TWI225083B - Silicone rubber composition for producing cables or profiles with retention of function in the event of fire - Google Patents

Description

I225083 五、發明說明（l) 本發明與若干聚矽氧橡膠之組成物（失火時用該等組 成物實施絕緣之電纜仍可照常運作）及製備該等組成物之 方法有關。 組成 化合 物， 物式 料， 該等 類組 衝擊 該材 纜絕 或縮 一個 鈣、 物） 合物 德國專利DE-A 30 08 084中曾述及若干陶瓷化聚矽氧 物’其中包括：聚石夕氧橡膠組成物、金屬氧化物及鉑 物、。但，該聚矽氧橡膠係一昂貴之加成—交聯組成 在溫度超過9 0 0 °C時，該組成物之絕緣性能較差。 ^洲專利EP- 〇 708 455中曾揭示若干高密度過氧化 父聯聚矽氧橡膠組成物，其中包括若干可陶瓷化之填 ，如：金屬氧化物，如：氧化鋁，及其所需之潤濕劑， ί ί物係用作電纜之絕緣材料。於明火中燃燒時，此 形成一安定灰層，但並非一堅硬之陶瓷材料。在 應力之影響下，該層脫離該導體。 mi目的在提供一種聚矽氧橡膠電纜絕緣材料， 除：有技術之缺點。尤其可提供-種低密度電 緣材枓，失火時仍能保持正常運作。 电 本發明可達成該目的。 本發明提供一種組成物，其中 合-交聯以及加成交聯聚碎氧橡膠括：二匕物式交聯 族群，該族群包括：氧化錄氧Λ膠、金屬氧化物(選自 氧化鈦、氧化4 埶 '虱化鋁、氧化錫、氧化 ，哪酸、成氧化物之該族金屬化合 。 料鋅、以及具有至少-個不飽和基之= 該新顆聚石夕氧橡膠最好係一過氧化物式交聯之有

機聚 1225083 _丨〆 五、發明說明（2) 矽氧烷組成物，該組成物以包括下列成分為佳。 由具有化學通式（I )單元組成之有機聚矽氧燒 4-r 2

RrSiO 其中 R可相同或不同且係未經取代或業經取代之烴基。 r 係0、1、2或3且平均值為i 9至2 j。

烴基R之實例是：烷基，例如：甲基、乙基、正一 基、異丙基、正—丁基、異丁基、第三級-丁基、正戊基、 異戊基、冑戊基或第三級-戊基，己基，例如：正己基， 庚基’例如：正-庚基，辛基，例如：正_辛基，異辛基， 例如：2,2,4_三甲基戊基、壬基，例如：正_壬基，癸基， 例如：正一癸基，+二基，例如：正-十二基，十八基，例 :二十八基，環烧基，例如，環戊基，環己基及環庚 及芳烷基，例如：苄基及α -及 ϊϋίΐ己基；芳烴基，例如：苯基、•苯基、萘基及 恩土本恩基，烷芳基，例如：鄰_、間_、或對—曱苯 基’二甲苯基及乙苯基 /5-苯乙基。

^取代之R烴基之實例是：鹵化烷基，例如：3_氯丙 土 ’3,3 —二氟丙基及過氟己基乙基及鹵化芳烴基，例 如：對-氣苯基及對-氣苄基。 R基以氫原子或具有1至8個碳原子之烴基為佳，尤以 甲基更佳。

1225083 五、發明說明（3) 、甲基烯丙基、 希基，丁二烯 環己烯基、乙炔 其他R基之實例是：乙烯基，稀丙基 卜丙烯基、1- 丁烯基及1-戊烯基，及5—己 基、己二烯基、環戊烯基、環戊二烯基、 基、炔丙基及1-丙炔基。 R基以具有2至8個碳原子之烯基為佳，尤以乙烯基更 佳0 在具有1至8個碳原子之未經取代或業經取代之烴基 中，以曱基、乙烯基、苯基或3, 3, 3-三氟丙基最佳Γ 土 在由具有化學通式（I)單元組成之有機聚石夕氧烧（A) 内’最好有院基（尤以甲基）與至少70%莫耳比之石夕原子鍵 結。除矽-鍵結之甲基及/或3, 3, 3 -三氟丙基之外，若該 有機聚矽氧烷含有矽-鍵結之乙烯基及/或笨基，其含^ 以〇· 001至30 %莫耳比為佳。 八 該等有機聚矽氧烷（A)最好主要由二有機石夕氧烧單元 組成。該等有機聚矽氧烷之終端基可能是三烷基石夕氧基， 尤其是三甲基矽氧基或二甲基乙烯基矽氧基。但，該$燒 基中之一個或更多個烷基曾由羥基或烷氧基（例如：甲氧 基或乙氧基）替代。 有機聚矽氧烷（A)可能係液體或高黏度物質。有機聚 石夕氧烷（A)在25 °C溫度下之黏度以1 〇3至1 08平方公厘^/秒為 佳。 、 該等新穎聚矽氧橡膠組成物中所用之交聯劑最好包括 過氧化物，例如：過氧化二苯曱醯基，過氧化雙（2, 4_二 氣笨曱醢基），過氧化二異丙苯基或2, 5 -雙（第三級一丁

1225083 五、發明說明⑷ ^ ~ 基過氧基）-2，5 - —甲基己燒，或該等化合物之其他混八 '物，尤以過氧化雙（2, 4-二氯苯曱醯基）或2, 5-雙（"二 級—丁基過氧基）-2, 5 -二甲基己烷更佳。 — 所用交聯劑最好包括過氧化雙（4-曱基苯曱醯基） (=PMBP )及過氧化2, 5 -二甲基一2, 5 -二-第三級—丁基己 (=DHBP )之混合物，二者間之比例以i : 〇· 4至〇 5 ,凡 佳，尤以1 : 0· 4更佳。 · ·馮 本發明之有機聚矽氧烷（A )最好亦包括加強型 非加強型填料。 取 加強型填料之實例是：BET表面積至少為5〇平方公尺 /公克之火成或水成；5夕石。 7 所述石夕石填料可能具有親水性或經以習知方法實施疏

火化。舉例言之，就此點可參考德國專利DE 38 39 900 A (瓦克化學公司；申請專利日期：1988年^月“日）或其 對應文獻美國專利us —A 5, 0 57, 1 5 1。在該等案例中，疏水 化作用之實施通常係使用1至20 %重量比之六甲基二矽氮 一 取二乙烯基四曱基二矽氮烷及0.5至5 %重量比之水 ^,案例中均以有機聚矽氧烷組成物之總重量為基準 r、e ^ ^品劑最好裝入一適當混合器具内，例如：捏合機 f $合器内’將親水性矽石徐徐摻入該組成物之前，首先 將有機聚矽氧烷（A)裝入。 非加強型填料之實例是··粉狀石英、矽藻土、矽酸 爹弓、碎酸紗、、、嵌 化鈦、& 那石、金屬氧化物粉末，例如：氧化鋁、氧 氧化鐵或氧化辞、矽酸鋇、硫酸鋇、碳酸鈣、石

1225083 五、發明說明（5) ^----- ί粉ΐ合粉末，例如：$丙稀腈粉末或聚四氟乙 亦可能包括纖維型成分，❹：玻璃纖 、、择2。成聚合物纖維。該等填料 方公尺/公克為佳。 異抖之BET表面積以低於50平 殖斜C新J員旦有、機聚矽氧烷所用可加以交聯生成彈性體之 旦μ击之重夏以1至200份重量比為佳，尤以30至100份重 更佳[在每個案例中均以100份重量比之有 烷（Α)為基準]。 Κ ^ ^視特殊用途而定，可硫化生成彈性體之新穎有機聚矽 氧烷組成物中可添加添加劑（C )，例如：加工輔助劑， 如·助塑劑、顏料或安定劑，例如：财熱劑。 可用作添加劑（c )之助塑劑之實例是：經三甲基石夕 院基或經經基終止且25艽溫度下黏度不超過1 00 0平方公厘 /秒之聚二甲基矽氧烷或其他二苯基矽烷二醇。 可用作添加劑（C )之耐熱劑之實例是：脂肪酸之過 渡金屬鹽類’例如··辛酸鐵，矽烷醇之過渡金屬鹽類，例 如：石夕炫醇鐵，以及筛（JY )化合物。 除該等化合物之外，該等新穎組成物最好不包括其他 物質。 用以製備新嶺組成物之每個成分’可能是單獨一種成 分或由雨種或更多種成分所形成之混合物。 所用聚矽氣橡膠組成物亦可能是如歐洲專利卯〇 359 251中所述參考方法掺入之傳統式縮合-交聯有機聚石夕氧燒 或其他習知之加成—交聯組成物。

1225083 五、發明說明（6) 該新穎組成物亦包括若干金屬氧化物，該等金屬氧化 物係選自一個族群，其中包括：氧化鎂、氧化鋁、氧化 錫、氧化鈣、氧化鈦及氧化鋇及加熱可生成氧化物之該族 金屬化合物，例如：氫氧化物，或硼酸或删酸辞，其使用 里為1.5至40%重量比，尤以1〇至20%重量比更佳（均以 組成物之總重量為基準）。亦可能使用該等化合物之混合 物。 該等新穎組成物包括具有至少一個不飽和基之鉑複合 物’較合意之實例是：鉑-烯複合物，鉑-醛複合物，鉑一 酉同複合物’鉑-乙烯基矽氧烷複合物或鉑—丨，3-二乙烯基 -1，1，3, 3-四曱基二矽氧烷複合物（含有或不含微量有機鹵 素）’麵-正萡二烯—甲基丙酮鹽複合物，二氯化雙（伽瑪— 甲基D比唆）麵’二氣化三亞甲基二批淀鉑，二氯化二環戊 一稀麵’ 一氣化（二甲基曱楓）（伸乙基）鉑（H)，四氯化鉑 與乙烯及與初級胺或與次級胺或與初級及次級胺反應之生 成物’次級丁基胺與溶於丨―辛烯内四氯化鉑之反應生成 物，其中尤以鉑-1，二乙烯基-L I 3, 3—四甲基二矽氧烷 複合物更佳。該鉑複合物之使用量以5至2 〇 〇個百萬分點為 佳，尤以1 0至1 〇〇個百萬分點更佳。亦可能使用鉑複合物 之混合物。 本發明亦提供一種藉將所有上述成分加以混合以製備 新穎組成物之方法。 本發明亦提供包括該新穎組成物之電纜及建材（異型 3絲）。t亥等電欖最好係通信或電力電緵。該等建材包括 五、發明說明（7) 房間槺櫃或保險箱所用防火帷晨夕取 定墊片，戋1 # + I Ηί ^ 幕之聚矽氧泡沫塑料或固 ^ Α具他火箭引擎之溶除材料。 始，2發：可使燒結作用由65(rc之低溫開 以致形成聚矽氧橡膠燃燒生成物之 可製得比重低（不超過！ 27)、 无曰此乃思明 同之機械、電機及敎老化性能，：：J 一般聚石夕氧橡膠相 運作功能之應用場： ；二：適於火災時仍能保持 能、敎#处 該新穎組成物之密度低，其機械性 Ί:,此及絕緣能力㈣較傳統聚矽氧橡膠組成物者 =，尤其在S度超過900 °C之情況下更是如此。更重要 的疋，火災時所形成之陶变物質較既有技術述及之混合物 (该4混合物僅形成安定之灰層）對衝擊及震動i具抗力。 實驗例1 片於一 1 5 0 °C溫度下操作之捏合機内，將丨〇 〇份由三甲基 石夕氧基終端加蓋之二有機聚矽氧烷（其中包括：99 93 % 莫耳比之二甲基矽氧烷單元及〇· 07 %莫耳比、25 t溫度下 黏度為8x1 06毫帕斯卡•秒之乙烯基甲基矽氧烷單元）依 f與下列諸物質加以混合：（丨）5 〇份由氣態熱解法製 得、比表面積為2 〇 〇平方公尺/公克之二氧化矽，（2)1 份由三甲基石夕氧基終端加蓋，2 5 °C溫度下黏度為9 6毫帕斯 卡•秒之二曱基聚矽氧烷、（3)7份每個終端單元具有— 個石夕-鍵結經基、2 5 °C溫度下黏度為4 0毫帕斯卡·秒之二 曱基聚矽氧烷，及（4 ) 3 6份粒徑> 1 〇微米、鹼金屬氧化 物含量<0· 5 %重量比之氧化鋁，以及（5 )〇· 3 %重量比

第10頁 1225083 五、發明說明（8) 之鉬-1，3 -二乙烯基一113,3-四甲基二矽氧烷複合物 比較例2 將實驗例1所述之方法重複一遍，但不添加鉑複合 物。 比較例3 將實驗例2所述之方法重複一遍，但不添加氧化鋁。 比較例4 將實驗例1所述之方法重複一遍，但添加氧化鈦以 代氧化鋁。 、藉擠壓成形法將實驗例1及比較例2、3及4之組成物φ 成電機導體（橫斷面為1.5平方公厘之電線）之絕緣體。 絕緣體之壁厚為1公厘。所製得四個試樣中，每一試樣i二 尺長線段，呈結股狀之電纜對，編繞長度約為5公。分= =80公分長之管式電熱爐内，在93(rc溫度下加熱。= :實驗㈣，該電纜對之-端施以5〇〇伏特之交流。 另一端則不接電。該實驗歷時2小時。 實驗例1之試樣： 電縵絕緣體在約420 t溫度時開始點火且燃择， 陶竟層。在溫度930 t及500伏特電源繼續：力…： 時内，雖然因金屬導體受熱膨脹而陶瓷層發生若細歹， 痕’但並未發生任何短路現象。 破 比較例2之試樣： 電纜在420 °C時開始點火並燃燒，形成一附著灰層 但該層在達到930 t之前即行脫落，所以電纜受熱而ς

第11頁 1225083 五、發明說明（9) 脹，導致彼此接觸，形成短路。 比較例3之試樣： 電纜在約420 t時開始點火並燃燒，形成一粉狀灰 層，燃燒作用繼續進行期間該灰層脫落，隨後立即形成短 路。 比較例4之試樣： 電纜在約420 °C時開始點火並燃燒，形成一粉狀、牢 固附著之灰層，燃燒作用繼續進行期間該灰層脫落，隨後 立即形成短路。

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Claims (1)

1225083公告

88120952

六、申U砸I 1、 一種組，物，係由過氧化式交聯或縮合—交聯聚矽氧 橡膠、金屬氧化物、可加熱生成氧化物族群之金屬化合物 、硼酸上硼酸鋅與具有至少一個不飽和基之鉑複合物所組 成，其中該金屬氧化物係選自由氧化鎂、氧化鋁、氧化錫 、氧化鈣與氧化鋇所組成之族群。 2、 如申清專利範圍第1項之組成物，其中該鉑複合物係 一顧-乙稀基聚碎氧複合物。 3、 如申請專利範圍第2項之組成物，其中該鉑-乙烯基矽 氧烷複合物係鉑-1,3-二乙烯基_丨，13 3_四甲基二矽氧烷 複合物。 4、 一種用以製備如申請專利範圍第丨、2或3項組成物之 方法，其中包括混合該等成分。 5、 =申請專利範圍第i、2或3 組成物， 電纜導體之絕緣體。 專利範圍第1、2或3項之組成物，係用以製造 建材C異型鋼絲）。

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