JP4386981B2 - 高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物及びポリマー碍子 - Google Patents
高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物及びポリマー碍子 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱硬化により優れた高電圧電気絶縁体となるシリコーンゴムを与える高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物並びに該シリコーンゴム組成物をプラスチック製コアの外周に被覆、硬化させてなるポリマー碍子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
送電線等に用いる碍子に使用される高電圧電気絶縁体は、一般に磁器（セラミック）製又はガラス製である。しかし、これらの絶縁体は、耐衝撃性に欠け破損しやすくかつ重いため、取扱いに注意を要し作業性にも難点がある上、更に、海岸沿いの地域や工業地帯のように汚染を受けやすい環境下では、高電圧電気絶縁体の表面を微粒子や塩類、霧等が通ることにより、漏れ電流が発生したり、フラッシュオーバーにつながるドライバンド放電等が起こるという問題があった。
【０００３】
そこで、これらの磁器製又はガラス製の絶縁体の欠点を改良するために種々の解決法が提案されている。例えば、米国特許第３５１１６９８号公報には、硬化性樹脂からなる部材と白金触媒含有オルガノポリシロキサンエラストマーとからなる耐候性の高電圧電気絶縁体が提案されている。また特開昭５９−１９８６０４号公報には、一液性の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物をガラス製又は磁器製の電気絶縁体の外側表面に塗布することにより、湿気・大気汚染・紫外線等の野外におけるストレスの存在下においても前記電気絶縁体の有する高性能を維持させる技術が提案されている。
【０００４】
更に、特開昭５３−３５９８２号公報には、加熱硬化によりシリコーンゴムとなるオルガノポリシロキサンと水酸化アルミニウムとの混合物を１００℃よりも高い温度で３０分以上加熱して電気絶縁性が改良されたシリコーン組成物が得られること、また、特開平７−５７５７４号公報にはシリコーンゴムにメチルアルキルシロキサン油を混合することによって経時での接触角回復特性を回復し、閃絡防止に効果があることがそれぞれ提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの従来技術では、いずれも使用されているシリコーンゴム材料の高電圧電気特性能が未だ十分満足できるものではなく、また、電気絶縁性能を向上させるためには、多量の水酸化アルミニウムを使用しなければならないが、水酸化アルムニウム自体の吸湿性により、高湿環境下では、電気特性が低下するという問題を生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、水酸化アルムニウムの高充填系においてもシリコーンゴムの電気特性を失わず、かつ付加反応硬化系にも悪影響を与えない高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物並びにガラス繊維強化プラスチックなどの熱可塑性樹脂製のコアの外周に、該シリコーンゴム組成物を被覆、硬化させてなる碍子、碍管等の形状に成形された高電圧電気絶縁体（いわゆるポリマー碍子）を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物に対し、脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物で表面処理されたカーボン付着量が０．０２〜１重量％の水酸化アルミニウムを配合することにより、水酸化アルミニウムを多量に充填してもシリコーンゴム本来の電気特性が保持され、高電圧電気絶縁特性を有する硬化物を与え、しかも付加反応による硬化に悪影響を与えることもないことを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物は、
（Ａ）付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物、
（Ｂ）脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物で表面処理されたカーボン付着量が０．０２〜１重量％の水酸化アルミニウム
を含有してなるものである。
【０００９】
ここで、付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、
（イ）１分子中に少なくとも平均２個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
（ロ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有する常温で液体のオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（ハ）付加反応触媒
を主成分とする常温下で液状又はペースト状の組成物であり、常温下で放置するか加熱すると硬化してゴム状弾性体になるものである。
【００１０】
上記（イ）成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式（１）
Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 （１）
（式中、Ｒ1は置換又は非置換の一価炭化水素基であるが、Ｒ1の０．０１〜１０モル％はアルケニル基であり、かつ９０モル％以上はメチル基である。ａは１．９〜２．４の正数である。）
で示される１分子中に少なくとも平均２個以上のアルケニル基を有するものである。
【００１１】
ここで、Ｒ1は、ケイ素原子に結合した炭素数１〜１２、特に１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基やこれらの炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がＦ，Ｃｌ，Ｂｒ等のハロゲン原子やシアノ基などで置換されたクロロメチル基、２−ブロモエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３−クロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。
【００１２】
この場合、上記オルガノポリシロキサンは、上記Ｒ1で示される有機基のうち、９０モル％以上がメチル基である。また、少なくとも平均２個はアルケニル基であり、全Ｒ基中０．０１〜１０モル％、好ましくは０．０２〜５モル％がアルケニル基である。アルケニル基の割合が少なすぎる場合には、得られる組成物の硬化性が低下し、また、多すぎる場合には、硬化物の引張強度、引裂強度、伸びなどの物理的特性が低下する。なお、アルケニル基は分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していてもよく、両者に存在してもよい。
【００１３】
また、上記式（１）中、ａは１．９〜２．４、好ましくは１．９５〜２．０５の正数であり、このオルガノポリシロキサンの分子構造は基本的にはジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなる直鎖状であることが好ましく、また分子鎖両末端にアルケニル基を有するものであることが好ましいが、一部分に分岐状構造を有していてもよい。なお、このオルガノポリシロキサンは、その分子鎖末端がトリビニルシリル、メチルジビニルシリル、ジメチルビニルシリル又はトリメチルシリル基などのトリオルガノシリル基で封鎖されているものが好ましい。
【００１４】
上記オルガノポリシロキサンの分子量は適宜選定されるが、硬化してゴム状弾性体になるという点、及び液状シリコーンゴム組成物を与えるという点から２５℃の粘度が１００〜３００，０００センチポイズ、特に１，０００〜１００，０００センチポイズであるものが好ましい。
【００１５】
（ロ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上の、ケイ素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基）を有し、下記平均組成式（２）
Ｒ2 bＨcＳｉＯ(4-b-c)/2 （２）
（式中、Ｒ2炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基である。またｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜１．０で、かつｂ＋ｃは０．８〜３．０を満足する正数である。）
で示される常温で液体のものである。
【００１６】
ここで、Ｒ2は炭素数１〜１０、特に１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、上記Ｒ1で例示した基と同様の基、好ましくは脂肪族不飽和結合を含まないものを挙げることができ、特にアルキル基、アリール基、アラルキル基、置換アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基などが好ましいものとして挙げられる。ｂは０．７≦ｂ≦２．１、より好ましくは１≦ｂ≦２、ｃは０．００１≦ｃ≦１．０、より好ましくは０．０１≦ｃ≦１の正数であり、ｂ＋ｃは０．８＜ｂ＋ｃ≦３．０、より好ましくは１≦ｂ＋ｃ≦２．４であり、（ロ）成分の分子構造としては直鎖状、環状、分岐状、三次元網目状のいずれの状態であってもよく、ＳｉＨ基は分子鎖の末端に存在しても、分子鎖途中に存在してもよい。更に、（ロ）成分の分子量に特に限定はないが、２５℃での粘度が１〜１，０００センチポイズ、特に３〜５００センチポイズの範囲であることが好ましい。
【００１７】
（ロ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして具体的には、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、メチルハイドロジェン環状ポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位と（Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ3/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。
【００１８】
このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、（イ）成分のオルガノポリシロキサン１００部（重量部、以下同様）に対して０．１〜２００部、特に０．３〜５０部とすることが好ましい。またこの場合、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、そのケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）の数と、前記（イ）成分中のケイ素原子結合アルケニル基の数との比率が０．５：１〜２０：１となるような量が好ましく、より好ましくは１：１〜３：１となるような量である。
【００１９】
（ハ）成分の付加反応触媒としては、白金族金属を触媒金属として含有する単体、化合物、及びそれらの錯体などを用いることができる。具体的には、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と１価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテートなどの白金系触媒、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム等のパラジウム系触媒、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム、テトラキス（トリフェニルホスフィン）ロジウム等のロジウム系触媒などが挙げられる。なおこの付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができ、通常、上記（イ）成分と（ロ）成分との合計量に対して、白金族金属として０．１〜１，０００ｐｐｍとするのが望ましいが、より好ましくは１〜１００ｐｐｍである。０．１ｐｐｍ未満であると組成物の硬化が十分に進行しない場合が多く、１，０００ｐｐｍを超えるとコスト高になる。
【００２０】
これら（イ），（ロ），（ハ）成分に、流動性を調節したり、成形品の機械的強度を向上させるため本発明の効果を損なわない範囲で充填剤を配合してもよい。このような充填剤としては、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、ヒュームド酸化チタンのような補強性充填剤、粉砕石英、ケイ藻土、アスベスト、アルミノケイ酸、酸化鉄、酸化亜鉛、炭酸カルシウムのような非補強性充填剤が例示され、そのままでもヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、ポリメチルシロキサンのような有機ケイ素化合物で表面処理したものでもよい。また、その他必要に応じて顔料、耐熱剤、難燃剤、可塑剤などを配合してもよいが、水酸化アルミニウムは配合されない。
【００２１】
（Ｂ）成分の表面処理された水酸化アルミニウムは、シリコーンゴムの耐アーク性、耐トラッキング性等の電気絶縁性能を改善することができ、かつ表面処理効果により湿潤条件でも、その電気絶縁性能を損なうことがないようにするため本発明組成物において必須のものである。ここで水酸化アルミニウムとしては、下記式
Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏ又はＡｌ（ＯＨ）3
で表わされ、平均粒径が０．１〜２０μｍのもの、好ましくは、０．５〜１５μｍで、ＢＥＴ比表面積が１．０〜１０ｍ2／ｇのものが好ましく使用される。なお、この平均粒径は、例えばレーザー光回折法等による重量平均値（又はメディアン径）等として求めることができる。
【００２２】
上記（Ｂ）成分の水酸化アルミニウムは、水酸化アルミニウムを有機ケイ素化合物として脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はその部分加水分解物を用いて表面処理することによって得られるもので、この有機ケイ素化合物による表面処理によって、表面にこの有機ケイ素化合物に基づく実質的に脂肪族不飽和基を含まない炭素質付着物乃至は付着膜を有するものである。この場合、水酸化アルミニウムに付着する炭素質付着物乃至は付着膜は、水酸化アルミニウムに疎水性を持たせるために必要なもので、その付着量はカーボン付着量として０．０２〜１重量％で、付着量が０．０１重量％より少ないと、吸湿（水）量が多くなり、吸湿（水）時の電気特性が悪くなってしまう。また、２重量％を超えると表面処理工程が難しく、かつコスト的にも不利になってしまう。なお、このカーボン付着量は、主としてアルキル基に由来することが好ましく、上記付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないことが必須である。ここで実質的にというのは、水酸化アルミニウム１ｇあたり１．０×１０-5モル以下の脂肪族不飽和基（例えば、ビニル基、アリル基等のアルケニル基など）という意味で、これ以上存在すると、経時で付加反応速度が遅れてしまい、成形材料としての使用が困難となってしまう。脂肪族不飽和基量が１．０×１０-5モル／ｇ以下、好ましくは５．０×１０-6モル／ｇ以下であれば、その影響は無視できる範囲であり、問題ない。
【００２３】
上記表面処理水酸化アルミニウムを得る方法は、未処理の水酸化アルミニウムと、オルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの加水分解物、例えば、アルキルシラン系、アルキルシラザン系のカップリング剤やその部分加水分解物との混合又は配合によって得られる。これらカップリング剤の例としては、ヘキサメチルジシラザン、オクタメチルトリシラザンなどのアルキルシラザン類、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランなどのアルキルアルコキシシラン類、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランなどのアルキルクロロシラン類などがある。これらアルキル基は、以上のカップリング剤と水酸化アルミニウムとの反応により強固に結合していてもよいし、単に物理的な吸着により存在していても構わない。また該アルキル基は、水酸化アルミニウムの表面に平均的に存在してもよいし、あるいは未処理のもの、微量処理されたものとの混合によりトータルで必要量存在してもよい。なお、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の前記Ｒ1で例示したものと同じ炭素数１〜１２、特に１〜１０であるものが好ましい。
【００２４】
また、該水酸化アルミニウムの配合量は、上記付加反応硬化型オルガノポリシロキサン１００部に対し３０〜４００部、好ましくは５０〜３００部で、３０部より少ないと、耐トラッキングなどの十分な電気特性が得られず、４００部より多いと配合が難しくかつ作業性にも問題があり、更に硬化物も硬くて脆いものとなってしまう。
【００２５】
本発明のシリコーンゴム組成物は、常法により（イ）〜（ハ）成分及び（Ｂ）成分、任意成分を混練することによって得ることができる。また、硬化条件は特に制限されないが、通常室温（例えば５〜３５℃）〜２８０℃、１０秒〜４時間程度の１次硬化の後、１００〜２５０℃で３０分〜３０時間程度の２次硬化（ポストキュアー）の条件を採用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお各例中の部は、いずれも重量部である。また、“初期”の物性値は、シリコーンゴムシートの製造直後で、純水等に浸漬する以前の各物性値を意味する。
【００２７】
〔実施例１〕
粘度１０，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン８０部にヒュームドシリカ（日本エアロジル社製、エアロジル２００）４０部、へキサメチルジシラザン５部、水２部をニーダーミキサーに入れ、１時間室温（２５℃）で撹拌を続けた後、内部温度が１５０℃になるまで加熱し、更に撹拌を３時間続け、液状シリコーンゴムベース（Ａ）を得た。この液状シリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．１８重量％で平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｂ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００２８】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｂ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり２ｇのエチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００２９】
このシリコーンゴム組成物の１５０℃での硬化性をディスクレオメーター（ＡＳＴＭ１００型、東洋精機製）により測定した。２分経過時のトルクを１００％としたときのトルクが５０％になるまでの時間をＴ５０として測定した結果、及び架橋剤であるメチルハイドロジェンポリシロキサンを添加せず１週間・１ヶ月放置後に架橋剤を添加して硬化性を測定した結果を表１に示した。
【００３０】
次にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た。２ｍｍシートよりＪＩＳ Ｋ６３０１に準じてゴム物性を測定した結果を表２に示した。また同じく２ｍｍシートより８０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を切り出し、初期重量を計量後、純水に２５℃で１００時間浸漬した後の重量を測定し、その重量変化率を表１に吸水率として示した。１ｍｍシートよりＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて初期の体積抵抗・誘電率・誘電損失・絶縁破壊電圧を測定し、同様に純水に２５℃で１００時間浸漬した後の体積抵抗・誘電率・誘電損失・絶縁破壊電圧を測定し、その結果を表２に示した。更に、６ｍｍシートより下記の通りトラッキング試験及び侵食損失試験を行った。結果を表３に示した。
【００３１】
【化１】
【００３２】
〈トラッキング試験方法〉
ＡＳＴＭ Ｄ−２３０３−６４Ｔの規格に準じて行った。即ち、荷電圧４ｋＶで電極間距離５０ｍｍの間に汚染液（０．１％ＮＨ4Ｃｌと０．０２％非イオン界面活性剤の水溶液）を０．６ｍｌ／ｍｉｎの速さで上部電極から滴下して、トラックが発生して導電するまでの時間と、それによって起こる侵食損失重量（重量％）を測定した。
〈侵食損失重量〉
ゴムシートの一部が上記試験をする間に熱やアークにより劣化し、侵食される。この侵食量は次式で算出した。
（侵食により失った重量／試験前のシート全体の重量）×１００
【００３３】
〔実施例２〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．３２重量％で平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｄ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００３４】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｄ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり５ｇのメチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００３５】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００３６】
〔実施例３〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．０９重量％で平均粒径が８μｍである水酸化アルミニウム（Ｅ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００３７】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｅ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ３２（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり１ｇのヘキサメチルジシラザンを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ１２０℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００３８】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００３９】
〔比較例１〕
実施例１の液状シリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、表面処理されていない平均粒径１μｍの水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１２０部、実施例１のメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４０】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４１】
〔比較例２〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、ビニル基量が４．２×１０-5モル／ｇでカーボン付着量が０．１２重量％である平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｆ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．８部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４２】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｆ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり１ｇのビニルトリメトキシシラン、０．５ｇのメチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は上記の量のビニル基を含むものである。
【００４３】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４４】
〔比較例３〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、ビニル基量が８．９×１０-5モル／ｇでカーボン付着量が０．４２重量％である平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｇ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４５】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｇ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ３２（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり２ｇのジビニルテトラメチルジシラザン、２ｇのヘキサメチルジシラザンを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は上記の量のビニル基を含むものである。
【００４６】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４７】
〔比較例４〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、実施例１の水酸化アルミニウム（Ｂ）２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４８】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【発明の効果】
本発明の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物は、水酸化アルミニウムが高充填されていても、シリコーンゴムの特性が維持された状態で優れた高電圧電気絶縁性能を与える。
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱硬化により優れた高電圧電気絶縁体となるシリコーンゴムを与える高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物並びに該シリコーンゴム組成物をプラスチック製コアの外周に被覆、硬化させてなるポリマー碍子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
送電線等に用いる碍子に使用される高電圧電気絶縁体は、一般に磁器（セラミック）製又はガラス製である。しかし、これらの絶縁体は、耐衝撃性に欠け破損しやすくかつ重いため、取扱いに注意を要し作業性にも難点がある上、更に、海岸沿いの地域や工業地帯のように汚染を受けやすい環境下では、高電圧電気絶縁体の表面を微粒子や塩類、霧等が通ることにより、漏れ電流が発生したり、フラッシュオーバーにつながるドライバンド放電等が起こるという問題があった。
【０００３】
そこで、これらの磁器製又はガラス製の絶縁体の欠点を改良するために種々の解決法が提案されている。例えば、米国特許第３５１１６９８号公報には、硬化性樹脂からなる部材と白金触媒含有オルガノポリシロキサンエラストマーとからなる耐候性の高電圧電気絶縁体が提案されている。また特開昭５９−１９８６０４号公報には、一液性の室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物をガラス製又は磁器製の電気絶縁体の外側表面に塗布することにより、湿気・大気汚染・紫外線等の野外におけるストレスの存在下においても前記電気絶縁体の有する高性能を維持させる技術が提案されている。
【０００４】
更に、特開昭５３−３５９８２号公報には、加熱硬化によりシリコーンゴムとなるオルガノポリシロキサンと水酸化アルミニウムとの混合物を１００℃よりも高い温度で３０分以上加熱して電気絶縁性が改良されたシリコーン組成物が得られること、また、特開平７−５７５７４号公報にはシリコーンゴムにメチルアルキルシロキサン油を混合することによって経時での接触角回復特性を回復し、閃絡防止に効果があることがそれぞれ提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの従来技術では、いずれも使用されているシリコーンゴム材料の高電圧電気特性能が未だ十分満足できるものではなく、また、電気絶縁性能を向上させるためには、多量の水酸化アルミニウムを使用しなければならないが、水酸化アルムニウム自体の吸湿性により、高湿環境下では、電気特性が低下するという問題を生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、水酸化アルムニウムの高充填系においてもシリコーンゴムの電気特性を失わず、かつ付加反応硬化系にも悪影響を与えない高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物並びにガラス繊維強化プラスチックなどの熱可塑性樹脂製のコアの外周に、該シリコーンゴム組成物を被覆、硬化させてなる碍子、碍管等の形状に成形された高電圧電気絶縁体（いわゆるポリマー碍子）を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物に対し、脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物で表面処理されたカーボン付着量が０．０２〜１重量％の水酸化アルミニウムを配合することにより、水酸化アルミニウムを多量に充填してもシリコーンゴム本来の電気特性が保持され、高電圧電気絶縁特性を有する硬化物を与え、しかも付加反応による硬化に悪影響を与えることもないことを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物は、
（Ａ）付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物、
（Ｂ）脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物で表面処理されたカーボン付着量が０．０２〜１重量％の水酸化アルミニウム
を含有してなるものである。
【０００９】
ここで、付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物は、
（イ）１分子中に少なくとも平均２個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
（ロ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有する常温で液体のオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（ハ）付加反応触媒
を主成分とする常温下で液状又はペースト状の組成物であり、常温下で放置するか加熱すると硬化してゴム状弾性体になるものである。
【００１０】
上記（イ）成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式（１）
Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 （１）
（式中、Ｒ1は置換又は非置換の一価炭化水素基であるが、Ｒ1の０．０１〜１０モル％はアルケニル基であり、かつ９０モル％以上はメチル基である。ａは１．９〜２．４の正数である。）
で示される１分子中に少なくとも平均２個以上のアルケニル基を有するものである。
【００１１】
ここで、Ｒ1は、ケイ素原子に結合した炭素数１〜１２、特に１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基やこれらの炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がＦ，Ｃｌ，Ｂｒ等のハロゲン原子やシアノ基などで置換されたクロロメチル基、２−ブロモエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３−クロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。
【００１２】
この場合、上記オルガノポリシロキサンは、上記Ｒ1で示される有機基のうち、９０モル％以上がメチル基である。また、少なくとも平均２個はアルケニル基であり、全Ｒ基中０．０１〜１０モル％、好ましくは０．０２〜５モル％がアルケニル基である。アルケニル基の割合が少なすぎる場合には、得られる組成物の硬化性が低下し、また、多すぎる場合には、硬化物の引張強度、引裂強度、伸びなどの物理的特性が低下する。なお、アルケニル基は分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していてもよく、両者に存在してもよい。
【００１３】
また、上記式（１）中、ａは１．９〜２．４、好ましくは１．９５〜２．０５の正数であり、このオルガノポリシロキサンの分子構造は基本的にはジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなる直鎖状であることが好ましく、また分子鎖両末端にアルケニル基を有するものであることが好ましいが、一部分に分岐状構造を有していてもよい。なお、このオルガノポリシロキサンは、その分子鎖末端がトリビニルシリル、メチルジビニルシリル、ジメチルビニルシリル又はトリメチルシリル基などのトリオルガノシリル基で封鎖されているものが好ましい。
【００１４】
上記オルガノポリシロキサンの分子量は適宜選定されるが、硬化してゴム状弾性体になるという点、及び液状シリコーンゴム組成物を与えるという点から２５℃の粘度が１００〜３００，０００センチポイズ、特に１，０００〜１００，０００センチポイズであるものが好ましい。
【００１５】
（ロ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上の、ケイ素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基）を有し、下記平均組成式（２）
Ｒ2 bＨcＳｉＯ(4-b-c)/2 （２）
（式中、Ｒ2炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基である。またｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜１．０で、かつｂ＋ｃは０．８〜３．０を満足する正数である。）
で示される常温で液体のものである。
【００１６】
ここで、Ｒ2は炭素数１〜１０、特に１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、上記Ｒ1で例示した基と同様の基、好ましくは脂肪族不飽和結合を含まないものを挙げることができ、特にアルキル基、アリール基、アラルキル基、置換アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基などが好ましいものとして挙げられる。ｂは０．７≦ｂ≦２．１、より好ましくは１≦ｂ≦２、ｃは０．００１≦ｃ≦１．０、より好ましくは０．０１≦ｃ≦１の正数であり、ｂ＋ｃは０．８＜ｂ＋ｃ≦３．０、より好ましくは１≦ｂ＋ｃ≦２．４であり、（ロ）成分の分子構造としては直鎖状、環状、分岐状、三次元網目状のいずれの状態であってもよく、ＳｉＨ基は分子鎖の末端に存在しても、分子鎖途中に存在してもよい。更に、（ロ）成分の分子量に特に限定はないが、２５℃での粘度が１〜１，０００センチポイズ、特に３〜５００センチポイズの範囲であることが好ましい。
【００１７】
（ロ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして具体的には、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、メチルハイドロジェン環状ポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位と（Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ3/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。
【００１８】
このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、（イ）成分のオルガノポリシロキサン１００部（重量部、以下同様）に対して０．１〜２００部、特に０．３〜５０部とすることが好ましい。またこの場合、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、そのケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）の数と、前記（イ）成分中のケイ素原子結合アルケニル基の数との比率が０．５：１〜２０：１となるような量が好ましく、より好ましくは１：１〜３：１となるような量である。
【００１９】
（ハ）成分の付加反応触媒としては、白金族金属を触媒金属として含有する単体、化合物、及びそれらの錯体などを用いることができる。具体的には、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と１価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテートなどの白金系触媒、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム等のパラジウム系触媒、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム、テトラキス（トリフェニルホスフィン）ロジウム等のロジウム系触媒などが挙げられる。なおこの付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができ、通常、上記（イ）成分と（ロ）成分との合計量に対して、白金族金属として０．１〜１，０００ｐｐｍとするのが望ましいが、より好ましくは１〜１００ｐｐｍである。０．１ｐｐｍ未満であると組成物の硬化が十分に進行しない場合が多く、１，０００ｐｐｍを超えるとコスト高になる。
【００２０】
これら（イ），（ロ），（ハ）成分に、流動性を調節したり、成形品の機械的強度を向上させるため本発明の効果を損なわない範囲で充填剤を配合してもよい。このような充填剤としては、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、ヒュームド酸化チタンのような補強性充填剤、粉砕石英、ケイ藻土、アスベスト、アルミノケイ酸、酸化鉄、酸化亜鉛、炭酸カルシウムのような非補強性充填剤が例示され、そのままでもヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、ポリメチルシロキサンのような有機ケイ素化合物で表面処理したものでもよい。また、その他必要に応じて顔料、耐熱剤、難燃剤、可塑剤などを配合してもよいが、水酸化アルミニウムは配合されない。
【００２１】
（Ｂ）成分の表面処理された水酸化アルミニウムは、シリコーンゴムの耐アーク性、耐トラッキング性等の電気絶縁性能を改善することができ、かつ表面処理効果により湿潤条件でも、その電気絶縁性能を損なうことがないようにするため本発明組成物において必須のものである。ここで水酸化アルミニウムとしては、下記式
Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏ又はＡｌ（ＯＨ）3
で表わされ、平均粒径が０．１〜２０μｍのもの、好ましくは、０．５〜１５μｍで、ＢＥＴ比表面積が１．０〜１０ｍ2／ｇのものが好ましく使用される。なお、この平均粒径は、例えばレーザー光回折法等による重量平均値（又はメディアン径）等として求めることができる。
【００２２】
上記（Ｂ）成分の水酸化アルミニウムは、水酸化アルミニウムを有機ケイ素化合物として脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はその部分加水分解物を用いて表面処理することによって得られるもので、この有機ケイ素化合物による表面処理によって、表面にこの有機ケイ素化合物に基づく実質的に脂肪族不飽和基を含まない炭素質付着物乃至は付着膜を有するものである。この場合、水酸化アルミニウムに付着する炭素質付着物乃至は付着膜は、水酸化アルミニウムに疎水性を持たせるために必要なもので、その付着量はカーボン付着量として０．０２〜１重量％で、付着量が０．０１重量％より少ないと、吸湿（水）量が多くなり、吸湿（水）時の電気特性が悪くなってしまう。また、２重量％を超えると表面処理工程が難しく、かつコスト的にも不利になってしまう。なお、このカーボン付着量は、主としてアルキル基に由来することが好ましく、上記付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないことが必須である。ここで実質的にというのは、水酸化アルミニウム１ｇあたり１．０×１０-5モル以下の脂肪族不飽和基（例えば、ビニル基、アリル基等のアルケニル基など）という意味で、これ以上存在すると、経時で付加反応速度が遅れてしまい、成形材料としての使用が困難となってしまう。脂肪族不飽和基量が１．０×１０-5モル／ｇ以下、好ましくは５．０×１０-6モル／ｇ以下であれば、その影響は無視できる範囲であり、問題ない。
【００２３】
上記表面処理水酸化アルミニウムを得る方法は、未処理の水酸化アルミニウムと、オルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの加水分解物、例えば、アルキルシラン系、アルキルシラザン系のカップリング剤やその部分加水分解物との混合又は配合によって得られる。これらカップリング剤の例としては、ヘキサメチルジシラザン、オクタメチルトリシラザンなどのアルキルシラザン類、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランなどのアルキルアルコキシシラン類、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランなどのアルキルクロロシラン類などがある。これらアルキル基は、以上のカップリング剤と水酸化アルミニウムとの反応により強固に結合していてもよいし、単に物理的な吸着により存在していても構わない。また該アルキル基は、水酸化アルミニウムの表面に平均的に存在してもよいし、あるいは未処理のもの、微量処理されたものとの混合によりトータルで必要量存在してもよい。なお、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の前記Ｒ1で例示したものと同じ炭素数１〜１２、特に１〜１０であるものが好ましい。
【００２４】
また、該水酸化アルミニウムの配合量は、上記付加反応硬化型オルガノポリシロキサン１００部に対し３０〜４００部、好ましくは５０〜３００部で、３０部より少ないと、耐トラッキングなどの十分な電気特性が得られず、４００部より多いと配合が難しくかつ作業性にも問題があり、更に硬化物も硬くて脆いものとなってしまう。
【００２５】
本発明のシリコーンゴム組成物は、常法により（イ）〜（ハ）成分及び（Ｂ）成分、任意成分を混練することによって得ることができる。また、硬化条件は特に制限されないが、通常室温（例えば５〜３５℃）〜２８０℃、１０秒〜４時間程度の１次硬化の後、１００〜２５０℃で３０分〜３０時間程度の２次硬化（ポストキュアー）の条件を採用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお各例中の部は、いずれも重量部である。また、“初期”の物性値は、シリコーンゴムシートの製造直後で、純水等に浸漬する以前の各物性値を意味する。
【００２７】
〔実施例１〕
粘度１０，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン８０部にヒュームドシリカ（日本エアロジル社製、エアロジル２００）４０部、へキサメチルジシラザン５部、水２部をニーダーミキサーに入れ、１時間室温（２５℃）で撹拌を続けた後、内部温度が１５０℃になるまで加熱し、更に撹拌を３時間続け、液状シリコーンゴムベース（Ａ）を得た。この液状シリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．１８重量％で平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｂ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００２８】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｂ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり２ｇのエチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００２９】
このシリコーンゴム組成物の１５０℃での硬化性をディスクレオメーター（ＡＳＴＭ１００型、東洋精機製）により測定した。２分経過時のトルクを１００％としたときのトルクが５０％になるまでの時間をＴ５０として測定した結果、及び架橋剤であるメチルハイドロジェンポリシロキサンを添加せず１週間・１ヶ月放置後に架橋剤を添加して硬化性を測定した結果を表１に示した。
【００３０】
次にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た。２ｍｍシートよりＪＩＳ Ｋ６３０１に準じてゴム物性を測定した結果を表２に示した。また同じく２ｍｍシートより８０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を切り出し、初期重量を計量後、純水に２５℃で１００時間浸漬した後の重量を測定し、その重量変化率を表１に吸水率として示した。１ｍｍシートよりＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて初期の体積抵抗・誘電率・誘電損失・絶縁破壊電圧を測定し、同様に純水に２５℃で１００時間浸漬した後の体積抵抗・誘電率・誘電損失・絶縁破壊電圧を測定し、その結果を表２に示した。更に、６ｍｍシートより下記の通りトラッキング試験及び侵食損失試験を行った。結果を表３に示した。
【００３１】
【化１】
〈トラッキング試験方法〉
ＡＳＴＭ Ｄ−２３０３−６４Ｔの規格に準じて行った。即ち、荷電圧４ｋＶで電極間距離５０ｍｍの間に汚染液（０．１％ＮＨ4Ｃｌと０．０２％非イオン界面活性剤の水溶液）を０．６ｍｌ／ｍｉｎの速さで上部電極から滴下して、トラックが発生して導電するまでの時間と、それによって起こる侵食損失重量（重量％）を測定した。
〈侵食損失重量〉
ゴムシートの一部が上記試験をする間に熱やアークにより劣化し、侵食される。この侵食量は次式で算出した。
（侵食により失った重量／試験前のシート全体の重量）×１００
【００３３】
〔実施例２〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．３２重量％で平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｄ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００３４】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｄ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり５ｇのメチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００３５】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００３６】
〔実施例３〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、カーボン付着量が０．０９重量％で平均粒径が８μｍである水酸化アルミニウム（Ｅ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００３７】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｅ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ３２（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり１ｇのヘキサメチルジシラザンを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ１２０℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は脂肪族不飽和基を実質的に含まないものである。
【００３８】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００３９】
〔比較例１〕
実施例１の液状シリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、表面処理されていない平均粒径１μｍの水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１２０部、実施例１のメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４０】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４１】
〔比較例２〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、ビニル基量が４．２×１０-5モル／ｇでカーボン付着量が０．１２重量％である平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｆ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．８部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４２】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｆ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり１ｇのビニルトリメトキシシラン、０．５ｇのメチルトリメトキシシランを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は上記の量のビニル基を含むものである。
【００４３】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４４】
〔比較例３〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、ビニル基量が８．９×１０-5モル／ｇでカーボン付着量が０．４２重量％である平均粒径が１μｍである水酸化アルミニウム（Ｇ）１２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４５】
なおここで、上記水酸化アルミニウム（Ｇ）は、未処理の水酸化アルミニウムＨ３２（昭和電工（株）製）１００ｇ当たり２ｇのジビニルテトラメチルジシラザン、２ｇのヘキサメチルジシラザンを加え、室温で１時間撹拌した後、温度を上げ、１００℃で２時間撹拌を続けて反応を完了させることにより得た。従って、その表面の炭素質付着物は上記の量のビニル基を含むものである。
【００４６】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４７】
〔比較例４〕
実施例１のシリコーンゴムベース（Ａ）４０部に粘度１，０００ｃｓ（２５℃）の両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン６０部、実施例１の水酸化アルミニウム（Ｂ）２０部を加え、室温で１時間混合を続けた後、メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｃ）２．５部と塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液を０．１部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５部を添加し、室温で均一に混合した。
【００４８】
このシリコーンゴム組成物の硬化性、及び経時の硬化性を実施例１と同様に測定し、結果を表１に示した。更にこのシリコーンゴム組成物を１５０℃で１０分間プレス成形し、６ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍのゴムシートを得た後、実施例１と同様にゴム物性、吸水率、電気特性を測定した結果を表２に示した。また、６ｍｍシートより実施例１のトラッキング試験及び侵食損失試験を行った結果を表３に示した。
【００４９】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物は、水酸化アルミニウムが高充填されていても、シリコーンゴムの特性が維持された状態で優れた高電圧電気絶縁性能を与える。
Claims (5)
- （Ａ）付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物
１００重量部
（Ｂ）脂肪族不飽和基を実質的に含まないオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物で表面処理されたカーボン付着量が０．０２〜１重量％の水酸化アルミニウム （Ａ）成分１００重量部に対し３０〜４００重量部
を含有してなることを特徴とする高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物。 - 付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物が、
（イ）下記平均組成式（１）
Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 （１）
（式中、Ｒ1は置換又は非置換の一価炭化水素基であるが、Ｒ1の０．０１〜１０モル％はアルケニル基であり、かつ９０モル％以上はメチル基である。ａは１．９〜２．４の正数である。）
で示される１分子中に少なくとも平均２個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン １００重量部
（ロ）下記平均組成式（２）
Ｒ2 bＨcＳｉＯ(4-b-c)/2 （２）
（式中、Ｒ2 は炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基である。またｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜１．０で、かつｂ＋ｃは０．８〜３．０を満足する正数である。）
で示される１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有する常温で液体のオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜２００重量部
（ハ）付加反応触媒 触媒量
を主成分とするものである請求項１記載の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物。 - （Ｂ）成分におけるオルガノシラン、オルガノシラザン又はそれらの部分加水分解物が、アルキル基を有するシラザン類もしくはアルキルアルコキシシラン類又はそれらの部分加水分解物である請求項１又は２記載の高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物。
- （Ｂ）成分における水酸化アルミニウムの平均粒径が０．１〜２０μｍの範囲である高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物。
- 請求項１〜４のいずれか１項記載のシリコーンゴム組成物をプラスチック製コアの外周に被覆、硬化させてなるポリマー碍子。
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