2被計算。 在多峰聚合物中使用這些公式計算聚合物性質(zhì)為很普遍的。包括多峰LLDPE共聚物的聚合物組合物通過使用本領(lǐng)域已知的方法均質(zhì)化和?;T诶?Rauwendaal =Polymer Extrusion (Hanser, 1986),10. 3 至 10. 5 章節(jié),460 至 489 頁中給出綜述。
炭黑組分(3)用于CB組分(3)的可選的炭黑(CB)可以是適合聚合物組合物的任意CB,例如市場上可以買到并用于電纜包層,優(yōu)選地用于套層的任意傳統(tǒng)炭黑。合適的例子為所謂的爐法炭黑,所述爐法炭黑為本領(lǐng)域熟知并在文獻中記載。作為這種爐法炭黑的供應(yīng)商的很多例子可以提及,例如Cabot,Evonic或Columbian。用于本發(fā)明的CB優(yōu)選地以母膠(CBMB)的形式引入聚合物組合物。CBMB包括載體聚合物中的CB。CBMB在市場上可以買到或例如通過傳統(tǒng)的混合過程生產(chǎn)。CB以CBMB的形式容易處理并且適宜添加到聚合物組合物的組分中。載體聚合物可以是任意合適的聚合物,例如在高壓過程中生產(chǎn)的傳統(tǒng)的LDPE聚合物或在低壓過程中生產(chǎn)的傳統(tǒng)聚合物,比如LLDPE聚合物。作為合適的載體聚合物的例子,可以提及例如如上面聚合物組分(1)和(2)下所描述的聚合物,然而,不限于此。優(yōu)選的載體聚合物為LDPE均聚物或帶有一個或多個關(guān)于聚合物組分(1)所定義的共聚用單體的乙烯LDPE共聚物。CBMB的使用量如上面對CB組分(3)所定義的。母膠中CB的量可以以已知的方式變化。典型地,基于CBMB的總量,CBMB包括多至90wt%,優(yōu)選地l_70wt%,更優(yōu)選地 5-60wt%,更優(yōu)選地10-50wt%,更加優(yōu)選的20-40wt%&炭黑?;贑BMB的總量,CBMB 中載體聚合物的量典型地不少于IOwt %,優(yōu)選地30-99wt%,優(yōu)選地40-95wt%,更優(yōu)選地 50-90wt %,更優(yōu)選地 60-80wt %。本發(fā)明的最終用途和最終應(yīng)用本發(fā)明的新聚合物組合物在聚合物的廣泛多樣的最終應(yīng)用中非常有用。聚合物組合物的優(yōu)選的用途是在導(dǎo)線和電纜(W&C)中的應(yīng)用。相應(yīng)地,本發(fā)明進一步針對電纜(此處稱為電纜),所述電纜包括被至少一個聚合物包層圍繞的導(dǎo)體,所述聚合物包層包括聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和可選的炭黑(CB)組分,其中,當(dāng)根據(jù)ISO 178使用壓縮測試樣品(80X10X4. 0mm, 長X寬X厚)測定時,聚合物組合物具有小于390MPa的彎曲模量,并且當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 1993,使用根據(jù)ISO 527-2 19935A制備的壓縮測試樣品測定時,聚合物組合物具有700% 或更大的斷裂伸長率(%)。如上所述,聚合物組合物及其上面給出的組分的優(yōu)選性質(zhì)、子標(biāo)題組和實施例的詳細描述相似地適用于本發(fā)明的優(yōu)選電纜。所述電纜的包括如上面或下面所定義的聚合物組合物的至少一個包層優(yōu)選地至
少為套層。電纜優(yōu)選地選自-用于通訊應(yīng)用的通訊電纜,包括一個或多個被至少一個包層圍繞的導(dǎo)線,所述包層優(yōu)選地為絕緣層,并且一根導(dǎo)線或一束兩根或更多根導(dǎo)線則至少被鞘層圍繞,所述鞘層也稱為套層并且構(gòu)成最外層的聚合層以保護一根或更多根導(dǎo)線,或選自-電力電纜,所述電力電纜包括被至少一個包層,優(yōu)選地至少絕緣層和套層,按順序圍繞的導(dǎo)體,其中,至少一個包層包括如上面或下面權(quán)利要求書中所定義的聚合物組合物。通訊和電力電纜具有在W&C領(lǐng)域中為人熟知的含義。
通訊電纜是用于傳輸信息信號的電纜,像電信電纜或同軸電纜。電信電纜包括多個分別被絕緣混合物,典型地絕緣層,圍繞的電信線。電信線的數(shù)量可以從數(shù)據(jù)傳輸電纜中的幾個到電話電纜中多達幾千個之間變化。所有這些導(dǎo)線則被普通保護鞘層,也稱為套層圍繞,所述鞘層圍繞并保護導(dǎo)線束。優(yōu)選地鞘層包括,優(yōu)選地由本發(fā)明的聚合物組合物構(gòu)成。同軸電纜典型地具有一個中心導(dǎo)體和至少一個外部同心導(dǎo)體。如果使用超過一個外部導(dǎo)體,例如三軸電纜,它們通過電絕緣層分開。同樣同軸電纜至少被鞘層,也稱為套層所圍繞。鞘層優(yōu)選地包括,更優(yōu)選地由本發(fā)明的聚合物組合物構(gòu)成。電力電纜是用于任意電壓傳輸能量的電纜,典型地用于高于220V的電壓。應(yīng)用于電力電纜的電壓可以為交流(AC)、直流(DC)、或瞬態(tài)(脈沖)。聚合物組合物同樣非常適合于電力電纜的包層,比如低壓(LV)(例如Ikv電纜)、中壓(MV)、高壓(HV)和超高壓(EHV) 電力電纜,所述低壓(例如Ikv電纜)、中壓(MV)、高壓(HV)和超高壓(EHV)電力電纜這些術(shù)語具有為人熟知的含義并且表明這種電纜的運行標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明優(yōu)選的MV、HV和EHV電纜實施例按順序至少包括內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層、夕卜部半導(dǎo)體層和可選的,并且優(yōu)選地,套層,其中至少一個所述層,優(yōu)選地至少套層包括,優(yōu)選地由本發(fā)明的所述聚合物組合物構(gòu)成。優(yōu)選的電力電纜的實施例是LV電力電纜,比如Ikv電纜,所述電纜按順序至少包括絕緣層和可選地墊層以及可選地并優(yōu)選地套層,其中至少一個所述層,優(yōu)選地至少套層包括,優(yōu)選地由本發(fā)明的所述聚合物組合物構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的電纜可以按照本領(lǐng)域已知的方法使用如上面所描述的聚合物組合物生產(chǎn)。聚合物組合物的組分可以以微粒、粉末或顆粒的形式提供到電纜制備過程。顆??梢允侨我庑螤罨虼笮 O鄳?yīng)地,本發(fā)明同樣提供了一種用于生產(chǎn)電纜的方法,該方法包括步驟a)通過使用如上面或下面所定義的聚合物組合物在導(dǎo)體上涂敷一個或多個包層。用于生產(chǎn)如上面或下面所描述的電纜,比如通訊或電力電纜的方法包括熔體混合,即至少在所得混合物的主要聚合物組分的熔點之上,將如上面,包括其子標(biāo)題組和實施例所定義的聚合物組合物的組分與可選地其它聚合物組分及可選地添加劑混合,并且將所得的熔體混合物在導(dǎo)體上(共)擠出用于形成一個或多個聚合物層,其中一個包含聚合物組合物。熔體混合優(yōu)選地在高于聚合物組分的熔點或軟化點20-25°C的溫度實施。優(yōu)選地,所述聚合物組合物為聚合物組分(1)和(2)以及可選的,且優(yōu)選的,炭黑 (CB)組分(3)的混合物。聚合物組分(1)和(2)以及CB組分(3)在傳統(tǒng)的混合器和/或電纜生產(chǎn)擠出機中混合在一起。聚合物組分(1)和(2)優(yōu)選地分別以小球的形式加入混合步驟然后熔融混合。優(yōu)選地然后將CB組分(3),優(yōu)選地母膠(CBMB) (3)加入聚合物組分(1) 和(2)的混合物。使用量或優(yōu)選量在上面或權(quán)利要求書中確定。進一步的組分,例如進一步的添加劑,可以在電纜制造過程之前或之中添加。加工溫度和設(shè)備為本領(lǐng)域所熟知,例如傳統(tǒng)的混合器和擠出機,比如單螺旋或雙螺旋擠出機,適合于本發(fā)明的方法。電纜可以是可交聯(lián)的,其中至少一個包層可以是可交聯(lián)的以提供交聯(lián)電纜。本發(fā)明同樣提供一種可交聯(lián)的電纜和交聯(lián)電纜。
相應(yīng)地,電纜制備方法可選地包括進一步的下一步驟b)在所得電纜的至少一個電纜包層中,交聯(lián)可交聯(lián)的聚合物,例如可交聯(lián)的聚合物組合物,其中交聯(lián)在交聯(lián)劑存在時發(fā)生,所述交聯(lián)劑優(yōu)選地為過氧化物。典型地交聯(lián)溫度相比在熔融混合步驟中使用的溫度高至少20°C,并且可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員估算出來??捎玫闹圃旌徒宦?lián)方法以及設(shè)備都是已知的并且在文獻有詳細記載。包括聚合物組合物的電纜包層優(yōu)選由聚合物組合物構(gòu)成。測定方法除非另作說明,以下方法被用于測定如在說明書中或在下面的實驗部分和權(quán)利要求書中所給出的聚合物組合物或其組分的性質(zhì)。除非另作說明,測試中使用的樣品由聚合物組合物或,按照說明分別地由待測試的聚合物組分構(gòu)成。熔體指數(shù)熔體流動速率(MFR)根據(jù)ISO 1133測定并且表示為g/lOmin。MFR表示聚合物的熔體粘度。MFR對于PE在190°C測定并且對于PP在230°C測定。載荷,在所述載荷下測定熔體流動速率,通常表示為下標(biāo),例如MFR2是在2. 16kg載荷下測定的(條件D),MFR5是在 5kg載荷下測定的(條件T)或MFR21是在21. 6kg載荷下測定的(條件G)。Wif^聚合物的密度根據(jù)ISO 1183/1872-2B測定。為了本發(fā)明的目的,混合物的密度可以由組分的密度根據(jù)下式計算Pb=TjwI 'Pi
i其中ρ b為混合物的密度,Wi為混合物中組分“混合的重量部分并且Pi*組分“組分的密度。Mz、Mw、Mn和MWD根據(jù)以下方法通過凝膠滲透餼譜法(GPC)測定重量平均分子量Mw和分子量分布(MWD = Mw/Mn,其中Mn為數(shù)量平均分子量并且 Mw為重量平均分子量;Mz為ζ-平均分子量)根據(jù)IS016014-4 2003和ASTM D 6474-99 測定。配備有折光率檢測器和在線粘度計的Waters GPCV2000儀器與Tosoh Bioscience 公司的2XGMHXL-HT和1XG7000HXL-HT TSK-凝膠柱一起,并且以1,2,4_三氯苯(TCB,用 250mg/L 2,6- 二四-丁基-4-甲基-苯酚穩(wěn)定)作為溶劑在140°C以及l(fā)mL/min的恒定流速下使用。每次分析注入209. 5μ L樣品溶液。使用普適標(biāo)定(根據(jù)ISO 16014-2:2003) 用在lkg/mol至12000kg/mol范圍內(nèi)的至少15個窄MWD聚苯乙烯(PS)標(biāo)樣標(biāo)定柱子組。 在取樣注入GPC儀器前,所有樣品通過將0. 5-4mg聚合物溶解于4ml (在140°C )穩(wěn)定的 TCB (等同于流動相),并在160°C的最大溫度下保持連續(xù)輕柔的晃動最多3小時制備。彎曲模量彎曲模量根據(jù)ISO 178 1993測定。測試樣品由壓縮成尺寸為 80X10X4. Omm(長X寬X厚)的測試聚合物組合物的顆粒制成。載體間的跨度長度為 64mm,測試速度為2mm/min并且測壓元件(load cell)為100N。使用的設(shè)備為Alwetron TCT 25。拉伸性能
斷裂應(yīng)力和斷裂伸長率斷裂應(yīng)力和斷裂伸長率根據(jù)ISO 527-1 1993使用根據(jù)IS0527-2 :19935A制備的樣品(由測試聚合物組合物的顆粒制備的壓縮測試樣品)測定。斷裂應(yīng)力拉伸測試AlwetronTCT 10, Lorentzen&ffettreAB拉伸速度50mm/min樣品有效長度50mm短支鏈(SCB)測定方法短支鏈分布作為分子量的函數(shù)的測定(SCB(MW)圖)分子量分布(MWD)及其短支鏈分布作為分子量的函數(shù)通過凝膠滲透色譜法(GPC) 測定。配備有通過加熱的傳輸線(在140°C )連接的加熱流動池(flow cell)的Waters GPC2000儀器與來自聚合物實驗室的2X01exis和IXOlexis Guard柱子一起,并且以1, 2,4-三氯苯(TCB)作為溶劑在140°C以及l(fā)mL/min的恒定流速下使用。加熱流動池安裝在樣板上,所述樣板位于配備有MCT探測器的Perkin Elmer Spectrum 100中。MCT探測器通過液氮冷卻。在色譜運行中,使用Perkin Elmer TimeBase V3. 0軟件收集一系列FTIR 光譜。光譜儀設(shè)置掃描次數(shù)(accumulation) 16次,掃描范圍βΟΟΟαι^ΙΤΟΟαιΓ1,分辨率 8cm-10根據(jù)在色譜運行期間收集的每個譜線減去GPC運行條件下測的本底譜線。每次分析注入423. 5 μ L的樣品溶液。使用普適標(biāo)定(根據(jù)ISO 16014-2 2003)用0. 6kg/mol至 6000kg/mol的范圍內(nèi)的至少10個窄MWD聚苯乙烯(PS)標(biāo)樣標(biāo)定柱子組。用于使用的PS 和PE的Mark Houwink常數(shù)根據(jù)ASTM D 6474-99而定。在取樣注入GPC儀器前,所有樣品通過將7. 0-9. Omg聚合物溶解于4ml (在140°C )穩(wěn)定的TCB (用250mg/L 2,6- 二叔-丁基-4-甲基-苯酚穩(wěn)定),并在160°C的最大溫度下保持連續(xù)輕柔的晃動最多3小時制備。將由 Perkin Elmer TimeBase V3. 0 軟件記錄的光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入Polymer Laboratories Cirrus V3. 1軟件,并且采用該軟件對分子量和分子量分布進行評價。使用均方根(RMS)吸光率在整個SOOOITOOcnT1的光譜范圍內(nèi)將光譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為色譜圖。分子量分布由生成的色譜圖和普適標(biāo)定計算。沒有進行用于可能的長支鏈分布對流體力學(xué)體積、固有粘度和因此計算的分子量的影響的修正。如文獻 P. J. DesLauriers, D. C. Rohlfing, Ε. T. Hsieh ;PoIymer 2002,43,159-170 中所描述的,對短支鏈分布進行評價。該化學(xué)計量學(xué)方法是通過根據(jù)保留時間或根據(jù)切片分子量的FTIR所得到的吸收光譜分別與碳-13核磁共振波譜法(NMR)得到的每1000個總碳的甲基分支的相關(guān)性。短支鏈分布訓(xùn)練集(training set)涵蓋了一系列不同分支的聚乙烯以便形成最普適的SCB標(biāo)定。該集合包括超過100個樣品、單活性中心催化的和部分齊格納納塔催化的中到高分子量的乙烯_ 丁烯共聚物、乙烯_己烯共聚物和乙烯_辛烯共聚物以及正構(gòu)烷烴, 所述正構(gòu)烷烴涵蓋每1000個總碳的甲基數(shù)(CH3/1000TC)0到67的全部支化度。標(biāo)定樣品在化學(xué)計量學(xué)模型生成中具有概率> 0. 95被認為是異常值。所有標(biāo)定組樣品的分支等級通過13C熔融態(tài)NMR測定或為正構(gòu)烷烴計算。四組分標(biāo)定模型通過偏最小二乘回歸(PLSl) 使用軟件 Infometrix Pirouette 3. 11 生成。短支鏈分布的評價通過應(yīng)用化學(xué)計量學(xué)標(biāo)定模型經(jīng)多變量分析得出。對于個別測量的異常值檢測來源于概率值。兩者通過化學(xué)計量學(xué)軟件(Infometrix Instep 1. 2)結(jié)合Polymer Laboratories FTIR加上用于Cirrus軟件的軟件得到。短支鏈分布被測定為每 1000個總碳的甲基分支(CH3/1000TC)。對于可能的甲基鏈末端基沒有進行修正。具有概率> 0. 96的SCB數(shù)據(jù)被認為是異常值。主要數(shù)據(jù)區(qū)間的計算(總MWD范圍集中的90wt% )分子量分布的歸一化累積(cumulative)曲線(曲線下的總面積為1)根據(jù)MWD計算(dw/dlogM作為IogM的函數(shù))。僅使用分別在0. 05彡χ彡0. 95 (重量部分)或5wt. % ^ χ ^ 95wt. % (重量百分數(shù))范圍內(nèi)得到的SCB數(shù)據(jù)。根據(jù)在集中的90wt%分子量范圍內(nèi)的SCB數(shù)據(jù)(測定為CH3/1000TC)計算算術(shù)平均值。ECSR (環(huán)境應(yīng)力開裂)根據(jù)IEC 60811-4-1 :2004,第8章“耐環(huán)境應(yīng)力開裂”,步驟B,10% (按體積)的 Igepal C0-630的水溶液中所描述的步驟實施測定。國際電工委員會(IEC)是包括所有國家電工委員會(IEC National Committees)的世界性標(biāo)準(zhǔn)組織。壓縮的測試樣品由測試聚合物組合物的顆粒制備。流變學(xué),動杰(粘度,翦切稀化指數(shù))流變參數(shù)比如剪切稀化指數(shù)SHI和粘度通過使用流變儀,優(yōu)選地Anton Paar Physica MCR 300流變儀在壓縮成型的樣品上在190°C的氮氣氣氛下使用25mm直徑板并且板與板間隙為1.8mm測定。振蕩剪切實驗在0.05-300rad/s(IS0 6721-1)的頻率下線性粘度的應(yīng)變范圍內(nèi)完成。每十個一組,測試五個測量點。儲能模量(G模量、損耗模量(G耗模量、復(fù)數(shù)模量(G*)和復(fù)數(shù)粘度(η*)的值測定為頻率(ω)的函數(shù)。Ilicici用作頻率為lOOrad/s的復(fù)數(shù)粘度的縮寫。剪切稀化指數(shù)SHI (與MWD關(guān)聯(lián)并獨立于Mw)根據(jù)Heino ( "Rheological characterization of polyethylene fractions,,Heino, Ε. L. , Lehtinen, Α. , Tanner J. , Seppala, J. , Neste 0y, Porvoo,芬蘭,Theor. App 1. Rheo 1. , Proc. Int. Congr. Rheol,Ilth (1992),1,360-362,禾口 "The influence of molecular structure on some rheological properties of polyethylene", Heino, E. L. , Borealis Polymers Oy, Porvoo,芬蘭,Annual Transactions of the Nordic Rheology Society, 1995.)計算。SHI值通過按給定的復(fù)數(shù)模量值計算復(fù)數(shù)粘度,并計算兩個粘度的比例得到。例如,使用2. 7kPa和2IOkPa的復(fù)數(shù)模量值,則n*(2. 7kPa)和n*(210kPa)分別根據(jù)2. 7IkPa 和210kPa的復(fù)數(shù)模量常數(shù)得到。剪切稀化指數(shù)SHI2.7/21(|于是定義為兩個粘度<(2.7kPa) 禾口 η*(2IOkPa)的比例,即 η (2. 7)/ η (210)。直接在低頻率值測定復(fù)數(shù)粘度并非總是可行的。該值可以通過進行頻率不低于 0. 126rad/s的測試,在對數(shù)尺度中繪出復(fù)數(shù)粘度對比頻率的圖,通過對應(yīng)于頻率最低值的五個點繪制最佳擬合線并從該擬合線讀取粘度值來推測。實驗部分發(fā)明實例的聚合物組分聚合物組分(1) :LDPE(1),所述LDPE(I)為傳統(tǒng)的低密度聚乙烯均聚物,在管狀反應(yīng)器高壓過程中生產(chǎn),并具有如表1所給出的性質(zhì)。聚合物組分(2)多峰(雙峰)znLLDPE (2)催化劑制備
20
87kg甲苯被加入反應(yīng)器。然后45. 5kg Bomag A庚烷也被加入反應(yīng)器。然后161kg 99. 8%的2-乙基-1-己醇以24-40kg/h的流速引入反應(yīng)器。BOMAG-A與2-乙基-1-己醇的摩爾比為1 1.83。固體催化劑組分制備275kg 在氮氣中 600°C 活化的二氧化硅(Crossf ield 的 ES747JR,具有 20 μ m 的平均粒徑)被加入催化劑制備反應(yīng)器。然后,411kg稀釋于555升戊烷中的20%的 EADC (2. Ommol/g 二氧化硅)在環(huán)境溫度一個小時內(nèi)被加入反應(yīng)器。然后將溫度升高到35°C 同時攪拌處理后的二氧化硅一個小時。二氧化硅在50°C干燥8. 5小時。然后在23°C十分鐘內(nèi)加入655kg的如上所描述制備的配合物(2mmol Mg/g 二氧化硅)。將86kg戊烷在22°C 十分鐘內(nèi)加入反應(yīng)器。懸浮液在50°C攪拌8小時。最后52kg TiCl4在45°C 0. 5小時內(nèi)加入。懸浮液在40°C攪拌5小時。然后催化劑通過通入氮氣干燥。聚合反應(yīng)多峰znLLDPE聚合物在中試規(guī)模的多峰反應(yīng)器系統(tǒng)中制備,所述反應(yīng)器系統(tǒng)包括環(huán)流反應(yīng)器和氣相反應(yīng)器。預(yù)聚合反應(yīng)步驟先于實際的聚合反應(yīng)步驟。預(yù)聚合反應(yīng)階段, 在大約80°C、壓力大約65巴下,使用如上所述制備的聚合反應(yīng)催化劑和三乙基鋁作為助催化劑,在50dm3的環(huán)流反應(yīng)器中的懸浮液中進行。助催化劑的鋁與催化劑的鈦的摩爾比約為 20。乙烯按比例(200g的C2)/(lg/催化劑)進料。丙烷用作稀釋劑并且加入一定量的氫以調(diào)節(jié)預(yù)聚物的MFR2至大約lOg/lOmin。所得的懸浮液與預(yù)聚合的催化劑及三乙基鋁助催化劑一起轉(zhuǎn)移至實際聚合反應(yīng)步驟,即被引入500dm3的環(huán)流反應(yīng)器,其中丙烷、乙烯和氫的連續(xù)進料也被引入。反應(yīng)混合物中H2/C2的比例為240mOl/kmOl。同樣共聚用單體,丁烯,按下面表1中給出的量加入環(huán)流反應(yīng)器。環(huán)流反應(yīng)器在95°C的溫度和60巴的壓力下運行。工藝條件如表1中所示出的調(diào)整,以按大約30kg/h的生產(chǎn)速率制造具有300g/10min 的MFR2及大約951kg/m3的密度的聚合物。懸浮液然后被轉(zhuǎn)移至流化床氣相反應(yīng)器,而且也加入額外的乙烯、1-丁烯共聚用單體和氫,與作為惰性氣的氮氣一起在LMW組分存在的情況下生產(chǎn)HMW組分。循環(huán)氣中H2/ C2的比例為7m0l/km0l并且C4/C2的比例為460mOl/kmOl。氣相反應(yīng)器在80°C的溫度和20 巴的壓力下運行。聚合物的生產(chǎn)速率約為75kg/h。環(huán)流/氣相的分流比(wt%)為41/59。 從氣相反應(yīng)器得到的聚合物具有0. 2g/10min的MFR2及大約923kg/m3的密度。反應(yīng)器粉末然后用傳統(tǒng)的添加劑穩(wěn)定,并使用Japan Steel Works生產(chǎn)的CIM90P 對輥雙螺旋擠出機以已知的方式造粒。造粒的最終聚合物的聚合反應(yīng)條件、聚合物和產(chǎn)品性質(zhì)在下面表1中給出。表1 實例1得到的聚合物的聚合反應(yīng)條件和產(chǎn)品性質(zhì)
2權(quán)利要求
1.一種電纜,包括被至少一個包層圍繞的導(dǎo)體,所述包層包括聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和可選地炭黑(CB)組分,其特征在于,當(dāng)根據(jù)ISO 178使用壓縮測試樣品(80X10X4. 0mm,長X寬X厚)測定時,聚合物組合物具有小于390MPa的彎曲模量,并且當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 :1993使用根據(jù)ISO 527-2 :19935A制備的壓縮測試樣品測定時,聚合物組合物具有700%或更大的斷裂伸長率(% )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜,其特征在于,所述電纜選自-一種用于通訊應(yīng)用的通訊電纜,包括一根或多根被至少一個包層圍繞的導(dǎo)線,所述包層優(yōu)選地為絕緣層,并且一根導(dǎo)線或一束的兩根或更多根導(dǎo)線就按順序被套層圍繞,其中至少一個包括聚合物組合物的包層為套層,-電力電纜,所述電力電纜包括至少被絕緣層和套層按順序圍繞的導(dǎo)體,其中至少一個包括聚合物組合物的包層為套層,或-電力電纜,所述電力電纜包括至少被內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣和可選的和優(yōu)選的外部半導(dǎo)體層,以及套層按順序圍繞的導(dǎo)體,其中至少一個包括聚合物組合物的包層為套層。
3.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,當(dāng)根據(jù)在“測定方法”下面所描述的SCB測定方法測定時,聚合物組合物的聚合物組分具有用X士5CH3/1000總碳原子(縮寫為1000TC),優(yōu)選地X士4CH3/1000TC,更優(yōu)選地X士3CH3/1000TC的分子量的函數(shù)表示的短支鏈(SCB)分布圖(縮寫為SCB (MW)分布圖),其中X為在分子量分布(MWD)總范圍的集中 90重量內(nèi)的算數(shù)平均值。
4.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,聚合物組合物的聚合物組分在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi),具有為17的SCB(MW)分布圖的算數(shù)平均值X,并且在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi),當(dāng)根據(jù)在“測定方法”下面所描述的SCB測定方法測定時,聚合物組合物的聚合物組分具有17士5CH3/1000TC,優(yōu)選地 17 士 4CH3/1000TC,更優(yōu)選地 17 士 3CH3/1000TC 的 SCB(MW)分布圖。
5.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,當(dāng)根據(jù)IEC60811-4-1 2004(第8章中“耐環(huán)境應(yīng)力開裂”,步驟B的步驟,占10%體積的Ig^al C0-630的水溶液)測定時,聚合物組合物具有至少1500小時的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能(ECSR),優(yōu)選地至少 2000小時,更優(yōu)選地至少2500小時。
6.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,當(dāng)根據(jù)ISO1133(190°C,2. 16 載荷)測定時,聚合物組合物的MFIi2小于2. 0g/10min,優(yōu)選地小于1. 4g/10min,更優(yōu)選地 0. 05-1. 2g/10min,更優(yōu)選地 0. 1-1. 0g/10min,更優(yōu)選地 0. 15-0. 8g/10min,更加優(yōu)選地 0.15-0. 5g/10min。
7.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,當(dāng)如在“測定方法”下面所描述的測定時,聚合物組合物的剪切稀化指數(shù)SHI2.7/21(|至少為45,優(yōu)選地至少為50,優(yōu)選的至少為60,優(yōu)選地至少為70。
8.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,聚合物組合物帶有一個或多個, 優(yōu)選地至少兩個,更優(yōu)選地所有的下述性質(zhì)(a)彎曲模量小于350MPa,優(yōu)選地小于330MPa,更優(yōu)選地320_150MPa,更加優(yōu)選地 310-200MPa,(b)當(dāng)根據(jù)ISO527-1 1993使用根據(jù)ISO 527-2 :19935A制備的壓縮測試樣品測定時,斷裂應(yīng)力至少20MPa,優(yōu)選地至少23MPa,(c)當(dāng)根據(jù)ISO527-1 1993使用根據(jù)ISO 527-2 19935A制備的壓縮測試樣品測定時,斷裂伸長率(%)為750%或更大,或(d)密度大于890kg/m3,優(yōu)選地900-950kg/m3,優(yōu)選地910_940kg/m3,更優(yōu)選地 915-938kg/m3,更優(yōu)選地 920_937kg/m3。
9.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,基于聚合物組合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分和炭黑組分的混合量,聚合物組合物包括至少50wt%的聚合物組分和 0-20Wt%的炭黑本身,優(yōu)選地聚合物組合物包括至少50wt%的聚合物組分和多至50wt% 的炭黑母膠(CBMB),所述炭黑母膠包括炭黑和載體聚合物。
10.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,聚合物組合物為聚乙烯組合物,其中聚合物包括至少一個聚乙烯組分,優(yōu)選地至少兩個不同的聚乙烯組分(1)和(2)的混合,更優(yōu)選地聚合物組合物包括(1)至少30wt%的聚乙烯組分,所述聚乙烯組分為乙烯均聚物,或者為包括一個或多個共聚用單體的乙烯共聚物,(2)少于70wt%的聚乙烯組分,所述聚乙烯組分為乙烯烯烴均聚物,或者為包括一個或多個共聚用單體的乙烯共聚物,和(3)基于聚合物組合物的總量,多至20wt%,優(yōu)選地0.1_15%,更優(yōu)選的0. 2-10%,更優(yōu)選地0. 3-6%,的可選的炭黑本身;CB優(yōu)選地以CBMB的形式引入,基于聚合物組合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分(1),聚合物組分⑵和CBMB的混合量,CBMB的量多至50wt%, 優(yōu)選地l_20wt %,更優(yōu)選地3-15wt %,更優(yōu)選地4-IOwt %的CBMB。
11.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,聚合物組合物包括,(1)至少40wt%,優(yōu)選地至少45wt %,更優(yōu)選地至少50wt %,更優(yōu)選地53_70wt %的 LDPE聚合物,所述LDPE聚合物選自LDPE均聚物或者帶有一個或多個共聚用單體的乙烯 LDPE共聚物;(2)小于60wt%,更優(yōu)選地小于55wt %,更優(yōu)選地少于50wt %,更優(yōu)選地小于43wt %, 更優(yōu)選地40-30wt %的LLDPE聚合物,所述LLDPE聚合物優(yōu)選地為帶有一個或多個烯烴共聚用單體的乙烯多峰線性低密度共聚物;(3)基于聚合物組合物的總量,優(yōu)選地基于聚合物組分(1)、聚合物組分( 和CBMB組分⑶的混合量,l-20wt %,更優(yōu)選地3-15wt %的CBMB。
12.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,O)LLDPE聚合物為多峰乙烯共聚物(多峰LLDPE共聚物),包括(A)基于組分(A)和(B)的混合量,按重量(wt% ) 30-70%,優(yōu)選地按重量40-60%的低分子量(LMW)乙烯聚合物,所述乙烯聚合物選自乙烯均聚物或者帶有一個或多個α-烯烴共聚用單體的乙烯共聚物,所述共聚用單體具有3到20個碳原子,和(B)基于組分(A)和(B)的混合量,按重量30-70%,優(yōu)選地按重量40-60%的帶有一個或多個α -烯烴共聚用單體的乙烯高分子量(HMW)共聚物,所述共聚用單體具有3到20 個碳原子,其中LMW組分與HMW組分不同。
13.根據(jù)任一在前的權(quán)利要求所述的電纜,其特征在于,-聚合物組分(1)為LDPE聚合物,所述LDPE聚合物具有小于lOg/lOmin的MF&(IS0·1133,在2. 16載荷下190°C ),優(yōu)選地小于5g/10min,更優(yōu)選地小于3g/10min,更優(yōu)選地小于2. 0g/10min,更優(yōu)選地0. 1-1. 5g/10min,更優(yōu)選地0. 5-1. 4g/10min,更優(yōu)選地 0. 7-1. 2g/10min,和-聚合物組分( 優(yōu)選地為多峰LLDPE共聚物,更優(yōu)選地為通過齊格勒納塔基催化劑生產(chǎn)的多峰LLDPE共聚物,并且具有一個或多個,優(yōu)選地至少兩個,更優(yōu)選地所有下列性質(zhì)(a)950kg/m3或更小,優(yōu)選地905_940kg/m3,優(yōu)選地大于915kg/m3,更優(yōu)選地 915-935kg/m3 的密度,或(b)0. 01-20g/10min,優(yōu)選地 0. 05_10g/10min,優(yōu)選地 0. 05-5. 0g/10min,更優(yōu)選地在 0. 05-2. 5g/10min 的范圍內(nèi),并且更加優(yōu)選地 0. 1-·0. 5g/10min 的 MF& (ISO 1133,在 2. 16 載荷下 190 0C )。
14.一種用于生產(chǎn)根據(jù)在前權(quán)利要求的任意一項所述電纜的方法,包括在導(dǎo)體上涂覆, 優(yōu)選地共擠出一個或多個包層,其特征在于,至少一個包層,優(yōu)選地至少套層包括在任一在前的權(quán)利要求中所定義的聚合物組合物。
15.一種用作電纜包層的聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和炭黑 (CB)組分,其特征在于,當(dāng)根據(jù)ISO 178使用壓縮測試樣品(80X 10X4. 0mm,長X寬X厚) 測定時,聚合物組合物具有小于390MPa的彎曲模量,并且當(dāng)根據(jù)ISO 527-1 :1993使用根據(jù) ISO 527-2 :19935A制備的壓縮測試樣品測定時,聚合物組合物具有700%或更大的斷裂伸長率(%)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的聚合物組合物,其特征在于,聚合物組合物的聚合物組分具有短支鏈(SCB)分布圖,并且其中-聚合物組合物的聚合物組分具有用X士5CH3/1000總碳原子(縮寫為1000TC),優(yōu)選地X士4CH3/1000TC,更優(yōu)選地X士3CH3/1000TC的分子量的函數(shù)表示的短支鏈(SCB)分布圖 (縮寫為SCB(MW)分布圖),其中當(dāng)根據(jù)在“測定方法”下面所描述的SCB測定方法測定時, X為在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi)的算數(shù)平均值,和/或-聚合物組合物的聚合物組分在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi),具有為17的SCB(MW)分布圖的算數(shù)平均值X,并且當(dāng)根據(jù)在“測定方法”下面所描述的SCB測定方法測定時,在分子量分布(MWD)總范圍的集中90重量內(nèi),聚合物組合物的聚合物組分具有 17 士 5CH3/1000TC,優(yōu)選地 17 士 4CH3/1000TC,更優(yōu)選地 17 士 3CH3/1000TC 的 SCB(MW)分布圖。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的聚合物組合物,其特征在于,所述聚合物組合物進一步為根據(jù)權(quán)利要求5到13的任意一項所定義的聚合物組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜,包括被至少一個聚合物包層圍繞的導(dǎo)體,所述聚合物包層包括本發(fā)明的聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和可選地炭黑(CB)組分;一種所述電纜的生產(chǎn)方法和本發(fā)明的聚合物組合物,所述聚合物組合物包括聚合物組分和可選地炭黑(CB)組分,并且所述聚合物組合物用于電纜包層。
文檔編號H01B3/44GK102483971SQ201080037926
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者克里斯蒂安·皮爾, 托馬斯·施特夫爾, 漢斯·莫滕松, 珍妮·彼得松 申請人:博里利斯股份公司