[发明专利]硅氧烷橡胶材料

说明书

技术领域

本发明涉及硅氧烷橡胶材料。这种材料尤其在低温下具有广泛的应用。一种尤其有用的这样的应用是作为放置在户外的电气设备的绝缘体。本发明还涉及制备这种材料的方法。

背景技术

硅氧烷橡胶材料通常基于聚烷基硅氧烷，最常见为聚二甲基硅氧烷，在本申请中以PDMS表示，其在约-35℃到150℃的温度范围内为化学稳定和物理稳定的材料，并具有良好的机械和电学性质，其可被用于多种不同的技术目的。硅氧烷橡胶材料是交联的，例如通过提供适当的与PDMS主链上基团反应的有机过氧化物而交联，并因此与大分子结合在一起。硅氧烷橡胶及其交联的基本化学是清楚的，例如在F Billmeyer的Textbook of polymer science，John Wiley & SonsLtd，第482～484页中。另一个实现交联的方法是加入铂催化剂，其打开乙烯基团上的双键并使得它们易于与邻近的硅氧烷链反应。

众所周知，硅氧烷橡胶材料被用于不同的电绝缘目的，这是清楚的，例如在R Hackham的Outdoor HV Composite PolymericInsulators，IEEE Trans Dielectrics and Elec.Insul.，Vol.6(1999)，第557～585页中。

对于纯聚硅氧烷而言可有混合填料，二者均为所谓的增容剂，例如二氧化硅或石英，以及纤维填料，比如短玻璃纤维或长玻璃纤维。具有增容剂的硅氧烷橡胶材料的例子在EP 1052655B1中是清楚的。

完全基于PDMS的硅氧烷橡胶材料在约-40℃时开始结晶，因此该材料变硬并经历脆性。对分子量为约2000u的未交联的硅氧烷而言，通过将PDMS主链上的甲基以苯基替代而降低所谓的凝固点。苯基基团比甲基基团大，并因此抑制结构秩序。这在Warrick等的PolymerChemistry of the Linear Siloxanes，Industrial Engineering Chemistry，1952，第2199页中作了描述。但是，相对于聚二烷基硅氧烷而言，聚二芳基硅氧烷的成本要高，由于这个缘故，聚二芳基硅氧烷不能用于许多电气应用中。

在EP 0470745A2中记载了具有式RaSiO_4-A/2的平均重复单元的的有机聚硅氧烷胶，其中R为烷基比例为至少50％的一价烃基基团，a为1.98到2.02之间的数值，100重量份的这样的有机聚硅氧烷胶与无机填料和1～20重量份的根据式

的有机硅烷或有机硅氧烷低聚物混合，其中m为1～20，n为0～20。此外，还加入有机过氧化物。

有机聚硅氧烷胶是指取代的或未取代的一价烃基基团。这种基团的例子有烷基、烯基、环烷基和芳烷基基团。根据CA.Hampel和G.G.Hawley的Glossary of Chemical Terms，Van NostrandReinhold Company，1976，第196页，低(oligo)为源于希腊语的词头，意为“几个”或“少量的”；在化学上它在诸如低聚糖(oligosaccharides)(包含三到十个单糖单位)和微动的(oligodynamic)(轻微的杀菌能力)这样的术语中出现。

在EP 1079398A2第10页的实施例1中记载了80重量份的二甲基聚硅氧烷与二甲基乙烯基硅烷氧基分别在二甲基聚硅氧烷分子的两端接枝，其中还加入40重量份的SiO₂填料。然后将40重量份的此液体硅氧烷橡胶依次与60重量份的与上述相比具有较低粘度和较低聚合度的二甲基聚硅氧烷以及140重量份的氢氧化铝混合。然后根据第12页的实施例4，将后来的混合物依次与120重量份的氢氧化铝和10重量份的与二甲基乙烯基硅烷氧基基团分别在二甲基聚硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物分子的两端接枝的二甲基聚硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物混合。所述二苯基硅氧烷基团占所述共聚物中二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷基团总量的20％。在聚二甲基硅氧烷和聚二苯基硅氧烷的总量中，聚二苯基硅氧烷因此占2％～3％的重量。EP 1079398A2的目的是制造一种可用于电气应用的材料，其具有适于密封和修补聚合绝缘材料的tixotropic性质(第2页第34～37行)。