KR20010101947A - 내화성 열가소성 실리콘 가황물 - Google Patents

내화성 열가소성 실리콘 가황물 Download PDF

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KR20010101947A
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로메네스코데이비드제이.
쉐파드키에르스텐엘.
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맥켈러 로버트 루이스
다우 코닝 코포레이션
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Abstract

폴리올레핀, 분자 당 평균 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 갖는 폴리오르가노실록산, 및 칼슘 실리케이트를 포함하고, 폴리오르가노실록산이 오르가노히드리도 실리콘 화합물 및 수소화규소화 촉매를 사용하여 혼합한 후 경화되어 열가소성 가황물을 만드는 조성물은 우수한 내화성을 제공한다. 특히, 40 내지 88kW/m2의 외부 열유량에서 연소시킴에 의해 시험될 때 그러한 조성물은 현저하게 적은 열 및 연기를 발생시키고, 폴리올레핀 단독 또는 조성물이 혼합 후 경화되지 않는 열가소성 폴리올레핀 수지, 폴리오르가노실록산 및 칼슘 실리케이트의 혼합물과 비교하여 단순한 차르를 발생시킨다.

Description

내화성 열가소성 실리콘 가황물{FIRE RESISTANT THERMOPLASTIC SILICONE VULCANIZATES}
열가소성 엘라스토머(TPE)는 플라스틱 및 고무 성질을 모두 갖는 중합성 물질이다. 그것들은 엘라스토머의 기계적 성질을 가지나, 종래의 고무와는 다르며, 승온에서 재-가공될 수 있다. 이런 재-가공성은 조립 부품의 재순환에 있어 보다 빠른 순환 시간을 허가하고, 폐기물의 상당한 감소를 가져오므로, 화학적으로 교차결합된 고무를 능가하는 TPE의 주요한 이점이다.
일반적으로, 2개의 주요 종류의 엘라스토머가 공지되어 있다. 블록 공중합체열가소성 엘라스토머는 주위 온도 이상의 용융점 또는 유리전이온도를 갖는 "하드" 플라스틱 세그먼트, 및 상당히 실온 이하인 유리 전이 또는 용융점을 갖는 "소프트" 중합 세그먼트를 함유한다. 이들 시스템에서, 하드 세그먼트는 응집하여 별개의 미세상을 형성하고, 소프트상을 위한 물리적 교차결합으로 작용하며, 이로써 실온에서 고무 특성이 부여된다. 승온에서 하드 세그먼트는 용융하거나 또는 연화되어, 공중합체가 유동 및 보통의 열가소성 수지처럼 가공될 수 있게 한다.
두번째 종류의 열가소성 엘라스토머는 단순 혼합물(물리적 혼합물)로 간주되며, 엘라스토머 성분을 열가소성 수지와 균일하게 혼합함으로써 얻어질 수 있다.
또한 엘라스토머 성분이 혼합 동안 교차결합될 때, 열가소성 가황물(TPV)로서 당해 기술분야에 공지된 열가소성 엘라스토머가 생긴다. TPV의 교차결합 엘라스토머 상이 승온에서 불용성 및 비-유동성이므로, TPV는 일반적으로 개선된 내유성 및 내용매성을 나타내고, 감소된 압축이 단순 혼합물과 관련해 설정된다.
전형적으로, TPV는 엘라스토머와 열가소성 매트릭스가 혼합되고, 혼합 과정 동안 엘라스토머가 교차결합제 및/또는 촉매의 도움으로 경화되는, 동적 가황으로서 공지된 가공에 의해 형성된다. 교차결합 엘라스토머 성분이 실리콘 중합체이고, 열가소성 성분이 유기, 비-실리콘 중합체(즉, 열가소성 실리콘 가황물 또는 TPSiV)일 수 있는 어떤 것을 포함하여, 다수의 그러한 TPV가 당해 기술분야에 공지되어 있다. 그러한 물질에서, 엘라스토머 성분은 각종 메카니즘에 의해 경화될 수 있으나, 또한, 유기 과산화물과 같은 비-특정 촉매의 사용은 열가소성 수지 자체의 적어도 부분적인 경화를 가져옴으로써 조성물을 재-가공하는 능력을 감소시키거나 또는 완전히 파괴한다고 알려져 있다(즉, 더이상 열가소성 엘라스토머가 아니다). 다른 경우에, 과산화물은 열가소성 수지의 부분적 분해를 가져온다. 이들 문제를 해결하기 위해, 오르가노히드리도실리콘 화합물과 같은 엘라스토머-특정 교차결합제가 알켄일-작용기 엘라스토머를 경화시키는데 사용될 수 있다.
미국 특허 번호 4,500,688에서 Arkles는 500 내지 100,000mPa·s의 점도를 갖는 비닐-함유 실리콘 유체가 종래의 열가소성 수지에 분산되어 있는 반-상호침투 그물구조(IPN)를 개시하고 있다. Arkles는 단지 비교적 낮은 레벨의 실리콘에서 이들 IPN을 설명한다. 비닐-함유 실리콘은 수소화 규소-함유 실리콘 성분을 사용한 사슬 연장 또는 교차결합 메카니즘에 따라 용융 혼합 동안 열가소성으로 가황된다. 이 명세서는 사슬 연장 과정이 비닐-함유 실리콘이 2 내지 4의 비닐기를 갖고, 수소화물-함유 실리콘이 비닐 작용기의 1 내지 2배 당량을 가질 때, 열가소성 조성물이 생긴다고 서술한다. 한편, 교차결합 반응이 지배적으로 행해지는 실리콘은 비닐-함유 실리콘이 2 내지 4의 비닐기를 갖고, 수소화물-함유 실리콘이 비닐 작용기의 1 내지 2배 당량을 가질 때, 열경화성 조성물이 생긴다. 언급된 전형적인 열가소성수지는 폴리아미드, 폴리우레탄, 스티렌, 폴리아세탈 및 폴리카르보네이트를 포함한다. 이 명세서는 불포화기를 함유하고, 수소화물-함유 실리콘을 불포화 작용기를 갖는 유기 중합체와 반응시킴에 의해 제조된 혼성 실리콘의 사용을 포함하도록 미국 특허 번호 4,714,739에서 Arkles에 의해 확장되었다. Advanced Elastomer Systems에 대한 WO 96/01219에, 개선된 내유성 및 압축 설정을 갖는 열가소성 엘라스토머가 개시되어 있다. 이들 시스템은 경화성 엘라스토머 공중합체가 그것과 함께 섞일 수 없는 중합성 운반체에 분산되어 있는 경화 고무 농축물을 우선 형성함으로써 제조되며, 이 조합이 혼합되는 동안 경화성 공중합체가 동적으로 가황된다. 결과의 고무 농축물은 차례로 바람직한 TPE를 제공하도록, 가공한 열가소성수지와 혼합된다. 실리콘 고무가 가능한 엘라스토머 성분으로서 개시되나, 그러한 실리콘을 사용하는 예는 제공되지 않는다. 더 이상으로, 이 공보는 중합성 운반체가 경화성 공중합체를 위한 경화제와 반응하지 않아야 한다고 구체적으로 교시한다.
방염성은 열가소성 및 열가소성 엘라스토머의 많은 용도에 있어 중요한 성질이다. 예를 들어, 방염성은 빌딩의 플레넘 및 입관의 전송용 케이블을 코팅하는데 사용되는 물질에 있어 특히 중요하다. 그러한 케이블 코팅의 불충분한 방염 특성을 갖는 플라스틱 물질은 빌딩 내의 화염 전파에 기여할 수 있다. 더욱이, 화재가 케이블 재킷 및 절연재를 통해 연소할 때, 와이어 또는 광파이버의 통신능력의 손실을 가져올 수 있다.
이전 기술분야에서 방염성 열가소성수지를 제공하기 위한 많은 시도가 있어 왔다. 전형적으로, 그것은 바람직한 정도의 방염성이 달성될 때까지, 무기 충전재와 같은 첨가제로 열가소성 물질을 대량 충전하는 것이 필수적이다. 그러나, 이것은 큰 비율의 첨가제가 보통 베이스의 물성을 떨어뜨릴 것으로 예상되는 것과 같은, 몇가지 불이익을 가져온다.
와이어 및 케이블 재킷에서, 화염 전파 및 연기 방출을 감소시키기 위한 다른 접근법은 플루오로중합체의 사용이다. 다른 물질층과 함께 이들은 코어 내의 절연용 물질의 선택에 대한 제한을 최소화하도록, 차르 발달, 재킷 완전성 및 공기투과성을 제어하기 위해 사용되어 왔다. 상업적으로 입수가능한 불소-함유 중합체 물질이 전도체용 제 1 절연 코팅 및 금속 도관을 사용하지 않는 플래넘 케이블용 재킷재로서 허용되어 왔다. 그러나, 플루오로중합체 물질은 다소 가공하기 어렵다. 또한, 불소-함유 물질 중 일부는 그것들을 통신 매체로는 매력적이지 않게 하는 비교적 높은 유전 상수를 갖는다.
더 이상으로, 플루오로중합체는 할로겐화 물질이다. 플루오로중합체 및 염화폴리비닐(PVC)와 같은 할로겐화 물질의 사용과 관련해 나타나는 어떤 문제를 극복하도록 요구되어 왔다. 이들 물질은 화재시 바람직하지 않은 수준의 부식을 조장한다. 플루오로중합체가 사용된다면, 불화수소가 열의 영향 하에서 형성되어 부식을 일으킨다. PVC의 경우, 염화수소가 형성된다.
비-할로겐화 열가소성수지에 첨가제로서 실리콘의 사용이 내화 특성을 개선시킨다고 제안되어 왔다.
미국 특허 번호 4,387,176에서 Frye는 50 내지 97중량%의 열가소성수지, 1 내지 4중량%의 선형 실리콘 유체 또는 검과 같은 실리콘 베이스, 1 내지 20중량%의 마그네슘 스테아레이트와 같은 유기금속 화합물, 및 1 내지 20중량%의 MQ 수지와 같은 실리콘 수지로 이루어진 방염성 열가소성 조성물을 제안하고 있다.
Proc, Beijing Int. Symp. Exhib. Flame Retard, (1993) pp 138-44에서 Cui 등은 삼수화 알루미늄(ATH)으로 충전된 EPDM 고무에 실리콘 오일의 사용을 기술하고 있다. EPDM은 에틸렌, 프로필렌 부분 및 에틸리덴 노르보르넨 단량체로 이루어진 3량체이다. 실리콘 오일은 EPDM 고무와 양립가능하지 않으며, EPDM에 첨가하기전에 오일을 ATH와 미리 혼합하는 것을 필수적이게 한다. DCP로서 간주되는 교차결합제는 기술되지 않았으나, 내화성을 개선시키는데 중요하다는 것이 밝혀졌다.
미국 특허 번호 5,218,027에서 Smith 등은 공중합체 또는 3량체 중 3 내지 20중량%가 카르복실산 공-단량체인 올레핀 공중합체 또는 3량체 5 내지 60중량%; 폴리오르가노실록산 1 내지 15중량%; 및 1족 또는 2족 또는 3족 금속 산화물 수화물을 포함하는 방염 첨가체 10 내지 85중량%를 포함하는 내화성 조성물을 기술하고 있다. Smith는 실리콘이 방염성 첨가제의 조합에 있어 도움이 된다고 교시한다.
미국 특허 번호 5,391,594 및 미국 특허 번호 5,508,323에서 Romenesko 등은 실리콘 중합체 가루로 수지를 변형시킴에 의해 열가소성 폴리올레핀 수지에 내화성을 부여하는 방법을 개시하고 있다. 열가소성 수지는 바람직하게는 폴리스티렌, 내충격 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트 또는 폴리(페닐렌 에테르)로부터 선택된다. 실리콘 중합체 가루는 1 내지 1000마이크론의 평균 입자 크기를 갖고, 폴리오르가노실록산 유체 또는 검 100중량부 와 실리카 충전재 10 내지 150중량부로 필수적으로 구성되며, 경화제는 기술되지 않는다.
본 발명은 전송 매체 케이블용 절연 및 재킷재로서 적합한 열가소성 실리콘 가황물 조성물, 및 이들 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 실리콘 검 또는 실리콘 베이스가 칼슘 실리케이트와 함께 열가소성 폴리올레핀 수지에 분산되고, 동적으로 가황된 열가소성 실리콘 가황물에 관한 것이다. 연소될 때, 이들 열가소성 실리콘 가황물은 양호한 완전성을 갖는 차르 스트럭쳐(char structure)를 발달 시키고, 극히 낮은 화염 전파 및 연기 및 열발생 성질을 나타낸다. 열가소성 폴리올레핀 수지가 할로겐기를 갖지 않을 때, 연소될 때 물질은 또한 허용가능한 독성 수준 및 비교적 낮은 부식성을 나타내야 한다.
(발명의 개요)
우리는 폴리올레핀, 분자 당 적어도 2개의 알켄일기를 갖는 폴리오르가노실록산 및 칼슘 실리케이트를 포함하고, 폴리오르가노실록산이 오르가노히드리도 실리콘 화합물 및 수소화규소화 촉매를 사용하여 혼합한 후 경화되어, 열가소성 가황물을 만드는 조성물이 우수한 내화성을 제공한다는 것을 발견했다. 특히, 그러한조성물은 40 내지 88kW/m2의 외부 열유량으로 연소시킴으로써 시험될 때, 상당히 적은 열 및 연기를 발생시키고, 폴리올레핀 단독 또는 폴리오르가노실록산이 혼합 후 경화되지 않는 폴리올레핀, 폴리오르가노실록산 및 칼슘 실리케이트의 혼합물과 비교하여 단단한 차르를 발생시킨다.
(발명의 상세한 설명)
본 발명은 열가소성 가황물의 제조 방법이며, 이 방법은
(I) (A) 폴리올레핀 100중량부,
(B) 분자 당 평균 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 갖는 폴리오르가노실록산 5 내지 350중량부,
(C) 분자 당 평균 적어도 2개의 규소-결합 수소기를 함유하는 오르가노히드리도 실리콘 화합물,
(D) 수소화규소화 촉매,
(E) 선택적으로, 강화 충전재, 및
(F) 2 내지 30㎛의 평균 입자 크기를 갖는 칼슘 실리케이트, 바람직하게는 규회석 10 내지 170중량부
를 혼합하는 단계; 그리고
(II) 상기 폴리오르가노실록산 (B)를 동적으로 경화시키는 단계
를 포함한다.
본 발명은 또한 상기 과정의 결과인 열가소성 실리콘 가황물(TPSiV) 조성물이다.
본 발명은 또한 상기 과정에 의해 제조된 열가소성 가황물 코팅을 갖는 전송 매체 케이블이다.
성분 (A)는 열가소성 폴리올레핀 수지 또는 2개 이상의 그러한 수지의 혼합물이다. 바람직하게는, 열가소성 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로부터 선택된다. 본 발명의 TPSiV 조성물은 성분 (A)를 조성물의 총중량을 기준으로 약 16중량% 내지 84중량% 갖는 화합물일 수 있다. 대부분의 열가소성 가황물 용도에 있어 성분 (C)는 조성물의 총중량을 기준으로 약 25중량% 내지 50중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 열가소성 폴리올레핀 수지는 올레핀의 단일중합체 뿐만 아니라 하나 이상의 올레핀과 서로 및/또는 약 40몰%까지의 이 올레핀과 공중합할 수 있는 하나 이상의 단량체와의 혼성중합체로부터 선택된다. 적합한 폴리올레핀의 예는 특히 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1, 이소부틸렌, 헥센, 1,4-메틸펜텐-1, 펜텐-1, 옥텐-1, 노넨-1 및 데센-1의 단일중합체를 포함한다. 이들 폴리올레핀은 당해 기술분야에 공지된 바와 같은 과산화물, Ziegler-Natta 또는 메탈로센 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 상기 언급된 올레핀 중 2개 이상의 공중합체가 또한 성분 (A)로서 사용될 수 있으며, 그것들은 또한, 예를 들어 비닐 또는 디엔 화합물, 또는 올레핀과 공중합될 수 있는 다른 그러한 화합물과 공중합될 수 있다.
적합한 혼성중합체의 구체적인 예는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-헥센-1 공중합체, 에틸렌-옥텐-1 공중합체, 에틸렌-부텐-1 공중합체 및 에틸렌과 상기 언급된 올레핀 중 2개 이상의 혼성중합체와 같은 에틸렌-기제 공중합체이다.
열가소성 폴리올레핀은 또한 상기 언급된 단일중합체 또는 혼성중합체 중 2개 이상의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 상기 시스템 중 하나와 다음 중 하나 이상의 균일 혼합물일 수 있다: 폴리프로필렌, 고압 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리부텐-1 및 에틸렌/아크릴산 공중합체, 에틸렌/아크릴산 공중합체, 에틸렌/메틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌/에틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌/아크릴산/에틸 아크릴레이트 3량체 및 에틸렌/아크릴산/비닐 아세테이트 3량체와 같은 극성 단량체-함유 올레핀 공중합체.
바람직한 폴리올레핀은 실질적으로 선형인 저압 에틸렌 단일중합체 및 당해 기술분야에 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)으로 공지되어 있는 혼성중합체와 같은 에틸렌과 3 내지 10 탄소 원자를 갖는 α-올레핀의 혼성중합체와 같은 폴리에틸렌(PE) 중합체를 포함한다. 바람직하게는, 이들 시스템은 약 0.85 내지 0.97g/cc, 더 바람직하게는 0.875 내지 0.930g/cc의 밀도, 및 약 60,000 내지 약 1,000,000의 중량평균 분자량을 갖는다.
다른 바람직한 폴리올레핀은 에이택틱(atactic), 신디오택틱(syndiotactic) 또는 이소택틱(isotactic) PP를 포함하는 폴리프로필렌(PP) 수지를 포함한다. 이들은 전형적으로 프로필렌의 단일중합체 또는 프로필렌과 적은 비율의 에틸렌의 혼성중합체이다. 그러한 PP 시스템은 프로필렌 단위와 불규칙적으로 중합된 에틸렌을 가질 수 있거나, 또는 다수의 에틸렌 단위가 연결되어 블록 공중합체를 형성할 수있다.
상기 중합체 및 혼성중합체는 당해 기술분야에 잘 공지되어 있으며, 그것들의 더 이상의 설명은 불필요할 것으로 생각된다.
폴리오르가노실록산 (B)는 그것의 분자에 2 내지 20 탄소 원자를 갖는 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 함유하는 고 컨시스턴시(검) 중합체 또는 공중합체이다. 알켄일기는 비닐, 알릴, 부텐일, 펜텐일, 헥센일 및 데센일에 의해 구체적으로 예시된다. 알켄일 작용기의 위치는 중요하지 않으며, 그것은 분자 사슬 말단, 분자 사슬 상의 비-말단 위치 또는 두 위치 모두에서 결합될 수 있다. 알켄일기가 비닐 또는 헥센일이고, 이 기가 폴리오르가노실록산 검에 0.001 내지 3중량%, 바람직하게는 0.01 내지 1중량%의 레벨로 존재하는 것이 바람직하다.
성분 (B)의 나머지(즉, 비-알켄일) 규소-결합 유기기는 지방족 불포화기를 함유하지 않는 탄화수소 또는 할로겐화 탄화수소기로부터 독립적으로 선택된다. 이들은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실과 같은 1 내지 20 탄소 원자를 갖는 알킬기; 시클로헥실 및 시클로헵틸과 같은 시클로알킬기; 페닐, 톨릴 및 크실릴과 같은 6 내지 12 탄소 원자를 갖는 아릴기; 벤질 및 페네틸과 같은 7 내지 20 탄소 원자를 갖는 아랄킬기; 그리고 3,3,3-트리플루오로프로필 및 클로로메틸과 같은 1 내지 20 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기에 의해 구체적으로 예시될 수 있다. 이들기는 성분(B)가 실온 이하의 유리 온도(또는 용융점)를 갖도록 선택되며, 따라서 검이 엘라스토머인 것이 물론 이해될 것이다. 메틸은 바람직하게는 성분(B)의 비-불포화 규소-결합 유기기 중 적어도 85몰%, 더욱 바람직하게는 적어도 90몰%를 구성한다.
따라서, 폴리디오르가노실록산 (B)는 그러한 유기기를 함유하는 단일중합체, 공중합체 또는 3량체일 수 있다. 예들은 특히 디메틸실록시 단위 및 페닐메틸실록시 단위; 디메틸실록시 단위 및 디페닐실록시 단위; 그리고 디메틸실록시 단위, 디페닐실록시 단위 및 페닐메틸실록시 단위를 포함하는 검을 포함한다. 분자 구조는 또한 중요하지 않으며, 직쇄 및 부분적으로 분지된 직쇄에 의해 예시되고, 선형 구조가 바람직하다.
폴리오르가노실록산 (B)의 구체적인 실례는 트리메틸실록시-말단블록 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단블록 메틸페닐실록산-디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 디메틸비닐실록시-말단블록 폴리디메틸실록산; 디메틸비닐실록시-말단블록 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 디메틸비닐실록시-말단블록 폴리페닐메틸실록산; 디메틸비닐실록시-말단블록 메틸페닐실록산-디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 및 적어도 하나의 말단기가 히드록시디메틸실록시인 유사한 공중합체를 포함한다. 저온 용도에 있어 바람직한 시스템은 페닐메틸실록산-디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체 및, 특히 디메틸실록산 단위의 몰 함량이 약 93%인 디페닐실록산-디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체를 포함한다.
성분(B)는 또한 2개 이상의 폴리오르가노실록산의 조합으로 구성될 수 있다. 가장 바람직하게는, 성분(B)는 분자의 각 말단에서 비닐기로 말단화된 폴리디메틸실록산 단일중합체, 또는 또한 그것의 주 사슬 중간에 적어도 하나의 비닐기를 함유한 그러한 단일중합체이다.
본 발명의 목적을 위해서, 폴리오르가노실록산 검의 분자량은 American Society for Testing and Materials(ASTM) 926에 의해 측정된 바, 적어도 약 30의 Williams 가소성 수를 부여하기에 충분한 것이 바람직하다. 본원에 사용된 바와 같은 가소성 수는 견본이 25℃에서 3분 동안 49N의 하중으로 압축된 후의, 부피 2cm3및 높이 대략 10mm의 원통형 시험 견본의 두께(mm) × 100으로 정의된다. 성분 (B)의 가소성에 대한 절대적인 상한선은 없지만, 종래의 혼합 장치에서의 가공성에 대한 실제적 고려는 일반적으로 이 값을 제한한다. 바람직하게는, 가소성 수는 약 100 내지 200이어야 하며, 가장 바람직하게는 약 120 내지 185이다.
고 컨시스턴시 불포화기-함유 폴리디오르가노실록산의 제조 방법은 잘 공지되어 있으며, 그것들은 이 명세서에서의 상세한 논의를 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 알켄일-작용기 중합체에 있어 전형적인 방법은 유사한 알켄일-작용기 종의 존재 하에서 고리 및/또는 선형 폴리오르가노실록산의 염기-촉매 평형을 포함한다.
오르가노히드리도 실리콘 화합물 (C)는 본 조성물의 폴리오르가노실록산 (B)를 위한 교차결합제(경화제)이며, 규소에 결합된 적어도 약 0.2중량%의 수소, 바람직하게는 0.2 내지 2, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.7중량%의 수소를 갖는, 각 분자에 적어도 2개의 규소-결합 수소 원자를 함유하는 규소 화합물이다. 규소 원자의 나머지 원자가는 이가 산소 원자 또는 1 내지 20 탄소 원자를 포함하는 일가 탄화수소 라디칼에 의해 충족된다. 일가 탄화수소 라디칼은 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 삼차 부틸 및 헥실과 같은 알킬; 및 페닐 및 톨릴과 같은 아릴일 수 있다. 폴리오르가노실록산 (B)이 경화될 경우, 성분 (B) 또는 성분 (C) 중 하나, 또는 둘 모두가 2 이상의 작용기를 가져야 한다는 것을 당업자들은 인정할 것이다(즉, 이들 작용기의 합이 평균 4 이상이어야 한다). 성분 (C)에서 규소-결합 수소의 위치는 중요하지 않으며, 그것은 분자 사슬 말단, 분자 사슬 중간의 비-말단 위치 또는 양쪽 위치 모두에서 결합될 수 있다. 성분 (C)의 규소-결합 유기기는 성분 (B)와 관련해 상술된 탄화수소 또는 할로겐화 탄화수소기 중 어느 것으로부터 독립적으로 선택되며, 바람직하게는 그것들의 구체예를 포함한다. 성분 (C)의 분자 구조는 또한 중요하지 않으며, 직쇄, 부분적으로 분지된 직쇄, 분지, 고리 및 그물 구조에 의해 예시되고, 선형 중합체 또는 공중합체가 바람직하다.
성분 (C)는 PhSi(OSiMe2H)3와 같은 저분자 실록산; 트리메틸실록시-말단블록 폴리히드리도메틸실록산; 트리메틸실록시-말단블록 디메틸실록산-메틸히드리도실록산 공중합체; 디메틸히드리도실록시-말단블록 폴리디메틸실록산; 디메틸히드로겐실록시-말단블록 폴리메틸히드로겐실록산; 디메틸히드리도실록시-말단블록 디메틸실록산-메틸히드리도실록산 공중합체; 고리 폴리메틸히드로겐실록산; 고리 디메틸실록산-메틸히드리도실록산 공중합체; 테트라키스(디메틸히드로겐실록시)실란; (CH3)2HSiO1/2, (CH3)3SiO1/2및 SiO4/2단위로 이루어진 실리콘 수지; 및 (CH3)2HSiO1/2, (CH3)3SiO1/2, CH3SiO3/2, PhSiO3/2및 SiO4/2단위로 이루어진 실리콘 수지에 의해 예시되며. 여기에서 Me 및 Ph는 이후 각각 메틸 및 페닐 라디칼을 나타낸다.
특히 바람직한 오르가노히드리도 실리콘 화합물은 R3SiO1/2또는 HR2SiO1/2로 말단화된 RHSiO 단위를 갖는 중합체 또는 공중합체이고, 여기에서 R은 1 내지 20 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼, 페닐 또는 트리플루오로페닐로부터 독립적으로 선택되며, 바람직하게는 메틸이다. 또한, 성분 (C)의 점도가 25℃에서 약 0.5 내지 1,000mPa·s, 바람직하게는 2 내지 500mPa·s인 것이 바람직하다. 더 이상으로, 이 성분은 바람직하게는 규소에 결합된 0.5 내지 1.7중량%의 수소를 갖는다. 성분 (C)가 규소 원자에 결합된 0.5 내지 1.7중량%의 수소 및 25℃에서 2 내지 500mPa·s의 점도를 갖는, 메틸히드리도실록산 단위로 필수적으로 구성된 중합체 또는 디메틸실록산 단위 및 메틸히드리도실록산 단위로 필수적으로 구성된 공중합체로부터 선택되는 것이 가장 바람직하다. 그러한 가장 바람직한 시스템은 트리메틸실록시 또는 디메틸히드리도실록시기로부터 선택된 말단기를 가질 것이다.
성분 (C)는 또한 상술된 시스템 중 2개 이상의 조합일 수 있다. 오르가노히드리도 실리콘 성분 (C)는 성분 (B)에 있는 SiH 대 Si-알켄일의 몰비가 1 이상 이고, 바람직하게는 약 50 이하, 더욱 바람직하게는 3 내지 20, 가장 바람직하게는 6 내지 12인 레벨로 사용된다.
수소화규소화 촉매 (D)는 본 조성물에서 폴리오르가노실록산 (B)의 경화를 가속하는 촉매이다. 이 수소화규소화 촉매는 플래티늄 블랙, 실리카 상에 지지된 백금, 탄소 상에 지지된 백금, 클로로플래틴산, 클로로플래틴산의 알콜 용액, 백금/올레핀 착물, 백금/알켄일실록산 착물, 백금/β-디케톤 착물, 백금/포스핀 착물 등의 백금 촉매; 염화 로듐 및 염화 로듐/디(n-부틸) 술피드 착물 등의 로듐 촉매; 및 탄소 상의 팔라듐, 염화 팔라듐 등의 팔라듐 촉매에 의해 예시된다. 성분 (D)는 바람직하게는 클로로플래틴산; 이염화 백금; 삼염화 백금; Willing의 미국 특허 번호 3,419,593에 따라 제조된 클로로플래틴산과 디메틸비닐실록시 말단블록 폴리디메틸실록산으로 희석된 디비닐테트라메틸디실록산을 반응시켜 생성된 백금 착물 촉매; 및 Brown 등의 미국 특허 번호 5,175,325에 따라 제조된 염화 제1백금과 디비닐테트라메틸디실록산의 중성 착물과 같은 백금-기제 촉매가 바람직하며, 이들 특허는 참고자료로서 본원에 포함된다. 가장 바람직하게는, 촉매 (D)는 염화 제1백금과 디비닐테트라메틸디실록산의 중성 착물이다.
성분 (D)는 성분 (B)와 (C)의 반응을 촉진하기에 충분한 촉매량으로 본 조성물에 첨가되며, 이로써 폴리오르가노실록산이 경화한다. 예를 들어, 촉매는 전형적으로 열가소성 엘라스토머 조성물의 총중량을 기준으로 약 0.1 내지 500ppm, 바람직하게는 0.25 내지 50ppm의 금속 원자를 제공하도록 첨가된다.
성분 (E)는 선택적 강화 실리카 충전재로서, 이것은 폴리디오르가노실록산을 강화한다고 공지된 어떤 실리카 충전재일 수 있으며, 적어도 약 50m2/g, 바람직하게는 150 내지 400m2/g의 비표면적을 갖는 미세분포, 훈증 및 침전형태의 실리카 및 실리카 에어로졸로부터 바람직하게 선택된다. 충전재는 그것을 우선 오르가노실록산 베이스를 형성하는 폴리오르가노실록산과 혼합함으로써 첨가된다. 선택적 강화 실리카 충전재는 전형적으로 오르가노실록산 베이스 중 약 1 내지 65중량%의 레벨,바람직하게는 베이스 중 10 내지 65중량%의 범위로 첨가된다.
강화 실리카 충전재는 실리콘 고무 기술분야에서 전형적으로 실행되는 바와 같이, 그것의 표면을 소수성으로하기 위해 처리될 수 있다. 이것은 강화 실리카 충전재를 실라놀기 또는 실라놀기의 가수분해성 선구물질을 함유하는 액체 오르가노실리콘 화합물과 반응시킴에 의해 달성될 수 있다. 충전재 처리제로서 사용될 수 있는 화합물은 α,ω-실란디올, 헥사오르가노디실록산, 시클로디메틸실록산 및 헥사오르가노디실라잔을 포함하는, 저분자량 액체 히드록시- 또는 알콕시-말단 폴리디오르가노실록산과 같은 성분을 포함한다.
성분 (F)는 칼슘 실리케이트, 바람직하게는 2 내지 30㎛의 입자 크기를 갖는 규회석이다. 규회석은 칼슘 실리케이트(CaSiO3)의 채굴된 형태이며, 바늘 형태(즉, 바늘-유사 모양)를 갖는다. 전형적으로, 이 광물은 3:1 이상의 애스펙트비(길이:직경)를 갖는다. 규회석이 약 5 내지 15㎛의 수평균 입자 크기 및 약 15:1 이상의 애스펙트비를 갖는 것이 바람직하다. 차르 형성이 양호한 완전성 및 경도를 갖기 때문에, 규회석은 다른 모양 및 형태의 칼슘 실리케이트를 초과하는 것이 바람직하다. 높은 열유량에 노출시 양호한 차르 형성은 화염 증식을 방지하고 전송 매체의 통신능력을 유지하기 위한 케이블 재킷 용도에 특히 중요하다. 바람직한 규회석이 NYCOMinerals, Inc., Willsboro NY에 의해 공급된다. 칼슘 실리케이트는 성분 (A) 100 중량부를 기준으로 약 10 내지 170중량부의 비율로 첨가된다. 칼슘 실리케이트가 총 제조물을 기준으로 25중량% 이상의 비율로 첨가될 때, 연소시 보다 나은차르 스트럭쳐가 형성된다. 유용한 칼슘 실리케이트의 상한선은 비경화 및 경화 조성물의 원하는 성질에 따를 것이다. 일반적으로, 총 제조물 중 약 60중량% 이상으로 존재하는 칼슘 실리케이트는 너무 되서 가공하기 어려운 비경화 조성물을 가져온다.
상기 언급된 주 성분 (A)부터 (F)에 더하여, 소량(즉, 총 조성물의 50중량% 미만)의 선택적 첨가제가 본 발명의 TPSiV 조성물에 조합될 수 있다. 이 선택적 첨가제는 석영, 탄산칼슘 및 규조토와 같은 확장한 충전재; 산화철 및 티타니아와 같은 안료; 카본 블랙 및 미세분포 금속과 같은 전기 전도성 충전재; 수화된 산화 세륨(IV)과 같은 열 안정제; 및 할로겐화 탄화수소, 삼수화알루미나, 수산화 마그네슘 및 유기인산 화합물과 같은 보다 전통적인 화염 및 연기 방지제에 의해 제한 없이 예시될 수 있다. 이들 첨가제는 전형적으로 동적 경화 후 최종 TPSiV 조성물에 첨가되나, 그것들은 또한 그것들이 동적 가황 메카니즘을 방해하지 않는다면, 어느 제조 시점에서도 첨가될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라, 열가소성 엘라스토머는 폴리오르가노실록산 (B) 및 칼슘 실리케이트 (F), 그리고 선택적 성분 (E)를 열가소성수지 (A)에 완전히 분산시키고, 성분 (C) 및 성분 (D)를 사용하여 폴리오르가노실록산을 동적으로 가황시킴에 의해 바람직하게 제조된다. 혼합은 내부 혼합기 또는 트윈-스크류 압출기와 같은, 수지에 성분들을 균일하게 분산시킬 수 있는 어떤 장치에서 실시되며, 후자가 상업적 제조에 있어 바람직하고, 여기에서 온도는 바람직하게는 수지가 분해하지 않기 위한 양호한 혼합과 실질적으로 양립할 만큼 낮게 유지된다. 혼합 순서는중요하지 않으며, 예를 들어 성분 (B), (C), (E) 및 (F)가 개별적으로 도입되고, 동적 가황이 시작되기 전에 열가소성 폴리올레핀 수지와 혼합될 수 있다. 성분 (B), (C) 및 (E)는 촉매 (D)가 첨가되고 동적 가황이 시작되기 전에 열가소성수지 (A)에 잘 분산되어야 한다. 성분 (F)는 교차결합이 시작되기 전 또는 후에 첨가될 수 있다. 최적 온도, 혼합 시간 및 혼합 작업의 다른 조건은 숙고 하에 특정 수지 및 다른 성분에 따르며, 이들은 당업자들에 의한 정규 실험에 의해 결정될 수 있다.
바람직한 혼합 과정에서, 성분 (B) 및 (E)를 포함하는 오르가노실록산 베이스는 수지의 용융점을 넘어 약 100℃까지 용융점 이상으로 제어된 온도에서 내부 혼합기에서 용융된 열가소성 폴리올레핀 수지 (A)와 함께 약 2 내지 10분 동안 혼합된다. 따라서, 예를 들어 PP 및 PE에 있어, 이 범위는 각 수지의 용융점에서부터 200℃까지이다. 다음에, 경화제 (C) 및 촉매 (D)가 첨가되고, 이어서 칼슘 실리케이트 (F)가 첨가된다. 혼합이 계속됨에 따라, 실리콘 검은 정류상태 용융 점도를 다시 수립하기에 충분한 시간 동안, 전형적으로 1 내지 30분 동안 동적으로 가황된다.
다음에, 상술된 방법에 의해 제조된 열가소성 실리콘 가황물은 압출, 진공 형성, 주입 몰딩, 블로우 몰딩 또는 압축 몰딩과 같은 종래의 기술에 의해 가공되어 플라스틱 부품으로 제작된다. 더욱이, 이들 조성물은 기계적 성질의 저하가 거의 또는 전혀 없이 재-가공(재순환)될 수 있다.
본 발명의 신규한 열가소성 실리콘 가황물은 예를 들어 와이어 및 케이블 절연, 씰링, 자동차 및 전기제품 구성요소, 벨트 및 호스, 건설씰, 병마개 및 일반적 고무 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 방법으로부터 형성된 물질은 예외적인 방염성을 갖는다. 바람직한 구체예에서, 그것들은 적은 균열을 가지거나 가지지 않는 경질 차르를 형성하고, ASTM E1354 하에 원추형 열량계에서 40kW/m2에서 시험될 때 180kW/m2미만의 최대 열방출을 갖는다. 88kW/m2까지의 보다 높은 열유량에서 시험될 때, 본 발명의 방법으로 형성된 물질은 양호한 차르를 계속해서 갖고, 460kW/m2미만의 최대 열방출을 갖는다. 시험에서, 원추형 샘플 바닥에서 물질은 시험에 의해 비교적 영향받지 않고 남아있다.
본 발명의 전송 매체 케이블은 와이어 또는 파이버 위의 절연재 또는 재킷 커버로서 열가소성 실리콘 가황물을 사용함에 의해 제조된다. 열가소성 실리콘 가황물을 코팅하는데 사용되는 방법은 중요하지 않다. 전형적으로, 코팅은 스크류형 압출기를 사용하여 행해진다.
플레넘 케이블 재킷 또는 절연재로서의 사용에 적합하게 하기 위해서, 물질은 엄격한 인화성 시험이 행해져야 한다. 미국에서는, Steiner Tunnel 시험으로 공지된 주요한 시험이 메탄 화염에 의해 발생된 87.9kW/m2의 열유량에 의해 일어나는 모든 것을 통과하기가 특히 어려운 시험으로, 이것은 와이어를 따르는 화염 전파,최대 연기 소화 및 총 연기를 측정한다. 영국에서는, 중요한 시험이 British Stnadard 6387으로서, 이것은 전기 통신을 측정하는 동안 와이어를 침범하는 400 내지 940 C의 연소 범위를 갖는 시험이다. 이들 두개의 시험에서, 차르 형성 및 차르의 경도는 결과에 영향을 미친다.
UL 910 시험 및 BS 6387 모두는 실행하기 어렵고 고가이며, 다량의 케이블 및 코팅재를 필요로 한다. 게다가, 그것들은 환경을 조정하기 위한 특수한 시험 장치를 필요로 한다. 이것은 다수 샘플을 시험하기 어렵게 한다. 열방출 속도가 화재의 강도를 제어하기 때문에, 화재 상황에서 위험을 예측하는데 있어 생성물의 열방출 속도가 가장 중요한 성질이라는 것이 화재 연구 분야에서 이해된다. 이제, 원추형 열량계로부터의 화재 시험 결과와 실재 규모 화재와의 상호 관계 또한 수립되었다. 예를 들어, Marcelo M Hirschler, "Comparison of Large-and Small-scale Heat Release Tests with Electrical Cables," Fire and Materials, Vol. 18, 61-87 (1994) 참조. 이들 노력은 88kW의 열유량으로 실시되는, 열방출 속도를 측정하는 원추형 열량계 기기가 그것들의 플레넘 케이블 코팅에의 적합성에 대해 물질을 스크리닝하는데 유용한 시험이라는 것을 제안한다.
다음 실시예들에서, 열방출 속도는 원추형 열량계에 의해 측정된다. 원추형 열량계에서, 원뿔 전기 연소기는 샘플을 향해 제한된 열유량을 방출하도록 샘플 위에 놓여진다. 불꽃 연소기는 샘플 표면 위에 놓여지고, 샘플로부터 휘발될 휘발성 기체를 점화시키기 위해 사용된다. 휘발분이 점화될 때, 점화까지의 시간을 기록하고, 불꽃 점화기를 끈다. 시간의 함수로서 산소 농도를 측정하여 열방출 속도를 측정한다. 이것은, 대부분의 플라스틱에 대한, 일정한 양의 열이 연소 동안 소비되는 산소의 단위 질량 당 방출된다는 이론에 기초한다. 이 열량계는 산소 소비 열량계인 ASTM E1354이다. 산소 농도가 시간에 따른 열 생산량 보다 더욱 쉽게 측정된다면, 산소 소모 열량계가 물질의 열방출 속도를 측정하기 위한 쉬운 방식을 제공한다.
물질
다음 물질을 아래 실시예들에 사용했다.
폴리올레핀
LLDPE -- Engage 8401 선형 저밀도 폴리올레핀, 밀도 0.87g/cc, 용융 유동 지수(MFI) 5, DuPont Dow Elastomers L.L.C., Wilmington DE
PP -- Amoco 4018 폴리플로필렌 단일중합체, 밀도 0.906g/cc, 용융 유동 지수 13.5, Amoco Chemical Company, Chicago, IL
폴리오르가노실록산
PDMS 1 -- 디메틸비닐실록시-말단 디메틸-메틸비닐실록산 공중합체 검, Williams 가소성 140 내지 165
오르가노실록산 베이스
선택적 실리카를 베이스 1 및 베이스 2에 대해 실리카, 폴리오르가노실록산 및 가소제를 포함하는 베이스를 제조함에 의해 우선 첨가했다. 베이스 3을 실리카, 가소제 및 오르가노실록산을 반응시킨 후, 폴리오르가노실록산에 이들을 첨가하여 제조했다.
베이스 1 -- 비정질 실리카 26%; 디메틸비닐실록시-말단 디메틸-메틸비닐실록산 공중합체 검 68%, Williams 가소성 140 내지 165; 히드록시-말단 폴리디메틸실록산 5%
베이스 2 -- 비정질 실리카 18%; 디메틸비닐실록시-말단 디메틸-메틸비닐실록산 공중합체 검 74%, Williams 가소성 140 내지 165; 히드록시-말단 폴리디메틸실록산 5%
베이스 3 -- 실리카, 히드록시-말단 폴리디메틸실록산 및 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란의 반응 생성물 48%; 디메틸비닐실록시-말단 디메틸-메틸비닐실록산 공중합체 52%, Williams 가소성 140 내지 165. 이것은 상기 인용된 미국 특허 번호 5,391,594 및 미국 특허 공보 5,508,323에 개시된 바와 같은 실리콘 가루 제조물이다.
오르가노히드리도 실리콘 화합물
교차결합체 -- 트리메틸실록시-말단 디메틸, 메틸 수소, 25℃에서 점도 대략 30mPs·s, 규소 결합 수소 10,000중량ppm
수소화규소화 촉매
촉매(0.49 내지 0.55중량% 백금 함유) -- 디메틸비닐-말단 폴리디메틸실록산의 운반체에 백금의 1,3-디에텐일-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착물 1.5%
칼슘 실리케이트
칼슘 실리케이트 1 -- Nayd G Special, Nyco Minerals, Willsboro NY.
칼슘 실리케이트 2 -- Celite C, World Minerals Inc., Lompoc, CA.
샘플 제조
본 발명 및 비교 실시예의 열가소성 실리콘 가황물의 제조를 롤러 블레이드가 장착된 300ml Haake 내부 혼합기에서 실시했다. 실시예에서 온도는 150 내지 170℃였고, 60RPM's이었다. 모든 교차결합 실시예에 있어, 교차결합체 4.2gm 및 촉매 6방울(대략 0.5gm)을 가했다. 전형적인 과정에서, 열가소성 폴리올레핀 수지를 미리 가열된 혼합기에서 가했고, 약 2 내지 3분 동안 용융시켰다. 폴리디오르가노실록산 검(또는 실리콘 베이스)을 가했고, 2 내지 10분 동안 혼합하고, 그 후 교차결합제 및 촉매를 가했고, 혼합을 계속하여 실리콘 성분이 동적 가황되도록 했다. 또는, 베이스를 먼저 가하고, 교차결합체 및 촉매를 첨가하기 전에 수지를 혼합했다. 교차결합체 및 촉매의 첨가에 따르는 혼합 시간은 12 내지 20분이었다. 전체 과정을 통하여, 일정한 N2흐름을 Haake 볼 혼합기의 상부에서 주입하여, 어떤 산소 분해를 최소화했다.
주어진 열가소성 실리콘 가황물을 상기 과정에 따라 제조한 후, 조성물을 나타낸 온도에서 약 5 내지 10분 동안 압축 성형했고, 압력 하에서 냉각하여, 약 1 내지 2mm의 두께를 갖는 슬래브를 제공했다. 슬래브를 실온에서 적어도 16시간 동안 저장한 후, 시험 길이 25.4mm 및 시험 넓이 3.2mm를 갖도록 ASTM 다이스를 사용하여 덤벨로 컷팅했다. 3개의 그러한 샘플을 50mm/분의 시험 속도에서 SintechTM기계(MTS 시스템, Corp, Research Triangle Park, NC)를 사용하여 ASTM D 412와 유사한 방법에 의해 시험했다. 인장 및 신장의 평균값을 각각의 3개 바를 기초로 계산했다.
상기와 유사한 방식으로, 100 × 100mm 슬래브를 우선 대략 6.5mm 두께의 큰 슬래브를 제조함에 의해 제조했다. 다음에, 이 슬래브를 100 × 100mm로 컷팅했다. 이들 슬래브를 ASTM 1354 원추형 열량계 분석에 사용했다. 원추형 시험에 사용된 고정물은 샘플의 각 면 상에 약 2mm의 작은 겹침을 갖는 금속 하우징을 가졌다. 직경 약 1mm 및 길이 약 100mm의 2개의 작은 와이어 로드를 사용하여 금속 하우징 대신 샘플을 고정시켜 외부 열유량 스트레스 하에서 샘플의 상승을 최소화했다.
Durometer를 Shore A(소프트) 또는 Shore D(하드) 시험 기기(Shore Instrument & Mfg. New York, NY) 중 하나를 사용하여 측정했다.
(실시예 1)
몇몇 제조물의 샘플을 원추형 열량계에서 40kW/m2으로 연소시킴에 의해 스크리닝했다. 샘플을 최저 피크 HRR 및 최소 연기 수를 갖는 피크 HRR까지의 최대 시간을 기준으로 평가했고, 형성된 차르를 관찰했다. 제조물 및 결과를 표 1에 기록했다. 모든 부(pts)는 중량부이다. 샘플 1-4, 1-12, 1-14, 1-15 및 1-18은 본 발명의 조성물을 나타낸다.
(실시예 2)
몇몇 샘플을 성분 (A)부터 (F)까지의 첨가 순서를 바꿔가며 제조했고, PDMS 1 및 베이스 2의 사용을 비교했다. 샘플을 롤러 블레이드가 장착된 300ml Haake 내부 혼합기에서 제조했다. 이들 샘플을 원추형 열량계에서 40kW/m2으로 시험했다. 결과를 표 2에 나타냈다. 물질의 물성을 표 2b에 나타냈다. 샘플 1-5를 물성 및 차르 특성을 기준으로 압출기에서의 대규모화를 위해 선택했다.
(실시예 3)
샘플 2-5를 40mm 압출기 상의 대규모화를 위한 후보로서 선택했다. Trial 1 물질을 상기 샘플 2-5와 유사하게 만들었다. Trial 2를 제조물 감도에 대한 관례에 의해 Trial 1과 혼합될 후보로서 선정했다. 압출기에서 제조물의 대규모화를 표 3에 열거했다. 다른 열유량 속도에서 샘플의 시험 결과를 표 4에 나타냈다.
10배럴 가공 섹션을 갖는 ZSK 40mm 압출기(Krupp Werner & Pfleiderer,Ramsey NJ)를 상기 제조물의 대규모화에 사용했다. 플라스틱 펠렛을 배럴 1에 로딩하고, 배럴 2에서 스페이서에서 시간 당 0.24kg의 속도로 교차결합제를 주입하고 베이스 2를 Bonnet 압출기 펌프(Bonnet Co. Uniontown, Ohio 44685)를 사용하여 배럴 3에서 주입했다. 25℃에서 1000mPa·s의 점도를 갖는 폴리디메틸실록산 9중량부와 촉매 1중량부의 혼합물을 배럴 5 후의 스페이서에서 시간 당 0.24kg의 속도로 주입하고, 칼슘 실리케이트 1을 측면 공급기 Brabender ZSB-40(CW Brabender, South Hackensack, NJ)를 사용하여 배럴 7에서 주입했다. 구역 1은 가열하지 않았지만, 구역 2 내지 10은 물 냉각을 사용하여 160℃로 전기적으로 가열하여 온도를 제어했다. 정확한 배럴 위치를 압출기의 길이 및 직경에 의해 측정했다.
베이스 2를 갖는 TPSiV 제조물에 칼슘 실리케이트 1의 첨가는 원추형 열량계 ASTM 1354에 의해 측정된 바, 개선된 내화성을 제공한다. 원추형 샘플의 바닥이 시험에 의해 비교적 영향받지 않고 남아있기 때문에, 와이어는 BS 6387에 따르는 전기적인 통신을 유지할 것으로 기대된다.

Claims (18)

  1. (A) 열가소성 폴리올레핀 수지 100중량부,
    (B) 분자 당 평균 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 갖는 폴리오르가노실록산 5 내지 350중량부,
    (C) 분자 당 평균 적어도 2개의 규소-결합 수소기를 함유하는 오르가노히드리도 실리콘 화합물,
    (D) 수소화규소화 촉매,
    (E) 선택적 강화 충전재, 및
    (F) 2 내지 30㎛의 평균 입자 크기를 갖는 칼슘 실리케이트, 바람직하게는 규회석 10 내지 170중량부
    를 포함하고, 폴리오르가노실록산 (B)가 성분 (C) 및 (D)의 첨가에 의해 조성물 내에서 동적으로 경화되는 열가소성 실리콘 가황물 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 열가소성 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 폴리오르가노실록산이 적어도 30의 Williams 가소성을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 오르가노히드리도 실리콘 화합물이 성분 (A)의 규소-결합 알켄일의 각 몰에 대해 규소-결합 수소를 1 내지 50몰 제공하는 만큼의 양으로 첨가된 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 성분 (E)가 성분 (B)와 성분 (E)의 총중량 중 약 1 내지 65중량%의 비율로 첨가된 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 칼슘 실리케이트가 2 내지 30㎛의 수평균 입자 크기 및 3:1 이상의 애스펙트비를 갖는 규회석인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. (I) (A) 열가소성 폴리올레핀 수지 100중량부,
    (B) 분자 당 평균 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 갖는 폴리오르가노실록산 5 내지 350중량부,
    (C) 분자 당 평균 적어도 2개의 규소-결합 수소기를 함유하는 오르가노히드리도 실리콘 화합물,
    (D) 수소화규소화 촉매,
    (E) 선택적 강화 충전재, 및
    (F) 칼슘 실리케이트 10 내지 170중량부
    를 혼합하는 단계; 그리고
    (II) 혼합물을 경화시키는 단계
    를 포함하는 열가소성 실리콘 가황물의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 열가소성 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 및 폴리올레핀으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 폴리디오르가노실록산이 적어도 30의 Williams 가소성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 오르가노히드리도 실리콘 화합물이 성분 (A)의 규소-결합 알켄일의 각 몰에 대해 규소-결합 수소를 1 내지 50몰 제공하는 만큼의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 성분 (E)가 성분 (B)와 성분 (E)의 총중량 중 약 1 내지 65중량%의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 칼슘 실리케이트가 2 내지 30㎛의 수평균 입자 크기 및 3:1 이상의 애스펙트비를 갖는 규회석인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. (A) 열가소성 폴리올레핀 수지 100중량부,
    (B) 분자 당 평균 적어도 2개의 알켄일 라디칼을 갖는 폴리오르가노실록산 5내지 350중량부,
    (C) 분자 당 평균 적어도 2개의 규소-결합 수소기를 함유하는 오르가노히드리도 실리콘 화합물,
    (D) 수소화규소화 촉매,
    (E) 선택적 강화 충전재, 및
    (F) 칼슘 실리케이트 10 내지 170중량부
    를 포함하는 열가소성 실리콘 가황물 코팅을 포함하는 전송 매체 케이블.
  14. 제 13 항에 있어서, 열가소성 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 및 폴리올레핀으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전송 매체 케이블.
  15. 제 13 항에 있어서, 폴리디오르가노실록산이 적어도 30의 Williams 가소성을 갖는 것을 특징으로 하는 전송 매체 케이블.
  16. 제 13 항에 있어서, 오르가노히드리도 실리콘 화합물이 성분 (A)의 규소-결합 알켄일의 각 몰에 대해 규소-결합 수소를 1 내지 50몰 제공하는 만큼의 양으로 첨가된 것을 특징으로 하는 전송 매체 케이블.
  17. 제 13 항에 있어서, 성분 (E)가 성분 (B)와 성분 (E)의 총중량 중 약 1 내지 65중량%의 비율로 첨가된 것을 특징으로 하는 전송 매체 케이블.
  18. 제 13 항에 있어서, 칼슘 실리케이트가 2 내지 30㎛의 수평균 입자 크기 및 3:1 이상의 애스펙트비를 갖는 규회석인 것을 특징으로 하는 전송 매체 케이블.
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