CN103827214A - 干燥的有机硅凝胶及它们的制备方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于干燥的有机硅凝胶的方法和系统。所述干燥的有机硅凝胶包括具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物、交联剂和增链剂。所述干燥的有机硅凝胶可通过使(a)包括具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物和加成固化催化剂的第一组组分与(b)包括交联剂、增链剂和附加基础聚合物的第二组组分反应来制备。在某些情况下，所述基础聚合物和附加基础聚合物是乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷。

Description

干燥的有机硅凝胶及它们的制备方法

相关申请的引用

引用与本申请同日提交的题为“闭合和互连系统和在闭合和互连系统中使用干燥的有机硅凝胶的方法”的美国专利申请。该完整的共同待审申请通过引入并入。

背景

使用闭合系统防止由外部环境引起的内部组件降解。例如，内部组件例如光学纤维电缆和铜电缆通常被装入闭合系统。商业上可获得的闭合系统的实例包括获自Tyco Electronics、Kessel-Lo、Belgium的户外纤维接点修复((Outdorr Fiber Drop Repair (OFDR))、户外纤维分配闭合体(Outdoor Fiber Distribution Closure (OFDC))和光学纤维基础设施系统技术(Fiber optic Infrastructure System Technology (FIST))。特别地，使用OFDR闭合体从成圈的光学纤维电缆取出纤维以连接用户例如多个或单个居住单元中的商业消费者或人。这些类型的闭合体可用于空中、底座和地下环境。商业上可获得其它闭合系统用于通讯和能量传送电缆。

闭合系统通常包括内部组件例如纤维整理器（fiber organizer）、电缆密封和终端装置、接点电缆密封（对于具有接点电缆终端装置的多个接点），和用于多个接头（splice）的通用接头固定器。这些内部组件可经受环境因素例如变化的湿度水平，热和冷，以及暴露于其它化学物质。该闭合系统优选地防止受某些类型的密封剂损害。然而，常规密封剂有许多缺陷，使得它们不适合某些闭合系统。

密封剂通常用于绝缘和防水、防腐蚀和环境降解，和用于热处理。迄今为止，许多密封剂已为人知，然而，目前可获得的密封剂具有某些缺点和劣势，使得它们不适用于特定用途和用于与某些材料接触。特别地，对于适合光学纤维和电气闭合系统的密封剂存在未满足的需求。

需要用于闭合体的合适密封系统用于多种不同的电缆。例如，需要密封系统用于称为低烟零卤素 (“LSZH”)，也称为低烟无卤素(“LSHF”)、低烟零卤素(“LS0H”)，和零卤素低烟 (“0HLS”)及其他的电缆。 

LSZH电缆特征在于不包含卤化阻燃剂，并且当暴露于热源例如火或热电丝时产生相对有限量的烟。LSZH电缆提供频繁使用的聚乙烯、PVC或热塑性聚氨酯涂层的替代选择。聚乙烯、PVC或热塑性聚氨酯，当它们包含卤素时，可产生危险的含卤素化合物例如HCl或HBr气体。需要对目前的LSZH电缆闭合系统的改进以增强环境敏感性环境中的性能。

传统地，已将热塑性油凝胶用于LSZH闭合系统。然而，将热塑性凝胶用作密封剂的问题和通常闭合系统中的问题在于它们通常含有高量的矿物油。已经观察到含油凝胶的问题在于它们可能漏油。这些凝胶中的油可从凝胶渗漏并引起闭合系统中电缆的降解、变色或退化。在一些极端情况下，在压缩下电缆甚至可突然折断，原因在于油从热塑性凝胶渗漏引起的损害。对于含油凝胶的替代品存在未满足的需求。然而，目前可获得的含油凝胶的替代品未提供这样的解决方案。举例而言，不是含油凝胶的密封剂可具有一种或多种不期望的性质。不期望的性质的实例包括过分的硬度，不适当的温度耐性（例如，易燃性或随冷变碎的趋向，即，不适当的玻璃转换温度）和粘弹性质，化学不相容性，高的水吸收，和水解不稳定性。因此，对具有适当的硬度、粘弹性质、低永久变形或压缩形变、长期性能（例如> 20年）以及其它性质的闭合系统存在未满足的需求。

对比含油热塑性凝胶，干燥的有机硅热固性凝胶包含相当低的量的（或根本不包含）稀释流体例如不起化学反应的有机硅油或矿物油。干燥的有机硅凝胶，是热固性凝胶，而不是热塑性凝胶。热固性凝胶可以通过化学交联产生。热固性凝胶的实例是有机硅干燥凝胶和聚氨酯凝胶。干燥的有机硅凝胶不利用额外的溶剂或稀释流体但仍可被归类到术语“凝胶”之下，因为物理性质和行为方面的相似，或因为其粘弹性质。然而，因为许多原因，干燥的有机硅凝胶比不含油的凝胶更少地被使用。例如，干燥的有机硅凝胶是罕有的，因为相比某些其它类型的凝胶它们更昂贵并且难以处理。因此，对于改进的干燥的有机硅凝胶和制备干燥的有机硅凝胶的改进的方法存在未满足的需求。

美国专利第7,489,844号公开了具有围绕光学纤维的悬浮液体的光纤电缆。该悬浮油可以是矿物油或油和二氧化硅的共混物。

美国专利第6,091,871 号公开了增强的光学纤维电缆，其包括用于保护光学纤维的保护性管，增强层，和保护性管周围的增强棒，以及外壳（outer sheath）。其中接收光学波导的内部空间包含填充剂材料以防止光学波导被湿气渗透。

美国专利第6,167,178 号公开了光学纤维电缆，其包括具有由阻燃性聚烯烃材料形成的缓冲层的至少一种光学电缆。该阻燃性聚烯烃材料在光学纤维的周围紧紧地形成，因此界定紧密的缓冲层，强力构件层，和与至少一些强力构件接触的围绕光学纤维的电缆外皮。

美国专利第7,522,795 号公开了未固定的（loose）管状光学波导电缆，其具有具有用于环境防护的单个保护性管或外壳的两个或更多个光学波导。该电缆不包括凝胶状化合物和加强元件。

简述

在一种实施方式中，提供了制备干燥的有机硅凝胶的方法。该方法包括提供包括以下的第一组组分：(1) 具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物，和(2)加成固化催化剂。该方法还包括提供包括以下的第二组组分：(1) 交联剂，(2) 增链剂，和(3) 附加基础聚合物。该方法还包括将该第一组和第二组的组分混合在一起形成该干燥的有机硅凝胶。在该方法的一些实施方式中，第二组组分可进一步包括抑制剂。在一种实施方式中，该抑制剂是3,5-二甲基-1-己炔-3-醇。在该方法的某些实施方式中，该第一和/或第二组组分可进一步包括至少一种选自由以下组成的组的添加剂：阻燃剂、着色剂、附合促进剂、稳定剂、填充剂、分散剂、助流剂、增塑剂、增滑剂、增韧剂，及其组合。 在一些实施方式中，该干燥的有机硅凝胶包括0.1 wt %至25 wt%的阻燃性添加剂。在一种实施方式中，该阻燃性添加剂是氧化锌。

在该方法的一些实施方式中，该基础聚合物和附加基础聚合物各自是乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷。在该方法的某些实施方式中，该基础聚合物和附加基础聚合物各自具有下述性质中的一种或更多种：（1）28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，（2）500 mm2/s至165,000 mm2/s的粘度，和/或（3）0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量。

在该方法的其它实施方式中，该干燥的有机硅凝胶包括下述性质中的一种或更多种：（1）100 克（“g”）至300 g的硬度，如在来自Texture Technologies的TA-XT2 质地分析仪（texture analyzer）上所测定，(或26-53邵氏000硬度（Shore 000 Hardness）)，（2）当所述凝胶经受其原始尺寸的50%的变形时，40%至60%的应力松弛，（3）在70°C向所述凝胶施加50%应变持续1000小时后，4%至20% 的压缩形变；和（4）在60°C 1.2 atm压缩下持续60天后渗出低于10% 的油。

在该方法的某些实施方式中，交联剂选自由以下组成的组：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合。 在其它实施方式中，增链剂选自由以下组成的组：含氢化物（hydride）的聚二甲基硅氧烷、含二氢化物（dihydride）的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合。

在该方法的一些实施方式中，该干燥的有机硅凝胶具有0.2至0.5的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物。在其他实施方式中，干燥的有机硅凝胶中氢化物与乙烯基的比率是0.8至1.0。在又其它实施方式中，催化剂选自由以下组成的组：与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的铂和氯化铑络合物。在又其它实施方式中，第一组组分与第二组组分的重量百分比是1:1。

在另一实施方式中，提供了制备干燥的有机硅凝胶的方法。该方法包括提供包括以下的第一组组分：(1)乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷，其具有28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，3,000 mm2/s至7,000 mm2/s的粘度，和0.01 mmol/g 至0.1 mmol/g的乙烯基含量，和 (2)加成固化催化剂，其中所述催化剂选自由以下组成的组：与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的铂和氯化铑络合物。该方法还包括提供包括以下的第二组组分：(1)选自由以下组成的组的交联剂：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合，(2)选自由以下组成的组的增链剂：含氢化物的聚二甲基硅氧烷、含二氢化物的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合，(3)抑制剂，和(4)具有乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷的附加乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷，其具有28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，3,000 mm2/s 至7,000 mm2/s的粘度，和0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量。该方法还包括将该第一和第二组组分混合在一起以形成干燥的有机硅凝胶，其中该干燥的有机硅凝胶具有0.2至0.5的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物，其中该干燥的有机硅凝胶中氢化物与乙烯基的比率是0.8至1.0，并且其中第一组组分与第二组组分的重量百分比是1:1。

在另一实施方式中，提供了干燥的有机硅凝胶组合物。该干燥的有机硅凝胶包括具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物。该凝胶还包括交联剂。该凝胶还包括增链剂。在该组合物的某些实施方式中，该凝胶进一步包括选自由以下组成的组的至少一种添加剂：阻燃剂、着色剂、附合促进剂、稳定剂、填充剂、分散剂、助流剂、增塑剂、增滑剂、增韧剂，及其组合。

在该组合物的某些实施方式中，基础聚合物是乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷。在其它实施方式中，交联剂选自由以下组成的组：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合。 在又其它实施方式中，增链剂选自由以下组成的组：含氢化物的聚二甲基硅氧烷、含二氢化物的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合。

在该组合物的某些实施方式中，凝胶具有0.2至0.5的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物。在其它实施方式中，所述凝胶具有0.8至1.0的氢化物与乙烯基的比率。在又其它实施方式中，所述干燥的有机硅凝胶包括0.1 wt %至25 wt%的阻燃性添加剂。在一些实施方式中，干燥的有机硅凝胶中的阻燃性添加剂是氧化锌。

在又其它实施方式中，基础聚合物具有下述性质中的一种或更多种：(1)28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，(2) 500 mm2/s 至165,000 mm2/s的粘度，和(3)0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量。

在其它实施方式中，凝胶包括下述性质中的一种或更多种：（1）100 g至300 g的硬度（26-53邵氏000硬度），（2）当所述凝胶经受其原始尺寸的50%的变形时，40%至60%的应力松弛，（3）在70°C向所述凝胶施加50%应变持续1000小时后，4%至20% 的压缩形变；和（4）在60°C 1.2 atm压缩下持续60天后渗出低于10% 的油。

附图简述

图1是显示干燥的有机硅凝胶的硬度(g)对应力松弛 (%)的图，如在来自Texture Technologies (Westchester County, New York) 的TA-XT2 质地分析仪（texture analyzer）上所测定。 正方形提供紧密的和可再进入（re-enterable）的凝胶的实例；红色三角形提供在“紧密”和/或“再进入”方面不合格的凝胶的实例。图的底部左侧的实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右侧实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线椭圆形显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

图2 是显示干燥的有机硅凝胶在70°C经1000小时的应力松弛 (%)对压缩形变 (%)的图。使用改进版本的ASTM D395，方法B测定压缩形变。与使用具有29 mm直径、12.5 mm厚度的样品相反，测定具有28 mm直径和12 mm厚度的样品。正方形提供紧密的和可再进入的凝胶的实例；红色三角形提供在紧密和/或再进入方面不合格的凝胶的实例。图左侧的实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右下的实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线椭圆形显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

图3是显示干燥的有机硅凝胶在70oC经1000小时的硬度(g)对压缩形变 (%)的图。再次，用上述改进版本的ASTM D395，方法B测定压缩形变。 正方形提供紧密的且可再进入的凝胶的实例；红色三角形提供在紧密和/或再进入方面不合格的凝胶的实例。图的左侧的实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右下的实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

图4是显示五种凝胶在约120 kPa (约1.2 atm)的压力和在约60°C的温度压缩下的油渗漏的图。 标记为Si H140、Si H 170和Si H200的凝胶是干燥的有机硅凝胶，其分别具有140 g、170 g和200 g的硬度。标记为L2912和L2908的凝胶是热塑性弹性体凝胶的实例。  

图5是显示理论化学计量曲线的图，其比较作为交联剂 (“MFHC”)中氢化物含量的摩尔分数和氢化物/乙烯基比 (“H/V”)的函数的干燥的有机硅凝胶的硬度。

图6是互连系统的描绘，其具有具有多个连接端口或连接器插座的连接中心、外壳和待连接的电缆组分。

图7是连接器、外壳和具有径向密封的电缆组合件的描绘。

图8是连接器、外壳和具有轴向密封的电缆组合件的描绘。

图9a和9b是为径向密封设计的直的两片外壳组合件的描绘。

图10a和10b是为径向密封设计的有角度的两片外壳组合件的描绘。

详细描述

如本文所用，术语如“典型地”不意欲限制要求权利的发明的范围或暗示某些特征对于要求权利的发明的结构或功能是关键的、基本的或甚至重要的。相反，这些术语仅意欲强调可以被用于或可以不被用于本发明的特别的实施方式中的替代选择或附加特征。

如本文所用，术语“包括（comprise）”、“含有（include）”、“具有（having）”、“具有（has）”、“包含（contain）”及其变体，意欲是开放式的过渡性惯用语、术语或措辞，其不排除附加行动或结构的可能性。

除非另外说明，否则本文引用的任何浓度范围，百分数范围或比率范围被理解为包括该范围内的任何整数及其分数（例如整数的十分之一和百分之一）的浓度、百分数或比率。同样，除非另外说明，本文引用的涉及任何物理特征的任何数值范围被理解为包括所引用的范围内的任何整数。应当理解如上文和本文其它地方使用的术语“一种（个）（a和an）”指“一种（个）或更多种（个）”的列举组件。例如，“一种”聚合物指一种聚合物或包括两种或更多种聚合物的混合物（“a” polymer refers to one polymer or a mixture comprising two or more polymers）。

如本文所用，术语“干燥的有机硅凝胶”可指化学交联的聚合物，其具有Si-O 主链并且包括相对低的量（或根本没有）的稀释流体如有机硅油或矿物油。与碳基聚合物相反，干燥的有机硅凝胶的交联的有机硅聚合物基于Si-O主链。硅和氧的特征提供交联聚合物其优越的（exceptional）性质。例如，硅形成稳定的四面体结构，并且硅氧键较强，其产生具有耐高温性的干燥的有机硅凝胶。此外，交联的Si-O 聚合物具有较高的链柔性以及低的转动能垒（rotational energy barrier）。 

可根据许多不同的聚合反应制备干燥的有机硅凝胶。在某些实施方式中，聚合反应是氢化硅烷化反应（hydrosilylation reaction），也称为硅氢化反应（hydrosilation reaction）。在一些实施方式中，氢化硅烷化反应使用铂催化剂，而其它实施方式使用自由基（radical）。在进一步的实施方式中，干燥的有机硅凝胶通过脱氢偶合反应制备。在其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶通过缩合固化RTV反应制备。

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶通过使至少交联剂、增链剂和基础聚合物（例如，乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷）反应制备。 在某些实施方式中，包括催化剂以加速反应。在另外的实施方式中，可以使用抑制剂以减缓反应速率。在下文更详细地描述干燥的有机硅凝胶的组分及它们产生的性质以及它们的最终用途。

在某些实施方式中，通过加成固化（addition cure）或铂固化反应机制制备干燥的有机硅凝胶。在一些实施方式中，该机制使用催化剂。通过使用催化剂，降低了反应的活化能并可实现在较低温度下的更快的固化时间。铂固化反应机制的示意性概述在下面显示于(I)中。

(I)                                                

为使得(I)中的反应可能，两个官能团必须互相反应。在某些实施方式中，两个官能团（functionalities）是 (1)Si-H 基团和(2) Si-乙烯基团。这两个官能团可以由 ：(1) 基础聚合物、(2) 交联剂和(3) 增链剂提供。

基础聚合物

在某些实施方式中，Si-乙烯基团由基础聚合物提供，基础聚合物例如乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷（另外称为“V-PDMS”），在下文显示于(II)中。在这个实例中，基础聚合物化合物在该化合物各端包括乙烯基。

(II) 

在某些实施方式中，基础聚合物的分子量通过在挥发性的碱的碱性金属氢氧化物（例如，四甲基铵硅醇盐)的存在下通过环状硅氧烷的阴离子开环聚合控制。需要用乙烯基对PDMS封端，因此将这些基团添加到聚合混合物。V-PDMS与增链剂一起决定不同交联位点之间的分子量。

含乙烯基的基础聚合物例如V-PDMS可具有不同的粘度，其影响产生的干燥的有机硅凝胶。总之，高分子量V-PDMS将产生具有更高粘度的未固化的凝胶。在某些实施方式中，低分子量V-PDMS通常改进可加工性。在其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶中使用的V-PDMS具有约500至165,000 cSt (500-165,000 mm2/s)，约1000 cSt至50,000 cSt (1000-50,000 mm2/s)，约3000 cSt至7000 cSt (3000-7000 mm2/s)，或约4500 cSt至5500 cSt (4500-5500 mm2/s)的粘度。 

在一些实施方式中，乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷具有约20,000 g/mol至约50,000 g/mol的分子量。在其它实施方式中，乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷具有约50,000 g/mol至约80,000 g/mol的分子量。在又其它实施方式中，乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷具有约28,000 g/mol至约72,000 g/mol的分子量。在一种具体的实施方式中，乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷具有约49,500 g/mol的分子量。

在某些实施方式中，基础聚合物包括每500,000 g/mol的V-PDMS约1至10 mol的乙烯基。在一种实施方式中，基础聚合物包含每200,000 g/mol的V-PDMS约2 mol的乙烯基 （乙烯基末端基团浓度将是约10-5）。在又其它实施方式中，V-PDMS的乙烯基含量是约0.01至0.1 mmol/g，或约0.036 至0.07 mmol/g。

交联剂

在某些实施方式中，用于(I)中的反应的Si-H末端基团可由交联剂和/或增链剂提供。交联剂能够形成乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷链之间的连接。在某些实施方式中，交联剂包括带负电的取代基例如烷基甲硅烷氧基或氯离子。在一种实施方式中，交联剂包括四个Si-H基团，其能够形成四个不同的乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷链之间的连接点。在一些实施方式中，交联剂是四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，在下面显示于(III)中。在其它实施方式中，交联剂是甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷。也可使用其它交联剂。使用更高官能度的交联剂也是可行的，但是这些形成较不确定的聚合物结构。

(III)

增链剂

除了交联剂外，Si-H末端基团可以由增链剂提供，其中该增链剂化合物的两端是用Si-H基团封端的。在某些实施方式中，增链剂包括反应性基团，其与基础聚合物中的乙烯基团相容并且顺利（willing to）反应。正如交联剂，这些基团是Si-H基团，其可在硅氢化反应中反应。增链剂典型地包括两个官能团；然而，增链剂可包括三个或更多个官能团，使得增链剂用作支化剂。官能团可以是相同的或相互不同的。官能团也可以是与第一组分和/或第二组分的官能团相同或不同的。

增链剂可以是本领域已知的任何增链剂。在一种实施方式中，增链剂是含氢化物的聚二甲基硅氧烷。在另外的实施方式中，增链剂是氢化物封端的聚二甲基硅氧烷，在下面显示于(IV)中。

(IV) 

在进一步的实施方式中，增链剂是氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷。在另外的实施方式中，增链剂是氢化物封端的聚二苯基硅氧烷。在又另外的实施方式中，增链剂是含二氢化物的硅氧烷。增链剂可具有高的分子量或低的分子量。增链剂也可以是支化的或未支化的。在其它实施方式中，增链剂是高分子量聚二甲基硅氧烷。在其它实施方式中，增链剂是低分子量聚二甲基硅氧烷。

在其它实施方式中，增链剂是官能团-封端的有机硅例如硅烷醇封端的、乙烯基封端的和氨基封端的聚二甲基硅氧烷。这些有机硅具有低的撕裂强度并且可通过将发烟二氧化硅(SiO2)并入结构中来变韧。例如，可包括烷氧基官能化的硅氧烷。适合的烷氧基官能化硅氧烷包括聚二乙氧基硅氧烷，四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷，和聚二甲氧基硅氧烷。在其它实施方式中，增链剂是氟有机硅、苯基有机硅，或支化的二乙基有机硅。

在某些实施方式中，通过使用增链剂分子，V-PDMS 基础聚合物可以更短，因为H-PDMS 增链剂将在两种交联剂化合物之间在原位延伸V-PDMS 基础聚合物链。通过使用这种机制，可以应用更短长度的V-PDMS链，其导致较低的粘度和易于处理（work with）的化合物。因此，可使用较低粘度的基础聚合物化合物，不像过氧化物活化的固化反应机制。例如，过氧化物活化的固化机制使用具有约2,000,000 cSt (2,000,000 mm2/s)的粘度的聚合物链，而在铂固化机制中允许具有约5,000 cSt (5,000 mm2/s)粘度的基础聚合物链（V-PDMS）。

MFHC和H/V比

可以改变提供氢化物组分的交联剂和增链剂的量。在某些实施方式中，凝胶中氢化物的量根据作为交联剂存在的氢化物的摩尔分数（“MFHC”）定义。例如，当MFHC值是0.3或30%时，这意味着系统中存在的氢化物的30%是交联剂部分并且剩余70%的氢化物由增链剂提供。在某些实施方式中，可以改变MFHC比以调节凝胶的硬度（即，MFHC的增加可提高硬度）。在某些实施方式中，MFHC值大于0.2、0.3、0.4或0.5。在一些实施方式中，MFHC值是0.2至0.5。在其它实施方式中，MFHC值是0.3至0.4。

也可以改变凝胶中氢化物组分的总量。氢化物与乙烯基组分（由基础聚合物提供）的比率可定义为“H/V”。 换句话说，H/V是氢化物的总摩尔数 （由交联剂和增链剂贡献的）除以来自存在的基础聚合物（例如，V-PDMS）的乙烯基的摩尔数的量。在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶具有0.5至1.0、0.6至1.0、0.7至1.0、0.8至1.0，或0.9至1.0的H/V比。如果H/V比大于1，这意味着系统中存在的氢化物基团比乙烯基团更多。在理论上，在H/V比是1（这是其中所有的基团相互反应的理论点）的情况下干燥的有机硅凝胶将具有最大的硬度。 然而，实际并非总是这样并且最大值将位于H/V等于1的附近。

描绘干燥的有机硅凝胶的硬度和H/V比之间的关系的理论表示显示在图5中。在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶的受关注的区域（或“ROI”）包括比乙烯基团稍微少的氢化物（即，H/V 低于但接近于1）。这是因为具有H/V值大于1的凝胶可以经受不期望的凝胶后-硬化（post-hardening）。在图5中所示化学计量曲线的帮助下，可以计算氢化物基团的量与乙烯基的量的关系以获得确定（certain）的硬度。这种值可以用于得到不同量的所需反应物以制备具有想要的硬度的凝胶。

反应的示意性综述在下面(V)中描绘，其中交联剂化合物由“+”表示，增链剂化合物由“=”表示，和基础聚合物 V-PDMS化合物由“—”表示。在某些实施方式中，增链剂必须总是连接两不同的基础聚合物化合物，或连接到一基础聚合物上并在相对端终止该链。 

(V) 

催化剂

在某些实施方式中，使用加成固化催化剂帮助使基础聚合物、交联剂和增链剂反应。不使用催化剂进行反应典型地是非常耗能的过程。需要300°C或甚至更高的温度以避免产生的凝胶具有差的和不一致的机械性质。 

在某些实施方式中，催化剂包括VIII族金属。在其它实施方式中，催化剂包括铂。铂催化剂可以根据本领域例如通过引用并入的Lewis, Platinum Metals Rev., 1997, 41, (2), 66-75和美国专利第6,030,919号中公开的方法制备。在另一实施方式中，催化剂是均相催化剂。在其它实施方式中，催化剂是异相催化剂。异相催化剂的实例包括涂敷到碳或氧化铝上的铂。 

在一种实施方式中，催化剂是“Karstedt催化剂”。这是由Pt与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合制备的铂催化剂，在下面(VI)中显示。

(VI) 

这种催化剂的优势是如下事实：不发生异相反应而是催化剂将形成胶体。这些催化剂的优势是如下事实：仅需要小的量（ppm水平）。这降低了聚合过程的成本。 

在另一实施方式中，催化剂可以是氯化铑络合物，例如三(三苯基膦)氯化铑（“Wilkinson催化剂”）。

铑基催化剂可能需要更高的浓度和更高的反应温度以获得大程度的成功。但是中毒伴随活性；并且因此铑基催化剂可比铂催化剂较不容易地中毒。

在又其它实施方式中，催化剂可以是铁、钴和镍的羰基衍生物。在一种实施方式中，催化剂是八羰基二钴CO2(CO)8。应当避免高的温度（例如，> 60°C）以防止催化剂分解和钝化。相比Pt催化剂，在10-6M或ppm水平的Pt的情况下此处需要10-3M。同样活性以5的因子减缓。

催化反应机制是Lewis机制。首先，在交联剂或增链剂的存在下存在氧配位（coordination）到催化剂。这个步骤称为诱导期。这得到氢和铂胶体。接下来，增链剂或交联剂将首先（precede）攻击乙烯基团。通过这种行为，形成亲电子试剂络合物。然后乙烯基团（V-PDMS）将担任亲核试剂。组合V-PDMS链的乙烯基团与结合到Pt-催化剂的交联剂或增链剂产生有机硅产物。将氢化物转移到乙烯基团的第二个碳。然后Pt-胶体可用于第二次反应。氧可视为助催化剂，因为在这个反应中不消耗氧并且在反应序列（reaction sequence）中O-O不断裂。

催化剂应当从可放毒或另外损害催化剂性能的化合物分离。例如，胺、硫醇和磷酸盐（phosphates）全部可使催化剂例如含铂的催化剂中毒。胺、硫醇和磷酸盐可与催化剂形成非常稳定的络合物，因此减慢反应或完全使反应停止。

抑制剂

在某些实施方式中，在有机硅凝胶配方中加入抑制剂以减缓固化过程。减缓固化过程使得在加工、分配和成型过程中更多的时间来对聚合物混合物起作用。

抑制剂可结合到催化剂并形成稳定的络合物。通过这种行为，Pt 催化剂被钝化。当通过增加能量（升高温度）活化络合物时抑制剂将失去其对Pt催化剂的结合。此后，Pt催化剂再次处于其活化的形式并且可开始聚合反应。抑制剂在凝胶完全固化前可帮助处理它并延长储存时间（pot life）。在某些实施方式中，储存时间可以是在室温约1小时和在3°C 6-8小时。

在某些实施方式中，抑制剂包括形成炔属醇的两个富电子基团（醇和烯丙基官能）。这些基团可与催化剂相互反应并防护其远离其它反应性基团。在一种实施方式中，Pt-催化剂的抑制剂是3,5-二甲基-1-己炔-3-醇，在下面在(VII)中显示。

(VII)

添加剂

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶组合物可包括附加的常用组分。例如，该组合物可包括添加剂例如阻燃剂、着色剂、附合促进剂、稳定剂、填充剂、分散剂、助流剂、增塑剂、增滑剂、增韧剂，及其组合。在某些实施方式中，附加的添加剂可包括选自由以下组成的组的至少一种材料：Dynasylan 40、PDM 1922、Songnox 1024、Kingnox 76、DHT-4A、Kingsorb、色素及其混合物。在一些实施方式中，添加剂构成总组合物的0.1至25 wt% ，总组合物的0.1至5 wt%，总组合物的0.1至2 wt%，或总组合物的0.1至1 wt%。

在一些实施方式中，本文公开的且由本文公开的方法制备的组合物包括阻燃剂。在某些实施方式中，阻燃剂是氧化锌。在一些实施方式中，阻燃剂构成总组合物的0.1至25 wt%，总组合物的0.1至5 wt%，总组合物的0.1至2 wt%，或总组合物的0.1至1 wt%。在一种实施方式中，阻燃剂构成总凝胶组合物的20 wt%。

在一些实施方式中，本文公开的且由本文公开的方法制备的组合物包含至少一种稳定剂。稳定剂包括抗氧化剂、酸清除剂、光和UV吸收剂/稳定剂、热稳定剂、金属失活剂、自由基清除剂、炭黑和抗真菌剂。

制备干燥的有机硅凝胶

在一种实施方式中，通过将第一组组分混合在一起，将第二组组分混合在一起并且然后将这两组组分混合在一起来制备干燥的有机硅凝胶。第一组组分包括将基础聚合物 (例如V-PDMS)与催化剂共混。第二组组分包括将交联剂和增链剂共混。第二组组分也可包括共混附加基础聚合物，并且在一些实施方式中，共混抑制剂。在一些实施方式中，第一和/或第二组组分也可以包括共混至少一种上面讨论的添加剂。在某些实施方式中，第一组组分中存在的催化剂的量是0.01-1 wt%、0.05-0.1 wt%或约0.083 wt%。在一些实施方式中，第一组组分的余量是基础聚合物。 

关于第二组组分，在某些实施方式中，交联剂的量是0.1-1 wt%，0.2-0.4 wt%或约0.3 wt%。在某些实施方式中，第二组组分中增链剂的量是0.5-5 wt%、1-3 wt%或1.5-2.5 wt%。在一些实施方式中，第二组组分中抑制剂的量是0.01-0.1 wt%，0.1-0.5 wt%或约0.04 wt%。在其它实施方式中，第二组组分中基础聚合物的量是95-99.9 wt%、96-99 wt%或97-98.5 wt%。

在某些实施方式中，总的干燥的有机硅凝胶中组合的交联剂和增链剂的量是0.1-5 wt%、0.5-2 wt%、0.75-1.5 wt%或约1.25 wt%。

然后通过混合第一组组分与第二组组分制备干燥的有机硅凝胶。在一种实施方式中，第一组组分与第二组组分的共混物的重量比是约1:1。在另一实施方式中，共混物的重量比是约47.5:52.5至52.5:47.5。稍微调节比率可引起干燥的有机硅凝胶总硬度的大的差异。例如，在某些实施方式中，当第一和第二组组分（其中第二组组分包括V-PDMS、交联剂、增链剂和抑制剂）之间的比率是52.5:47.5时，硬度可低于1:1混合比的相同组合物的硬度。另外，在某些实施方式中，当第一和第二组组分之间的比率是47.5:52.5时，硬度可以大于1:1混合比的相同组合物的硬度。在一个实例中，硬度可以是在52.5:47.5的比率的约72 g，在1:1的比率的约140 g，和在47.5:52.5的比率的约210 g。换句话说，2.5%变化可影响凝胶的硬度多达70 g。因此，制备凝胶组合物过程中的称重程序需要高精确地进行。

干燥的有机硅凝胶的用途和性质

本文描述的干燥的有机硅凝胶可用于多种目标用途，原因在于它们改进的性质，例如在机械应力（例如，振动和震动）中改进的行为，或密封不平坦或复杂的结构的能力（由于流动和适用于该结构区域的能力）。在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶可用于互连、覆盖或闭合系统。特别地，干燥的有机硅凝胶可用于光学纤维闭合体、电密封或电气闭合体。在一些实施方式中，干燥的有机硅凝胶被用作凝胶卷（gel wrap）、抓斗（clamshells）或凝胶帽。在进一步的实施方式中，干燥的有机硅凝胶被用于住所内部。在其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶用于住所外部。在闭合或互连系统中使用干燥的有机硅凝胶可相对其它密封机制使得组件数目、结构尺寸或成本降低。

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶被用作阻燃性密封剂。在一种实施方式中，干燥的有机硅凝胶包括阻燃性添加剂（例如氧化锌）以起阻燃性密封剂的作用。 

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶被用于闭合系统。在某些实施方式中，闭合系统包括外壳、电缆和干燥的有机硅凝胶。在一些实施方式中，电缆是LSZH电缆。 

在一些实施方式中，系统还包括连接器，和在一些实例中，插座或端口，在此形成互连系统。互连系统可包括迷你型输入/输出连接器，数据连接器，电源连接器，光学纤维连接器或其组合。例如，互连系统可包括RJ-45连接器系统。互连系统和组件的非限制性实例在图6、7、8、9a、9b、10a和10b中显示。

干燥的有机硅凝胶可用于产生通过位移形成的密封。在其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶可用于产生具有径向功能性（functionnality）、轴向功能性，或其组合的密封。在又其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶可用于产生通过位移形成并具有径向和/或轴向功能性的密封。

图6、7和8提供径向和轴向功能性的非限制性实例。图6显示具有多个连接插座或端口用于待连接的外壳14内部的电缆16的连接中心的实例。图6显示径向连接端口10和轴向连接端口12。图7显示连接器26；外壳18、28；和具有径向密封22的电缆16组合件。图8显示了连接器 26；外壳32、34；和具有轴向密封 30的电缆16组合件，其中密封沿着轴向端口12的表面。在某些实施方式中，外壳可具有把手20，其可被向内推以结合连接器26上的插梢24，使得连接器从端口移去。

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶可被用于在具有多个部分的外壳组合件中产生密封。例如，在一个实施方式中，干燥的有机硅凝胶可被用于直的两片外壳组合件，如图9a和9b中所示。在另一实施方式中，干燥的有机硅凝胶可用于有角度的两片外壳组合件，如图10a和10b中所示。

干燥的有机硅凝胶可被密封在电缆16周围，其通过滑动相对电缆更小直径的凝胶形成以通过干扰产生密封。 在其它实施方式中，可通过使干燥的有机硅凝胶围绕外壳组件的内部成型并然后将外壳、凝胶和电缆卡入定位（snap into place）来产生密封。

在一些实施方式中，干燥的有机硅凝胶用于与低烟零卤素（LSZH）电缆“相容的（compatible）”的闭合或互连系统。在某些实施方式中，相容性通过使样品经受一种或更多种机械或环境测试以测定某些功能性要求来测定。在一些实施方式中，相容性通过压力损失测试、紧密度测试，和/或视觉外观测试来测定。在某些实施方式中，闭合或互连系统中的干燥的有机硅凝胶是相容的，但是（where）传统热塑性弹性体凝胶将不合格（如实施例和附图中所示和所描述）。

可根据International Electrotechnical Commission (IEC) Test 61300-2-38, 方法A和IEC 60068-2-17, 测试Qc来测试紧密度。在某些实施方式中，通过将样本浸入水浴中并使用20-40 kPa (0.2-0.4 atm)的内部压力持续15分钟来测试紧密度。重要的是：在-15°C或45°C的温度安装闭合体后立即测定紧密度。也重要的是：将闭合体外部存在的所有气泡除去。如果观察到气泡的连续流，这意味着样本未被适当地密封并且其将被认为是不合格品（failure）（即，不相容的）。 

可根据IEC 61300-2-38, 方法B测试压力损失。在某些实施方式中，如果测试之前与之后的压力差值小于2 kPa (0.02 atm)则凝胶和电缆是相容的。

可根据IEC 61330-3-1通过用肉眼检查产品的可不良地影响产品性能的缺陷来测试视觉外观。

在测试紧密度、压力损失、视觉外观等之前可使样品经受各种机械和/或环境条件。在某些实施方式中，通过使样品经受下述机械测试和/或环境测试中的一种或更多种来确定相容性，机械测试：轴向拉伸测试、弯曲测试、再进入测试，和扭转测试，环境测试：耐腐蚀性介质测试、耐应力破裂测试、盐雾测试、温度循环测试，和压水测试。

在某些实施方式中，根据IEC 61300-2-4使样品经受轴向拉伸测试。在该测试中，可在20 kPa (0.2 atm)或40 kPa (0.4 atm)在室温将样品内部加压并密封。将底部组合件夹住并向每个延伸的电缆各自施加力。如果样品具有少于或等于7 mm的外径，那么每电缆施加的力的量等于（外径/45 mm）* 500 牛顿（“N”）。对于各电缆施加这种力持续15 分钟并积聚（ built up）至IEC 61300-2-4测试。如果样品具有大于7 mm的外径，那么每电缆施加的力的量等于（外径/45 mm）* 1000 N，施加的最大值是1000 N。施加这种力持续一小时。然后检查内部压力来得到压力损失。在某些实施方式中，如果压力损失少于2 kPa (0.02 atm)，凝胶和电缆是相容的。另外，在某些实施方式中，如果电缆的位移少于3 mm，则凝胶和电缆是相容的。在其它实施方式中，使样本进一步经受之前描述的紧密度测试。 

在其它实施方式中，通过根据 IEC 61300-2-37使样品经受弯曲测试来测定相容性。在这种测试中，使样品经受-15°C和45°C的温度。在20 kPa或40 kPa (0.2 atm或0.4 atm)将样品内部加压并密封。在同平面中间的各侧以30°的角度(或500 N的最大施加力)单独地弯曲电缆。每个弯曲操作保持5分钟。使电缆返回到其原始位置并且然后在相反的方向重复该过程。在每个电缆上进行5个周期之后，通过肉眼视觉检查样品外观，在室温调节，并经受紧密度测试。在一些实施方式中，如果样本通过视觉外观测试、压力损失测试（即，少于2 kPa（0.02 atm）），和/或紧密度测试，则凝胶和LSZH电缆是相容的。

在另一实施方式中，通过根据IEC 61300-2-33使样品经受再进入测试来测定相容性。在某些实施方式中，在一定时间的温度循环后可模拟再进入。为了完成该测试，必须从循环室移去闭合体并测试紧密度。此后可进行再进入测试。在这种测试中，从闭合体移去空插塞或电缆并加入另一电缆或空插塞。然后，再次测定紧密度。如果闭合体再次通过紧密度测试则再进入是成功的。

可采用另一机械测试来确定相容性。可根据IEC 61300-2-5使样品经受扭转测试。在完成扭转测试（torsion test）之后，如果样品通过视觉检查测试、压力损失测试，和/或紧密度测试，凝胶和电缆可被认为是相容的。

在又其它实施方式中，通过根据IEC 61300-2-22和IEC 60068-2-14，测试Nb进行温度循环或加速老化的环境测试来测定相容性。在一种实施方式中，通过循环温度-40°C至70°C持续10天（每天在极端温度之间进行两个循环）在凝胶块之间的电缆外皮上进行温度循环测试。在一些实施方式中，不控制湿度，保留时间是四小时并且转换时间是两小时。在某些实施方式中，测试电缆外皮的抗张强度维护（maintenance of tensile strength）、极限伸长（ultimate elongation）、紧密度、视觉外观，和/或再进入。同样，在某些实施方式中，在温度循环测试之后，需要在调节至室温持续最低2小时之后测试闭合体的紧密度。因此，在某些实施方式中，如果样品通过紧密度测试则凝胶和LSZH电缆是相容的。

在另一实施方式中，通过根据IEC 61300-2-34, ISO 1998/I, 和EN 590使样品经受耐腐蚀性介质测试来确定相容性。如果样品随后通过紧密度和/或外观测试，则其被认为是相容的。

在又另一实施方式中，通过根据IEC 61300-2-34使样品经受耐压力破裂测试来确定相容性。如果样品随后通过紧密度测试和/或显示无可见的破裂迹象，则认为其是相容的。

在其它实施方式中，通过根据IEC 61300-2-36和IEC 60068-2-11，测试Ka使样品经受盐雾测试来确定相容性。如果样品随后通过紧密度和/或外观测试，则认为其是相容的。

在一些实施方式中，通过根据IEC 61300-2-23，方法2使样品经受压水（waterhead）测试来确定相容性。如果不存在水进入，则认为样品是相容的。

在某些实施方式中，干燥的有机硅凝胶具有可测的性质。例如，在一些实施方式中，干燥的有机硅凝胶具有26至53邵氏000 硬度或100至300 g范围内的硬度，如根据本领域已知的方法测定。在某些实施方式中，邵氏硬度测量根据ISO868或ASTM D2240测定。在其它实施方式中，可以在质地分析仪上测定硬度。例如，LFRA 质地分析仪-Brookfield可包括固定到驱动发动机的探针组合件，双向负载元件（bi-directional load cell）。在这样的系统中，将探针以预设的速度垂直驱入样品并且到达预设的深度。硬度是将探针推入到测试样品中所需的力的量。在其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶具有37至45邵氏 000或160至220 g范围内的硬度。在又其它实施方式中，干燥的有机硅凝胶具有38 至42 邵氏000或170至200 g范围内的硬度。

对于进一步的实施例，在一些实施方式中，如在70°C施加50%应变持续1000小时之后所测定，压缩形变具有4%至20%的范围。在其它实施方式中，当根据上文描述的改进版本的ASTM D395，方法 B测定时，如在70°C施加50%应变持续1000小时之后所测定，压缩形变具有10%至14%的范围。 

在一些实施方式中，用一定应变或变形（例如，在某实施方式中，至其原始尺寸的50%）压缩凝胶。这在材料中引起一定应力。现在应力由于材料松弛而降低。在某些实施方式中，当经受凝胶原始尺寸的约50%的拉伸应变或变形时干燥的有机硅凝胶的应力松弛具有30至60% 的可能范围，其中在50%应变保持时间一分钟后测定应力松弛。在其它实施方式中，当经受约50%的拉伸应变时干燥的有机硅凝胶的应力松弛是40%至60%。更高的应力松弛显示一旦凝胶被安置在闭合体中，凝胶将要求较少的应力来使其密封。

在某些实施方式中，当凝胶在120 kPa (1.2 atm)在60°C压缩时，干燥的有机硅凝胶组合物在一段时间内的油渗漏低于10%。在某些实施方式中，油渗漏在金属丝网上测定，其中油损失可通过网孔脱离凝胶。在施压之前和之后记录凝胶样品的重量。在一些实施方式中，凝胶在一段时间内的油渗漏少于8%。在其它实施方式中，凝胶在一段时间内的油渗漏少于6%。在某些实施方式中，在200小时、400小时、600小时、800小时、1000小时、1200小时或1440小时(60天)测定油渗漏。

在某些实施方式中，在120 kPa (1.2 atm)在60°C经相同的时间期间相比热塑性凝胶，干燥的有机硅凝胶具有较低的油渗漏。在一些实施方式中，相比热塑性凝胶，干燥的有机硅凝胶在200小时、400小时、600小时、800小时、1000小时、1200小时或1500小时(约60天)具有40%、50%或60%的油渗漏。

实施例

根据以下实施例合成干燥的有机硅凝胶。制备第一组组分。为了制备第一组组分，将来自Sigma-Aldrich N.V./S.A., Bornem, Belgium的铂催化剂络合物（Karstedt催化剂，CAS号68478-92-2）加到容器中。将来自ABCR GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Germany的乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷 (CAS号68083-19-2) 与催化剂以100:0.0311的比率组合。

首先加入催化剂，这种化合物需要被加到容器的底部并保证没有催化剂被溅到侧面。加入催化剂之后，可通过将其倒入到容器中来加入V-PDMS直到距离需要称重的约10克。通过使用大的吸液管或注射器更精确地加入最后10 或更多克。最好在低 rpm (100 rpm)下开始混合并且在2分钟内逐渐增加至500 rpm。2分钟混合之后，混合速度可增加至1200-1400 rpm持续3分钟。

为了制备第二组组分，将来自ABCR GmbH & Co. KG的乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷(CAS号68083-19-2)加到交联剂GELEST SIT 7278.0，增链剂 GELEST DMS-H03，和抑制剂ALDRICH 27, 839-4中。首先将交联剂加到容器，因为加入量的小的变化可大大地影响凝胶的硬度。如果加入太多，这通常可被再吸出。接下来，将抑制剂加到反应容器。需要被称重的第三种组分是增链剂。最好在低rpm (100 rpm)下开始混合。在2分钟内升至500 rpm并用塑料棒刮容器的侧面。此后混合2分钟，混合速度可增至1200-1400 rpm持续3分钟。

在小瓶中以1:1比率将第一组组分与第二组组分混合。将两组组分在1250 rpm混合2-3分钟，在真空下放置4-5分钟，并倒入期望的模型中。将产生的成型的混合物在真空下放置3分钟并然后在90°C固化30分钟。根据下述实施例1-6制备干燥的有机硅凝胶。

虽然未在这些实施例中执行，在某些实施方式中，可将附加添加剂加到第一组组分中。在一些实施方式中，附加添加剂可包括选自由以下组成的组的至少一种材料：Dynasylan 40、PDM 1922、Songnox 1024、Kingnox 76、DHT-4A、Kingsorb、色素及其混合物。在一些实施方式中，添加剂占0.1至5 wt%、0.1至2 wt%或0.1至1 wt%的第一组组分。

对于进一步的实施例，将第一和第二组组分以47.5:52.5至52.5:47:5中的10个比率混合。在控制的条件下在闭合系统中测试干燥的有机硅凝胶，闭合系统用于地下和空中应用以修复纤维电缆达12个纤维。

在控制的条件下在闭合系统中进一步测试干燥的有机硅凝胶，闭合系统包括地上和地下环境中光学纤维电缆中使用的纤维整理器和电缆闭合体。此外，在控制的条件下在用于具有小直径的电缆的闭合体整理器和多出（multi-out）系统中测试干燥的有机硅凝胶。

以多种方式测试干燥的有机硅凝胶：温度循环、再进入测试、French 水循环、冷和热安装（cold and hot installations），和煤油暴露（kerosene exposure）。对于温度循环实验，使包括干燥的有机硅凝胶的闭合体暴露于 -30oC至+60°C的温度持续10天。不控制湿度。在高和低温之间循环闭合体每天两次持续十天。在每次循环过程中在极端温度下维持样品持续4小时。

对于合并的温度循环测试，在三个闭合系统中安置干燥的有机硅凝胶。安置之后测试闭合体紧密度并使闭合体进入温度循环。八天之后进行再进入测试并且十天之后将闭合体从循环取出，测试紧密度和再进入。也测试包含标准热塑性凝胶的闭合体。

对于紧密度测试，将闭合体浸入水浴中持续15分钟并且内部压力为20 kPa。如果观察到气泡，这意味着闭合体未被适当地密封并且其将被认为是不合格品。 

对于再进入测试，将空插塞或电缆从闭合体移除并加入另外的电缆或空插塞。然后再次测定紧密度。如果闭合体再次通过紧密度测试则再进入是成功的。

在某些实施方式中，闭合系统中的干燥的有机硅凝胶能够通过紧密度和再进入测试，但是传统热塑性弹性体凝胶将不能（如实施例和附图中显示和描述的）。

图1显示干燥的有机硅凝胶的硬度(g)对应力松弛(%)的图，如在来自Texture Technologies (Westchester County, New York) 的TA-XT2 质地分析仪上所测定。 正方形提供紧密的和可再进入的凝胶的实例；红色三角形提供在紧密度和/或再进入方面不合格的凝胶的实例。图的左侧底部的实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右侧实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线椭圆形显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

图2 显示在70°C经1000小时干燥的有机硅凝胶的应力松弛 (%)对压缩形变(%)的图。使用改进版本的ASTM D395，方法B测定压缩形变。与使用具有29 mm直径、12.5 mm厚度的样品相反，测定具有28 mm直径和12 mm厚度的样品。正方形提供紧密的和可再进入的凝胶的实例；红色三角形提供在紧密度和/或再进入方面不合格的凝胶的实例。图左侧的实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右下的实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线椭圆形显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

图3显示在70oC经1000小时干燥有机硅凝胶的硬度(g)对压缩形变(%)的图。再次，用上述改进版本的ASTM D395，方法B测定压缩形变。正方形提供紧密的且可再进入的凝胶的实例；红色三角形提供在紧密度和/或再进入方面不合格的凝胶的实例。图的左侧实线椭圆形显示传统热塑性弹性体凝胶的实例。右下的实线椭圆形显示干燥的有机硅凝胶的特定区域。干燥的有机硅凝胶的三个实例显示在椭圆形内。虚线显示可接受的干燥的有机硅凝胶的延伸的范围。

 油损失实验也在具有140 g、170 g和200 g的硬度的干燥的有机硅凝胶上进行。图4显示在约120 kPa (约1.2 atm)的压力下和在约60°C的温度压缩下五种凝胶的油渗漏。 标记为Si H140、Si H 170和Si H200的凝胶是其分别具有140 g、170 g和200 g的硬度的干燥的有机硅凝胶。标记为L2912和L2908的凝胶是热塑性弹性体凝胶的实例。具有 200 g (Si H200)硬度的有机硅凝胶具有最低量的油损失。1,500小时，约60天后，这些干燥的有机硅凝胶的油损失是8至10%。对于硬度200 g，油损失稍低于6%。L2912热塑性凝胶1,500小时后的油损失是约16%。图4中的数据表示与这些热塑性凝胶体系相比油损失降低50%。

虽然本文已经描述实施例，应当理解设计用于达到相同或相似目的的任何后来的排列可取代所示的具体实施例。这种公开内容意欲涵盖任何和所有后来的修改或各种实施例的变型。上述实施例和本文未特别描述的其它实施例的组合对于本领域技术人员在阅读本说明书之后可以是显然的。

提供摘要，并理解其将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述详细描述中，为了使公开内容流畅的目的，各种特征可以被集合或在单个实施例中描述。这种公开内容不被解释为反映这样的发明：要求权利的实例要求比个权利要求中明确列举的更多的特征。相反，如下述权利要求书所反映，创造性主题可涉及比公开的实施例的任一个的全部特征更少的特征。因此，将下述权利要求并入到详细的说明中，各权利要求以其本身限定单独要求权利的主题。

上文公开的主题被认为是说明性的而不是限制性的，并且所附权利要求意欲涵盖属于说明书真实精神和范围的所有那些修改、改进和其它实例。因此，在法律允许的最大程度上，范围由下述权利要求及其等同物的最宽的可允许的解释决定，并且将不受前述详细描述局限或限制。

Claims (26)

1.一种制备干燥的有机硅凝胶的方法，其包括：

提供包括以下的第一组组分：(1) 具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物，和(2) 加成固化催化剂；

提供包括以下的第二组组分：(1) 交联剂，(2) 增链剂，和(3) 具有乙烯基-有机硅基团的附加基础聚合物；和

将所述第一组和第二组的组分混合在一起形成所述干燥的有机硅凝胶。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二组组分还包括抑制剂。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述抑制剂是3,5-二甲基-1-己炔-3-醇。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和/或第二组组分还包括至少一种选自由以下组成的组的添加剂：阻燃剂、着色剂、附合促进剂、稳定剂、填充剂、分散剂、助流剂、增塑剂、增滑剂、增韧剂及其组合。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥的有机硅凝胶包括0.1 wt %至25 wt%的阻燃性添加剂。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述阻燃性添加剂是氧化锌。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述基础聚合物和附加基础聚合物各自是乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述基础聚合物和附加基础聚合物各自具有下述性质中的一种或更多种：

(a)   28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量；

(b)   500 mm2/s至165,000 mm2/s的粘度；和

(c)   0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥的有机硅凝胶包括下述性质中的一种或更多种：

(a)   100 g至300 g的硬度；

(b)   当所述凝胶经受其原始尺寸的50%的变形时，40%至60%的应力松弛；

(c)   在70°C向所述凝胶施加50%应变持续1000小时后，4%至20% 的压缩形变；和

(d)   在60°C 1.2 atm压缩下持续60天后渗出低于10% 的油。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述交联剂选自由以下组成的组：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述增链剂选自由以下组成的组：包括氢化物的聚二甲基硅氧烷、包括二氢化物的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥的有机硅凝胶具有0.2至0.5 的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥的有机硅凝胶中氢化物与乙烯基的比率是0.8至1.0。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述催化剂选自由以下组成的组：与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的铂和氯化铑络合物。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述第一组组分与所述第二组组分之间的重量百分比是1:1。

16.一种制备干燥的有机硅凝胶的方法，其包括：

提供包括以下的第一组组分：

(1)   乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷，其具有28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，3,000 mm2/s至7,000 mm2/s的粘度，和0.01 mmol/g 至0.1 mmol/g的乙烯基含量，和 

(2)   加成固化催化剂，其中所述催化剂选自由以下组成的组：与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的铂和氯化铑络合物；

提供包括以下的第二组组分：

(1)   选自由以下组成的组的交联剂：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合， 

(2)   选自由以下组成的组的增链剂：含氢化物的聚二甲基硅氧烷、含二氢化物的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合，

(3)   抑制剂，和

(4)   具有乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷的附加乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷，其具有28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量，3,000 mm2/s 至7,000 mm2/s的粘度，和0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量；和 

将所述第一和第二组组分混合在一起以形成所述干燥的有机硅凝胶，

其中所述干燥的有机硅凝胶具有0.2至0.5的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物，其中所述干燥的有机硅凝胶中氢化物与乙烯基的比率是0.8至1.0，并且其中所述第一组组分与第二组组分之间的重量百分比是1:1。

17.干燥的有机硅凝胶，其包括：

具有乙烯基-有机硅基团的基础聚合物；

交联剂；和

增链剂。

18.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其还包括至少一种选自由以下组成的组的添加剂：阻燃剂、着色剂、附合促进剂、稳定剂、填充剂、分散剂、助流剂、增塑剂、增滑剂、增韧剂，及其组合。

19.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述基础聚合物是乙烯基-封端的聚二甲基硅氧烷。

20.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述交联剂选自由以下组成的组：四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷，及其组合。

21.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述增链剂选自由以下组成的组：含氢化物的聚二甲基硅氧烷、含二氢化物的硅氧烷、氢化物封端的聚二甲基硅氧烷、氢化物封端的聚苯基甲基硅氧烷、氢化物封端的聚二苯基硅氧烷、官能化封端的有机硅，及其组合。

22.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其具有0.2至0.5的摩尔分数的作为交联剂存在的氢化物，并且氢化物与乙烯基的比率是0.8至1.0。

23.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述干燥的有机硅凝胶包括0.1 wt %至25 wt% 的阻燃性添加剂。

24.如权利要求19所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述阻燃性添加剂是氧化锌。

25.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述基础聚合物具有下述性质中的一种或更多种：

(a)   28,000 g/mol至70,000 g/mol的分子量；

(b)   500 mm2/s至165,000 mm2/s的粘度；和

(c)   0.01 mmol/g至0.1 mmol/g的乙烯基含量。

26.如权利要求17所述的干燥的有机硅凝胶，其中所述凝胶包括下述性质中的一种或多种：

(a)   100 g至300 g的硬度；

(b)   当所述凝胶经受其原始尺寸的50%的变形时，40%至60%的应力松弛；

(c)   在70°C向所述凝胶施加50%应变持续1000小时后，4%至20% 的压缩形变；和

(d)   在60°C 1.2 atm压缩下持续60天后渗出低于10% 的油。

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