KR101639231B1

KR101639231B1 - 자외선-가교결합된 실리콘 고무를 이용한 복합 절연체의 제조 방법

Info

Publication number: KR101639231B1
Application number: KR1020147009400A
Authority: KR
Inventors: 젠스 람브레히트; 죠지 심슨; 한스-죄크 윈터
Original assignee: 와커 헤미 아게
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2016-07-13
Also published as: EP2791948A1; WO2013087414A1; JP2015508422A; US20140296365A1; CN103930955A; DE102011088248A1; EP2791948B1; US9236164B2; KR20140074340A

Abstract

본 발명은 복합 절연체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 실리콘 고무로 제조된 실딩(shielding)을 구비한 지지 컴포넌트(supportive component)가 제공된다. 본 발명은 실리콘 고무의 가교결합이 자외선 조사에 의해 개시되는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선-가교결합된 실리콘 고무를 이용한 복합 절연체의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE INSULATORS BY UV-CROSSLINKING SILICONE RUBBER}

본 발명은, 자외선-가교결합된 실리콘 고무로 제조된 실딩(shielding)을 구비한 복합 절연체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

실리콘-엘라스토머-복합 절연체 및 이를 제조하는 방법은 잘 알려져 있다. 소위 고형 고무{고온-가교결합 고무(HTV - high-temperature-crosslinking) 또는 고밀도 고무(HCR - high consistency rubber)}를 사용한 실리콘-고무 사출 성형(injection molding)은 비교적 고-점도의 실리콘 고무를 가열된 몰드(mold)에 주입하는 것을 특징으로 한다. 그 방법은, 소위 중공 절연체(hollow insulator)에 대한 EP 1091365에서 실시예에 의해 설명되어 있다. 상기 방법은, 현재, 예를 들면 로드 절연체(rod insulator) 또는 서지 어레스터(surge arrester)를 포함하는 모든 타입의 부품에서 사용된다. 때때로 긴 사이클 시간은, 위 방법에 악영향을 미치며, 피복될 부분(예를 들면, 섬유-강화 에폭시 수지 로드(fiber-reinforced epoxy-resin rod) 또는 대응하는 튜브), 특히 간혹 몰드로부터 돌출된 금속성 부가 부분(피팅)도 마찬가지로 고무의 가교결합 온도까지 가열되어야만 한다는 점에 기인한다. 대형 부품은 간혹 상당한 크기의 기계 및 장치를 필요로 한다. 또 다른 단점은, 성형된 부품 위에 몰드-분리선(mold-parting line)이 존재하여, 간혹 몰딩에 후속적으로 기계적 처리를 하여야 한다는 것이다.

유사한 방법이, 낮은 압력 및 소위 액상 고무{액상 실리콘 고무(LSR - liquid silicone rubber)}용 기계를 사용하여, 이용가능하다.

그 이전, 즉, 대형 주입-몰딩 기계를 이용하기 이전에 존재하던 방법에서는 실드(shield)(DE 2746870) 및 간혹 코어 피복(core sheathing)(EP 1130605)을 각각 제조한 후에 이들을 조립한다. 여기서는 고형 고무가 주로 사용된다. 상기 방법들의 이점은 실드의 구성이 유연성을 갖는다는 점이다. 작업수가 많다는 것과 실드-코어 절연 연결점 및/또는 실드-실드 연결점이 많다는 것은 불리한 효과일 수 있다.

고형 고무는 나선형 실드의 제조 방법에서 유사하게 사용된다(EP 821373). 이 방법은 일반적으로 가능하지만, 각 지점 및 각 인접한 지점 간에 연결점이 마찬가지로 생성된다는 단점이 존재할 수 있다. 이 방법은 완전히 자동화될 수는 없다.

초기의 방법, 즉, 주조법(casting process)으로 지칭될 수 있는 모든 방법들(DE 2044179, DE 2519007)은, 비교적 저-점도의 고무를 사용할 필요가 있다. 이 방법들은 모두 소위 상온-가교결합 2-성분 고무(room-temperature-crosslinking 2-component rubber, RTV-2)를 사용하며, 이 고무는 사용시 약간 상승된 온도에서 가교결합될 수 있다. 매 작업시마다 개별적인 실드를 제조하기 때문에, 위 방법은 부품의 최종 크기와 거의 독립적으로 사용될 수 있다. 따라서 현재 이 기술은 매우 큰 직경을 갖는 절연체를 제조하는 데 유용하다. 이 방법을 사용하면 후속적으로 기계적인 처리를 필요로 하는 세로 분리선이 생성되지 않는다. 단점은, 사용되는 고무의 비교적 낮은 가교결합률로 인하여 사이클 시간이 길다는 점이다.

모든 공지의 방법에서 공통적인 특징은, 절연체 외부 피복의 전기 절연 물질의 가교결합이, 상온에서 자발적으로 일어나거나 또는 상승된 온도에서 열에 의해 개시된다는 것이다. 상온에서의 가교결합(DE 2044179 및 DE 2519007에 따라, 개방 몰드를 사용하는 종래의 방법의 실시예에서 가능함)은 수십 분 내지 수 시간을 필요로 하며, 상승된 온도에서의 가교결합은, 몰드를 사용하는 방법에서 수 분 내지 수십 분의 시간을 필요로 하고(EP 1147525, DE 2746870 및 EP 1091365), 예를 들어 EP 821373와 EP 1130605에 기술된 방법과 같이, 후속적으로 오븐에서 가교결합을 일으키는 경우에는 100분 이상까지도 소요된다.

본 발명의 목적은, 가교결합 시간이 짧고, 모든 원하는 형태의 복합 절연체에서 일반적으로 사용될 수 있으며, 따라서 총 제조비용이 낮은, 복합 절연체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 지지 컴포넌트(supportive component)가 실리콘 고무로 제조된 실딩을 구비한 복합 절연체의 제조 방법으로서, 실리콘 고무의 가교결합이 자외선 조사를 통해 개시되는 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법을 제공한다.

자외선 조사에 의해 개시된 실리콘 고무의 가교결합은, 가교결합 시간을 최소화하고, 임의의 원하는 형태의 복합 절연체에 대하여 범용적으로 사용될 수 있으며, 따라서 총 제조비용의 면에서 사용자에게 이점을 제공한다.

본 방법은, 취급 비용이 더 낮고, 장치 비용이 더 낮으며, 후속의 기계적인 처리가 불필요하다. 본 방법은 단기 제조 방법뿐만 아니라 장기 제조 방법에서도 사용될 수 있다.

도 1은 주형 몰드(casting mold) 위의 자외선-조사 장치의 전체적인 개략도를 나타낸다.
주형 몰드에 충전된 실리콘 고무에, 신속한 가교결합이 개시되도록 광을 조사한다. 이러한 구성에서는, 주형 몰드가 자외선-투과성일 필요가 없다. 완전한 조사 및 가교결합을 달성하기 위해서, 복수의 층으로 또는 복수의 부분 충전 과정 후에 상기 실리콘 고무의 조사를 실시하는 것이 요구될 수 있다.
도 2는 완전히 또는 부분적으로 자외선-투과성인 주형 몰드의 위와 아래에 존재하는 자외선-조사 장치의 전체적인 개략도를 나타낸다. 주형 몰드에 충전된 실리콘 고무에, 신속한 가교결합이 개시되도록 광을 조사한다. 주형 몰드는, 자외선 조사에 대하여 완전히 투과성이거나 적합한 위치에 자외선-투과성 물질로 이루어진 창을 포함한다. 복수의 방향으로부터 동시에 조사가 이루어지면, 광으로 상기 실리콘 고무의 전량을 충분히 완전하게 조사하는 것이 가능하다. 단계적인 조사 역시 가능하다.
도 3은 매립형 재료 공급경로를 따라 소정 위치에 존재하는 자외선-조사 장치의 전체적인 개략도를 나타낸다. 충전 과정 이전에 광을 이용한 실리콘 고무의 조사가 수행된다. 이러한 타입의 변형예에서, 실리콘 고무의 특성은, 실리콘 고무의 가교결합을 적절하게 지연시키고, 광에 의한 실리콘 고무의 조사 후 가교결합 전에 재료가 몰드에 충전되는 것을 허용하는 것이다.
도 4는 비-매립형 재료 공급경로를 따라 소정 위치에 존재하는 자외선-조사 장치의 전체적인 개략도를 나타낸다. 마찬가지로 충전 과정 이전에 광을 이용한 실리콘 고무의 조사가 수행된다. 이러한 타입의 변형예에서, 실리콘 고무의 특성은, 실리콘 고무의 가교결합을 적절하게 지연시키고, 실리콘 고무의 조사 후 가교결합 전에 재료가 몰드에 충전되는 것을 허용하는 것이다.

적합한 지지 컴포넌트의 예는 플라스틱 몰딩이며, 바람직하게는 섬유-강화된 플라스틱 몰딩이다. 지지 컴포넌트는 바람직하게는 기다란 것, 즉, 길이:직경 비율이 2:1 이상, 특히 3:1 이상이며, 지지 컴포넌트가 원통형, 특히 막대형 또는 튜브형인 것이 바람직하다. 특히, 섬유-강화된 플라스틱 막대 또는 섬유-강화된 플라스틱 튜브가 사용된다.

실리콘 고무는 바람직하게는 낮은 점도를 갖는다. 실리콘 고무는, 적합한 개방 주형 몰드에 충전되어, 실딩될 지지 컴포넌트를 따라 바닥쪽으로 통과하고, 주형 몰드는 충전 과정 동안 실리콘 고무가 새어나오지 않도록 적절하게 봉인된다.

일단 충전 과정이 완료되거나 또는 일단 특정 충전 수준에 도달하면, 실리콘 고무에 광을 조사하기 위해서, 또는 실리콘 고무에 광을 중간조사하거나 예비조사하기 위해서, 자외선이 사용된다. 이 과정에서 주형 몰드 내의 고무는 매우 신속하게 가교결합 된다.

실리콘 고무에 광을 조사하기 위해서 자외선을 사용하는 방법은, 바람직하게는, 가교결합될 실리콘 고무의 양이 균일하게 신속한 가교결합을 이루는 방식으로 조사하는 것이어야 한다.

실리콘 고무가 주형 몰드의 개방 면으로부터 조사되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 주형 몰드는 자외선-투과성 물질로 구성되거나 또는 주형 몰드가 자외선-투과성 창을 구비하고, 실리콘 고무는 상기 주형 몰드를 통해서 조사된다. 여기서, 실드 내 특정한 부분들이 상방을 제외한 다른 방향으로부터 추가로 조사되는 것이 바람직하다. 상기 창은, 예를 들어, 주형 몰드의 측면 및/또는 주형 몰드의 하부에 존재할 수 있다.

한 방향으로부터 조사하는 것은 간혹 불리할 수 있다. 실리콘 고무의 균일한 조사를 달성하기 위해서, 실리콘 고무는 복수의 방향으로부터 완전히 조사될 수 있다.

실리콘 고무로 충전된 주형 몰드는 하나 이상의 단계에서 광으로 조사될 수 있다.

제조될 실드의 크기 및 형태에 따라 요구되는, 실리콘 고무의 가교결합을 위한 다양한 조사 방법을 사용하는 것이 필요할 수 있다. 상기 조사는, 충전 과정이 완료된 후 또는 실리콘 고무가 주형 몰드 내에서 특정의 부분적인 충전 수준에 도달한 후에, 수행될 수 있다.

실리콘 고무를 주형 몰드에 공급하기 위한 재료 공급경로는 매립형이거나 비-매립형일 수 있다. 가교결합을 개시하는 조사 장치는 실리콘 고무용 재료 공급경로에 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 실리콘 고무의 특성은, 실리콘 고무의 가교결합을 적절하게 지연시키고 실리콘 고무의 조사 후 캐스팅 몰드에 재료의 충전을 허용할 수 있는 것이어야 한다.

조사된 실리콘 고무의 가교결합을 열에 의해 가속화하기 위해서, 재료 공급경로 주변, 주형 몰드의 하부, 측면 또는 위에, 가열 장치가 배치될 수 있다.

자외선 조사는, 바람직하게는 0℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상, 특히 바람직하게는 15℃ 이상에서 수행되고, 바람직하게는 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 35℃ 이하, 특히 바람직하게는 25℃ 이하에서 수행된다.

조사 시간은, 바람직하게는 1초 이상, 특히 바람직하게는 5초 이상이고, 바람직하게는 500초 이하, 특히 바람직하게는 100초 이하이다. 실리콘 혼합물의 가교결합은 하이드로실릴레이션 반응의 개시의 결과 - 상기 혼합물이 교질화되고 경화됨 - 로서 시작된다.

실리콘 고무의 점도[D=0.9/25℃]는, 바람직하게는 100 mPas 이상, 특히 바람직하게는 1,000 mPas 이상이고, 바람직하게는 40,000 mPas 이하, 특히 바람직하게는 20,000 mPas 이하이다.

자외선의 파장은 바람직하게는 200 내지 500 nm이다.

실리콘 고무는 2개의 성분으로 구성된 혼합물 또는 단 1개의 성분으로만 구성된 혼합물일 수 있다. 실리콘 고무는 바람직하게는 하기 성분을 포함한다:

(A) 분자당 두 개 이상의 알케닐기를 포함하고 25℃에서 0.1 내지 500,000 Pa·s의 점도를 갖는 폴리오르가노실록산,

(B) 분자당 두 개 이상의 SiH 작용기를 포함하는 오르가노실리콘 화합물, 및

(C) 200 내지 500 nm의 광에 의해 활성화될 수 있는 백금-군 촉매.

알케닐기를 포함하는 상기 폴리오르가노실록산 (A)의 구조는 바람직하게는 하기 일반식 (1)과 같다:

R¹ _xR² _ySiO_(4-x-y)/2 (1)

식에서,

R¹은, 1가의, 선택적으로 할로겐- 또는 시아노-치환된 C₂-C₁₀-탄화수소 모이어티(moiety)이며, 지방족 탄소-탄소 다중결합을 포함하고, 선택적으로 유기 2가 기(group)를 통해 실리콘과 결합하고,

R²는, 1가의, 선택적으로 할로겐- 또는 시아노-치환된 C₁-C₁₀-탄화수소 모이어티이며, SiC를 통해 결합하고, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖지 않고,

x는, 음수가 아닌 수로서 모든 분자 내에 두 개 이상의 R¹ 모이어티가 존재하게 하는 수이며,

y는, 음수가 아닌 수로서 (x+y)가 1.8 내지 2.5의 범위가 되도록 하는 수이다.

상기 알케닐기 R¹은 SiH-작용성 가교결합제와 추가로 반응할 수 있다. 2개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐기, 예를 들면, 비닐, 알릴, 메탈릴, 1-프로페닐, 5-헥실, 에티닐, 부타디에닐, 헥사디에닐, 시클로펜테닐, 시클로펜타디에닐, 시틀로헥세닐, 바람직하게는 비닐 및 알릴을 사용하는 것이 일반적이다.

중합체 사슬 내에서 상기 알케닐기 R¹이 실리콘과 결합할 수 있게 하는 유기 2가 기는, 예를 들면, 하기 일반식 (2)로 표시되는 것과 같은 옥시알킬렌 단위체로 구성된다:

-(O)_m[(CH₂)_nO]_o- (2)

식에서,

m은 0 또는 1이고, 바람직하게는 0이며,

n은 1 내지 4이고, 바람직하게는 1 또는 2이며, 또한

o는 1 내지 20이고, 바람직하게는 1 내지 5이다.

일반식 (2)의 옥시알킬렌 단위체는 실리콘 원자의 왼편에 결합한다.

모이어티 R¹의 결합은 중합체 사슬의 어느 위치에서나 일어날 수 있고, 특히 말단 실리콘 원자에 결합한다.

치환되지 않은 모이어티 R²의 예는, 알킬 모이어티, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸 모이어티, n-헥실 모이어티와 같은 헥실 모이어티, n-헵틸 모이어티와 같은 헵틸 모이어티, n-옥틸 모이어티 및 2,2,4-트리메틸펜틸 모이어티 등의 이소옥틸 모이어티와 같은 옥틸 모이어티, n-노닐 모이어티와 같은 노닐 모이어티, n-데실 모이어티와 같은 데실 모이어티; 알케닐 모이어티, 예를 들면, 비닐, 알릴, n-5-헥세닐, 4-비닐시클로헥실, 및 3-노르보르네닐 모이어티; 시클로알킬 모이어티, 예를 들면, 시클로펜틸, 시클로헥실, 4-에틸시클로헥실, 시클로헵틸 모이어티, 노르보르닐 모이어티, 및 메틸시클로헥실 모이어티; 아릴 모이어티, 예를 들면 페닐, 바이페닐, 나프틸 모이어티; 알카릴 모이어티, 예를 들면, o-, m-, p-톨릴 모이어티, 및 에틸페닐 모이어티; 아랄킬 모이어티, 예를 들면, 벤질 모이어티, 및 알파- 및 베타-페닐에틸 모이어티이다.

모이어티 R²로서 치환된 탄화수소 모이어티의 예는, 할로겐화 탄화수소, 예를 들면, 클로로메틸, 3-클로로프로필, 3-브로모프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 및 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오로펜틸 모이어티, 및 클로로페닐, 디클로로페닐, 및 트리플루오로톨릴 모이어티이다.

R²는 바람직하게는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다. 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다.

성분 (A)는 또한 알케닐기를 포함하는 다양한 폴리오르가노실록산의 혼합물일 수 있고, 이들은, 예를 들면, 알케닐기 함량, 알케닐기의 특성, 또는 구조적인 면에서 서로 다르다.

알케닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 (A)의 구조는 선형, 환형, 또는 분지형일 수 있다. 분지형 폴리오르가노실록산을 야기하는 3기능성 및/또는 4기능성 단위체의 함량은 전형적으로 매우 적고, 바람직하게는 20 몰% 이하이며, 특히 0.1 몰% 이하이다.

특히 바람직한 예는, 비닐기 및 하기 일반식 (3)으로 표시되는 분자를 포함하는 폴리디메틸실록산을 사용하는 것이다:

(ViMe₂SiO₁ _/2)₂(ViMeSiO)_p(Me₂SiO)_q (3)

식에서, 음수가 아닌 정수 p 및 q는 이하의 조건을 충족한다: p≥0, 50<(p+q)<20,000, 바람직하게는 200<(p+q)<1,000, 및 0<(p+1)/(p+q)<0.2.

25℃에서 상기 폴리오르가노실록산 (A)의 점도는, 바람직하게는 0.5 내지 100,000 Pa·s이고, 특히 1 내지 2,000 Pa·s이다.

분자당 2개 이상의 SiH 작용기를 포함하는 오르가노실리콘 화합물 (B)의 구조는 바람직하게는 하기 일반식 (4)와 같다:

H_aR³ _bSiO_(4-a-b)/2 (4)

식에서,

R³은 1가의, 선택적으로 할로겐- 또는 시아노-치환된 C₁-C₁₈-탄화수소 모이어티이며, SiC를 통해 결합하고, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖지 않고, 또한

a 및 b는 음수가 아닌 정수이며,

단, 0.5<(a+b)<3.0 및 0<a<2 이고, 분자당 2개 이상의 실리콘-결합된 수소 원자가 존재한다.

R³의 예는, R²에 대하여 언급된 모이어티와 동일하다. R³은 바람직하게는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다. 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다.

분자당 3개 이상의 SiH 결합을 포함하는 오르가노실리콘 화합물 (B)를 사용하는 것이 바람직하다. 분자당 단 2개의 SiH 결합을 포함하는 오르가노실리콘 화합물 (B)를 사용하는 경우에는, 분자당 3개 이상의 알케닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 (A)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 오르가노실리콘 화합물 (B)의 수소 함량은, 전적으로 실리콘 원자에 직접 결합된 수소 원자와 관련되어 있는데, 바람직하게는 수소의 중량를 기준으로 0.002 내지 1.7 %이고, 특히 바람직하게는 수소의 중량을 기준으로 0.1 내지 1.7 %이다.

상기 오르가노실리콘 화합물 (B)는 바람직하게는 분자당 3개 이상, 60개 이하의 실리콘 원자를 포함한다. 분자당 4개 내지 200개의 실리콘 원자를 포함하는 오르가노실리콘 화합물 (B)를 사용하는 것이 바람직하다.

오르가노실리콘 화합물 (B)의 구조는 선형, 분지형, 환형, 또는 네트워크 형태일 수 있다.

특히 바람직한 오르가노실리콘 화합물 (B)는 하기 일반식 (5)로 표시되는 선형 폴리오르가노실록산이다:

(HR⁴ ₂SiO₁ _/2)_c(R⁴ ₃SiO₁ _/2)_d(HR⁴SiO₂ _/2)_e(R⁴ ₂SiO₂ _/2)_f (5)

식에서,

R⁴의 정의는 R³에 대한 것과 동일하고, 또한

음수가 아닌 정수 c, d, e 및 f는 이하의 조건을 충족한다: (c+d)=2, (c+e)>2, 5<(e+f)<200, 및 1<e/(e+f)<0.1.

가교결합 가능한 실리콘 조성물 내에 존재하는 SiH 기능성 오르가노실리콘 화합물 (B)의 양은, 바람직하게는 알케닐기에 대한 SiH기의 몰비가 0.5 내지 5, 특히 1.0 내지 3이 되도록 하는 양이다.

촉매 (C)는 백금-군의 공지된 모든 촉매를 포함할 수 있고, 이들 촉매는, 추가-가교결합 실리콘 조성물의 가교결합 중에 진행되는 하이드로실릴레이션 반응을 촉진시시며, 200 내지 500 nm의 광에 의해 활성화될 수 있다. 상기 촉매 (C)는 하나 이상의 금속 또는 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 및 이리듐 중 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 백금을 포함한다. 특히 적합한 촉매 (C)는, 백금의 시클로펜타디에닐 복합체(complex)이며, 바람직하게는 하기 일반식 (6)으로 표시된다:

식에서,

g = 1 내지 8이고,

h = 0 내지 2이고,

i = 1 내지 3이고,

R⁷은, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 1가의, 치환되거나 치환되지 않은, 선형, 환형, 또는 분지형 탄화수소 모이어티로서, 지방족의 포화되거나 불포화된 모이어티 또는 방향족의 불포화된 모이어티를 포함하며, 1개 내지 30개의 탄소 원자를 가지고, 여기서 각각의 탄소 원자는 원자 O, N, S 또는 P로 치환될 수 있으며,

R⁸은, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 다음의 기를 포함하는 군으로부터 선택되는 가수분해가능한 작용기이고:

카르복시 -O-C(O)R¹⁰,

옥심 -O-N=CR¹⁰ ₂,

알콕시 -OR¹⁰,

알케닐옥시 -O-R¹²,

아미드 -NR¹⁰-C(O)R¹¹,

아민 -NR¹⁰R¹¹,

아민옥시 -O-NR¹⁰R¹¹,

여기서,

R¹⁰은, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 수소, 알킬, 아릴, 아릴알킬, 알킬아릴이고,

R¹¹은, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 알킬, 아릴, 아릴알킬, 알킬아릴이고,

R¹²는, 선형 또는 분지형의, 지방족 불포화된 유기 모이어티이고,

R^9a는, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 1개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 아릴알킬, 알킬아릴이고, 수소는 -할로겐 또는 -SiR⁹ ₃로 치환될 수 있으며,

여기서,

R⁹는, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 1가의, 치환되거나 치환되지 않은, 선형, 환형 또는 분지형 탄화수소 모이어티이고,

R^9b는, 상호 독립적으로, 동일하거나 상이하며, 수소, 또는 1가의, 치환되거나 치환되지 않은, 선형 또는 분지형 탄화수소 모이어티로서, 지방족의 포화되거나 불포화된 모이어티 또는 방향족의 불포화된 모이어티를 포함하며, 1개 내지 30개의 탄소 원자를 가지고, 여기서 각각의 탄소 원자는 원자 O, N, S 또는 P로 치환될 수 있으며, 시클로펜타디에닐 모이어티와 함께 아넬레이트(annelate)된 고리를 형성할 수 있는, 모이어티이다.

R⁷으로 바람직한 모이어티는, 1개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 선형 포화 탄화수소 모이어티이다. 보다 바람직하게는 페닐 모이어티이다.

R⁸으로 바람직한 모이어티는, 메톡시, 에톡시, 아세톡시 및 2-메톡시에톡시 기이다.

R^9a로 바람직한 모이어티는, 선형 및 분지형의, 선택적으로 치환된 선형 알킬 모이어티, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 모이어티이다.

R^9b로 바람직한 모이어티는, 선형 및 분지형의, 선택적으로 치환된 선형 알킬 모이어티, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 모이어티이다. 보다 바람직하게는 선택적으로 더 치환된 아넬레이트된 고리이고, 예를 들면, 인데닐 모이어티 또는 플루오레닐 모이어티이다.

MeCp(PtMe₃)가 촉매 (C)로서 특히 바람직하다.

촉매 (C)는 원하는 모든 형태로 사용될 수 있으며, 예를 들면, EP-A-1006147에 기술된 바와 같이, 하이드로실릴레이션 촉매를 포함하는 마이크로캡슐, 또는 오르가노폴리실록산 입자일 수 있다.

하이드로실릴레이션 촉매 (C)의 함량은, 바람직하게는, 실리콘 고무 중 백금-군 금속의 함량이 0.1 내지 200 ppm, 바람직하게는 0.5 내지 40 ppm이 되도록 선택된다.

상기 실리콘 고무는 바람직하게는 200 내지 500 nm의 자외선을 투과시키며, 특히, 200 내지 500 nm의 자외선을 흡수하는 충전재(filler)를 포함하지 않는다.

그러나, 상기 실리콘 고무는 또한 충전재 (D)를 포함한다.

강화 충전재, 즉, 50 m²/g 이상의 BET 표면적을 갖는 충전재의 예는, 건식(fumed) 실리카, 습식(precipitated) 실리카, 퍼네스 블랙(furnace black) 및 아세틸렌 블랙(acetylene black)과 같은 카본 블랙(carbon black), 및 넓은 BET 표면적을 갖는 실리콘-알루미늄 혼합 산화물이다. 섬유 충전재의 예는 석면 및 합성 섬유이다. 전술한 충전재는, 예를 들면, 오르가노실란 또는 오르가노실록산의 처리를 통해, 또는 하이드록시기의 알콕시기로의 에테르화를 통해, 소수화될 수 있다. 비-강화 충전재 (D)는, 50 m²/g 이하의 BET 표면적을 갖는 충전재로서, 예를 들면, 석영, 규조토, 규산 칼슘, 규산 지르코늄, 제올라이트, 금속 산화물 분말, 예컨대 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화철 또는 산화아연 및 이들의 혼합 산화물, 황산 바륨, 탄산 칼슘, 석고, 질화 규소, 탄화 규소, 질화 붕소, 유리 분말 및 플라스틱 분말이다. 한 종류의 충전재를 사용하는 것도 가능하고, 2 종 이상의 충전재의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.

실리콘 고무가 충전재 (D)를 포함하는 경우에, 충전재의 함량은 바람직하게는 1 내지 60 중량%, 특히 5 내지 50 중량%이다.

상기 실리콘 고무는, 성분 (E)로서, 70 중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 40 중량%의 함량에 이를 때까지, 첨가물을 더 포함할 수 있다. 상기 첨가물은, 예를 들면, 디오르가노폴리실록산 (A) 및 (B)와는 다른 수지-형 폴리오르가노실록산, 분산제, 용매, 접착 촉진제, 안료, 염료, 가소제, 유기 중합체, 열 안정제 등일 수 있다. 틱소트로피 효과(thixotropic effect)를 갖는 성분은 또 다른 성분 (E)로 존재할 수 있고, 그 예로는, 실리카 미립자 및 틱소트로피 효과를 갖는 다른 상업적으로 이용가능한 첨가제를 들 수 있다. 식 HSi(CH₃)₂-[O-Si(CH₃)₂]_w-H로 표시되는 실록산 역시 사슬 증량제(extender)로서 존재할 수 있고, 여기서 w는 1 내지 1,000이다. 실리콘 고무의 가교결합률, 개시 온도, 처리 시간의 조정을 제어하는 역할을 하는 첨가제 (E)도 존재할 수 있다. 이들 억제제와 안정제는 가교결합 조성물 분야에서 매우 잘 알려져 있다. 압축 변형을 증진시키는 첨가제를 첨가하는 것도 가능하다. 중공체(hollow body) 역시 첨가될 수 있다. 포말을 생성하기 위해서 발포제를 첨가할 수도 있다. 비닐-기능성 물질이 아닌 폴리오르가노실록산을 첨가하는 것도 가능하다.

실리콘 고무는 앞서 언급된 성분들의 혼합을 통해 이루어지며, 혼합은 어떤 순서로 이루어져도 무방하다.

복합 절연체 이외의 컴포넌트에 대해서도, 적합한 기계 및 장치를 사용하여, 전술한 모든 기술들이 이용될 수 있고, 예를 들면, 어레스터의 활성 부분의 피복에도 이용될 수 있다.

상기 식에서 전술한 모든 기호의 정의는 각각 상호 독립적이다. 모든 식에서 실리콘 원자는 4가이다.
본 발명의 실시예는 도 1 내지 4를 통해 설명된다.
참조번호의 의미는 다음과 같다:
1 - 지지 컴포넌트
2 - 실리콘 고무
3 - 주형 몰드
4 - 조사 장치
5 - 자외선-투과성 주형 몰드 또는 자외선-투과성 창을 구비한 주형 몰드

Claims

주형 몰드(casting mold)에서 복합 절연체를 제조하는 방법으로서,
섬유-강화된 플라스틱으로 제조된 막대 또는 튜브 형태의, 지지 컴포넌트(supportive component)를 주형 몰드에 제공하는 단계;
25℃에서 1,000 mPa·s 내지 20,000 mPa·s의 점도를 가지는, 가교결합 가능한 액체 실리콘 고무 조성물을, 상기 지지 컴포넌트를 함유하는 상기 주형 몰드에 주입하는 단계;
자외선 광을 조사함으로써, 상기 가교결합 가능한 실리콘 고무 조성물의 가교결합을 광화학적으로 개시하는 단계; 및
완성된 복합 절연체를 상기 주형 몰드로부터 제거하는 단계
를 포함하고,
상기 복합 절연체는 상기 복합 절연체에 부착된 경화된 실리콘 고무 실딩(shielding)을 가지는, 복합 절연체의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 실리콘 고무가 주형 몰드(casting mold)의 개방 면으로부터 조사되는 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 주형 몰드가 자외선-투과성 물질로 구성되거나 또는 상기 주형 몰드가 자외선-투과성 창을 구비하고, 상기 실리콘 고무는 상기 주형 몰드를 통해서 조사되는 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 실리콘 고무의 상기 조사는, 상기 실리콘 고무를 상기 주형 몰드에 공급하기 위한 재료 공급경로에서 수행되며, 상기 실리콘 고무의 특성은, 상기 실리콘 고무의 가교결합을 지연시키고 상기 실리콘 고무의 조사 후에 재료가 캐스팅 몰드에 충전되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 자외선의 파장이 200 nm 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 실리콘 고무가,
(A) 분자당 두 개 이상의 알케닐기를 포함하고 25℃에서 0.1 Pa·s 내지 500,000 Pa·s의 점도를 갖는 폴리오르가노실록산;
(B) 분자당 두 개 이상의 SiH 작용기를 포함하는 오르가노실리콘 화합물; 및
(C) 200 nm 내지 500 nm 파장의 광에 의해 활성화될 수 있는 백금-군 촉매;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합 절연체의 제조 방법.