TWI322176B - Fire resistant compositions - Google Patents

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玖、發明說明： t屬^月戶斤廣L勒宁々貝1 發明領域 本發明係有關具有有用之防火性質且可用於多項應用 用途之聚合物組成物。本發明亦係關於此種組成物之製備 及其用途。本發明係特別參照電纜做說明，但須瞭解鑑於 此處所述之相關效益，本發明可做更寬廣應用。 發明背景 結構體以及組成元件的被動防火是一個逐漸受人重視 的領域。本正文中「被動」一詞表示使用可提供防火之材 料。被動防火系統徹底用於建築業及運輸業，其典型功能 係對抗熱及/或煙的移動，經由密封孔洞、經由延長系統所 施用之該結構體的穩定性、及/或經由對火燄、熱及煙霧的 通過形成熱阻擋及/或實體阻擋來對抗火及/或煙的移動。 於多項應用用途，希望可提供防火性之材料於火災情 況下可能遭遇的最高溫度（通常約1(K)(rc)，暴露於高溫後形 狀的變化貫質有限且較佳並無形狀改變。若材料顯著收 縮，則其完好性可能受損，可能裂開及/或斷裂 。如此轉而 導致熱絕緣及電絕緣的崩潰，以及擋火及防火性質的喪 失。由後文4明顯然易知，對多種防火聚合物組成物而言， 其暴露於升高溫度時特有之收祕可接受的使用結果。採 用來解決此項問題之特定措失包括添加膨服劑 ，膨脹劑造 成膨腾但提供機械性質極㈣弱之殘餘物；或卫程設計解 決辦法’其造成終產物或結構體成本的升高。 έ電纜應用典型係由令心導體被至少一層絕緣層包圍所 組=°此種境線廣泛制於建築物’確實構成住宅建築、 辦公建築及i業建錢乎全部電路的基礎。於某些用途， ，如用於緊急用電電源電路，要求觀即使於火災時仍然 可持續操作’且提供電路的完好，此賴線之標準範圍寬 廣。為了符合若干鮮，典型要求錢定方式及/或經 規定時間（例如15分鐘、3G分鐘、6Q分鐘、2小時)加熱至 規^溫度(例如65Q、75〇、㈣、刪。c)時至少可維持電路 的疋好。某些情況下，镜線於加熱階段受到常規機械衝擊。 例如可能於加熱週期的後期、或加熱階段之後受到水噴射 或水噴m。為了符合指定標準，典型要錢線於整個測試 過程可維持電路的完好。如此重要地絕緣可特低傳導性 (即使於高溫長期加熱之後亦如此），維持其形狀目而不會收 縮及斷裂，且為機械強熱，特絲於衝擊期_如因水嘴 射或噴灑暴露所造成的機械衝擊要求維持定位。也希望於 加熱後留下的絕緣層可對抗水狀侵，要錢線於暴露於 水喷灑短時間後仍然可維持繼續操作。 一種改良絕緣境線之高溫性能之方法係以玻璃纖維製 造且塗覆雲母之膠帶包㈣線導體。此種膠帶係於製造期 間包裹於導體周圍，然後至少施用絕緣層。當暴露於升t 溫度時，外層分子掉落，但玻璃纖維將雲母固定定位。發 現此種膠帶可有效維持火災時的電路完好，但相當昂責。 此外，膠帶裹於導體周_過程比較其它财製造=相 對缓慢，如此膠帶減慢纜線的整體生產，再度造成成本的 升鬲。纜線製造期間施用的防火塗層可藉擠壓塗覆，因而 <避免使用膠帶，此種方法為較佳。 冒經使用多種材料來對結構體及組成元件包括電缓提 供防火性。普遍使用以聚#氧彈性體為主之組成物。但聚 石夕氧彈性體昂貴，機械性質相對不佳，例如難以藉播壓技 術加工處理。此外，此等組成物具有暴露於火糾轉成粉 狀物質的相關缺點’原因在料氧彈性體之有機成分被熱 解或燃燒。歸產物或喊聽氣化，留下無機殘餘物或 灰分(二氧切）其極少具有特性強度。此種殘餘物通常不具 内聚性或自舰，確實时容易斷裂、鬆脫或塌陷。此種 表現妨礙使用㈣氧彈性體作為被動防火元體。如此表示 ，如用於魏作為絕緣的科氧聚合物必須被保護且使用 實體撐體⑼如無卿帶及㈣或金屬夹套）㈣持定位。根 ，本發明之域物暴露於升高溫度時，形成環繞電導體之 貫體強勁内聚層，因而無需使用此等實體撐體。 某些具有防火性之組成物於升高溫度未顯示適當高電 阻。當用於1線應用時，此等組成物只提供熱絕緣結構實 體阻擋介於導體與支擇金屬托盤或托架間，而於火災情兄 下變成導電，結果導致電路㈣。此種情況下_行^外 步驟來確保於升高溫度維持絲緣。例如—種組成物其於 升南溫度下提供耐熱性及/或提供實體阻擋，但變成導電 性’該材料可提供於設料特縣合之㈣層來提供電絕 緣。希望提供-種單-組成物，其具有要求之絕熱性質， 或於升冋,皿度下提供要求的自揮性及内聚實體阻擋（例 如不會破裂或斷裂）。此外也希望此種組成物於該等升高溫 度下可作為熱絕緣體。如此可提供顯著節省成本及簡化產 品的製造。 5 項防火組成物經常要求的性質為，暴露於火談時 不會產生任何可能的有毒氣體或殘餘物。本發明組成物就 此等方面而言本質上安全。 【明内3 發明概要 1〇 纟發明尋求提供#暴露於火災相關之該種升高溫度時 具有有限收縮且較佳毫無收縮之防火組成物。此外，於此 種高溫時，組成物也獲得可自我支撐(換言之可維持剛硬， 不會進行熱誘生之變形或流動），且内聚以及具有良好機械 強度，即使於冷卻後亦如此。殘餘物例如受到機械衝擊時 15可保持於其期望位置，而非斷裂且異位。本正文中「殘餘 物」一詞於後文意圖描述當組成物暴露於火災情況之高溫 時所形成的產物。此等情況於本發明模擬，經由將防火組 成物緩慢加熱至10〇〇°c，且於該溫度維持30分鐘時間而模 擬。較佳以及經由k供熱絕緣及/或内聚實體阻播層或塗 20層，根據本發明之組成物也具有於高溫所需電絕緣性質。 根據本發明組成物也具有絕佳加工性，因此藉習知技 術容易製造及使用。此外，本發明允許製備有寬廣機械性 質之防火聚合物產物，因此本發明適合多項不同應用用途 之要求。 9 1322176

以一般術語說明，本發明提供一種防火組成物其包含 無機成分分散於包含有機聚合物之聚合物基本組成物。級 成物於暴露於高溫時被轉成固體陶瓷材料。本正文中，陶 瓷為藉高溫加工(例如高於約40(TC)製備之無機非金屬固體 5材料。本發明尋求提供防火組成物，其當暴露於火災時可 進行有限或實質並無尺寸變化且可自我支撐，及其可提供 具有内聚性及充分實體性質之殘餘塗層。此種組成物於斜 結構體及其組成兀件提供防火方面有寬廣用途。組成物特 別可用於提供電纜之防火絕緣，原因在於即使於高溫長時 10間加熱後，組成物仍然可提供適當高電阻及崩潰強度。當 隨後受到喷水時也可提供電路完好。使用包含有機聚合物 之聚合物基本組成物’比較使用聚合物基本組成物為聚矽 氧聚合物之該種系統，可提供節省成本、促進加工性及改 良機械性質。 15 如此於一方面，本發明提供一種防火組成物，其係供

於升高溫度形成一種防火陶瓷，該組成物包含： 以組成物總重為基準，至少15%重量比之一種聚合物 基本組成物，其包含至少5〇%重量比之一種有機聚合物； 以組成物總重為基準，至少15%重量比之—種石夕酸鹽 20 礦物填料；以及 至少一種助溶氧化物來源，其選擇性存在於石夕酸鹽礦 物填料， 其中於暴露於火災條件下所遭逢之升高溫度後，助溶 氧化物之存在量係占殘餘物之1至15%重量比。 10 1322176 助熔氧化物可衍生自矽酸鹽礦物填料及/或一或多種 添加之助熔氧化物或助熔氧化物前驅物。 於本發明之另一方面，提供一種由該防火組成物製成 之防火纜線。根據此一方面，提供一種防大境線，包含一 5 傳導性元件以及至少一絕緣層及/或護套供於火災條件下 提供一種防火陶究，該絕緣層及/或護套層包含： 以組成物總重為基準，至少15%重量比之一種聚合物 基本組成物，其包含至少50%重量比之一種有機聚合物； 以組成物總重為基準，至少15%重量比之一種妙酸鹽 10 礦物填料；以及 至少一種助熔氧化物來源，其選擇性存在於矽酸鹽礦 物填料， 其中於暴露於火災條件下所遭逢之升高溫度後，助熔 氧化物之存在量係占殘餘物之1至15%重量比。 15 助熔氧化物可衍生自矽酸鹽礦物填料及/或一或多種 添加之助熔氧化物或助熔氧化物前驅物。 發現本發明組成物當暴露於升高溫度時可形成内聚陶 瓷產物，此種產物具有所需物理性質及機械性質。本發明 組成物暴露於不超過105(rc之升高溫度後形成的陶究燒焦 物較佳具有抗彎強度至少為〇 3MPa。其獨特優點為組成物 I自我支樓’換言之可維持剛硬，不會發生熱誘生變形或 Μ動。，於暴露於高溫後，無論賴歷的加熱速率為相當快 或相當慢，即使組成物有任何收縮也極少。典型地，坦形 試驗件暴露於本發明使用之載明的緩慢燒製條件下’沿試 11 驗件長度之線性尺寸的改變小於10%，較佳小於5%及最佳 小於1%。尺寸的改變也受到其它因素的影響，包括聚合物 成分之熱分解表現，而可能由收縮改變成膨脹（由於組成物 分解成分逸出之氣體造成膨脹），膨脹對最小侷限尺寸造成 5最顯著影響（以百分比變化為基準表示），例如矩形片狀試驗 件之厚度（高度)造成最顯著影響。如此熟諳技藝人士可選擇 組成物之各項成分來於期望加熱條件下達成某範圍的結 果’例如：線性尺寸無顯著變化、保有淨形狀、線性尺寸 的增加小於5%等。 本發明組成物之另一項優點為此型具有所需物理性質 及機械性質之内聚產物可於遠低於l〇〇〇°C之溫度形成。本 發明組成物可用於希望對結構體或組成元體提供防火性之 多項應用。因此本發明組成物可用於被動防火系统。 於本發明之較佳形式，於燃燒後，助溶氧化物之存在 15 量係占殘餘物之2-10%重量比，殘餘物重量至少占防火組成 物之40%重量比。如此燃燒導致之重量減輕小於。 申請人發現殘餘物中具有助熔氧化物含量高於15%重 量比之組成物，當遭遇火災情況可能遭逢之升高溫度時， 出現收縮造成線性維度之可忍受變化。用於防火用途，較 2〇 佳此種線性維度改變係小於10%及更佳小於5%及最佳小於 1%。如此，殘餘物之助炫氧化物含量係調整為確保組成物 以及由該組成物形成之元件符合對指定應用於火災額定溫 度之期望線性維度改變限度。如前述，纜線之火災額度標 準係依據不同國家而異，但通常係基於以規定方式加熱覺 12 線至例如65〇。(：、750°C、950t、1051(TC之溫度經歷規定 時間’例如15分鐘、30分鐘、60分鐘及2小時。 由於要求組成物暴露於火災額外溫度時形成自撐式多 孔陶究（典型具有孔係度為20 vol%至8〇 voi%)，組成物必須 5不會熔化。本發明之正文中，熔化表示組成物產生的液相 邊成連續相，及/或反應之礦物矽酸鹽填料粒子（亦即雲母） 大為喪失其原先形態，及/或產生之液相量足夠造成陶瓷因 陶瓷本身重量而變形。殘餘物中助熔氧化物含量上限為 15%重置比’以防組成物於低於暴露之上限溫度發生熔化 見象。如此於所得陶瓷，反應性礦物矽酸鹽粒子(例如雲母 粒子)可大致財其形態，由於「橋接」至其它粒子，只有

邊緣有微小變化D 人本發明Μ成物包括有機聚合物作為必要成&。有機聚 &物n有機聚合物作為聚合物主鏈。例如聚石夕氧聚合 =不被視為有機聚合物；但可有⑽攙混有機聚合物作為 人要成/7有利地提供當其加熱分解時具有小粒徑之二氧 化石夕來源(_氧切輔助喊的生成）。有機聚合物可屬於任 種類别例如熱塑性聚合物、熱塑性彈性體、交聯彈性 體或乂 ％»橡膠、熱固性聚合物。有機聚合物其以前驅物級 20成物形式存在，句; L栝反應劑、預聚物、及/或低聚物，其共 同反應而形成至少—種前述類別之有機聚合物。 有機聚合物成分可包含兩種或兩種以上不同有機聚合 物之混合物或攙合物。 η 車乂k有機聚合物可含高濃度無機添加劑例如石夕酸鹽畴 13 1322176 物填料’同時保有良好力。工性質及機械性質。根據本發明， 防火組成物希望含括高濃度無機填料，原因在於比較含低 含量填料之組成物，預期前者暴露於火災時之重量損耗較 少。在有相對高濃度石夕酸鹽礦物填充劑之組成物當因熱作 5用變陶曼化時’較不可能收縮與裂開。相信本發明組成物 存在有特定範圍之助熔氧化物也有助於此一方面。 也較佳選用之有機聚合物於暴露於火災情況遭遇之升 高溫度時，於其分解前不會流動或熔化。最佳聚合物包括 防火組成物开> 成後父聯之聚合物，或熱塑性聚合物但有高 10熔點及/或於接近熔點時分解而形成焦碳；但也可使用不具 有此等性質之聚合物《適當有機聚合物為市面可得，或可 藉應用或調整已知技術而製備。有用之適當有機聚合物列 舉如後’但須瞭解特定有機聚合物之選擇也受到下列因素 景>響，例如防火組成物含括之其它額外成分、組成物之製 I5備及應用方式、以及組成物之期望用途。 如前文所述’適合用於本發明之組成物包括熱塑性聚 合物、熱固性聚合物及（熱塑性)彈性體。此等聚合物包含聚 稀均聚物及共聚物、乙烯聚合物、丙烯酸及甲基丙烯酸聚 合物、苯乙烯聚合物、聚醯胺類、聚酿亞胺類、環氧化物 20類、聚氧亞甲基縮醛、聚碳酸酯類、聚胺基甲酸酯類、聚 酯類、酚系樹脂及蜜胺-甲醛樹脂。 舉例言之，適合使用之熱塑性聚合物例如包括聚烯 類、聚丙烯酸酯類、聚碳酸酯類、聚醯胺類（包括尼龍類）、 聚酷類'聚笨乙烯類、聚胺基甲酸酯類及聚乙烯聚合物類。 14 1322176 適當乙料合物包括聚（氣乙稀）(pvc)及聚（乙酸乙烤 ㈣PVAC)。適當輯包括稀之均聚物及共聚物。適當聚稀 之特例包括下列烯之聚合物··乙稀、丙埽、丁烯。、異丁 烯、己稀4、4-甲基戊烯、戊歸]、辛稀]、壬稀心及癸烯 5 -1。Μ界輯周知’此等料可使用魏化物、，有機金

屬錯合催化劑、齊格勒那塔催化劑或金屬茂催化劑製備。 也可使用兩種或兩種以上此等烯之共聚物，例如乙烯·丙烯 共聚物及二聚物（例如EPDM)、乙烯_丁烯4共聚物、乙烯_ 己烯-1共聚物、乙烯-辛烯-1共聚物及乙烯與一或多種前述 10烯之其它共聚物。烯也可與其它單體例如乙烯化合物、丙 烯酸化合物或二烯化合物共聚合。適當以乙烯為主之共聚 物之特例包括乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)或乙烯-丙烯酸烷 醋，較佳為乙烯-丙烯酸乙酿（EEA)或乙烯-丙烯酸丁醋（EBA) 及乙細-含親^稀層单體如乙稀《四敗乙稀(Etfe)。 15 熱塑性聚烯也可為兩種或兩種以上前述均聚物或共聚

物之攙合物。例如攙合物可為前述系統之一與一或多種聚 丙烯、聚丁烯-1及含極性單體之烯屬共聚物之均勻混合 物。較佳含極性單體之烯屬共聚物包含乙烯與一或多種丙 稀酸單體或乙稀單體之共聚物，例如乙稀_丙稀酸共聚物、 20乙烯-丙烯酸烷酯共聚物；較佳為乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯_ 丙稀酸乙酯或乙稀-丙烤酸丁酯共聚物、乙稀_乙稀共聚物且 較佳為乙烯-乙酸乙烯酯及乙埽_丙烯酸/丙烯酸乙酯及乙烯 -丙烯酸-乙酸乙烯酯三聚物。 適當彈性體包含多種橡膠組成物例如天然橡膠(NR)、 15 丁基橡膠(IIR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、腈-丁二烯橡膠 (MBR)、乙烯-丙烯橡膠（EPM)、乙稀-丙烯三聚物橡膠 (EPDM)、烷氧氣丙烷橡膠(ECH)、聚氣丁二烯(CR)、氣磺 化聚乙稀(CSM)及氣化聚乙稀(CM)。適當熱塑性彈性趙可 5包括苯乙烯-異戊間二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯(SBS)及笨乙烯-乙烯-丁二烯-笨乙烯(SEBS)。 適當熱固性聚合物包含酚系樹脂、蜜胺甲醛樹脂、胺 基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂及乙烯 酯樹脂。熱固性樹脂可藉業界眾所周知之任一種方法製造。 10 有機聚合物可於組成物藉多種手段之任一種製造，包 括（但非限制性）單體、預聚物、或反應性起始化合物之原位 聚合反應，以及適當反應性中間物之交聯或硬化。適當單 體、預聚物及反應性化合物之特例包括丙烯酸酯類、胺基 甲酸S旨類、環氧化物類、乙稀醋類 '齡、曱搭、針類及胺 15 類。可添加硬化添加劑來輔助熱固性聚合物的生成。 有機5^合物也可溶解於適當溶劑或呈於水之分散形 式、或製備呈於水乳液或分散液，俾生成適當組成物。乳 液也可為油包水型乳液。市面呈以水為主之分散液或乳液 形式可獲得之寬廣多種有機聚合物及共聚物也可用於本發 20明例如丙烯酸聚合物、聚胺基曱酸酯、EVAs、乙烯酯聚合 物包括聚（乙酸乙烯酯）、SBRs。 基於有機聚合物之塗層及塗封劑也可藉多種手段製 備，包括使用溶劑、乳液或分散液。例如本發明組成物可 溶解或分散於水或適當溶劑然後施用。施用後，混合物可 16 、k乾燥及洛發去除任何溶劑。若聚合物為熱固性聚合物， 則乾燥步驟可連同任何硬化添加劑辅助反應性中間物的硬 化來形成所需塗層或塗封劑。 5 特別適合用於製造纜線塗層之有機聚合物為市售任一 種在度之熱塑性且經交聯之以烯為主之聚合物、共聚物及 二聚物。感興趣之共聚單體為業界人士所熟知。特別感興 趣=為具有密度890至960千克/升之市售熱塑性且經交聯 之爪乙烯類，此類乙烯與丙烯酸、乙烯及其它烯屬單體之 10 /、聚物，乙烯、丙烯及二烯單體之三聚物·，所謂之熱塑性 硫化物，此處一種成分經交聯，連續相為熱塑性，及其變 匕例，此處全部聚合物為熱塑性或藉過氧化物、輻射或所 謂之矽烷處理而交聯。 本發明組成物可藉擠壓（包括與其它成分共同擠壓）或 糟施用一或多層塗層而環繞一導電元件或複數個元件形 15 成。 如前述，選用之有機聚合物將部分依據組成物之期望 用途決定。例如於某些應用，撓性程度為組成物所需（例如 於電纜塗層），有機聚合物當載荷添加劑時須基於其性質選 用。此外於選擇有機聚合物時，須考慮於聚合物分解時可 20能產生的任何有害氣體或有毒氣體。此種氣體的生成於某 些用途比其它用途更可忍受。較佳使用之有機聚合物不含 鹵素。 聚合物基本組成物也包括至少一種非為有機聚合物之 其它聚合物。 σ 17 1322176 如此本發明組成物也包括聚矽氧聚合物’組合有機聚 合物作為其它成分分散於其中之聚合物基本組成物。 使用時，聚矽氧聚合物之性質並無特殊限制，熟諳技 藝人士瞭解使用何種聚合物類型，但也需考慮前述有關聚 5 合物之多項議題(例如相容性等）。有用之聚矽氧聚合物細節 述於先前技術，包括 US 4，184,995、US 4,269,753、US 4,269,757及US 6,387,518。以特例舉例說明，聚矽氧聚合物 可為下式單元組成之有機聚矽氧炫：

RrSiO(4-r/2) 10 其中 R可相同或相異且為未經取代或經取代之烴基，Γ為1、 2、3或4且具有平均數值為1.9至2.1。

烴基R例如為烷基如曱基、乙基'正丙基、異丙基、正 丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、第 15三戊基及己基(如正己基）、庚基(如正庚基）、辛基(如正辛基) 及異辛基（如2,2,4-三甲基戊基）、壬基（如正壬基）、癸基如 正癸基、十二烷基如正十二烷基、十八烷基如正十八烷基； 環烷基如環戊基、環己基及環庚基及甲基環己基；芳基如 苯基、聯笨基、萘基及蔥基及菲基；烷芳基如鄰_、間、或 20對甲苯基、二甲苯基及乙苯基；及芳烷基如节基及α-及0 -苯乙。 經取代之烴基R例如為鹵化烷基如3_氣丙基、3,3,3-三 氟丙基及全氟己基乙基及齒化芳基如對氣苯基及對氣苄 基。 18 1322176 R基較佳為氫原子或含1至8個碳原子之煙基且較佳為 甲基。其它R基例如為乙烯基、丙烯基、甲基丙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基及1-戊烯基及5-己烯基、丁二烯基、己二 烯基、環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基、乙炔基、丙炔 5 基及1-丙炔基。基團R較佳為含2至8個碳原子之烯基，較佳 為乙浠基。

聚合物之端基可為三烷基矽氧基如三甲基矽烷氧基或 二曱基乙烯基矽氧基或衍生基團，此處一或多個烷基已經 由羥基或烷氧基所置換。 10 聚矽氧聚合物可為交聯。可交聯聚合物可為可藉市售

有機聚矽氧烷聚合物使用之任一種方法交聯之聚合物，該 等方法包括使用過氧化物經由形成鏈間之乙烯橋而進行自 由基交聯；藉加成反應交聯，包括矽烷氫陰離子基與附接 至矽之丙烯基或乙烯基經由縮合反應反應，縮合反應包括 15 矽烷醇反應獲得Si-0-Si交聯；或使用其它反應基交聯。依 據使用之聚矽氧聚合物類別而定，組成物進一步包含適當 交聯劑。適當交聯劑為市售交聯劑，例如寬廣多種有用之 過氧化物適合用於此項用途，例如過氧化二笨甲醯、過氧 化貳(2,4-二氣苯曱醯）、過氧化二異丙苯或2,5-貳（第三丁基 20 丙氧基)-2,5-二曱基己烯或其混合物，若屬適當可於混料過 程含括於組成物。 適合用於纜線絕緣之該型聚矽氧聚合物為具有高分子 量之聚矽氧聚合物，且具有乙烯支鏈需要加熱交聯，可透 過鉑催化加成反應交聯、或過氧化物引發自由基反應交 19 1322176 此等聚矽氧聚合物由主要聚矽氧製造商可由市面上寬 廣來源獲得。 有機聚石夕氧烧材料也包含加強填料，例如沉澱或產熱 矽氧及/或非加強填料。此外，矽氧類填料表面可藉筆直或 5分支有機聚矽氧烷類、有機氣矽烷類及/或六甲基二矽胺烷 類改性。

有機聚合物於聚合物基本組成物之存在量至少為5〇% 重量比。如此輔助聚合物基本組成物載荷其它成分而不會 不利於整體組成物之加工性。如前文所述’聚合物基本組 10成物可包括聚矽氧聚合物。但此種情況下，有機聚合物於 聚合物基本組成物之存在量比較聚矽氧聚合物為顯著過 量。如此，於聚合物基本組成物中，有機聚合物對聚矽氧 聚合物之重量比為5:1至2:1，例如為4:1至3:1。以重量百分 比表示，聚矽氧聚合物存在時，以調配所得防火組成物總 15重為基準，通常存在量為2至15%重量比。當使用有機聚合 物與聚矽氧聚合物之組合時，高濃度聚矽氧聚合物呈現加 工問題，而調配根據本發明之組成物時將此點列入考慮。 聚合物基本組成物於防火組成物之含量上限受到調配 後組成物之期望性質的影響。若聚合物基本組成物含量超 20過總組成物之約60%重量比，則於火災情況下無法形成内 聚且強勁的殘餘物。如此，聚合物基本組成物通常占調配 後防火組成物之10至60%且較佳20至50%重量比。 本發明組成物也包括矽酸鹽礦物填料作為必要成分。 此等填料典型包括鋁矽酸鹽（例如高嶺土、蒙脫土、黏土 20 1322176 (pyrophnme)·俗稱點土）、驗金屬链石夕酸鹽（例如雲母長 石' 鐘灰石、透鐘長石）；财酸鹽（如滑石）及射酸鹽（例 如石夕灰石）。可使用兩種或兩種以上不同石夕酸鹽礦物填料混 合物。此等填料為市面可得。二氧化石夕(石夕氧)於本發明正文 5 並非發酸鹽礦物填料。 10 15 20 矽酸鹽礦物填料可使用石夕烧偶合劑表面處理俾提升其 於存在於本發明組成物之其它材料之相容性。 本發明組成物包括至少15%重量比且較佳25%重量比 且更佳至少55%重量比矽酸鹽礦物填料。此種成分之最大 量係由組成物之加I性決I高濃度填料造成攙合組成物 之製造困難。通常最大量料鹽礦物填料為約嶋重量 比。使用之㈣鹽礦物填料之數量及_係依據於火災情 況下組成物於升高溫度加熱生紅殘餘物巾所含助炫氧化 物某個範圍蚊。如前文說明，雜氧化物可經由加熱某 些類型赠鹽礦物填料(如雲母）而於升高溫度原位生成讓 助炫氧化物變成於填料粒子表面可資彻。此外或另外， 助炫氧化物可來自於料鹽礦物填料以外的來源。容後詳 述助溶氧化物相仏係作為「黏著劑」輔助於高溫形成内 聚產物。㈣氧化物相信促成於填料粒子邊緣之結合炫 合。存在有高比例錢鹽礦物填料，結果導致—種組成物 其當陶纽H形社崎冷㈣，可具有減收縮率及 低裂開*

本發明級成物也包括助炫氧化物作為主要成分。如此 表不-種歧物，其本身於低於麵t氧化或與魏鹽 21 或其它無機成分反應而於低於約100(rc溫度熔化。此種液 相的產生及產生量，於暴露於升高溫度後獲得具有預定性 質組合之陶瓷結構上扮演要角。如前文說明，助熔氧化物 可經由加熱某些矽酸鹽礦物粒子(例如雲母）而產生，讓助熔 5氧化物變成於粒子表面可資利用。另外或此外，助熔氧化 物或其前驅物可添加至組成物。 不欲受理論所限，相信根據本發明組成物於暴露於高 溫後，由於助熔氧化物於矽酸鹽礦物填料粒子界面、及/或 存在於組成物之其它無機粒子界面、或由其分解形成之其 10它無機粒子界面，局部形成共熔組成物，故形成内聚陶瓷 產物。此等無機粒子包括其它矽酸鹽礦物，以及可能為二 氧化矽（衍生自加熱矽酸鹽礦物填料，呈額外填料添加及/ 或藉加熱分解聚矽氧聚合物或任何聚矽氧添加劑而產 生）。當助熔氧化物係呈分開成分而添加至組成物時，介於 15助熔氧化物與接觸之反應性粒子間之界面形成共熔。通常 石夕酸鹽礦物填料及任何其它無機成分個別具有極高熔點。 但助熔氧化物的存在，可導致此等界面的共熔，造成的較 低溫熔化。助熔氧化物造成共熔的形成，共熔的形成可作 為石夕酸鹽礦物填料粒子於其它存在的無機成分粒子間之 20 「橋接」。相信如此輔助「結合」組成物分解產物、矽酸鹽 礦物填料以及當存在時其它成分。藉此方式，内聚陶瓷產 物之形成改良，且可降低形成比較強勁多孔陶瓷材料所需 溫度下降。極為重要地係控制共熔形成程度，及組成物之 炫化’來控制加熱後材料之收縮以及熔融傳導路徑的形 22 成。根據本發明組成物可獲得一種内聚多孔陶瓷產物，其 可自我支撐，且於暴露於火災之升高溫度後進行有限的且 較佳毫無收縮。 通常助熔氧化物添加劑可為任一種以所述功能發揮作 5用，俾形成具有預定性質組合之陶瓷產物之任一種化合 物°但實際上，助熔氧化物可能為氧化硼或選自鋰、卸、 納Θ及轨等氧化物之金屬氧化物。如前文說明，助炫氧 化物可經由加熱某些矽酸鹽礦物填料（如雲母）而產生，可分 開添加’或也可於本發明組成物含括助熔氧化物前驅物（例 10如金屬氧化物之金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽前驅物），其為 暴露於火災可能出現之該種升高溫度後可獲得助熔氧化物 之化合物。該種情況下，助熔氧化物可藉前驅物之加熱分 解形成。同理，當氧化硼用作為助熔氧化物時，氧化硼玎 衍生自適當前驅化合物。硼酸鹽且特別硼酸鋅提供有用之 15 氧化硼前驅物。 雖然氧化鉛及氧化銻可用作為助熔氧化物，但本發明 組成物通常不含鉛及銻，原因在於鉛及銻之毒性可能造成 徤康與安全問題。 助熔氧化物前驅物可為玻璃，可使用多種玻璃。但須 20注意為了維持電絕緣’希望助熔劑之鹼金屬含量低。玻璃 可呈多種形式例如粉末或纖維形式。可使用一或多種形式 之混合物。較佳形式為玻璃粉或玻璃料。與形式無關，玻 璃添加劑較佳具有軟化點低於l〇〇0°C，例如低M8〇〇°c且最 佳為300至800°C間。玻璃軟化點係由玻璃黏度等於1〇7.6泊 23 1322176 (poise)之溫度定義。玻璃添加劑可為一種矽酸鹽、硼酸鹽 及/或填酸鹽玻璃系統或其組合。適當玻璃添加劑為市面可 得0 如前述，相當可能一或多種矽酸鹽礦物填料於暴露於 5升高溫度後促成助炫氧化物。一具體實施例中，全部助炫 氧化物皆係衍生自石夕酸鹽礦物填料。另一具體實施例中， 助熔氧化物係衍生自矽酸鹽礦物填料及其它來源，結果由 於助熔氧化物係由矽酸鹽礦物填料粒子内部提供以及粒子 外部提供，故就升高溫度時形成結構體而言有其優點。另 1〇 -具體實施财’祕氧化物係衍生自料_物填料及 添加之氧化贼氧㈣來源(例如鑛辞另—具體實施例 中’助炫氧化物係衍生自石夕酸鹽礦物以及添加之玻璃。又 另-具體實施例中，雜氧化物係衍生自石夕酸鹽礦物添加 之玻璃及氧化棚或氧化蝴來源。又另一具體實施例中，助 15熔氧化物係衍生自石夕酸鹽礦物填料以外之來源。 -具體實施例中’組成物包括至少轉不同的助炫氧 匕物其於不同皿度形成液相。如此提升焦碳的完好程度， 以及確保組成物於寬廣溫度範圍發揮功能。 組成物須調配成形成的殘餘物含有ιΐ5%及較佳 L及更佳2-8%助炫氧化物，而與氧化之來源無關。換 二之’ 15%4量比為助職化物於殘餘物存在的最大含 量。當助炫氧化物係衍生自石夕酸鹽礦物填料或前驅物㈣ 酸鋅或其它添加劑時，助溶氧化物含量可基於祕氧化物 於升高溫度獲得之最大含量計算。此種計算例如係基於存 24 1322176 在於矽酸鹽礦物填料、硼酸鹽及其它添加劑之硼、碟、經、 鈉、鉀及釩等元素總量，其理論上將導致對應助熔氧化物 的生成。為了最小化收縮，較佳助溶氧化物含量儘可能如 所需地低，俾可於暴露於火災遭遇之該種升高溫度時形成 5内聚陶瓷產物。也發現填料之實體形式可能影響組成物被 加熱時的收縮程度。特別發現大型片狀粒子組成之填料造 成較少收縮，如此於線性維度之變化百分比降低。

較佳本發明組成物包括至少一種為助炫氧化物之可察 覺來源之石夕酸鹽礦物。雲母滿足此項需求，且提供額外妹 10果，雲母也可以板狀形式獲得，故原母為較佳成分。市面 上最常見的兩類雲母為白雲母及金雲母，故典型用於本發 明。白雲母為雙八面體驗金屬石夕酸銘。白雲母具有石夕酸錄 薄片稭鉀離子層微弱結合在一起之層狀結構。白雲母具有 下述组成物KAl3Si3〇1()(〇H)2。金雲母為參八面體驗金屬石夕 15酸鋁。金雲母具有矽酸鋁鎂薄片藉鉀離子層微弱結合在/ 起之層狀結構。具有下述組兩類雷 母典型皆以有鮮明界限邊緣之薄板狀或薄片狀形式存在。 本發明組成物由於暴露於升高溫度結果含有二氧化 矽。例如二氧化矽可由矽酸鹽礦物填料加熱衍生。二氧化 2〇矽也來自於聚矽氧聚合物含括於聚合物基本組成物之熱分 解。矽氧也可呈分開填料成分添加。 除了礦物矽酸鹽填料之外，可添加多種其它無機填 料°較佳無機填料為二氧化矽及鈣、鐵、鎂、鋁、鍅、鋅、 錫及鋇(較佳呈細粉添加）等金屬氧化物，或當加熱分解時圩 25 1322176 產生此等氧化物之無機填料（例如應對之碳酸鹽及氫氧化 物）’此等氧化物可於低於l〇〇〇°C反應及/或燒結其它無機成 分來辅助形成自撐式陶瓷。 此外也可攙混於lOOOt：不會熔化之無機纖維，包括鋁 5 矽酸鹽纖維。結果導致於升高溫度時維度變化的減小，及/ 或所得陶瓷之機械強度改良。

通常於暴露於升高溫度（至1000°C)後，留下之殘餘物通 常占熱解前組成物至少40%，較佳至少55%及更佳至少70% 重量比。以更高量殘餘物為佳，原因在於其於全部溫度經 10 由粒子的良好機械互鎖而可改良焦碳（陶瓷）強度，也降低收 縮傾向。

如前文所述，也發現由本發明組成物形成之陶瓷之機 械性質可經由於組成物含括低濃度氧化硼或其前驅物而提 升’該前驅物於升高溫度時可獲得氧化硼，如硼酸鋅。但 15於此種情況下，於1000°C加熱組成物30分鐘後，氧化硼及 其它助熔氧化物總量不可超過所得殘餘物之15%重量比。 也發現由填料（例如黏土）於添加至組成物前藉煆燒而 去除揮發性分解產物，可減小本發明組成物於升高溫度加 熱時的收縮。相信可輔助減少組成物暴露於升高溫度時之 20 質量變化及線性維度變化。 如前文說明，較佳組成物暴露於火災可能遭逢之該種 溫度後具有最小線性維度變化。如此表示由根據本發明之 組成物形成之產物之最大線性維度變化小於1〇%，較佳小 於风及最佳小於1%。某些情況下，淨形態的保有屬於最佳 26 1322176 性質。 根據本發明之㈣物也具有詩電_要求於高溫之 電絕緣n纟要如此表示材料之電阻雖然比室溫時的電阻 更低，但材料電阻不會降至正常工作電魔克服材料絕緣電 5 陴而造成短路的程度。 本發明組成物也較佳不含其它因毒性而可能促成健康 及安全性問題的元素。如此組成物較佳不含齒素化合物。 用於境線用途，於刻途組成物之電阻相當重要須 審慎考慮驗金屬離子存在之濃度，因驗金屬離子於高溫造 10成導電。例如於—指定組成物，若雲母含量過高，則因組 成物電阻無法接受的降低、及/或當組成物接受高溫-段長 時間時因介電崩潰造成電完好問題。於高溫，驗金屬離子 例如來自雲母之鹼金屬離子傾向於提供導電路徑，結果導 致需要限制雲母含量。 15 於較佳形式，組成物包含如申請專利範圍第1項之防火 組成物，其中包含： 20至75%重量比聚合物基本組成物，其中該組成物進 一步包含聚矽氧聚合物；至少15%重量比之無機填料其 中該無機填料包含雲母及玻璃添加劑；以及 20 其中該殘餘物之助熔氧化物係衍生自玻璃及雲母，其 中雲母：破螭之比為2〇:1至2:1。有機填料包含占總組成物 10至30%重量比雲母，及占總組成物2〇至4〇%重量比其它無 機填料。 八… 本發明之—具體實施例中，發現本發明組成物含相對 27 1322176

高濃度助溶氧化物可能於組成物陶究化（於升高溫度）陶兗 化及冷卻時導致玻璃狀表層生成。較佳此種表層可對形成 的陶瓷提供改良之防水性。表層也造成所得陶瓷變成氣體 及煙霧通過的有效屏障。形成此種表層以及相關防水性提 5 升於電镜應用用途特別有利’若水（用來滅火的水)通過陶瓷 入侵則可能造成短路。當然必須考慮高濃度玻璃相可能造 成的有害影響（收縮率及導電性）。當組成物形成陶瓷時需要 形成玻璃表層之助熔氧化物量係依據組成物之層厚度（參 見後文）及存在於組成物之其它成分決定。但以一般術語表 10 示，助熔氧化物濃度於組成物於lOOOt：加熱30分鐘後所得 殘餘物，助炫氧化物濃度須大於5%殘餘物。加熱後組成物 之玻璃相總存在量可由單一來源衍生而得或衍生自多於一 個來源。例如玻璃相可主要衍生自相同或不同類別玻璃之 破璃料、玻璃纖維及/或玻璃粒子。經由使用相對高濃度雲 15 母例如約25%重量比’可獲得類似效果，原因在於如此也 導致加熱期間形成足夠液相。 玻璃表層（表皮）的形成機轉尚未明確瞭解，但顯然需要 坡螭流來形成（密化的）玻璃表層。如此，表示玻璃添加物及 ’或藉來自其它來源助熔氧化物形成之液相之熔化溫度必 2〇 須選擇於陶瓷形成溫度可能產生某種流動。希望攙混多種 有不同熔點之玻璃相來達成表皮的形成及預定機械性質。 坡螭表層之形成機轉關聯熔融玻璃於其局部環境間之表面 張力效應。玻璃遷移且聚集於所形成之陶瓷表面之一項可 能解釋為，玻璃/大氣界面之表面能係低於熔融玻璃與組成 28 物本體間之界面能。如此，溶融玻璃遷移至較低能量界面。 發現組成物厚度對防水表層之形成有影響。相信係由 於容積效應，當組成物厚度變大時，有較大量玻璃(及/或雲 母）可供用於形成適當厚度表層。實際上觀察到，較厚之組 5成物試樣比具有相同組成之較薄之試樣，可獲得較為防水 之表層。 防水性也可藉添加不會於looor熔化之無機纖維而改 良。以紹石夕酸鹽纖維為佳’用量濃度可高達10%重量比。 其它成分可攙混於本發明組成物。此等其它成分包括 10潤滑劑、增塑劑、惰性填料(例如非金屬氧化物填料，其可 與其它無機成分反應及/或燒結，或其前驅物）、抗氧化劑、 阻燃材料、纖維加強材料、降低導熱性材料（例如剝落蛭 石）、化學發泡劑（用來降低密度，改良溫度特性以及進—步 增強隔音）’以及膨脹材料(俾獲得一種組成物其於暴露於火 15災或升高溫度時膨脹）。適當膨脹材料包括天然石墨、未膨 脹之蛭石或未膨脹之珍珠岩。也可使用其它類別之膨脹前 驅物。此種添加成分總量以組成物總重為基準，通常不超 過20%重量比。 含有有機聚合物之組成物可以任一種方便方式製備。 20包括添加其它成分至：單體（或單體混合物），其隨後被聚 合；預聚物及/或低聚物’其隨後藉鏈延長及/或交聯反應聚 合；藉熔體攙混添加至熱塑性聚合物；藉分散混合添加至 水性有機聚合物分散液（此處存在之水不屬於本發明組成 物之一部分）；聚合物溶解於溶劑之溶液（此處存在之溶劑不 29 視為本發明組成物之-部分）；以及熱固性系統，其隨後交 聯。無論組成物係以何種方式製備，要求添加成分(礦物填 料、其它無機成分及其它麵添力,可與有機聚合物有效 混合，或用來形成聚合物之前驅物有效混合，故可徹底分 5散於所得組成物，以及組成物方便加卫來製造預定終產物。 任-種習知混料設備切使用。若組成物黏度相對 低’則可使用例如塗料業使用之該型分散設備。用於缴線 絕緣用途之材料具有較高點度(較高分子量），則可使用二親 磨機、内部混合器、雙螺桿擠壓機等加工。依據添加之交 10 =劑/催化劑類型’組成物可使用包括液體鹽浴之連續硫化 又備於问壓鋼内使用焉壓水蒸氣暴露於2⑽。C空氣硬 化；或可暴露於任何造成過氧化物分解的介 質硬化，包括 微波、超音波等。 本發明組成物可用於需要防火之多項用途。例如組成 I5物可用於防火建築嵌板或用於製造玻璃纖維加強之聚合 物複σ物該組成物可本身使用或連同一或多層其它材料 層使用。 本發明組成物可以 多種不同形式提供，包括： 20 1呈片狀、輪料複雜形狀。組成物可使用標舉聚合 物加工操作例如崎、模製（包括熱壓及射㈣形)製造成此 種產物i成之產物可用於被動防火系統。組成物<以本 身使用，或與其奸料(例如層板 、蛭石板或其它）呈層合物 或複^物使用。-項用途中。組成物可被擠壓成作為防火 鬥密封之形狀。 當發生火災時，組成物轉成陶瓷，如此形 30 1322176 成對抗火及煙散佈的有效機械密封。 2、呈預先膨脹薄片或輪廓。此種形式比前述形式有額 外效果’包括重量減輕。於正常工作條件下可獲得較佳噪 音衰減及隔音。孔隙度可於薄片或輪廓製造期間，經由化 5學發泡劑的加熱分解產生氣態產物、或經由於硬化前加工 期間以物理方式將氟體注入組成物而將孔隙度社人至材 料。 10

3'呈膨脹產物，絲露於熱或火災時因發泡膨服。於 此項應用，產品例如可用於管路周圍或穿透於壁面間。當 發生火警時，產品膨脹填補空隙，提供有效插塞來防止二 談的擴散。膨脹材料可呈可擠壓娜核可撓性封形式。 4、呈膠合材料，膠合材料可施用（例如如同習知 氧塗封劑之管施用）作為窗戶及其它物件之 * 15 5 施用。 呈塗料或以氣溶膠為主之材料， 其可噴霧或以刷塗 發明可應用之被動防火用途特例包 20

車及其它交通工具之防火壁襯裡、防= 天化板及㈣、結構性防火[絕輯絲之 架，讓結構金屬架可維持要求的载重強度(或限制。卜 =歷-段Μ時間]、防火門嵌人物、窗及門密封、膨 封、以及用於《、用於附著於或罩住欖 / 皮帶、托盤等之化合^ 另-項應用領域係一般工程，需要被動Μ 般工程特定領域包括運輸(汽車、飛機、船舶）、國防及機 31 1322176 此等應用用途之組成元件全然或部分可能遭遇火災。

當全然遭遇火災時，材料將轉變成為陶瓷屏障，因而 保護其包封區或隔離區。當部分遭遇火災時，希望部分遭 遇火災之材料轉變成陶瓷，由周圍尚未轉變成陶瓷之材料 5 固定定位。轉運區之應用用途包括面板(例如玻璃纖維加強 之熱塑性或熱固性複合物）、排氣管、引擎、煞車、方向盤、 安全裝置、空調、燃料箱、機殼以及多項其它領域。國防 工業應用用途包括行動及非行動武器、車輛、設備、結構 及其它領域。機械領域應用用途包括軸承、機殼屏障等多 10 種其它用途。 圖式簡單說明 第1圖為根據本發明，具有絕緣層之電纜之透視圖；以及 第2圖為多導體電纜之透視圖，其中使用本發明組成物 作為護套。 15 【實施方式】

較佳實施例之詳細說明 本發明組成物特別可用於導體之塗覆。因此組成物適 合用於製造於火災時可提供電路完整性之電纜。 第1及2圖分別顯示多導體纜線1、10，其具有絕緣層2 20 或12，且有護套層4、14。於兩種纜線設計，絕緣層及/或 護套層係由根據本發明之組成物製成。 於此種纜線設計，組成物可呈導體上直接擠壓絕緣、 及/或呈擠壓護套層於絕緣層上使用。另外，可呈多中心纜 線之間隙填料使用，呈個別擠壓填料添加至總成來套住總 32 成使用，或於施用導線或膠帶前呈内層施用。 實際上，組成物典型係擠壓於導體表面上。此項擠壓 可使用習知設備以習知方式進行。絕緣層厚度係依據導趙 大小及操作電壓之特殊標準決定。典型絕緣層厚〇6至3毫 5米。例如對於澳洲標準核定於0.6/1千伏特之35平方毫米導 體，要求絕緣層厚度約[先卡。如前述，根據本發明組成 物於升高溫度具有絕佳絕熱及電絕緣性質。當使用時此 種纽成物可讓電境具有優雅的簡單設計，原因在於無需含 括一層提供電絕緣性質之個別層。 3 1〇 根據此一方面，本發明提供電纜，其係由本發明之適 當組成物直接提供於導體上組成。電績包括例如耐割層及/ 或護套層等其它層。但電境無需於升高溫度時維持電絕緣 的額外層。 、> 貫施例 15 本說明書及申請專利範圍使用之術語定義如後，連同 其測定用之測試方法說明如後。測定性質之試驗理想上係 於30毫米χ13毫米x2毫米約值）之試樣進行，但某些例中， 可使用具有約略不同尺寸之試樣。性質及條件為： •緩慢燒製條件：將試樣以以它/分鐘之溫度升高速 20率，由室溫加熱至i〇〇〇t，接著於looot維持3〇分鐘。此 等條件為「於火災情況下暴露於升高溫度」之代表例。 _快速燒製條件。試樣置於i〇〇〇°c之預熱爐内，且維 持於該溫度之爐内30分鐘。此等條件表示於火災中於極為 快速之情況下暴露於升高溫度。實施例中，部分組成物暴 33 露於此種燒製條件來說明不同燒製條件對若干測量性質的 影響。 ' ^ -線性維度之改變：沿試樣長度方向之線性維度之改 變。線性維度改變之測量方法係經由量測燃燒前以及接受 5緩慢燒製條件後冷卻時試樣之長度。試樣因燃燒造成之2 服係以線性維度之正值變化報告，縮小（收縮)係以線性維度 之負值變化報告。以變化百分比引述。實施例中，也對= 遇快速燒製條件之試樣測定線性維度變化，來比較不同加 熱速率造成的影響。 10 -抗彎強度：陶免之抗彎強度之測量方式係將試樣於 緩慢燒製條件下加熱，冷卻時使用載荷十字頭速度02毫米 /分鐘藉跨距長度18毫米之三點彎曲進行測定。實施例中， 抗彎強度也對受到快速燒製條件之試樣測定，來比較不同 加熱速率造成的影響。 15 '殘餘物：組成物於火災條件所遭遇之高溫後剩餘材 料。本發明之正文中，模擬該種條件，以l2cC/分鐘之溫产 升高速率將組成物由室溫加熱至100{rc，接著於100(rc2 持30分鐘。自撐：組成物可維持剛硬而不會出現熱誘生變 形或流動。係經由將試樣置於耐火矩形件上，讓長轴垂直 20耐火塊邊緣，13毫米部分由耐火塊邊緣凸出，然後於緩忤 燒製條件下加熱，檢查冷卻後的試樣。自撐式組成物維持 剛硬’可支持其本身的重量而不會於撐體邊緣向下脊曲。 於貫施例中，也顯示改變最高加熱溫度的影響。 -淨形狀保持性：加熱時形狀實質不會改變之組成 34 物卩刀係依據接文測試之試樣形狀及尺寸決定以及依據 使用之燒製條件決定。 用於製備組成物之二親磨機說明於實施例1、2、3、4、 8及9。乙稀丙埽橡膝舖在磨機（10-20。〇如帶狀，加 5入其它成分，經由分料重纟讀料帶讓各^散，隨後 即刻通過雙輥之壓力部。當各成分均勻分散時 ，加入過氧 化物且以類似方式分散。 除非貝知例中有另行陳述，否則下列條件用於試樣之 製備。 八有所★尺寸之扁平矩形片狀試樣係由含橡膠/彈性 體之經研磨之組成物製備，製備方式係於約7跑壓力下於 170°C硬化且成形30分鐘。 15 於只施例㈣之各_克黏土、滑石及雲母於誦。C加 熱30分鐘後所得殘餘物，助炫氧化物於殘餘物所占重量分 别為1.0克1.7克及1U克。殘餘物含量個別為86 1克、96 〇 克及96.9克。除非於實施例中另行說明否則實施例使用 之雲母、黏土及滑石之平均粒徑分驗⑽微米、^微米 及小於10微米。 實施例1 20 之陶究紐之抗料㈣於樣本冷卻至❹後如前文說明 測定。表全部樣本皆適合用作為麵絕緣層及/或護 套層。 35 1322176 組成物A為基本組成物範例，其僅由—種有機聚合物、 矽酸鹽礦物填料、小量助熔氧化物及若干添加劑組成。 樣本B為包含有機聚合物與小量聚碎氧聚合物（其為焦 碳形成之石夕氧來源）之攙合物組成物。此種組成物不含任何 5 分開添加之助炫氧化物（全部助炫劑皆由礦物填料衍生而 得）。

樣本C具有含小量玻璃料作為助熔氧化物來源之組成 物。樣本B及C之組成物顯示添加小量玻璃作為助溶氧化物 來源可改良焦碳強度。 比較樣本C及D，顯示某種矽酸鹽礦物填料(本例為黏土) 可能比其它填料導致遠更高的焦碳收縮。 比較樣本D及E，顯示添加較高量破璃料，導致較高收 縮及焦碳強度。 比較樣本F及E，顯示藉預先煆燒而由填料中去除揮發 15性分解產物，可減少焦碳之收縮，且對焦碳強度並無不良 影響。 比較樣本G及Η，顯示較大量滑石及較少量黏土可有利 於減少焦碳的收縮。 比較樣本Α及Η，顯示假設氧化硼數量相等，氧化硼之 20影響係與使用之來源類別無關（硼酸鋅或氧化硼也顯示由 瓣鋅所導入之氧化鋅於焦碳收縮或焦碳強度並未扮演顯 著角色。其影響類似氧化鋁之影響。 比較樣本及Κ，顯示較高量氧化料致較高量收縮。 樣本Μ含有氫氧化紹及石夕酸鹽礦物填料，但未分開添 36 1322176 加助炫氧化物。 樣本N為不含任何黏土或滑石，但含有氫氧化鋁、雲母 及石夕灰石之組成物範例。 比較樣本0及P，顯示礦物填料粒子較大可減少收縮。 5 比較樣本Q、R及S，顯示呈矽氧粉末或聚矽氧聚合物 (分解而產生矽氧粉末）添加精細矽氧，造成焦碳之收縮率增 高及焦碳強度增高。 37 1322176

38 1322176 實施例2 電窺係使用得自上表之組成物B及T製傷。由組成物7製 備之電纜具有高焦碳收縮率，結果導致絕緣層於ι〇5〇β(：裂 開，導致根據AS/NZS 3〇13:1995之火災試驗(加熱階段)之絕緣 5失敗。使用組成物B製造之電纜具有低焦碳收縮率，可通過同 一試驗。產生之焦碳，於組成物B之例不含大型可目測的裂 痕’而由組成物T形成之焦碳則嚴重裂開，導體暴露出。 實施例3 製備具有下表2列舉之組成之組成物(χ)β組成物X係基 10 於市售乙烯丙烯彈性體及聚矽氧彈性體。使用之雲母為藉 過篩分析測得平均粒徑為160微米之白雲母。玻璃料b具有 軟化點600°C及助炫氧化物含量為5.1%。玻璃料A具有軟化 點430°C及助熔氧化物含量30.8%。玻璃纖維A、B及C分別 具有軟化點580 °C、650 °C及532 °C及助熔氧化物含量 15 12-15%。過氧化二（第三丁基過氧基異丙基）苯含括於組成 物供執行熱交聯。本例列舉之成分皆以％wt/wt表示》 表2 成分 (%wt/wt) 1烯丙烯橡膠 27 - 聚矽氧聚合物 8 ~~ 雲母 20 " 玻璃料B 2 黏土 ' 28 滑石 ϊο --- 氧化鋅 2 -~~ 過氧化物 - -~~ 抗氧化劑，共同反應劑 Ϊ 總量 Ϊ00 總助熔劑(％) T8 助熔氧化物，以殘餘物之百分比表示 4^6 39 1322176 實施例3.1 供強度測試之組成物X試驗件製造成尺寸50毫米xl4 毫米χ3毫米且加熱交聯。供比較用，試驗件係以類似方式 使用市售以聚矽氧為主之材料製備（組成物Υ)，加熱時也形 5 成陶瓷材料。樣本於緩慢燒製條件下共同加熱然後冷卻。 生成之陶瓷之抗彎強度及線性維度變化係如前述測定且顯 示於表3。 表3 組成物 抗彎強度(MPa) 線性維度變化（％) 組成物X 5.9 -1.6 組成物Y 4.2 -4.9 由抗彎強度測量所得結果，顯示組成物X於空氣中於 10 10 0〇 °C燃燒後具有比以聚矽氧為主之組成物（Υ)更高的抗 彎強度。 形狀保持性是此等材料之多項應用例如用於電纜絕緣 的關鍵要素。於空氣中於l〇〇〇°C燃燒後，線性維度變化之 測量顯示，組成物X之形狀保持性優於組成物Y。 15 實施例3.2 35平方毫米緊壓之銅導體藉擠壓法使用壁厚度1.2毫 米之組成物X絕緣。然後絕緣導體以不含齒素之熱塑性阻燃 材料加護套至壁厚度1.4毫米。三根長2.5米之電纜樣本以 「S」字形架設於梯階型纜線托盤上，彎曲比為電纜直徑的 20 10倍。托盤安裝於混凝土塊上，用來形成試驗爐頂，遵照 澳洲標準AS1540.3之標準溫度-時間曲線。各樣本電纜接到 三相電源，各電纜位在不同相上。於各電路有個60瓦燈泡 40 1322176 以及4安培料。線電㈣240料交流電。開始測試且連 續121分鐘，此時爐内溫度約為⑽叱。此段時間結束後， 全部樣本皆維持電路完整性《然後於電纜上作水噴射，仍 然維持電路的完好。 5 實施例3.3 組成物X以下表所述比例’添加小量各種無機添加劑改 性。無機添加劑包括玻璃纖維、玻璃料及鋁矽酸鹽纖維。 組成物X及改性版本經熱交聯（17(TC，3〇分鐘，7 MPa)成為 厚2毫米的扁平薄片。由薄片切成19毫米χ32毫米尺寸矩形 10樣本，接受緩慢燒製條件。冷卻後，放置一滴水於樣本表 面測s式防水性。若該滴水留在樣本表面超過三分鐘，目測 並無任何吸收徵象’則視為該材料防水。若水滴在少於三 分鐘以内完全被吸收則視為材料不防水。結果顯示於表4。 表4 組成物 防水性 組成物X 否 組成物X/玻璃纖維A (98:2) 是 組成物X/玻璃纖維A/鋁矽酸鹽纖維(96:2:2) 是 組成物X/玻璃纖維B (98:2) 是 組成物X/玻璃料A (98:2) 是 組成物X/玻璃料A/鋁矽酸鹽纖維(96:2:2) 是 15 於未改性組成物X燒製後樣本上的水滴瞬間被吸收。目 測檢查含無機添加劑之其它組成物之燒製後樣本具有玻璃 狀閃亮表層。 實施例3.4 對應前一實施例六種組成物之六個樣本經切片，故其 41 厚度由2毫米缩小為1毫米。然後樣本接受緩慢燒製條件。 冷卻後’以前一例所述相同方式接受防水性測試。全部六 例的樣本皆於少於一分鐘吸收掉置於其表面的一滴水，表 不缺防水性。與前一例結果比較，顯示樣本厚度係防水性 的一項因素。 實施例3.5 (A) L5平方毫米銅線剖面使用組成物X以及表5及6摘述之 此種組成物之修改例絕緣。壁厚度設定於1.2毫米及0.6毫米 1〇來獲得有厚絕緣層及薄絕緣層之電纜。絕緣後電纜共同放 置而形成拾合對。各個捻合對暴露於本生燈燃燒燄火10分 鐘。燃燒器及電纜之配置狀態讓燄-樣本交界面之峰溫測得 為102(TC。讓電纜冷卻，滴水跨捻合對部分來得知電路短 路所耗時間。本生燈及水測試期間，捻合對之二導線間電 15阻係使用500伏特直流測試單元監視。未通過任一試驗表示 試驗中的任—點測得的電阻降至約0百萬歐姆。厚絕緣層之 組成物及測試性能顯示於表5，而薄絕緣層顯示於表6。 表5 组成物 本生燈試驗 (通過/夫诵禍、 水試驗 (至短技BiPJ、 组成物X 通過 小於30秒 組成物X/銘矽酸鹽纖維(99:1) 通過 大於3分鐘 組成物X/玻璃料Α(99:；π 通過 大於3公链 组成物X/銘矽酸鹽纖維/玻珐料f9g.n ςη巧 通過 大於3分鐘 ~---- 表5結果顯示添加破璃料及/或_酸鹽纖維總量不超 20過咖_，可對組成物χ提供良好防水性不含任何添加 42 1322176 物之組成物x具有幾乎可忽略的防水性’水接觸電纜後少於 30秒内發生短路。 表6 組成物 本生燈試驗 (通過/未通過) 水試驗~ (至短路時間、 組成物X 通過 小於30秒 組成物X/銘矽酸鹽纖維/玻璃料A (98.5:5.0:5.1) 通過 小於30秒 組成物X/銘矽酸鹽纖維/玻璃織維A (97:1:2) 通過 小於1分鐘 組成物X/鋁矽酸鹽纖維/玻璃纖維A (96:1:3) 通過 小於30秒 組成物X/鋁矽酸鹽纖維/玻璃織維A/玻瑀料A (94:1:3:2) 通過 小於30秒 組成物X/鋁矽酸鹽纖維/玻璃纖維C (94:1:5) 通過 小於30秒 表6結果顯示當壁厚度由1.2毫米改成0.6毫米時，無任 5 何接受測試的組成物具有可接受的防水性。再度驗證樣本 厚度係出現防水性的一項因素。 (B) 為了改善薄壁(0.6毫米）電鏡的防水性，添加紹石夕酸鹽 纖維及雲母至組成物X，獲得由組成物χ/铭石夕酸鹽纖維/雲· 10母(94:1:5)組成的新穎組成物。於緩慢燒製條件下所得殘餘 物之助熔氡化物含量為5.1%。組成物成形為薄壁捻合對電 纜，根據前一例所述程序於本生燈接受測試。導線可通過 本生燈測試，水試驗之短路時間大於3分鐘。 實施例3.6 15 以無機添加劑改性來改良防水性之組成物X厚2毫米樣 本經燒製後’藉掃描電子顯微鏡及微探棒分析來評估其防 水性的理由。樣本載面之顯微相片，顯示表面存在有厚高 達15微米的緊密破璃層。此玻璃狀薄膜鋪在多孔材料本體 上方U不會吸水。樣本截面之微探棒映射，顯示本 43 1322176 緊密玻璃層富含鉀、鈉及矽氧。 實施例4

含EPDM聚合物（20%)、滑石（30%)、白雲母(29%)及加 工助劑及安定劑之組成物係於二輥磨機上製備。混合完成 5 時分成兩等份。一份送回二輥磨機，加入2%二過氧化異丙 苯。然後兩份分開置於圖案框模具内，以1，000 kPa及170 °C加壓30分鐘。此段時間結束時，壓機冷卻同時仍維持加 壓，溫度降至50°C後，減低壓力且取出樣本。最終結果為 兩片材料接受相同的熱史，但一片已經交聯而另一片為熱 10 塑性。 由片材切下尺寸38毫米X 13毫米樣本，準確記錄維 度。樣本接受緩慢燒製條件，然後由爐中取出樣本讓其冷 卻至周圍溫度。然後重新準確測定所形成之陶瓷殘餘物（助 熔氧化物含量6.6%)，求出線性維度之改變。 15 發現熱塑性樣本比交聯樣本顯示較少表面破裂，厚度

膨脹較少，但長度及寬度膨脹略較多。如此說明組成物之 交聯並非暴露於1，000°C後達成淨形狀保持性可接受之性 能所必要。 實施例5 20 製備代表性範圍之不同聚合物組合表7之無機填料系 統之組成物，及測定其於快速或緩慢燒製條件下的燒製表 現。 44 1322176 表7 填料系統 A B C D E F 黏土 31.7 16.2 黏土 (煆燒） 15.2 25.4 14.7 21.5 17.5 滑石 36.2 35 32.9 34.9 38.4 白雲母 45.5 39.7 44 38.7 41.5 43.1 硼酸鋅 3.1 3 6.9 6.1 玻璃料 3.2 3.3 2.3 本專利案揭示之數種不同組成物製造方法舉例說明如 後。 ΓΑ)得自單體/反應性螯官能化合物 5 (i) 含填料系統A (58.9%)及丙烯酸聚合物之組成物之製 法，係經由混合無機成分與丙烯酸單體與過氧化物之混合 物，然後於80°C模具内加熱混合物2小時而製備。形成之陶 瓷（助熔氧化物含量7.2%)於快速燒製條件下具有線性維度 10 變化0.9%及抗彎強度〇.5 MPa。 (ϋ) 含填料系統E (62.2%)及聚醯亞胺之組成物之製法，係 經由等莫耳量均苯四酸二針與奥西戴那玲(oxydianaline)氛 (4-胺基笨基)醚聚合物部分反應，加入填料系統然後於1〇〇 15 °C、15CTC、20CTC然後250°C加熱澆鑄溶液1小時時間。快 速燒製條件下形成的陶瓷（助熔氧化物含量7.9%)具有線性 維度變化3.4%及抗彎強度5.3 MPa。 (B)jLt_熱塑性聚合物及橡膠 表8組成物係經由使用内部混合機、擠壓機或雙輥磨 45 1322176 機’將表t指示之填料系統攙混於熱塑性聚合物(組合其它 添加劑）而製備。含SBR、SBS及NBR之組成物，也攙混過 氧化物’隨後於升高溫度加熱硬化來形成彈性體組成物， 接著燒製。

此外本組成物含有7.3%聚矽氧聚合物

(C)得自箱聚物及樹脂 表9熱塑性組成物係經由攙混所示填料系統於預聚物 或樹脂而製備’系統係使用表中所示條件交聯/硬化 46 !322176 表9 預聚物/樹脂(％) 環氧樹脂含胺硬 化劑(40.5) 交聯/硬彳匕劑 (條件） (40〇C/3hA 80°C/lh)

…屬於近淨形狀保持性組成物之最佳範例 填料系統 (%) (D)得自_聚合物乳液/分散液 表10組成物係經由攙混表10指示之填料系統於乳液/ 分散液且乾燥所得混合物（典型於70°C 3日）去除水而製 備。聚合物於組成物之百分比為存在之乾聚合物重量。 表10 知自乳液/分散 液之聚合物 料系統 (%) W 條件 %殘餘物之助 炫氧化物含量 %線性維度變化 抗彎強度(Mpa) PVAc 乳液(30)b D(70) 快 7.9 -2.5 2.4 慢 -2.1 5.5 丙稀酸分散液 (20) C(80) 快 8 0.3 '---- 35 Ίχ 0.5 5.4 0.4 聚胺基甲酸酯 分散液(40) C(60) 6.7 ----- 1.8 慢 2.1 0.7 實施例6 表11所示組成物Y1至Y11含有乙烯丙烯橡膠、或乙烯 10丙烯橡膠與聚矽氧聚合物之組合，此處聚矽氧聚合物含量 小量。係經由如前文說明使用雙輥磨機混合聚合物與各種 47 1322176 填料以及添加劑之組合而製備。由此組成物製作成名目維 度30毫米χ13毫米xl.7毫米之試驗件，且於缓慢及快速燒製 條件下燒製。對各組成物，如前文說明測定因燒製引起的 線性維度變化及所得陶瓷之抗彎強度，示於表U。 表11 組成 物 %乙烯 丙烯橡 膠 %聚石夕 氧聚合 物 %其它 有機添 加劑 %矽 酸鹽 填料 %其它 無機填 料 燒製 條件 %殘餘物 之助熔氧 化物含量 %燒製時 之線性維 度變化 生成之陶瓷之 抗彎強度 (MPa) Υ1* 22.0 12.0 64.0 2.0 快 7.2 -3.1 2.9 慢 -4.2 9.7 Υ2广 22.0 12.0 84.0 2.0 快 7.2 -2.7~~ 5.8 慢 -0.9 7.4 Υ3 30.0 12.0 58.2 1.8 快 7.2 -2.5 2.4 慢 0.5 4.3 Υ4 42.0 12.0 44.6 1.4 快 7.2 -2.1 0.3 慢 Υ5 32,0 10.0 6.0 43.2 8.8 快 7.2 -3.4 4.3 慢 ** Y6m 13.0 12.0 72.7 2.3 快 72 -2.7 13.9 慢 -2.8 20.4 Y7 27.0 13.0 12.0 24.0 24.0 快 4.2 ~4：5 1 慢 幸本 Y8 22.0 11.0 6.0 45.0 16.0 快 6.6 -9.3 7 慢 -9 9.9 γ^ΑΑΑ 22.0 4.0 12.0 60.0 2.0 快 7.3 -1.8 ~~---- _ 3.1 慢 -0.8 1 C ΥΙΟ 22.0 12.0 62.0 4.0 快 9.5 --—-- -3.5 乂 ·〇 5.7 慢 -8.2 13 5 YU 22.0 12.0 66.0 快 1.6 0.8 - — 2.1 4ίΒ 4^1^* ΓΠ _ 慢 拿幸 物Υ2之主要礦物填料平均粒徑約為160微米。 **由於燒製時變形不均勻，故無法測試維度變化及強度 册使用雙輥磨機之加工性不良。 10 …屬於近淨形狀保持性组成物之最佳範例 48 表12列舉之組成物FL係如前述使用雙輥磨機，經由混 合乙烯丙烯橡膠與個別填料與添加劑組合而製備。表以所 示組成物FL1至FL4係經由添加2%助熔氧化物至組成*FL 且再度混合而製備。組成物製成之名目尺寸3〇毫米χΐ3毫米 xl.7毫米試驗件於慢及快燒製條件下燒製。對各組成物， 如前述測定之燒製造成線性維度變化及所得陶瓷之抗彎強 度列舉於表12。 表12 組成 物 %乙烯丙 烯橡膠 %其它有 機添加劑 %矽酸 鹽填料 添加助溶氧 化物1%) 燒製 條件 殘餘物之 助熔氧化 物含晉 %燒製時 之線性維 唐狻仆 生成之陶瓷 之抗彆強度 FL 22.5 12.2 55.3 快 3.4 -0.7 1.1 慢 -0.8 1.4 FL1 Li20(2) 快 -4Ό 6.1 慢 -3.5 5.4 FL2 Na20(2) 快 -2.3 2.6 慢 -1.9 6.0 F13 22.0 12.0 64.0 K2〇(2) 快 6.4 0.1 1.9 慢 -0.4 3.2 FL4 B2〇3(2) 快 -2.7 2.8 — 慢 -3.8 2.8 ++以加熱分解可產生2%氧化物之量呈氧化物或碳酸鹽添加。 實施例8 表13列舉之組成物FX1至FX3係經由如前述使用雙報 磨機，混合乙烤丙稀橡膠與個別填料與添加劑之組合而製 備。FX1為根據本發明之防火材料規格之組成物。FX2及FX3 為比較例組成物，比較本發明之防火材料之推薦成分，含 較高量助溶氧化物及較低量矽酸鹽礦物填料。由此等組成 物製成之名目維度30毫米xl3毫米xl.7毫米之試驗件置於 1322176 矩形对火塊上，其長軸係於支撐耐火塊之一緣，各試驗件 之長I3毫米部分由支撑耐火塊邊緣凸起。然後以每分鐘^ C之速率加熱至83Gt：及looot，且於該溫於空氣中維持3〇 分鐘。於兩種溫度下，組成物FX1之試驗件不會熔化，產生 5内聚㈣式多孔陶-吏，保有試驗件暴露於升高溫度前之形 狀。組成物FX1試驗件沿長及寬之維度變化小於3%。於二 溫度，組成物FX2及FX3試驗件熔化，未經支撐而於耐火撐 體邊緣下彎呈近垂直位置，顯示其無法保有形狀或支樓本 身的重量®加熱至1100 c時，組成物FX2及FX3試驗件完全 10熔化而形成玻璃材料，玻璃材料流動於耐火撐體上且順著 側邊流下，而組成物FX1之試驗件仍然維持剛硬。 表13 組成物 %乙婦丙稀 橡膠 %其它有機 添加劑 %矽酸鹽填料 %其它無機 填料 殘餘物之助炫 氧化物含詈 FX1 22.0 12.0 64.0 2.0 7.2 FX2 22.7 15.0 18.2 44.0 65.6 FX3 22.2 14.0 17.8 46.0 77.0

實施例9 表14列舉之組成物OF1至0F6係經由如前述使用雙報 15磨機，混合乙烯丙烯橡膠與個別填料與添加劑之組合而製 備。表14列舉之組成物OF7係經由添加4%鋁氧纖維至組成 物OF6且再度混合而製備。由此等組成物製備之名目維度3〇 毫米xl3毫米xl.7毫米之試驗件於慢或快燒製條件下燒 製。對個別組成物而言，如前述洌定之燒製引起之線性維度 20變化及所得陶瓷之抗彎強度，列舉於表14。表14所示樣本 中，OF1及OF2係最適合用作為電纜的絕緣層及/或護套層。 50 1322176 表14 组成 物 %乙烯 丙稀橡 膠 %聚矽 氧聚合 物 %真它 有機添 加如 1 %矽酸 鹽填料 其它無機 填料(％) 燒製 條件 殘餘物之 助炫氧彳匕 物含# %燒製時之 線性維度 變化 生成之陶瓷 之抗彎強度 OF1 19.0 16.0 5.0 40.0 ATH* (1〇), CaC03 ⑽ 快 4.7 -0.3 νινιμα; 1.1 OF2 19.0 16.0 6.0 30.0 ATH* (29) 快 4.7 -3.9 2.2 OF3 22.0 12.0 64.0 BaO (2) 快 3.3 -1.1 1.9 慢 -1.3 — 2.6 OF4 CaO(2) 快 -1.6 1.5 慢 -1.5 1.9 OF5 Fe203(2) 快 -1.0 1.4 慢 -1.3 1.1 OF6 25.0 4.0 7.0 61.0 3.0 慢 5.3 -2.4 5.2 OF7 一24.0 3.8 J — 5.7 58.6 6.9m 慢 5.0 -1.6 5.8 ##包括4%鋁氧織維 本說明書全文及後文申請專利範圍，除非正文另行要 求，否則「包含」一詞及其變化例如「包含」須瞭解含括 所述整數或刻度或整數或刻度的群組，但未排除任何其它 整數或刻度或整數或刻度的群組。 【圖或簡單說明】 第1圖為根據本發明，具有絕緣層之電境之透視圖；以及 第2圖為多導體電纜之透視圖，其中使用本發明組成物 作為護套° |[阐式之主要元件代表符號表】 i，10...多重導體纜線 2，12...絕緣層 4，14...護套層 51

Claims (1)

1322176 第92128697號專利申請案申請專利範圍修正本98年7月14曰 公告本 -：~~拾、申請專利範圍： 1. 一種防火組成物，其係供於升高溫度之下形成一種防火 陶瓷，該組成物包含： 以組成物總重為基準，至少15%重量比之一種聚合 5 物基本組成物，該聚合物基本組成物包含至少50%重量 比之一種有機聚合物的聚合物基本組成物，該有機聚合 物係選自於包含以下的至少一者之有機聚合物所構成 的群組：聚烯之均聚合物或共聚物或彈性體或樹脂、乙 烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯三聚物橡膠(EPDM)、氯磺化聚 10 乙烯及氯化聚乙烯、乙烯聚合物、丙烯酸及曱基丙烯酸 聚合物、聚醯胺類、聚酯類、聚醯亞胺類、聚氧亞甲基 縮醛類、聚碳酸酯類、聚胺基曱酸酯類、天然橡膠、丁 基橡膠、腈-丁二烯橡膠、環氧氣丙烷橡膠、聚氣丁二 烯、苯乙烯聚合物、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戊間二 15 烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁二 烯-苯乙烯、環氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、酚系 樹脂及蜜胺甲醛樹脂； 以組成物總重為基準，至少15%重量比之至少一種 微粒矽酸鹽礦物填料用以在火災環境所遭遇之溫度下 20 提供一固體陶瓷材料，該微粒礦物填料包含選自由鋁矽 酸鹽類、鹼金屬鋁矽酸鹽類、鎂矽酸鹽類及鈣矽酸鹽類 組成的群組； 至少一種助熔氧化物來源，其係選自以下所構成的 群組： 52 (a) 助稼氧化物，其在低於l〇〇〇°C之溫度下於該 組成物中形成一液相，且係選自金屬氧化 物、二氧化二磷(phosphorous oxides)，和氧 化’所構成的群組；以及 (b) 在1〇〇〇1以下之溫度形成該助熔氧化物之 材料；以及 10 15 量的陶究’且其中該助炫氧化物來源之存在量為在 暴露於火災環境下所遭逢之升高的溫度後可提供占所 剩殘餘物之1至15%重量比之量的助純化物予該殘餘 物藉此5亥助炼氧化物提供該石夕酸鹽礦物填料微粒連結 以在火災環境所遭遇之溫度下形成—内聚料殘餘物。 如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中以該組成物 總重為基準，該赠鹽礦物填料之存在量至少為25%重 % ’㈣第丨項之防火組成物，其巾該助溶氧化 於該殘餘物中之存在量為於暴露於升高的溫度 20 其中於暴露於火災環境下所遭逢之升高的溫度 後销剩殘餘物係佔該防火組成物總重至少鄕重量 2. 4. < :提供該殘餘物中占11〇%重量比的助熔氧化物。 :請專利範圍第1項之防火組成物，其中該助炼氧化 二：原之存在量為於暴露於升高的溫度後可提 5 +占該殘餘物2·8%重量比的助炫氧化物。 5·如申请專利範圍第丨項之防 加熱至火災環境下所遭逢戶、該組成物在 幵同的溫度時形成自撐式 53 1322176 結構體。 6.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該防火組成 物除了存在於該矽酸鹽礦物填料内之任何助熔氧化物 來源之外還包含一助溶氧化物來源。 5 7.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該組成物包

含一種非屬於存在於該矽酸鹽礦物填料中任一者的助 熔氧化物來源，且該非屬於存在於該矽酸鹽礦物填料中 的任一者的助溶氧化物來源之存在量為在暴露於火災 環境下所遭逢之升高的溫度後可提供占所剩殘餘物之1 10 至15%重量比之量的助炼氧化物予該殘餘物。 8. 如申請專利範圍第7項之防火組成物，其中該組成物包 含至少兩種不同的助熔氧化物來源，其係於不同溫度形 成液相。 9. 如申請專利範圍第8項之防火組成物，其中該助熔氧化 15 物來源包含至少一種選自由船、錄、删、链、鉀、納及

訊組成之群組之元素之氧化物。 10. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該組成物於 火災環境下所經歷之升高溫度下加熱後，具有小於10% 之線性維度變化。 20 11.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該組成物於 火災環境下所經歷之升高溫度下加熱後，具有小於5% 之線性維度變化。 12.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該組成物在 加熱至低於1050°C之溫度歷時30分鐘時係維持内聚。 54 1322176 13. 如申請專利範圍第1項之防火組成物’其中於暴露於火 災環境所經歷之升高溫度後，該防火組成物具有彎曲強 度為至少0.3 MPa。 14. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該有機聚合 5 物係選自熱塑性聚合物、熱固性聚合物及彈性體組成之 群組。

15. 如申請專利範圍第1項之防火組成物’其中該有機聚合 物係選自於包含以下的至少一者之有機聚合物所構成 的群組：聚烯之均聚合物或共聚物或彈性體或樹脂、乙 10 烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯三聚物橡膠(EPDM)、乙烯聚合 物、聚醯胺類、聚酯類、聚醯亞胺類、丁基橡膠、腈-丁二烯橡膠、環氧氣丙烷橡膠、聚氯丁二烯、苯乙烯聚 合物、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戊間二烯-苯乙烯、苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯及苯乙烯-乙烯-丁二烯-笨乙烯。 15 16.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該該聚合物

基本組成物包含15至75wt.%之經調配後的防火組成物。 17. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，包含另一種選自 由二氧化矽及鋁、鈣、鎂、锆、鋅、鐵、錫及鋇之金屬 氧化物組成之群組之無機填料；以及當加熱分解時可產 2〇 生一或多種此等氧化物之無機填料。 18. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該聚合物基 本组成物進一步包含一種聚$夕氧聚合物。 19. 如申請專利範圍第18項之防火組成物，其中該有機聚合 物對聚*夕氧聚合物之重量比係於5:1至2:1之範圍。 55 1322176 20. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，進一步包含以經 調配後防火組成物之總重為基準，含量為2至15 wt%之 聚矽氧聚合物。 21. 如申請專利範圍第丨項之防火組成物，其中該於火災環 5 境下所經歷之升高溫度為1000°c歷時30分鐘。 22. 如申請專利範圍第1項之防火組成物，其包含：

25至75%重量比之該聚合物基本組成物，其中該組 成物進一步包含一種聚矽氧聚合物； 至少15°/。重量比之無機填料’其中該無機填料包含 10 雲母及一玻璃添加劑；以及 其中該助炼氧化物來源包含玻璃且一助熔氧化物 來源係存在雲母中，其中該雲母：玻璃之比係於20:1至 2:1之範圍。 23. 如申請專利範圍第22項之防火組成物，其中該聚合物基 15 本組成物包含重量比為5:1至2:1之有機非聚矽氧聚合物 及聚矽氧聚合物；

該無機填料包含占總組成物1〇至3〇%重量比之雲 母，以及占總組成物20%至4〇。/0重量比之另一種無機填 料。 2〇 24.如申請專利範圍第1項之防火組成物，其中該助熔氧化 物於殘餘物之存在量係超過該殘餘物之5%重量比，該 助熔氧化物於暴露於火災時所形成的陶瓷上方形成一 玻璃狀表層，該玻璃狀表層形成一屏障層而可提高對於 水及氣體之通過抗性。 56 25.1322176 一種防火纜線，其包含一傳導柯_ 等『生7^件以及至少一由如申 請專利範圍第1項之防火組忐队& ，成物所構成之絕緣層及/或 護套層 5 26. 如申請專利範圍第25項之防火纖線，其中如申請專利範 圍第1項之有機聚合物係選自於包含以下的至少-者之 有機聚合物所構成的群組：聚歸之均聚合物或共聚物或 彈性體或樹脂、己烯_丙稀橡膠、乙歸丙稀三聚物橡膠 10 卿M)、乙稀聚合物、聚_類、㈣類、聚酿亞胺 類、丁基橡勝、腈-丁二稀橡膠、環氧氣丙烧橡膠、聚 氣丁二婦、苯乙烯聚合物、苯乙歸叮二稀、苯乙稀異 戊間二稀-苯乙稀、笨乙稀_丁二烯_苯乙烯及苯乙稀乙 烯-丁二烯-苯乙烯。 15 27. 如申請專利範圍第25項之防火境線，其中以該組成物總 重為基準，财酸_物填料之存在量至少為抓重量 比。 28. 如申料利_第抑讀火舰，其巾該祕氧化物 來源之存在量為於暴露於該升高的溫度後可提供該殘 餘物中占1-lOwt.%的助熔氧化物。 29. 如申料利制第叫切火麟，其巾該麟氧化物 來源之存在量為於暴露於該升高的溫度後 餘物中占2如t·%的殘餘物之祕氧化物。…殘 57