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TWI834761B - 可輻射固化聚烯烴調配物 - Google Patents

可輻射固化聚烯烴調配物 Download PDF

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TWI834761B
TWI834761B TW108142168A TW108142168A TWI834761B TW I834761 B TWI834761 B TW I834761B TW 108142168 A TW108142168 A TW 108142168A TW 108142168 A TW108142168 A TW 108142168A TW I834761 B TWI834761 B TW I834761B
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TW
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ebc
electron beam
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TW108142168A
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English (en)
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TW202012524A (zh
Inventor
楊勇勇
孫亞斌
張楷男
傑佛瑞Ｍ 柯根
汀摩子Ｊ 波森
保羅J 卡羅尼亞
Original Assignee
美商陶氏全球科技有限責任公司
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Abstract

一種可(電子束)固化((electron beam)-curable；EBC)調配物，包括結晶度為0至小於50重量%(wt%)且/或密度為0.930公克/立方公分(g/cm3)或更小之EBC聚烯烴化合物；及烯基官能性單環有機矽氧烷(「矽基助劑」)。亦包含藉由電子束照射所述EBC調配物製備之固化聚烯烴產物；製備及使用所述EBC調配物或固化聚烯烴產物之方法；以及含有所述EBC調配物或固化聚烯烴產物或由其製得之製品。

Description

可輻射固化聚烯烴調配物
聚烯烴組合物、電子束固化、方法及製品。
本領域中之專利申請公開案包含CN103865420A、CN104277182A、DE102006017346A1、EP1433811A2、EP2889323A1、US20020198335A1及US20080176981A1。本領域中之專利包含US4005254、US5367030、US6187847B1、US6191230B1、US6936655B2、US8426519B2、US8449801B1、US8691984B2及US9147784B2。
電子束輻射適用於固化(交聯)聚烯烴之方法。所述方法包括將一定劑量之電子束輻射應用於可(電子束)固化(EBC)聚烯烴化合物以得到固化聚烯烴產物。所述方法在EBC聚烯烴化合物之聚烯烴大分子之間直接形成共價鍵。電子束固化方法可用於固化各種類型之聚烯烴，包含低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)。
吾人引入以下問題：(a)如何提高電子束固化之聚乙烯之熱蠕變(熱固)效能；(b)如何增加可(電子束)固化(EBC)聚烯烴化合物之電子束輻射固化；及(c)如何製備含有電子束固化之絕緣層的電力電纜。
交聯低密度聚乙烯(XLDPE)及交聯線性低密度聚乙烯(XLLDPE)用於各種工業應用，其中其暴露於高操作溫度，諸如熱水管道及電力電纜之絕緣 層。對於此等應用而言，交聯聚乙烯應具有充足的熱蠕變(熱固)效能(亦即在操作溫度下保留其形狀)。(電子束)交聯之高密度聚乙烯之熱蠕變效能通常弱於(電子束)交聯之線性低密度聚乙烯。因此，預期僅將高密度聚乙烯摻合於線性低密度聚乙烯中，之後電子束固化摻合物相對於單獨線性低密度聚乙烯將無法提高熱蠕變效能。
若電子束輻射之劑量過高，則出現不期望之副作用。此等包含生成過量熱量、電荷及/或H2氣體。過量熱量可導致固化聚烯烴產物之氧化或惡化。過量H2氣體可在固化聚烯烴產物中導致氣泡形成。過量電荷可導致自固化聚烯烴產物放電。若所施加之劑量過低，則化合物不會充分固化或達到足夠的固化狀態(固化程度或交聯密度)，且未完全固化聚烯烴產物之效能可不適用於預期目的，如保護電纜。
吾人揭示以下引入問題中之一或多者的技術解決方案：(a)如何提高電子束固化之聚乙烯之熱蠕變(熱固)效能；(b)如何增加可(電子束)固化(EBC)聚烯烴化合物之電子束輻射固化；及(c)如何製備含有電子束固化之絕緣層的電力電纜。技術解決方案包含：可(電子束)固化(EBC)調配物，其包括結晶度為0至小於50重量%(wt%)且/或密度為0.930公克/立方公分(g/cm3)或更小之EBC聚烯烴化合物(「主體樹脂」)；及烯基官能性單環有機矽氧烷(「矽基助劑」)。實施例亦包含藉由電子束照射EBC調配物製備之固化聚烯烴產物(電子束固化)；製備及使用EBC調配物或固化聚烯烴產物之方法；及含有EBC調配物或固化聚烯烴產物或由其製得之製品。本發明調配物及產物適用於其中利用聚烯烴(包含交聯聚烯烴)之任何應用，包含塗層、膜、 薄片及注射模製製品。
由過高輻射劑量引起之問題的嚴重程度可藉由將少量矽基助劑混入EBC聚烯烴化合物以得到EBC調配物來減輕。EBC調配物可在不存在熱量誘導之自由基產生劑化合物(諸如有機過氧化物)下固化。EBC調配物可在低於用於在無矽基助劑下固化EBC聚烯烴化合物之劑量的電子束輻射之劑量下固化。此外，藉助於衍生自矽基助劑之多價交聯基團之額外交聯效果，所得固化聚烯烴產物可達到等於或大於以相同較低EB劑量在無矽基助劑下製備之比較固化聚烯烴產物的固化狀態。全部其他事物為相等的，EBC調配物中之矽基助劑之負載愈高，可用於實現給定固化狀態(交聯程度或交聯密度)之電子束輻射之劑量愈低。
發明內容及發明摘要以引用之方式併入本文中。實施例之實例包含以下編號態樣。
態樣1.一種可(電子束)固化(EBC)調配物，包括成分(A)及(B)：(A)可(電子束)固化(EBC)之聚烯烴化合物(「主體樹脂」)，具有如使用差示掃描熱量測定(differential scanning calorimetry；DSC)藉由結晶度測試方法所量測之0至小於50重量%(wt%)、可替代地10至小於50wt%之結晶度且/或具有如藉由ASTM D792-13，方法B所量測之0.930公克/立方公分(g/cm3)或更小、可替代地0.925g/cm3或更小之密度；及(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷：[R1,R2SiO2/2]n(I)，其中下標n為大於或等於3之整數；各R1獨立地為(C2-C4)烯基或H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C4)烷基、苯基或R1(「矽基 助劑」)；其中(A)為50.0至99.99重量%(wt%)、可替代地80.0至99.99wt%、可替代地90至99.9wt%、可替代地95.0至99.4wt%且(B)為50.0至0.01wt%、可替代地20.0至0.01wt%、可替代地10至0.1wt%、可替代地5.0至0.6wt%之成分(A)及(B)之組合重量；且其限制條件為所述EBC調配物不含磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴及有機過氧化物中之每一者。EBC調配物中之(B)的量對使得能夠(A)EBC調配物之EBC聚烯烴化合物在低於在無(B)存在下的輻射劑量的輻射劑量下經電子束固化有效。除前文所排除之材料(磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴及有機過氧化物)以外，EBC調配物之成分不受特別限制。稍後描述某些實施例為視情況排除一或多種額外材料。
態樣2.如態樣1所述之EBC調配物，其中(A)EBC聚烯烴化合物的特徵在於限制(i)至(xv)中之任一者：(i)如使用差示掃描熱量測定(DSC)藉由結晶度測試方法所量測之>0至小於50.0重量%(wt%)、可替代地10至45wt%、可替代地15至40wt%、可替代地20至35wt%的結晶度；(ii)如藉由ASTM D792-13，方法B所量測之0.930g/cm3或更小、可替代地0.860至0.929g/cm3、可替代地0.880至0.929g/cm3、可替代地0.900至0.929g/cm3、可替代地0.910至0.929g/cm3的密度；(iii)(i)及(ii)兩者；(iv)全部根據熔融指數測試方法(稍後描述)所量測之0.1至20公克/10分鐘(g/10min)、可替代地0.2至20g/10min、可替代地0.5至10g/10min之熔融指數(I2，190℃/2.16kg負載)且為聚乙烯；(v)根據熔體流動速率測試方法(稍後描述)所量測之0.5至20g/10min(230℃/2.16kg負載)之熔體流動速率(melt flow rate；MFR)且為聚丙烯；(vi)為單峰之分子量分佈(molecular weight distribution；MWD)；(vii)為多峰、可替代地雙峰之MWD；(viii)其中成分(A)及(B)之組合重量為EBC調配物之50至100wt%、可替代地70至100wt%、可替代地80至100 wt%、可替代地90至100wt%、可替代地50至99.9wt%、可替代地70至99.9wt%、可替代地80至99.9wt%、可替代地90至99.9wt%；(ix)(A)EBC聚烯烴化合物為密度為0.910至0.925g/cm3之低密度聚乙烯(low density polyethylene；LDPE)；(x)(A)EBC聚烯烴化合物為密度為0.910至0.925g/cm3之線性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene；LLDPE)；(xi)(A)EBC聚烯烴化合物為選自基於乙烯共聚物之彈性體的聚乙烯彈性體，諸如乙烯-丙烯橡膠(EPR)、乙烯-1-丁烯橡膠(EBR)及乙烯-1-辛烯橡膠(EOR)；(xii)(A)EBC聚烯烴化合物為乙烯/(C3-C20)α-烯烴)共聚物；(xiii)(A)EBC聚烯烴化合物為乙烯-丙烯共聚物(EPP)；(xiv)(A)EBC聚烯烴化合物為乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)共聚物；及(xv)(A)EBC聚烯烴化合物為(i)至(xiv)中之任何兩者或超過兩者之組合。
態樣3.如態樣1或態樣2所述之EBC調配物，其中在(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷中，下標n為3且其中EBC調配物藉由限制(i)至(x)中之任一者描述：(i)各R1獨立地為(C2-C3)烯基；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(ii)各R1為乙烯基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(iii)各R1為乙烯基；且各R2為甲基；(iv)各R1為烯丙基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(v)各R1為烯丙基；且各R2為甲基；(vi)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基、或(C2-C3)烯基；(vii)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(viii)各R1a獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為甲基且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(ix)EBC調配物不含有24wt%或更多、可替代地不含有22wt%或更多、可替代地不含有20.0wt%或更多、可替代地不含有15wt%或更多、可替代地不含有10wt%或更多、可替代地不含選自由 以下組成之群的無機填充劑：氧化鋁、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、二氧化矽、二氧化鈦以及其混合物；及(x)限制(ix)與限制(i)至(viii)中之任一者的組合。
態樣4.如態樣1或態樣2所述之EBC調配物，其中在(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷中，下標n為4且其中EBC調配物藉由限制(i)至(x)中之任一者描述：(i)各R1獨立地為(C2-C3)烯基；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(ii)各R1為乙烯基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(iii)各R1為乙烯基；且各R2為甲基；(iv)各R1為烯丙基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(v)各R1為烯丙基；且各R2為甲基；(vi)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(vii)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(viii)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為甲基且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(ix)EBC調配物不含有24wt%或更多(亦即含有0至<24wt%)、可替代地不含有22wt%或更多、可替代地不含有20.0wt%或更多、可替代地不含有15wt%或更多、可替代地不含有10wt%或更多、可替代地不含任何無機填充劑；及(x)限制(ix)與限制(i)至(viii)中之任一者的組合。
態樣5.如態樣1或態樣2所述之EBC調配物，其中在(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷中，下標n為5或6且其中EBC調配物藉由限制(i)至(x)中之任一者描述：(i)各R1獨立地為(C2-C3)烯基；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(ii)各R1為乙烯基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(iii)各R1為乙烯基；且各R2為甲基；(iv)各R1為烯丙基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(v)各R1為烯丙基；且各R2為甲基；(vi)各R1獨立 地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基、或(C2-C3)烯基；(vii)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為H且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(viii)各R1a獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-其中R1a為甲基且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(ix)EBC調配物不含有24wt%或更多、可替代地不含有22wt%或更多、可替代地不含有20.0wt%或更多、可替代地不含有15wt%或更多、可替代地不含有10wt%或更多、可替代地不含選自由以下組成之群的無機填充劑：氧化鋁、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、二氧化矽、二氧化鈦以及其混合物；及(x)限制(ix)與限制(i)至(viii)中之任一者的組合。
態樣6.如態樣1至態樣5中任一項所述之EBC調配物，亦包括獨立地選自視情況選用之成分(添加劑)(C)至(O)的至少一種添加劑：(C)碳基助劑；(D)阻燃劑；(E)抗氧化劑；(F)處理助劑；(G)著色劑(例如碳黑)；(H)金屬去活化劑；(I)不含(不飽和碳-碳鍵)的可水解矽烷；(J)腐蝕抑制劑；(K)受阻胺光穩定劑；(L)不同於成分(A)且不同於結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴的乙烯類共聚物，其中(L)為乙烯/(C4-C20)α-烯烴共聚物、乙烯/不飽和羧酸酯共聚物、或丙烯/乙烯類共聚物；(M)填充劑；(N)成核劑；及(O)樹枝狀阻滯劑，諸如抗水樹劑或抗電樹劑(亦即電壓穩定劑)。當EBC調配物含有一或多種視情況選用之添加劑時，視情況選用之添加劑之總量為EBC調配物之>0至70wt%、可替代地>0至60wt%、可替代地>0至40wt%、可替代地>0至20wt%。(M)填充劑不包含任何忽略之填充劑。在一些態樣中，聚烯烴組合物進一步包括(C)至(O)中之任何兩者。在一些態樣中，聚烯烴組合物進一步包括(E)抗氧化劑；可替代地(E)抗氧化劑及(H)受阻胺穩定劑。
態樣7.一種製備態樣1至6中任一項所述之可(電子束)固化調配物的方法，所述方法包括將分割之(A)EBC聚烯烴化合物；及(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷；及任何視情況選用之成分(C)至(O)的固體形式或熔融形式混合在一起，以便提供基本上由成分(A)、(B)及任何視情況選用之成分(C)至(O)、可替代地(D)至(O)組成之混合物，以便製備可(電子束)固化(EBC)調配物；其限制條件為所述方法不含磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴及有機過氧化物中之每一者。混合可以包括熔融混合、浸泡或直接將(B)注入(A)中。熔融混合可包括混配、擠壓或捏合且可使用法拉爾連續混合器(Farrel Continuous Mixer；FCM)、吐溫(tween)擠壓機、巴斯(buss)捏合機或類似物。可替代地，(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷可自身或用一或多種其他可浸沒液體添加劑浸沒於(A)EBC聚烯烴化合物(例如糰粒)中以得到EBC調配物。可替代地，可在(A)之型材擠壓或模製期間將(B)直接注射至(A)中。所得EBC調配物可用電子束輻射照射以得到固化聚烯烴產物。經擠壓之EBC調配物可粒化以得到呈固體糰粒之EBC調配物。可替代地，經擠壓之EBC調配物可經冷卻以得到呈塑形固體(諸如電纜上之絕緣層)之EBC調配物。
態樣8.一種電子束固化有需要之調配物的方法，所述方法包括使用有效劑量之電子束輻射來照射如態樣1至6中任一項所述之EBC調配物，或藉由態樣7所述之方法製得的可(電子束)固化調配物，以便提供電子束固化之聚烯烴產物。呈塑形固體形式之EBC調配物可藉由所述方法固化以得到經塑形之電子束固化之聚烯烴產物。可替代地，EBC調配物可在呈分割之固體形式，諸如粉末、顆粒、糰粒或其任何兩者或超過兩者之組合時固化。
態樣9.一種電子束固化之聚烯烴產物，其藉由態樣8所述之方法製得。產物可具有所定義之形狀，諸如塗層、膜、或模製或擠壓形狀。
態樣10.一種製造製品，包括如態樣9所述之電子束固化之聚烯烴產物及與其操作性接觸之組件。組件由除電子束固化之聚烯烴產物或EBC調配物以外之材料製成。組件可為用於支撐EBC聚烯烴產物之基板。
態樣11.一種塗佈導體，包括導電芯及至少部分地圍繞導電芯之聚合層，其中聚合層之至少一部分包括如態樣9所述之電子束固化之聚烯烴產物。塗佈導體可為絕緣電導體(電力電纜)且聚合層可為其絕緣層。絕緣電導體通常包括由絕緣層覆蓋之導電芯。導電芯可為固體或鏈(例如電線束)。一些絕緣電導體亦可含有一或多個其他元件，諸如一或多個半導電層及/或保護套(例如纏繞線、膠帶或外鞘)。實例為塗佈金屬線及電力電纜，包含用於低電壓(「LV」，>0至<5千伏(kV))、中等電壓(「MV」，5至<69kV)、高電壓(「HV」，69至230kV)及超高電壓(「EHV」，>230kV)電傳輸/分佈應用之彼等。電力電纜之評定可使用AEIC/ICEA標準及/或IEC測試方法。在操作使用期間之領域中，電力電纜暴露於紫外光之有害作用(例如來自日光)且加熱至90℃或超過90℃(例如電纜內所產生)。
態樣12.一種導電方法，所述方法包括向整個如態樣11所述之塗佈導體之導電芯施加電壓，以便產生經由導電芯之電流。
本發明EBC調配物可在無(B)烯基官能性單環有機矽氧烷之開環下經由電子束輻射固化(交聯)。固化反應以使得(B)烯基官能性單環有機矽氧烷不提供聚合矽氧烷(聚矽氧聚合物)或倍半氧矽烷的方式進行。吾人認為(B)烯基官能性單環有機矽氧烷在EBC調配物之電子束固化期間充當助劑(交聯劑)且所得固化聚烯烴產物具有直接聚烯烴-聚烯烴鍵及經由衍生自(B)烯基官能性單環有機矽氧烷之多價交聯基團交聯的聚烯烴。不受理論束縛，咸信，選擇EBC調配物之成分，使得在EBC調配物之電子束固化期間(B)烯基官能性單環有機矽氧烷不開環生成開環矽烷醇(S-OH)官能性有機矽氧烷寡聚物(直鏈或分支 鏈)，且因此不原位形成聚合矽氧烷(聚矽氧聚合物)或倍半氧矽烷。不受理論束縛，咸信(B)烯基官能性單環有機矽氧烷無法經歷開環，至少部分因為EBC調配物不含有(b)作為磷氮烯鹼之開環催化劑，且因此因為固化反應在無(b)作為磷氮烯鹼之開環催化劑存在下進行。在無磷氮烯鹼存在下，EBC調配物經由自由基固化進行(B)烯基官能性單環有機矽氧烷與聚烯烴聚合物之交聯以形成固化聚烯烴產物。即使在環境濕氣存在下亦能有利地進行交聯而無需(B)烯基官能性單環有機矽氧烷之開環。
添加劑：向主體聚合物、或包括母料及主體聚合物之調配物、或自其製備之反應產物賦予所需特性的固體或液體化合物或物質。特性可為化學、電、機械、光學、物理及/或熱特性。
α-烯烴：式(I)化合物：H2C=C(H)-R(I)，其中R為直鏈烷基。
半結晶聚烯烴之結晶度可使用稍後描述之DSC根據ASTM D3418-15或結晶度測試方法藉由差示掃描熱量測定(DSC)測定。對於半結晶聚乙烯樹脂而言，結晶度wt%=(△Hf*100%)/292J/g。對於半結晶聚丙烯樹脂而言，結晶度wt%=(△Hf*100%)/165J/g。在各別方程式中，△Hf視具體情況為聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂之第二加熱曲面熔化熱；*指示數學相乘；/指示數學除以；292J/g為100%結晶聚乙烯之熔化熱(△Hf)之文獻值；且165J/g為100%結晶聚丙烯之熔化熱(△Hf)之文獻值。較佳地，結晶度根據稍後描述之結晶度測試方法藉由DSC測定。
固化劑：在活化後形成自由基且起始或促進涉及大分子交聯之反應的生成自由基之化合物(原位)。固化劑之活化可藉由使固化劑經受熱量或光來達成。固化劑之實例為過氧化物、重氮官能有機化合物及2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。過氧化物之實例為式H-O-O-R之氫-有機過氧化物及式R-O-O-R之有機過氧化物，其中各R獨立地為烴基。在一些態樣中，EBC調配物及自其製備之固 化聚烯烴產物不含固化劑，諸如過氧化物(諸如氫-有機過氧化物或有機過氧化物)。
固化：交聯以形成交聯產物(網狀聚合物)。
天數：任何連續的24小時時段。
分割固體：呈物質狀態之粒狀材料，其特徵為相對穩定之形狀及體積。實例為功率、顆粒及糰粒。
有效劑量：足以導致有需要之聚烯烴之交聯且吸收數量之吸收數量(吸收劑量)。
可電子束固化：能夠藉由利用高能β輻射(諸如來自高能電子束加速劑)之輻射(處理)固化。輻射誘導相鄰大分子之間的共價鍵結(交聯)以形成網狀聚合物。
高密度聚乙烯(HDPE)：具有0.941至0.990g/cm3之密度，大於0wt%之α-烯烴共聚單體單元含量，及短鏈分支。
線性低密度聚乙烯(LLDPE)：具有0.910至0.925g/cm3之密度，大於0wt%之α-烯烴共聚單體單元含量，及短鏈分支。LLDPE可具有70至小於100重量%之共聚單體分佈寬度指數(comonomer distribution breadth index；CDBI)。
低密度聚乙烯(LDPE)：具有0.910至0.925g/cm3之密度的聚乙烯均聚物(0wt%共聚單體單元含量，CDBI=100%，不含短鏈分支)。LDPE可經由自由基聚合機制在不含催化劑之高壓聚合製程中製得。
中密度聚乙烯(MDPE)：具有0.926至0.940g/cm3之密度。
製造製品：人造(藉由人工或機器)物。
熔體：藉由將固體材料加熱至高於其最高熔融溫度形成之液體。
聚烯烴：大分子、或大分子之集合，由衍生自可聚合烯烴之構成單 元構成。
半結晶：具有為結晶之第一區及為非結晶之第二區的固體材料。具有如藉由稍後描述之結晶度測試方法所量測之通常在5%與90%之間的結晶度%。
塑形固體：人造(藉由人工或機器)的相對恆定體積及外部形式之物質狀態。例如將流體擠壓、模製或塗佈為外部形式，之後原地冷卻外部形式以得到塑形固體。
儲存：保持或維持。
熔出：添加劑自其中含有添加劑之固體材料的緩慢釋放。
成分(A)可電子束固化(EBC)聚烯烴化合物(「主體聚合物」)。(A)EBC聚烯烴化合物可為低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚烯烴彈性體、乙烯/(C3-C40)α-烯烴)共聚物、或其任何兩者或超過兩者之組合(例如摻合物或熔體混合物)。LDPE之密度可為0.910至0.925g/cm3。LLDPE之密度可為0.910至0.925g/cm3。基於乙烯共聚物之聚烯烴彈性體可選自EPR及EBR、可替代地EPR及EOR、可替代地EBR及EOR、可替代地EPR、可替代地EBR、可替代地EOR。此類彈性體之實例為可購自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)之ENGAGETM、AFFINITYTM及INFUSETM聚烯烴彈性體。乙烯/(C3-C20)α-烯烴)共聚物可為如本文所述之乙烯/丙烯共聚物或乙烯/(C4-C20)α-烯烴)共聚物。乙烯-丙烯共聚物(EPP)可為二聚物或乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)共聚物。(A)EBC聚烯烴化合物在選自以下之至少一個特徵中可不同於所排除之半結晶聚烯烴及(L)乙烯類聚合物添加劑：單體組合物、共聚單體組合物、密度、結晶度、熔融指數、熔體流動速率、數目平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分佈(Mw/Mn)及孔隙度。
在用於製備EBC調配物之混合步驟之前，(A)EBC聚烯烴化合物 可呈分割之固體形式，諸如粉末、顆粒及/或糰粒。
成分(B)烯基官能性單環有機矽氧烷(矽基助劑)。含有主結構或環子結構之分子含有矽及氧原子及兩個或超過兩個鍵結至其上之丙烯基、丙烯酸酯及/或乙烯基，或此類分子之集合。
成分(B)如前文所定義且以交聯有效量用於EBC調配物。以EBC調配物之總重量計，(B)之交聯有效量可為0.01至50wt%、可替代地0.1至25wt%、可替代地0.5至10wt%、可替代地0.9至5wt%、可替代地1至4wt%。EBC調配物中之(B)之交聯有效量可視上文所述之情況而變化。舉例而言，(B)之交聯有效量在含有(d)無機填充劑之聚烯烴組合物之實施例中比在不含(d)無機填充劑之聚烯烴組合物之實施例中高。
關於測定成分(B)之交聯有效量，交聯之存在可偵測為溶劑萃取百分比(Ext%)。Ext%=W1/Wo*100%，其中W1為萃取後之重量，Wo為萃取前之初始重量，/表示除以，且*表示相乘。交聯聚烯烴產物中之(B)之不飽和有機基團(例如R1)之碳-碳雙鍵的缺失或含量減少(由於與(A)EBC聚烯烴化合物偶合)可藉由碳13或矽29核磁共振(13C-NMR光譜法及/或29Si-NMR)光譜法偵測。
視情況選用之成分(C)碳基助劑。(C)碳基助劑包括鍵結至兩個或超過兩個烯烴交聯基團之子結構基團，其中子結構基團為非環狀或環狀多價基團，其分別包括含於主鏈或環碳原子中之主鏈或環，及視情況氮及/或氧原子，但不含矽原子。實例為2-烯丙基苯基烯丙醚；4-異丙烯基-2,6-二甲基苯基烯丙醚；2,6-二甲基-4-烯丙基苯基烯丙醚；2-甲氧基-4-烯丙基苯基烯丙醚；2,2'-二烯丙基雙酚A；O,O'-二烯丙基雙酚A；或四甲基二烯丙基雙酚A；2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯；1,3-二異丙烯基苯；異氰尿酸三烯丙酯；三聚氰酸三烯丙酯；偏苯三酸三烯丙酯；N,N,N',N',N",N"-六烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺；原甲酸三烯丙 酯；季戊四醇三烯丙基醚；檸檬酸三烯丙酯；烏頭酸三烯丙酯；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯；1,6-己二醇二丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；二季戊四醇五丙烯酸酯；三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯；丙氧基化三丙烯酸甘油酯；具有至少50wt% 1,2-乙烯基含量之聚丁二烯；三乙烯基環己烷；及其任何兩者或超過兩者之混合物。在一些態樣中，(C)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(C)以0.1至10wt%、可替代地1至5wt%；及可替代地2至5wt%之濃度存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其均按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(D)阻燃劑。(D)阻燃劑為藉由抑制火焰中之化學反應抑制或延遲火擴散之化合物。在一些態樣中，(D)阻燃劑為(D1)礦物質、(D2)有機鹵素化合物、(D3)(有機)含磷化合物；(D4)鹵代聚矽氧；或(D5)(D1)至(D4)中之任何兩者或超過兩者的組合。在一些態樣中，(D)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(D)以0.1至20wt%、可替代地1至10wt%；及可替代地5至20wt%之濃度存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其均按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(E)抗氧化劑。用於抑制聚烯烴氧化之化合物。適合之第二抗氧化劑之實例為聚合1,2-二氫-2,2,4-三甲基喹啉(Agerite馬薩諸塞州)；三(4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲苯甲基)-s-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮(Cyanox 1790)；二硬脂基-3,3-硫代二丙酸酯(DSTDP)；肆亞甲基(3,5-二-第三丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)甲烷(Irganox 1010)；1,2-雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基氫化肉桂醯基)肼(Irganox 1024)；雙(4,6-二甲基苯基)亞異丁基(Lowinox 22IB46)；及4,4-硫基雙(2-第三丁基-5-甲苯酚)(TBM6)。在一些態樣中，(E)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(E)以0.01至10wt%、可替代地0.05至5wt%、可替代地0.1至3wt%之濃度存在於本發明母料、調配 物及/或產物中；其按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(F)處理助劑。成分(F)可改善助劑母料之熔體經由機器之流動。(F)可為諸如氟聚合物之有機處理助劑或諸如聚有機矽氧烷或氟官能化聚有機矽氧烷之聚矽氧處理助劑。在一些態樣中，(F)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(F)以1至20wt%、可替代地2至18wt%、可替代地3至15wt%之濃度存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(G)著色劑。例如顏料或染料。例如碳黑或二氧化鈦。碳黑可提供為碳黑母料，其為聚(1-丁烯-共-乙烯)共聚物(母料總重量之
Figure 108142168-A0101-12-0015-4
95wt%至<100wt%)與碳黑(碳黑母料總重量之>0wt%至
Figure 108142168-A0101-12-0015-5
5wt%)之調配物。在一些態樣中，(G)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，按其總重量計，著色劑以0.1至35wt%、可替代地1至10wt%存在於本發明母料、調配物及/或產物中。
視情況選用之成分(添加劑)(H)金屬去活化劑。例如草醯基雙(亞苄基醯肼)(OABH)。在一些態樣中，(H)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(H)以0.001至0.2wt%、可替代地0.01至0.15wt%、可替代地0.01至0.10wt%存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其均按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(I)不含(不飽和碳-碳鍵)之可水解矽烷。適用於清除水分。成分(I)可為任何單矽烷，其含有至少1個、可替代地至少2個、可替代地至少3個、可替代地4個可水解基團(例如如上文所定義之R2)；及至多3個、可替代地至多2個、可替代地至多1個、可替代地0個不含不可水解(不飽和碳-碳鍵)之基團，諸如烷基或芳基。(I)之實例為乙醯氧基三甲基矽烷、4-苯甲基苯基磺醯氧基三丁基矽烷、二甲胺基-甲氧基-二辛 基矽烷、辛基三甲氧基矽烷及四甲氧基矽烷。在一些態樣中，(I)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(I)以0.1至2wt%、可替代地0.1至1.5wt%、可替代地0.1至1.0wt%存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其均按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(J)腐蝕抑制劑。例如硫酸鹽錫(II)。在一些態樣中，(J)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，按其總重量計，(J)以0.00001至0.1wt%、可替代地0.0001至0.01wt%存在於本發明母料、調配物及/或產物中。
視情況選用之成分(添加劑)(K)受阻胺光穩定劑。(K)為抑制氧化降解之化合物。適合之(K)之實例為丁二酸二甲基酯、與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-乙醇之聚合物(CAS編號65447-77-0，商業上LOWILITE 62)；及聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]-1,6己烷二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]])(CAS 71878-19-8/70624-18-9，Chimassorb 994 LD，巴斯夫)。在一些態樣中，(K)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(K)以0.001至0.4wt%、可替代地0.001至0.2wt%、可替代地0.01至0.15wt%、可替代地0.01至0.10wt%存在於本發明母料、調配物及/或產物中，其均按其總重量計。
視情況選用之成分(添加劑)(L)乙烯類共聚物添加劑。成分(L)不同於成分(A)及(C)。(L)為LDPE、乙烯/α-烯烴共聚物、乙烯/不飽和羧酸酯共聚物(例如乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、或乙烯/甲基丙烯酸乙酯(EEMA)共聚物)。在一些態樣中，(L)不存在於本發明母料、調配物及/或產物中。在一些態樣中，(L)以0.1至20wt%、可替代地1至10wt%；及可替代地5至20wt%之濃度存在於本發明母料、調配物及/或產物中；其均按其總重量計。
視情況存在之成分(M)填充劑：佔據主體材料中之空間且視情況影響主體材料之作用的精細分割顆粒固體或凝膠。(M)填充劑可為煅燒黏土、有機黏土或疏水化煙霧狀二氧化矽，諸如可以商標名CAB-O-SIL自Cabot Corporation商購的彼等。(M)填充劑可以具有阻燃作用。在一些態樣中，本發明調配物及產物不含(M)。當存在時，(M)填充劑可為本發明調配物及產物之1至40wt%、可替代地2至30wt%、可替代地5至20wt%。
關於(M)填充劑，在一些態樣中本發明調配物及產物不含有20wt%或更多、可替代地不含有15wt%或更多、可替代地不含有10wt%或更多、可替代地不含選自由以下組成之群的無機填充劑：氧化鋁、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、二氧化矽、二氧化鈦以及其混合物。本發明調配物及產物可能不含有20wt%或更多、可替代地不含有15wt%或更多、可替代地不含有10wt%或更多、可替代地不含選自由以下組成之群的任何無機填充劑：含有Al之固體、含有Ca之固體、含有Mg之固體、含有Si之固體、含有Ti之固體及其混合物。為避免疑慮，術語「無機填充劑」不包含碳黑。
視情況選用之成分(N)成核劑。促進聚烯烴聚合物之結晶速率之有機或無機添加劑。(N)之實例為碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸鋇、超高分子量聚乙烯、鄰苯二甲酸鉀氫、苯甲酸化合物、苯甲酸鈉化合物、雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸二鈉、單甘油酸鋅及1,2-環己烷二羧酸鈣鹽：硬脂酸鋅。在一些態樣中，本發明調配物及產物不含(N)。當存在時，(N)之濃度可為本發明調配物及產物之0.01至1.5wt%、可替代地0.05至1.2wt%、可替代地0.1至1.0wt%。
視情況選用之成分(O)樹枝狀阻滯劑。(O)樹枝狀阻滯劑為抑制水及/或電樹之分子，或此類分子之集合。樹枝狀阻滯劑可為抗水樹劑或抗電樹劑。抗水樹劑為一種抑制水樹的化合物，水樹為聚烯烴當暴露於電場與濕氣或水分之組合影響時發生降解的過程。抗電樹劑，亦稱作電壓穩定劑，係抑制電樹之 化合物，電樹為由於部分放電導致之固體電絕緣中之電預分解過程。電樹能在不存在水的情況下發生。水樹及電樹為含有塗佈導體(其中塗層含有聚烯烴)之電纜的問題。(O)樹枝狀阻滯劑可為聚(乙二醇)(PEG)。
其他視情況選用之成分。在一些態樣中，本發明調配物及產物不含有任何視情況選用之成分。在一些態樣中，本發明調配物及產物不含有除成分(C)至(O)以外之任何視情況選用之成分。在一些態樣中，本發明調配物及/或產物進一步含有作為潤滑劑、礦物油或防黏劑之至少一種視情況選用之成分(添加劑)。本發明調配物及產物可不含防焦劑，所述防焦劑不利於不含有機過氧化物(諸如可電子束固化調配物)之可固化調配物。
任何視情況存在之組分均可適用於賦予本發明母料、調配物及/或產物有需要之至少一種特徵或特性。特徵或特性可適用於提高本發明調配物及/或產物在其中本發明調配物及/或產物暴露於升高之操作溫度中的操作或應用中之效能。此類操作或應用包含熔融混合、擠壓、模製、熱水管道及電力電纜之絕緣層。
可電子束固化調配物。本發明調配物及產物中之全部成分及添加劑之總重量獨立地為100.00wt%。可電子束固化調配物可為單部分調配物、可替代地兩部分調配物。兩部分調配物可包括第一及第二部分，其中第一部分基本上由成分(A)及(B)組成且第二部分基本上由一或多種視情況選用之成分(C)至(O)組成。
由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物不含磷氮烯鹼。磷氮烯鹼為開環催化劑之類型。所排除之磷氮烯鹼具有核結構P=N，其中自由N價數連接於氫、烴基、-P=N或=P-N，且自由P價數連接於=N或-N。磷氮烯鹼之實例見於US 8,426,519 B2，第9列第29行至第10列第31行中。所排除之磷氮烯鹼包含其兩者或超過兩者之組合。
除了所排除之磷氮烯鹼之外，由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物之某些實施例亦可不含其他開環催化劑。其他開環催化劑之實例為發現於F.O.Stark等人，《聚矽氧，綜合有機金屬化學(Silicones,Comprehensive Organometallic Chemistry)》，第2卷，305,《培格曼出版社(Pergamon Press)》(1982)中。其包含強酸，諸如三氟甲磺酸及其金屬鹽、硫酸、過氯酸及鹽酸；陽離子型開環催化劑，諸如金屬鹵化物；及陰離子開環催化劑，諸如有機鋰、鹼金屬氧化物及鹼金屬氫氧化物；及其任何兩者或超過兩者之混合物。舉例而言，由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物可不含作為以下之酸冷凝催化劑：(i)有機磺酸、有機膦酸或鹵化氫；(ii)有機磺酸；(iii)經烷基取代之芳基磺酸；(iv)經烷基取代之芳基磺酸，其中存在1或2個(C5-C20)烷基取代基及1個為苯基或萘基之芳基；(v)(C1-C5)烷基磷酸，其中(C1-C5)烷基為未經取代或經一個NH2取代之(C1-C5)烷基；(vi)HF、HCl或HBr；(vii)路易斯酸；或(viii)(i)至(vii)中之任何兩者或超過兩者之組合。所排除之其他開環催化劑包含其兩者或超過兩者之組合。
由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物不含結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴。所排除之半結晶聚烯烴可具有至少55wt%、可替代地至少58wt%、可替代地至少59wt%之結晶度。在緊接先前之態樣中之任一者中，結晶度可為至多90wt%、可替代地至多80wt%、可替代地至多78wt%。在一些態樣中，結晶度為55至80wt%、可替代地58至78wt%、可替代地58至76wt%、可替代地62至78wt%、可替代地59±1wt%、62±1wt%、76±1wt%及77±1wt%中之任一者。結晶度為50wt%或更大之所排除之半結晶聚烯烴包含其兩者或超過兩者之組合。
所排除之半結晶聚烯烴可為結晶度為50wt%或更大之半結晶聚乙烯。實例為半結晶中密度聚乙烯(MDPE)、半結晶高密度聚乙烯(HDPE)或 其組合，其結晶度均為50wt%或更大。所排除之半結晶HDPE可具有0.970g/cm3、可替代地至多0.960g/cm3、可替代地至多0.950g/cm3之最大密度。所排除之半結晶HDPE之密度可為>0.935至0.970g/cm3、可替代地0.935至0.965g/cm3。密度可藉由ASTM D-1505，《藉由密度-梯度技術進行之塑膠密度之測試方法(Test Method for Density of Plastics by the Density-Gradient Technique)》量測。所排除之半結晶聚烯烴之熔融指數(I2，190℃./2.16kg負載)可為10至20g/10min、可替代地0.1至10g/10min、可替代地0.20至9g/10min。I2可藉由如稍後描述之ASTM D1238測定。所排除之半結晶聚烯烴的特徵可為為單峰、可替代地多峰(例如雙峰)之分子量分佈(MWD)。所排除之半結晶聚烯烴可為為雙峰之半結晶HDPE且具有0.950至0.958g/cm3之密度及0.20至0.40g/10min之熔融指數。所排除之半結晶聚烯烴可為為單峰之半結晶HDPE且具有0.930至0.970g/cm3之密度及0.65至9g/10min之熔融指數；可替代地0.935至0.965g/cm3之密度及0.7至8.5g/10min之熔融指數。
由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物不含有機過氧化物。所排除之有機過氧化物為含有碳原子、氫原子及兩個或更多個氧原子且具有至少一個-O-O-基團之分子，其限制條件為當存在超過一個-O-O-基團時，各-O-O-基團經由一或多個碳原子間接鍵結於另一-O-O-基團，或此類分子之集合。所排除之有機過氧化物包含式RO-O-O-RO之單過氧化物，其中各RO獨立地為(C1-C20)烷基或(C6-C20)芳基。RO之各(C1-C20)烷基未經取代或經1或2個(C6-C12)芳基取代。RO之各(C6-C20)芳基獨立地未經取代或經1至4個(C1-C10)烷基取代。所排除之有機過氧化物亦包含式RO-O-O-R-O-O-RO之二過氧化物，其中R為二價烴基，諸如(C2-C10)伸烷基、(C3-C10)伸環烷基或伸苯基，且各RO如上文所定義。所排除之有機過氧化物包含雙(1,1-二甲基乙基)過氧化物；雙(1,1-二甲基丙基)過氧化物；2,5-二甲基-2,5-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)己烷；2,5-二甲基-2,5-雙(1,1-二甲基乙基過 氧基)己炔；4,4-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)戊酸；丁酯；1,1-雙(1,1-二甲基乙基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷；過氧化苯甲醯；過氧苯甲酸第三丁酯；二第三戊基過氧化物(「DTAP」)；雙(α-第三丁基-過氧基異丙基)苯(「BIPB」)；異丙基異丙苯基第三丁基過氧化物；第三丁基異丙苯過氧化物；二第三丁基過氧化物；2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基己烷；2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基己炔-3,1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷；異丙基異丙苯基過氧化異丙苯；4,4-二(第三丁基過氧)戊酸丁酯；或二(異丙基異丙苯基)過氧化物；或過氧化二異丙苯。所排除之有機過氧化物包含兩種或超過兩種此類有機過氧化物之組合。
由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物之一些實施例亦可不含選自以下之無機填充劑：氧化鋁、矽酸鋁、矽酸鈣、矽酸鎂、二氧化矽、二氧化鈦及其任何兩者或超過兩者之混合物。
由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物之一些實施例不含以下中之每一者：磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴、有機過氧化物、除磷氮烯鹼以外之開環催化劑及無機填充劑。在一些此類實施例中，由其製成之EBC調配物及固化聚烯烴產物亦不含(C)碳基助劑、TiO2或(C)碳基助劑及TiO2兩者。本發明調配物及產物可不含倍半氧矽烷、可替代地除了成分(B)之外的任何矽氧烷及(B)之電子束固化(交聯)反應產物。
(C3-C20)α-烯烴及(C3-C20)α-烯烴。式(I)化合物：H2C=C(H)-R(I)，其中R分別為直鏈(C1-C18)烷基或直鏈(C2-C18)烷基。(C3)α-烯烴為1-丙烯且其式(I)中之R基團為甲基。(C2-C18)烷基為具有2至18個碳原子之單價未經取代飽和烴。(C2-C18)烷基之實例為乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基及十八基。在一些實施例中，(C4-C20)α-烯烴為1-丁烯、1-己烯或1-辛烯；可替代地1-丁烯、 1-己烯或1-辛烯；可替代地1-丁烯或1-己烯；可替代地1-丁烯或1-辛烯；可替代地1-己烯或1-辛烯；可替代地1-丁烯；可替代地1-己烯；可替代地1-辛烯；可替代地1-丁烯、1-己烯及1-辛烯中之任何兩個之組合。
本文中之任何化合物均包含其全部同位素形式，包含天然豐度形式及/或同位素富集形式，其可具有額外用途，諸如醫療或防偽應用。
電子束輻射固化之方法。所述方法可包括用有效劑量之電子束輻射電子束照射EBC調配物。有效或吸收劑量之電子束輻射可為49至201千焦耳能量/千克EBC調配物(kJ/kg)、可替代地49至160kJ/kg、可替代地80至201kJ/kg、可替代地80至160kJ/kg、可替代地50至80kJ/kg、可替代地100至140kJ/kg、可替代地160至201kJ/kg。100kJ/kg等於10百萬雷得(Mrad)/kg等於100,000戈雷。1戈雷=1焦耳/千克(J/kg)=100拉德。電子束輻射可使用電子束加速器，諸如可購自無錫愛邦輻射技術有限公司(Wuxi Aibang Radiation Technology Company,Limited)，中國之Aibang AB5.0機器產生。電子束照射步驟可在任何適合之溫度(諸如10℃至50℃(例如23℃±1℃))下，在任何適合之氛圍(諸如空氣或分子氮氣)下，且歷經任何適合之時間長度(諸如0.1至20分鐘、可替代地0.1至10分鐘、可替代地0.1至5分鐘)進行。輻射可連續或間歇地、可替代地連續給予。
除非另外規定，否則使用以下應用。可替代地在相異的實施例之前。ASTM意指標準組織美國賓夕法尼亞州西康舍霍肯之國際ASTM(ASTM International，West Conshohocken，Pennsylvania，USA)。IEC意指標準組織瑞士日內瓦之國際電工委員會(International Electrotechnical Commission，Geneva，Switzerland)。任何比較實例僅用於說明目的且不為先前技術。不含或缺失意指完整不存在；替代地不可偵測。IUPAC為國際理論及應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry)(美國北卡羅萊納州三角研究園之IUPAC 秘書處(IUPAC Secretariat,Research Triangle Park,North Carolina,USA))。可賦予准許選項，但不為必要的。可操作意指功能上能夠或有效。視情況選用意指不存在(或排除)、可替代地存在(或包含)。PPM基於重量。特性係使用標準測試方法及用於量測之條件(例如黏度：23℃及101.3kPa)來量測。範圍包含其中所含之端點、子範圍及全部值及/或分數值，不包括分數值之整數之範圍除外。室溫為23℃±1℃。經取代當指代化合物時意指具有一或多個取代基而非氫，至多且包含每個取代。
結晶度測試方法。用於測定半結晶聚烯烴樹脂(諸如(A)半結晶聚烯烴載體樹脂)之以wt%為單位之結晶度。如下使用DSC儀器DSC Q1000(TA儀器公司)測定熔融峰及結晶度重量%(wt%)。程序(A)基線校準儀。使用軟體校準嚮導。首先藉由在鋁DSC盤中無任何樣品下將單元自-80℃加熱至280℃來獲得基線。隨後使用如藉由校準嚮導指示之藍寶石標準。藉由以下分析1至2毫克(mg)新鮮銦樣品：將標準樣品加熱至180℃；以10℃/分鐘之冷卻速率冷卻至120℃；隨後將標準樣品等溫保持在120℃下持續1分鐘；之後以10℃/分鐘之加熱速率將標準樣品自120℃加熱至180℃。測定所述銦標準樣品，其具有熔化熱(Hf)=28.71±0.50焦耳/公克(J/g)及熔融起始=156.6℃±0.5℃。使用同一DSC儀器對測試樣品進行DSC量測。聚乙烯測試樣品參見下文程序(B)。聚丙烯測試樣品參見下文程序(C)。使用DSC測定之結晶度重量%值將比根據基於密度之方法測定之結晶度重量%值低約3wt%。
程序(B)針對聚乙烯測試樣品之DSC。在160℃之溫度下將聚合物之測試樣品按壓於薄膜中。在DSC盤中稱重5至8mg測試樣品膜。捲曲盤上之封蓋以密封盤且確保封閉氛圍。將密封盤置放於DSC單元中，將單元平衡在30℃下，且以約100℃/分鐘之速率加熱至140℃，將樣品保持在140℃下持續1分鐘，以10℃/分鐘之速率冷卻樣品至0℃或更低(例如-40℃)以獲得冷卻曲線熔 化熱(Hf)，且等溫保持在0℃或更低(例如-40℃)下持續3分鐘。隨後再次以10℃/分鐘之速率加熱樣品至180℃以獲得第二加熱曲線熔化熱(△Hf)。使用所得曲線，藉由積分自結晶起點至10℃計算冷卻曲線熔化熱(J/g)。藉由積分自10℃至熔融終點計算第二加熱曲線熔化熱(J/g)。自測試樣品之第二加熱曲線熔化熱(△Hf)及其對100%結晶聚乙烯之熔化熱之標準化量測聚合物之結晶度重量%(結晶度wt%)，其中結晶度wt%=(△Hf*100%)/292J/g，其中△Hf如上文所定義，*指示數學相乘，/指示數學除以，且292J/g為100%結晶聚乙烯之熔化熱(△Hf)的文獻值。
程序(C)針對聚丙烯測試樣品之DSC。在210℃之溫度下將聚丙烯之測試樣品按壓於薄膜中。在DSC盤中稱重5至8mg測試樣品膜。捲曲盤上之封蓋以密封盤且確保封閉氛圍。將密封盤置放於DSC單元中且以約100℃/分鐘之速率加熱至230℃，將樣品保持在230℃下持續5分鐘，以10℃/分鐘之速率冷卻樣品至-20℃以獲得冷卻曲線熔化熱，且等溫保持在-20℃下持續5分鐘。隨後再次以10℃/分鐘之速率加熱樣品直至完全熔融以獲得第二加熱曲線熔化熱((△Hf))。使用所得曲線，藉由積分自結晶起點至10℃計算冷卻曲線熔化熱(J/g)。藉由積分自10℃至熔融終點計算第二加熱曲線熔化熱(J/g)。自測試樣品之第二加熱曲線熔化熱(△Hf)及其對100%結晶聚丙烯之熔化熱之標準化量測聚合物之結晶度重量%(結晶度wt%)，其中結晶度wt%=(△Hf*100%)/165J/g，其中△Hf如上文所定義，*指示數學相乘，/指示數學除以，且165J/g為100%結晶聚丙烯之熔化熱(△Hf)的文獻值。
密度測試方法：根據ASTM D792-13，藉由排出量測試塑膠密度及比重(相對密度)的標準方法(Standard Test Methods for Density and Specific Gravity(Relative Density) of Plastics by Displacement)，方法B(用於在除水之外之液體(例如液體2-丙醇)中測試固體塑膠)量測。報導單位為公克/立方公分(g/cm3)。
凝膠含量測試方法：藉由ASTM D2765-01(2006)，用於測定交聯乙烯塑膠之凝膠含量及膨脹率之標準測試方法(Standard Test Methods for Determination of Gel Content and Swell Ratio of Crosslinked Ethylene Plastics)，測試方法A來量測。
熱蠕變(熱固)測試方法：將測試樣品(在ASTM 638-34中指定尺寸為狗骨形；厚度<2毫米(mm)；標誌線相隔20mm)置放於200℃下之烘箱中，且將等於20牛頓/平方公分(N/cm2)之力的重量附加至測試樣品。隨後量測在此等條件下之測試樣品之伸長率(標誌線之間的距離)，且表示為初始20mm距離之百分比。為了說明，若標誌線之間的距離擴寬至40mm，則熱蠕變為100%(100 *(40-20)/20)=100%)；若加寬至100mm，則熱蠕變為400%。全部其他事物相等，測試樣品中之交聯水準愈低，熱蠕變測試方法中之其伸長程度愈高。相反地，測試樣品中之交聯水準愈高，其伸長程度愈低。若測試樣品中之交聯水準足夠低，則測試樣品可藉由斷裂失效，所述失效可在其測試進行開始之若干分鐘或甚至秒內發生。儘管電力電纜可能不會經歷高至200℃之操作溫度，但此測試為工業評估用於其絕緣層之材料的可靠方式。熱蠕變百分比愈低，材料之效能愈佳。在電力電纜工業中，測試樣品已在200℃下保持15分鐘之後小於175%之熱蠕變通過熱蠕變測試。且尤其期望在200℃下15分鐘之後小於100%之熱蠕變。若測試樣品在15分鐘之後完整，則移除重量，自烘箱移出測試樣品且使其冷卻至室溫。量測冷卻後測試樣品之殘餘伸長率。對於電力電纜而言，室溫下的殘餘伸長率應為在200℃下量測之熱蠕變值之小於15%。
熔體流動速率(230℃，2.16千克(kg)，「MFR」)測試方法：為根據ASTM D1238-13量測丙烯類(共)聚合物，使用230℃/2.16kg之條件，以前稱為「條件E」且亦稱為MFR。以溶離之公克/10分鐘(g/10min)之單位或等效者分克/1.0分鐘(dg/1min)報導結果。10.0dg=1.00g。
熔融指數(190℃，2.16千克(kg)，「I2」)測試方法：為根據ASTM D1238-13量測乙烯類(共)聚合物，使用190℃/2.16kg之條件，以前稱為「條件E」且亦稱為I2。以溶離之公克/10分鐘(g/10min)之單位或等效者分克/1.0分鐘(dg/1min)報導結果。10.0dg=1.00g。
熔出測試方法(定性)：將具有助劑之聚乙烯糰粒樣品添加至獨立未使用之按壓密封之聚乙烯塑膠袋(亦稱為封鎖或單擊密封袋)。密封袋子。將糰粒按壓至袋子中。在室溫下將袋子及內容物儲存14天。在14天時在光照下觀測袋子之袋子表面上之油蹟殘留。油蹟指示表面遷移及不良溶解度。袋子表面上之油蹟愈多，助劑熔出愈多。藉由表徵油蹟為無、極少、少或顯而易見(超過少)對溶出之累進量排名。
實例
EBC聚烯烴化合物(A1)：低密度聚乙烯(LDPE)產品編號DXM-446，結晶度為45wt%，密度為0.92g/cm3且熔融指數(I2)為2g/10min且獲自陶氏化學公司。
EBC聚烯烴化合物(A2)：乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)共聚物產品編號NORDEL 4725，具有12wt%之結晶度，0.88g/cm3之密度及藉由ASTM D1646所測定之在125℃下之25孟納黏度ML 1+4；且獲自陶氏化學公司。
EBC聚烯烴化合物(A3)：乙烯-辛烯(POE)共聚物產品編號ENGAGE 8150，結晶度為16wt%，密度為0.868g/cm3且熔融指數(I2)為0.5g/10min且獲自陶氏化學公司。
伸烷基官能性單環有機矽氧烷(B1)：獲自陶氏化學公司之四甲基-四乙烯基-環四矽氧烷(ViD4)。
化合物(A1)至(A3)不含抗氧化劑及穩定劑。
碳基助劑(C1)：三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。
碳基助劑(C2)：異氰尿酸三烯丙酯(TAIC)。
比較實例1至9(CE1至CE9)：比較EBC調配物CE1至CE9：熔體混合物LDPE(A1)、EPDM(A2)或POE(A3)視具體情況如稍後描述於表中；及在班伯里混料機中無或碳基助劑(C1)或(C2)使用155℃之混配溫度，60至65轉數/分鐘(rpm)之轉子速度，之後用空氣冷卻擠壓助劑母料之熔體以得到經擠壓之助劑母料，且粒化經擠壓之助劑母料以分別得到呈糰粒之CE1至CE9之比較EBC調配物。針對組合物資料參見表1。
比較實例A及I(CE(A)至CE(I))：比較固化聚烯烴產物，其藉由以下製備：在120℃下分別熱壓比較調配物CE1至CE9中之不同者以將調配物塑形為1-mm厚薄片，且隨後用100千焦耳/千克(kJ/kg)電子束之照射劑量固化薄片以分別得到CE(A)至CE(I)之比較固化產物。針對特性資料參見表1。
本發明實例1至5(IE1至IE5)：本發明EBC調配物1至4。熔體混合物LDPE(A1)、EPDM(A2)或POE(A3)視具體情況如稍後描述於表中；及班伯里混料機中之矽基助劑(B1)使用155℃之混配溫度，60至65轉數/分鐘(rpm)之轉子速度，之後用空氣冷卻擠壓EBC調配物之熔體以得到經擠壓之EBC調配物，且粒化經擠壓之EBC調配物以分別得到呈糰粒之IE1至IE5之EBC調配物。針對組合物資料參見表2。
本發明實例A至E：本發明固化聚烯烴產物IE(A)至IE(E)，其藉由以下製備：使用100千焦耳/千克(kJ/kg)電子束之照射劑量分別固化IE1至IE5之EBC調配物以分別得到固化聚烯烴產物IE(A)至IE(E)。針對特性資料參見表2。
表1：組合物(wt%)及特性：CE1至CE9/CE(A)至CE(I)。
Figure 108142168-A0101-12-0027-6
Figure 108142168-A0101-12-0028-2
*失效：CE1/(A)在3分鐘時斷裂，CE2/(B)在5分鐘時斷裂，CE3/(C)在8分鐘時斷裂，CE4/(D)在14分鐘時斷裂。**N/a意指不適用。^是意指顯而易見的。
表2：組合物(wt%)及特性：IE1至IE5/IE(A)至IE(E).
Figure 108142168-A0101-12-0028-3
*N/m意指未量測。
表1及2中之熱蠕變資料展示相比於由比較EBC調配物製備之比較固化聚烯烴產物，本發明EBC調配物在固化下顯著較佳以得到在200℃下具有改善(降低)之熱蠕變的本發明固化聚烯烴產物。相比於比較EBC調配物具有TAIC(C1)或TMPTMA(C2)熔出，本發明EBC調配物亦具有較少ViD4(B1)熔出，此有益於實現比比較EBC調配物之相同LDPE、EPDM或POE中之(C)碳基助劑的負載更高之本發明EBC調配物中之(A)EBC聚烯烴化合物(諸如LDPE、EPDM或POE)中的(B)之負載。本發明EBC調配物中之(B)之較高負載可提高(增加)其電子束固化效率，從而使得能夠較低劑量之吸收電 子束輻射實現給定固化狀態或使得能夠相同劑量之吸收電子束輻射得到更高之固化狀態(更高之交聯量)。

Claims (8)

  1. 一種可電子束固化(EBC)調配物，包括成分(A)及(B)：(A)可電子束固化(EBC)聚烯烴化合物，具有使用差示掃描熱量測定(DSC)藉由結晶度測試方法所量測之0至小於50重量%(wt%)之結晶度且具有藉由ASTM D792-13，方法B所量測之0.930公克/立方公分(g/cm3)或更小之密度；其中所述(A)EBC聚烯烴化合物為密度為0.910至0.925g/cm3之低密度聚乙烯(LDPE)；及(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷：[R1,R2SiO2/2]n(I)，其中下標n為4；各R1獨立地為(C2-C4)烯基或H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-，其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C4)烷基、苯基或R1；其中以成分(A)及(B)之組合重量計，(A)為50.0至99.99wt%且(B)為50.0至0.01wt%；及其限制條件為所述EBC調配物不含磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴及有機過氧化物中之每一者；並且其中所述EBC調配物藉由限制(i)至(x)中之任一者描述：(i)各R1獨立地為(C2-C3)烯基；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(ii)各R1為乙烯基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(iii)各R1為乙烯基；且各R2為甲基；(iv)各R1為烯丙基；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(v)各R1為烯丙基；且各R2為甲基；(vi)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-，其中R1a為H或甲基且下標m為1至4之整數；且各R2獨立地為H、(C1-C2)烷基或(C2-C3)烯基；(vii)各R1獨立地為H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-，其中R1a為H且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(viii)各R1獨立地為 H2C=C(R1a)-C(=O)-O-(CH2)m-，其中R1a為甲基且下標m為3；且各R2獨立地為(C1-C2)烷基；(ix)所述EBC調配物不含有24wt%或更多的任何無機填充劑；及(x)限制(ix)與限制(i)至(viii)中之任一者的組合。
  2. 如申請專利範圍第1項之可電子束固化調配物，亦包括獨立地選自視情況選用之成分(C)至(O)的至少一種添加劑：(C)碳基助劑；(D)阻燃劑；(E)抗氧化劑；(F)處理助劑；(G)著色劑；(H)金屬去活化劑；(I)不含(不飽和碳-碳鍵)的可水解矽烷；(J)腐蝕抑制劑；(K)受阻胺光穩定劑；(L)不同於成分(A)且不同於所述結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴的乙烯類共聚物，其中(L)為乙烯/(C4-C20)α-烯烴共聚物、乙烯/不飽和羧酸酯共聚物或丙烯/乙烯類共聚物；(M)填充劑；(N)成核劑；及(O)樹枝狀阻滯劑。
  3. 一種製備如申請專利範圍第1項或第2項所述之可電子束固化調配物的方法，所述方法包括將分割之所述(A)EBC聚烯烴化合物，其為密度為0.910至0.925g/cm3之LDPE；及(B)式(I)之烯基官能性單環有機矽氧烷；及任何視情況選用之成分(C)至(O)的固體形式或熔融形式混合在一起，以提供基本上由成分(A)、(B)及任何視情況選用之成分(C)至(O)組成之混合物，以製備所述可電子束固化(EBC)調配物；其限制條件為所述方法不含磷氮烯鹼、結晶度為50wt%或更大之半結晶聚烯烴及有機過氧化物中之每一者。
  4. 一種電子束固化有需要之調配物的方法，所述方法包括使用有效劑量之電子束輻射來照射如申請專利範圍第1項或第2項所述之EBC調配物或藉由如申請專利範圍第3項所述之方法製得的可電子束固化調配物，以提供電子束固化之聚烯烴產物。
  5. 一種電子束固化之聚烯烴產物，其係藉由如申請專利範圍第4 項所述之方法製得。
  6. 一種製造品，包括如申請專利範圍第5項所述之電子束固化之聚烯烴產物及與其操作性接觸之組件。
  7. 一種塗佈導體，包括導電芯及至少部分地圍繞所述導電芯之聚合層，其中所述聚合層之至少一部分包括如申請專利範圍第5項所述之電子束固化之聚烯烴產物。
  8. 一種導電方法，所述方法包括跨越如申請專利範圍第7項所述之塗佈導體之導電芯施加電壓，以產生流經所述導電芯之電流。
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