CN1441695A - 凝胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体。

Description

凝胶组合物
本发明涉及填充电缆如通讯电缆的凝胶组合物，尤其涉及含有微球的凝胶组合物，和涉及制备此类凝胶的方法。
发明背景
通讯电缆典型地包括由保护护套包围的信号传导芯。该芯能够，例如，传导光信号或电信号。在许多电缆中，在导体和护套之间的空间含有填料，它的作用是保护和缓冲该芯不受外力损害，该外力例如通过弯曲或盘绕所产生，尤其对于纤维光缆的情况。填料的另一作用是防止水的进入，当芯包括金属如铜时这显得特别相关。为了满足这些要求，该填料必须显示若干特性。该填料必须具有足够的粘度以允许芯的侧向运动，该运动是在例如弯曲、盘绕或铺设过程中产生。然而，粘度必须不致于如此的低，使得在电缆的垂直铺设过程中发生填料的滴落损失。而且，各种性能的这一平衡必须在-40到+80℃的温度范围内保持。该填料必须经过配方设计之后在化学性质上与电缆级聚合物相容，它不仅包括电缆护套，还包括典型地在光学纤维上见到的涂层。该填料还应该显示高度的弹性以便吸收在电缆护套的使用期间所遇到的冲击力。在此类电缆的制造中能够达到较高的环境温度，导致填料的热膨胀，其使得在冷却之后形成空穴和孔。此类空穴和孔能够潜在地变成水通路，该水通路在纤维光缆中导致光波导的衰减。因此电缆填料理想地显示出低导热性。对于电应用或芯传递电信号，如果该填料具有低电容率因此使该传导芯绝缘，则是有利的。这具有赋予填料疏水性的附加益处，据此保护该芯防止水进入。填料的抗滴落阻力可通过降低它们的比重来改进。最后，为了容易处置，如果填料触摸起来感觉半干，而不是粘性，则是优选的。
在通信电缆中使用的现有填料包括油凝胶，它主要是油和胶凝剂的掺混物。在应用中，它们穿透在致密包扎的绝缘的铜导体的各束之间，在这种情况下使它们与水分绝缘。该油(它占掺混物的主要部分)能够是环烷烃或链烷烃类操作油，矿物油，合成产物如聚丁烷或硅油。胶凝剂包括蜡，硅(硅胶)酸，煅制二氧化硅，脂肪酸皂和热塑性弹性体。典型地，胶凝剂占全部物质的10％以下。
以商标“Kraton”(Shell Chemical Company)销售的热塑性弹性体的一个特殊家族包括橡胶和聚苯乙烯链段的二嵌段、三嵌段或多臂分子构型。
US5657410描述了包括填料的光传输元件，该填料包括80％-95％(重量)的具有在200-2000克/每摩尔的范围内的分子量的单体增塑剂。此类单体增塑剂包括邻苯二甲酸酯，偏苯三酸酯，磷酸酯和脂肪酸酯。也可添加另外的物质，如增稠剂。该增稠剂能够采取小球形式。空心圆球体是优选的，因为它们有更大的压缩性和易加工性。也理想地添加触变剂。它们包括精细分散的或煅制二氧化硅，氧化铝，和膨润土以及这些物质的混合物。
微球，例如中空微球，在电缆填充复合物中的使用也被描述在US5698615中。在这一公开物中，电缆填料包括基本上干燥的亲水性组合物，后者除了含有微球外尤其还含有吸水性可溶胀的粉末颗粒(优选具有粒度范围1-30μm)和“隔离粉末”(具有优选为该可溶胀的粉末颗粒的粒度的百分之一的颗粒)。由于可溶胀的粉末颗粒的亲水性，组合物总是留住一些水。该隔离粉末颗粒处在该可溶胀的粉末颗粒之间，以防止在可溶胀的聚合物颗粒吸水时发生聚结。合适的可溶胀的粉末颗粒是以聚丙烯酸钠盐为基础的那些。该隔离粉末颗粒典型地是无机粉末如滑石，云母，石墨和硅酸盐。水被可溶胀的粉末颗粒吸收将干燥组合物转变成凝胶，其使该芯被密封以进一步阻止水进入。该组合物还可以含有少量的油或粘合剂以减少任何有潜力的灰尘危险。
WO99/15582公开了组合物，它包括可发泡膨胀的中空微球，用于例如半导体芯片的封装。此类中空微球，在形态上类似于在US5657410和US5698615中公开的微球，包括包封发泡剂的聚合物壳。当加热时，可发泡膨胀的微球的聚合物壳逐渐地软化，且液体发泡剂，典型为异丁烷，开始蒸发因此使该微球体发泡膨胀。
光波传导线(guide lead)公开于US5335302中，它包括容纳在保护护套内的和包埋在含有小微球的糊状填充材料中的至少一种光波传导体。该小微球，它能够是实心和硬质的，实心和弹性的或中空和弹性的，是作为填料包括在其中，以降低成本，和提供改进的流变和缓冲性质。优选的填料包括油，触变剂(例如煅制二氧化硅)和未特别指定的有机增稠剂。
发明概述
在一个方面，本发明提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体。
在另一方面，本发明提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，该组合物基本上不含不同于有机聚合物胶凝剂的其它触变剂。
在再一方面，本发明提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中聚合物胶凝剂包括热塑性弹性体，主要由热塑性弹性体组成，或由热塑性弹性体组成。
本发明的另一方面提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中该聚合物胶凝剂包括不同于聚苯乙烯-异戊二烯橡胶的热塑性弹性体，基本上由该弹性体组成，或由该弹性体组成。
本发明的又一方面提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中该聚合物胶凝剂包括热塑性弹性体，基本上由该弹性体组成，或由该弹性体组成，排除含有聚苯乙烯-异戊二烯橡胶和有机增稠剂的组合物。
本发明的再一方面提供一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和作为胶凝剂的热塑性弹性体的凝胶中的分散体，该组合物基本上不含除热塑性弹性体之外的触变剂。
本发明的另一个方面是凝胶组合物，它包括有机微球体在包括油基料和热塑性弹性体的凝胶中的分散体，该凝胶基本上不含除热塑性弹性体之外的触变剂和基本上不含二氧化硅，例如煅制二氧化硅。
本发明的特定实施方案是一种组合物，特别是适合作为电缆填料的组合物，它包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中该凝胶基本上不含煅制二氧化硅。
本发明的凝胶可以另外含有抗氧剂。
该油基料能够包括烃油或硅油。特别优选的烃油包括石蜡油和聚(α-烯烃)合成油。该油基料典型地占凝胶的1-99wt％，更优选占凝胶的50-99wt％，尤其占凝胶的80-99wt％。
热塑性弹性体的例子包括热塑性橡胶。该热塑性弹性体能够是共聚物，例如具有二嵌段，三嵌段或多臂分子构型的嵌段共聚物。在一个特定的实施方案中，该嵌段由橡胶或聚苯乙烯组成。该橡胶能够是由乙烯、丙烯或丁烯单体单元组成的饱和烯烃橡胶。另外地，该橡胶能够是包括丁二烯或异戌二烯单体单元的不饱和烯烃橡胶。
热塑性弹性体的特殊实例包括苯乙烯-乙烯/丁烯/苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)，苯乙烯-乙烯/丙烯二嵌段共聚物(SEP)，乙烯/丙烯多臂共聚物(EP)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戌二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)。
市场上可买到的热塑性弹性体包括以商标“Kraton”从Shell获得的共聚物。
聚合物胶凝剂典型地以组合物的1-10wt％，更优选，以组合物的2-9wt％，尤其以组合物的3-8wt％范围内的比例使用。
该微球例如是实心硬质微球，实心弹性微球或可压缩的中空微球。实心硬质微球能够从热固性树脂如三聚氰胺-甲醛树脂形成，它具有相对低的热膨胀系数和在使用时倾向于降低凝胶的总体膨胀系数。这是特别有利的，当在例如光纤线(lead)的制造过程中该凝胶被加热时。在这一过程中，当受热时常规的材料倾向于膨胀，在冷却后在波导体周围留下空穴或孔。该空穴或孔能够在一定条件下导致光波传导的衰减的增加。该三聚氰胺-甲醛微球，可从Uchte的Ubitek Company获得，优选具有＜10μm，尤其＜1μm的直径。
实心弹性微球的例子是包括聚异戊二烯的那些。该聚异戊二烯不仅本身是弹性的，而且另外能够吸收较大量的油基料，因此变得更具弹性。微球的平均直径优选＜10μm，更优选＜1μm。
本发明的一个优选实施方案使用可压缩的中空微球，每一个包括包封发泡剂的聚合物壳。该聚合物壳通常是从共聚物，例如偏二氯乙烯和丙烯腈的共聚物形成。该发泡剂能够，例如，是异丁烷或异戊烷。另外，该微球能够是已发泡膨胀的或未发泡膨胀的。未发泡膨胀的微球的聚合物壳在加热时软化，因此蒸发发泡剂使微球的体积膨胀。
不论已发泡膨胀或最初未发泡膨胀的此类中空微球显示出高度的弹性和另外具有低比重。此类微球在本发明中公开的凝胶中的使用是有利的，这在于它们降低了凝胶的总比重和因此减少或消除了在电缆的垂直铺设过程中的滴出。
微球的中空属性是指固体材料的比例是极低的，相对于体积来说。因此，它们加入到本发明的凝胶中将导致总体导热性的下降和凝胶的组分中任何一种发生分解的降低的可能性或在电缆制造过程中所达到的高温下空隙的产生。中空微球与它们的实心相应物相比的优异弹性可以使例如光波传导体在运输、盘绕或铺设过程中获得改进的保护作用。另外，由于空穴或孔在电缆填料中的存在而导致的光波导的衰减的问题也减少，因为在电缆制造过程中因加热导致的填料本体的体积的任何增加通过中空微球的体积的逆向减少来匹配。由于此类中空微球的可压缩的性质，它们的典型直径大于它们的实心相应物的那些直径。在纤维光缆应用中，能够使用在光波导体的直径范围内的直径。对于发泡膨胀的中空微球，该直径典型地是1-200μm，更通常低于100μm，典型地低于75μm，例如15-55μm。对于未发泡膨胀的中空微球，在发泡膨胀之前平均直径典型地是在至多50μm范围内，更通常低于30μm，例如在10到20μm范围内。
微球的体积比例一般不同于实心和中空相应物。实心微球典型地以相对于凝胶的1-50体积％(v/v)的体积范围，更优选以5-50％v/v使用。当使用中空微球时，它们典型地以1-95％v/v，更优选5-95％v/v，尤其50-95％v/v范围存在，前述数字指的是膨胀体积。
该抗氧剂能够从现有技术中常用的那些中选择。酚类抗氧剂是优选的。该抗氧剂典型地以0.01-1％w/w，例如0.1-1％w/w的量存在。
在又一方面，本发明提供了用作电缆填料的如以上所定义的组合物。
在另一个方面，本发明提供了含有前面定义的填料的电缆，如通讯电缆。
在再一方面，本发明提供了包括被护套包围的传导芯的电缆，前面所定义的组合物位于传导芯和护套之间。该传导芯能够是，例如，电导体或光导体。该电导体能够是，例如，传导电信号如电话信号的导体。
在另一方面，本发明提供了制造包括传导芯和护套的电缆的方法，该方法包括将电缆护套挤出在传导芯上的步骤和在挤出步骤中在传导芯和护套之间插入以上所定义的组合物。
在另一个方面，本发明提供了制备如前面所定义的凝胶的方法，该方法包括：
(a)将油基料加热至在110℃到120℃范围内的温度；
(b)将聚合物胶凝剂添加到油基料中和然后进行掺混，形成混合物；
(c)将混合物冷却到低于90℃的温度；
(d)添加和掺混该微球；和任选地
(e)添加和掺混抗氧剂；和/或
(f)保持混合物在真空状态下以除去夹含的气体。
在优选的实施方案中，该方法包括：
(i)在加热掺混罐中掺混至少一种油；
(ii)在搅拌的加热掺混罐中将掺混的油加热至110-120℃；
(iii)在将油基料转移到掺混-冷却罐中之后在高剪切下添加和掺混聚合物胶凝剂到油基料中不大于一个小时，让掺混物的温度升高至超过120-130℃；
(iv)将掺混物冷却到＜90℃，然后转移到搅拌的主反应器中；
(v)添加和掺混抗氧剂；
(vi)添加和掺混该微球，其在真空或泵抽下被驱动到反应器中，达至少两分钟；
(vii)保持该真空至少另外10分钟，以在成品凝胶的排出之前除去气泡。
虽然在冷却之后混合物的温度典型地＜90℃，但是更优选它是＜80℃，尤其它是＜70℃。
本发明的其它和特殊方面在所附权利要求中列出。
附图简述
本发明现在参考在附图中示出的特殊实施方案来说明，但不限于它们，其中：
图1示出了电缆的剖视图；和
图2示出了光缆的剖视图；和
图3是对于实施例1的组合物在25℃下粘度与剪切速率关系的曲线图；和
图4是对于实施例2的组合物在25℃下粘度与剪切速率关系的曲线图。
优选实施方案的详细说明
图1显示了电缆11的剖视图，在这一实施例中该电缆包括包围在覆盖层12内的四根电线13。该电线13它们本身包括导电体14，优选铜，和外绝缘层15，典型地为聚乙烯。插在电线13和外部覆盖层12之间的是填料凝胶组合物16。在这一实施方案中，该填料组合物能够包括油基料，作为聚合物胶凝剂的热塑性橡胶和分散在其中的微球和任选的抗氧剂。该电缆，典型地包括铜芯线，能够用于通讯或配电。
虽然图1显示了包括星纹四线组构型的四根导体的电缆的剖视图，可以想到，具有各种不同构型的电缆能够用作所示构型的替代物。
图2显示了包括包围在覆盖层22内的三根光学纤维缓冲管23的光缆21。光学纤维缓冲管23它们本身由提供了防护涂层26和保护护套25的光学纤维24组成。该填料组合物27位于涂敷的光学纤维和保护护套之间。另外，它填充在各缓冲管之间和在缓冲管和电缆覆盖层的内表面之间形成的空隙。
适合用于电缆，如在图1和2中所述的电缆，的特定凝胶的例子是如下：
实施例1
制备具有以下组成的凝胶填料：
组分 浓度(％wt)
石蜡油SN500(Mobil) 89.0
热塑性弹性体Kraton1701或1702(Shell) 5.5
微球(预先发泡膨胀)Expancel091DE(Triones Chems.Int.) 5.0
抗氧剂Irganox L135(Ciba-Geigy) 0.5
本实施例的凝胶填料适合于填充在管和导体之间的空隙(充溢)和不与纤维波导管直接接触。
凝胶被制备如下：
将油基料引入到搅拌的加热-掺混罐中和在转移到高剪切掺混-冷却罐之前加热至110-120℃，添加热塑性弹性体(Kraton)(粒料形式)。混合物通过使用多功能浸泡型混合乳化器(Silverson Machines Limited，Model GDD25)在高剪切条件下掺混不超过60分钟。在掺混过程中，混合物的温度升高至120-130℃。混合物通过冷水冷却系统来冷却，冷却的混合物被转移至搅拌的主反应器中，在其中添加抗氧剂。然后在反应器内产生真空以便吸入微球，经至少两分钟的时间被混合到掺混物中。该真空被保持至少另外10分钟，以便除去任何气泡。该真空然后被释放，关掉搅拌器，在从主反应器中排出成品凝胶之前取样。
该产物通过几个试验来表征，它们的结果总结在下表1中。在表中给出的导热率被测定如下：
通过将凝胶舀到平均内径70.1mm和平均厚度10.03mm的一双尼龙环中和在上下放置紧贴膜来形成样品盘。对由紧贴膜引入的额外界面进行小校正。通过使用76mm防护式加热板来测量样品的导热率。在两个冷却的板的压力下，将一双样品盘安置在防护加热板的每一侧上。该冷却的板被保持在恒定温度，优于±0.05℃。板的表面具有超过0.9的发射密度(emittance)。在加热板上的环形防护器的温度与中心部分的温度匹配优于±0.01℃，以便最大程度减少样品中的侧面热流。该加热板和样品用玻璃纤维毡绝热，以进一步减少边缘热损失。通过样品的温降被固定在14℃和在读取最终读数之前允许有大约5小时来建立热平衡。
老化试验是从YD/T839.4-1996(PRC方法)派生，只是改变试验的温度和持续时间。
表1：物理性能
性能 数值 试验方法
密度(20℃)g/ml 0.356 ASTM D1475
粘度(100s-1，25℃)Pa.s 23.63 Haake VT500
管道排水(7mm id/80℃/24hrs.) 通过 EIA/TIA-455-81A
锥体针入度(23℃)dmm 335 ASTM D937
锥体针入度(-30℃)dmm 167 ASTM D937
锥体针入度(-40℃)dmm 120 ASTM D937
油分离(80℃/24hrs.)％wt. 0 FTM791(321)
挥发分损失(80℃/24hrs.)％w/w 0.17 FTM791(321)
OIT(190℃)min. 34.75 ASTM D3895
导热率(23℃)W/m.K 0.077 参见以上
导热率(80℃)W/m.K 0.078 参见以上
氢气产生(80℃/24hrs.)μl/g 0.010
酸值mgKOH/g 0.036 BS2000
老化(100℃/240hrs.) 通过 参见以上
UV曝照(25℃/14天) 通过
温度暴露(240℃/5mins.) 通过
OIT＝氧化诱导时间
表I显示，凝胶的密度是低的，这有助于良好的抗滴落性质(于80℃测量)。低温性能通过在-40℃下锥体针入度来分析，而高温性能通过全部在80℃下进行的滴落试验、油分离和挥发分损失试验的结合来测试，以及氧化诱导时间试验在190℃下进行。超过20分钟的氧化诱导时间是令人想望的。结果表明，凝胶具有-40到+80℃的工作温度范围。此外，在图3中示出的凝胶的流变特性是触变的(剪切变稀)以便于低温泵抽和处理，因此在没有因凝胶收缩产生的空隙下进行电缆填充。
导热率是在23℃和80℃下测定的。导热率的值是低的，反映了凝胶的低密度，并且它随着温度的变化而发生的变化很小，这说明材料具有无序的结构。良好的绝热性质表示材料具有良好的抗热分解性，该热分解是在电缆制造过程中达到的高温下发生的。另外，凝胶对于在电缆制造过程中发生的、导致在电缆填充中空隙的形成的热膨胀及热收缩不太敏感。为了比较，一定范围的物质的导热率给出在表2中。
表2：各种物质的导热性
物质 导热率W/m.K 评价
铝 200 非常良好的导热体
水 0.6
橄榄油 0.17
石蜡 0.15
空气 0.024 非常良好的绝热体
凝胶显示出良好的老化性能和耐UV性和耐热性。还有低的氢气产生。
实施例2
按照与实施例1中所述类似方式制备类似的凝胶填料，但是使用不同等级的矿物油。凝胶适于用于小对(small pair)电话铜电缆填充和充溢应用。
对凝胶进行许多物理试验。物理试验的结果类似于实施例1的组合物的那些，因此仅仅电气性质在表3中引用。
表3：物理性能
性能 数值 试验方法
介电常数(23℃) 1.62 ASTM D924
介电损耗因子(1MHz) 4.4×10-4 ASTM D924
体积电阻率(23℃)Ohm.cm 2.8×1015 ASTM D257
击穿电压kV 86
凝胶以低的相对电容率(1.62)和高体积电阻率(2.8×1015Ohm.cm)为特征。为了比较，许多物质的相对电容率给出在表4中。
表4：各种物质的相对电容率
物质 相对电容率
空气(常压) 1.0005
石蜡 2
石蜡油 4.7
玻璃 5-10
云母 6
甲醇 32
水 81
实施例3
按照与实施例1中所述类似方式制备凝胶，该凝胶适合用于填充疏松管(loose tube)和在条带和开口槽芯(open slotted core)之间间隙填充。这一凝胶的配方列于以下：
组分 浓度(％wt)
聚α-烯烃油aDurasyn166(Amoco) 66.37
石蜡油Whiterex250(BP/Mobil) 22.13
热塑性弹性体Kraton1701或1702(Shell) 7.5
微球(预发泡膨胀)Expancel091DE(Triones Chems.Int.) 3.5
抗氧剂Irganox L135(Ciba-geigy) 0.5
a聚α-烯烃油也由BP/Mobil作为SHF61提供。
对凝胶进行许多物理试验。物理试验的结果，它们与实施例1的组合物的结果类似，示于表5中。
另外，分别根据标准FOTP-28和FOTP-178试验光学纤维的拉伸强度和涂层剥离力。该光学纤维是由Siecor制造的CPC6。在被浸泡于凝胶中的同时该纤维在强迫循环空气室中于85±1℃下老化达30天之后，进行这些试验。测量是在20℃和70％相对湿度下进行。对于来自四个不同组的三十个0.5mm样品在500±50mm/min的伸长速率下测量拉伸强度。50mm样品用于使用剥离工具以500±50mm/min进行涂层剥离力试验。
对照样品的平均拉伸强度和涂层剥离力值分别是68.89N和3.61N。
表5：物理性能
性能 数值 试验方法
密度(20℃)g/ml 0.438 ASTM D1475
粘度(200s-1，25℃)Pa.s 7.95 Haake VT500
管道排水(7mm id/80℃/24hrs.) 通过 EIA/TIA-455-81A
锥体针入度(23℃)dmm 396 ASTM D937
锥体针入度(-40℃)dmm 250 ASTM D937
油分离(80℃/24hrs.)％wt. 0 FTM791(321)
挥发分损失(80℃/24hrs.)％w/w 0.06 FTM791(321)
OIT(190℃)min. 31.04 ASTM D3895
导热率(23℃)W/m.K 0.077 参见实施例1
导热率(80℃)W/m.K 0.078 参见实施例1
氢气产生(80℃/24hrs.)μl/g 0.015
相对电容率(50Hz，25℃) 1.65 ASTM D150
体积电阻率(23℃)Ohm.cm 19×1014 ASTM D257
拉伸强度(20℃/70％RH)N 65.07 FOTP-28
涂层剥离力(20℃/70％RH)N 3.88 FOTP-178
老化(100℃/240hrs.) 通过 参见实施例1
UV曝照(25℃/14天) 通过
温度暴露(240℃/5mins.) 通过
OIT＝氧化诱导时间
粘度的剪切敏感行为在图4中进行说明，并显示，凝胶是触变或剪切变稀的。这一凝胶，虽然具有比实施例1的凝胶更低的粘度，但仍然通过了排流(水)试验。以-40℃下锥体针入度来表征的低温性能是异常的。当这一凝胶用于与光学纤维直接接触和必须在低温下保持柔性以避免施加应力于上述纤维或由收缩(它能够导致衰减的增加)引起的微弯曲时，这是特别重要的。该拉伸强度和涂层剥离力结果表明，在暴露于凝胶之后，没有发生纤维的机械强度的恶化或纤维涂层的降解。
实施例4
为了填充疏松管和在条带和开口槽芯之间间隙填充(特别用于聚丙烯电缆聚合物)所配方设计的这一凝胶是按照与实施例1中所述类似方式制备的。这一凝胶的配方列于以下：
组分 浓度(％wt)
硅油F111/5000(Ambersil) 94.7
煅制二氧化硅M5(Cabot) 1.8
微球(预发泡膨胀)Expancel091DE(Triones Chems.Int.) 3.0
交联用添加剂 0.5
对所获得的凝胶进行许多物理和化学试验，它们的结果总结在下表6中。
通过使用以下方法，试验该凝胶与聚丙烯的相容性：
将缓冲疏松管的六个50mm长样品称重，准确到0.00001g。这些样品中的五个随后被浸泡在凝胶中和全部六个在空气循环烘箱中于80℃老化两周。样品然后再称重。
表6：物理性能
性能 数值 试验方法
密度(20℃)g/ml 0.51 ASTM D1475
粘度(100S-1，25℃)Pa.s 32.86 Haake VT500
管道排水(7mm id/80℃/24hrs.) 通过 EIA/TIA-455-81A
锥体针入度(23℃)dmm 340 ASTM D937
锥体针入度(-40℃)dmm 280 ASTM D937
油分离(80℃/24hrs.)％wt. 4.97 FTM791(321)
挥发分损失(80℃/24hrs.)％w/w 0.11 FTM791(321)
OIT(190℃)min. 33.15 ASTM D3895
氢气产生(80℃/24hrs.)μl/g 0.012
拉伸强度(20℃/70％RH)N 66.00 FOTP-28
涂层剥离力(20℃/70％RH)N 4.10 FOTP-178
老化(100℃/240hrs.) 通过 参见实施例1
UV曝照(25℃/14天) 通过
温度暴露(240℃/5mins.) 通过
聚丙烯相容性(80℃/2周) 通过 参见以上
OIT＝氧化诱导时间
从低温锥体针入度，和油分离，挥发分损失和氧化诱导时间实验获得的结果提示这一凝胶的操作范围是-40到+80℃。该拉伸强度和涂层剥离力结果表明，在暴露于凝胶之后，没有发生纤维的机械强度的恶化或纤维涂层的降解。该凝胶被发现与聚丙烯相容，因为在老化之后浸泡管样品没有重量增加。
实施例5
这一凝胶，为了电缆充溢和间隙填充应用所配方设计并且是可溶胀的水封闭凝胶，其是按照与实施例1中所述类似方式制备的。这一凝胶的配方列于以下：
组分 浓度(％wt)
石蜡油SN500(Mobil) 89.5
热塑性弹性体Kraton1701或1702(Shell) 4.0
煅制二氧化硅M5(Cabot) 3.0
微球(未发泡膨胀)Expancel551DU(Triones Chems.Int.) 2.5
抗氧剂Irganox L135(Ciba-Geigy) 0.5
单丙二醇PGUSP-1S(Arco Chemical) 0.5
对凝胶进行多个物理试验，它们的结果总结在下表7中。
表7：物理性能
性能 数值  试验方法
密度(20℃)g/ml 0.87  ASTM D1475
粘度(200s-1，25℃)Pa.s 7.00  Haake VT500
电缆排水(80℃/24hrs.) 通过  EIA/TIA-455-81A
锥体针入度(25℃)dmm 340  ASTM D937
油分离(80℃/24hrs.)％wt. 0  FTM791(321)
OIT(190℃)min. ＞40  ASTM D3895
氢气产生(80℃/24hrs)μl/g ＜0.02
酸值mgKOH/g ＜0.5  BS2000
拉伸强度(20℃/70％RH)N 66.00  FOTP-28
涂层剥离力(20℃/70％RH)N 4.10  FOTP-178
OIT＝氧化诱导时间
未发泡膨胀的中空微球在凝胶中的存在是指在95-140℃的温度范围内加热时填料体积增加1-10％。该热量能够在例如纤维光缆的制造过程中从挤出头产生。凝胶的可溶胀的性质能够有助于消除在电缆填料收缩时在电缆中产生的空隙并确保在芯周围的水密封。空隙的消除也减少了与纤维光缆有关的衰减问题的可能性。
凝胶也能够用于填充在金属层压体下方，其中用石油冻膏型物质的过分充溢能够防止重叠体(overlap)的密封，而欠充溢会在电缆内部产生水程(water path)并能够导致上面描述的衰减问题。
显然，在不脱离本发明的原理的前提下能够容易地对于在实施例中举例的组合物进行各种改进和修改，而且全部此类改进和修改被认为由本申请包括在内。

Claims (22)

1.一种组合物，它包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体。
2.一种组合物，它包括微球在包括油基料和有机聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，该组合物基本上不含不同于有机聚合物胶凝剂的触变剂。
3.一种组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中聚合物胶凝剂包括热塑性弹性体，主要由热塑性弹性体组成，或由热塑性弹性体组成。
4.一种组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中聚合物胶凝剂包括除聚苯乙烯-异戊二烯橡胶以外的其它热塑性弹性体，主要由该热塑性弹性体组成，或由该热塑性弹性体组成。
5.一种组合物，它包括微球在包括油基料和聚合物胶凝剂的凝胶中的分散体，其中聚合物胶凝剂包括将含有聚苯乙烯-异戊二烯橡胶和有机增稠剂的组合物排除在外的热塑性弹性体，主要由该热塑性弹性体组成，或由该热塑性弹性体组成。
6.一种组合物，它包括微球在包括油基料和作为胶凝剂的热塑性弹性体的凝胶中的分散体，该组合物基本上不含除热塑性弹性体之外的触变剂。
7.一种凝胶组合物，它包括有机微球体在包括油基料和热塑性弹性体的凝胶中的分散体，该凝胶基本上不含除热塑性弹性体之外的触变剂和基本上不含二氧化硅，例如煅制二氧化硅。
8.根据权利要求1的组合物，其中凝胶基本上不含煅制二氧化硅。
9.根据权利要求1到8中任一项的组合物，它适合用作电缆填料。
10.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中油基料包括选自环烷烃或链烷烃操作油，矿物油，合成油如聚(α-烯烃)合成油和硅油中的至少一种油。
11.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中油基料是以相对于组合物的1-99wt％范围内的量存在。
12.根据权利要求11的组合物，其中油基料是以相对于组合物的50-99wt％范围内，例如以相对于组合物的80-99wt％范围内的量存在。
13.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中聚合物胶凝剂是热塑性橡胶。
14.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中聚合物胶凝剂是以相对于组合物的1-10wt％范围内的量，例如以相对于组合物的2-9wt％范围内的量，优选以相对于组合物的3-8wt％范围内的量存在。
15.根据前述权利要求中任一项的组合物，含有一种或多种抗氧剂。
16.含有权利要求1-15中任一项所定义的组合物作为填料的电缆，如通讯电缆。
17.包括被护套包围的传导芯的电缆，在权利要求1-15中任一项所定义的组合物位于传导芯和护套之间。
18.根据权利要求16或17的电缆，其中传导芯是电导体或光导体。
19.一种制造包括传导芯和护套的电缆的方法，该方法包括将电缆护套挤出在传导芯上的步骤和在挤出步骤中在传导芯和护套之间插入在权利要求1-14中任一项所定义的组合物。
20.一种制备在权利要求1-15中任一项所定义的组合物的方法，该方法包括：
(a)将油基料加热至在110℃到120℃范围内的温度；
(b)将聚合物胶凝剂添加到油基料中和然后进行掺混，以形成混合物；
(c)将混合物冷却到低于90℃的温度；
(d)添加和掺混该微球；和任选地
(e)添加和掺混抗氧剂；和/或
(f)保持混合物在真空状态下以除去夹含的气体。
21.一种制造根据权利要求1-15中任一项的组合物的方法，该方法包括：
(i)在加热掺混罐中掺混至少一种油，
(ii)在搅拌的加热掺混罐中将掺混的油加热至110-120℃，
(iii)在将油基料转移到掺混-冷却罐中之后在高剪切下添加和掺混聚合物胶凝剂到油基料中达到不大于一个小时，让掺混物的温度升高至超过120-130℃，
(iv)将掺混物冷却到＜90℃，然后转移到搅拌的主反应器中，
(v)添加和掺混抗氧剂包装料，
(vi)添加和掺混该微球，其在真空或泵抽下被驱动到反应器中，达至少两分钟，
(vii)保持该真空至少另外10分钟，以在成品组合物的排出之前除去气泡。
22.基本上按照这里的实施例中所述的组合物。
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