[发明专利]硅橡胶组合物

说明书

本发明涉及含高岭土和氢氧化铝填料混合物的高度填充的硅橡胶组合物。特别地，本发明涉及高岭土和氢氧化铝作为硅橡胶组合物中基本上唯一填料的用途。

硅橡胶(常常称为硅氧烷弹性体)由三种主要成分组成。这些成分是(i)基本上直链的高分子量硅氧烷聚合物；(ii)一种或多种填料，和(iii)固化剂，有时称为交联剂或硫化剂。一般地，存在两类主要的硅橡胶组合物：热硫化(HTV)的硅橡胶和室温硫化(RTV)的硅橡胶。热硫化或高温硫化(HTV)的硅橡胶组合物常常进一步区分为高稠度橡胶(HCR)或液体硅橡胶(LSR)，这取决于该组合物的未固化粘度。然而，名称室温硫化(RTV)硅橡胶组合物可能存在误导，因为许多RTV组合物要求适中的加热以便以合理的速度进行反应。

典型地通过混合基本上直链的高分子量硅氧烷聚合物与填料和其他所需的添加剂，形成基础成分或原料，制备HTV硅橡胶组合物。在使用之前，配混基础成分，以掺入固化剂、其他填料和添加剂，例如颜料、抗粘合剂、增塑剂和粘合促进剂；和它可通过平板硫化、注塑或传递模压或连续通过挤出，进行硫化，形成最终的硅橡胶产品。例如，通过特殊技术挤出电缆绝缘应用所使用的硅橡胶组合物，其中通过斜角挤出机机头施加硅橡胶到电缆芯上。

对于高稠度橡胶(HCR)来说，最宽泛使用的基本上直链的高分子量硅氧烷聚合物是非常高粘度的聚硅氧烷。这种直链高分子量硅氧烷聚合物在25℃下的粘度大于或等于1,000,000mPa.s。典型地。这些直链高分子量硅氧烷聚合物具有在25℃下如此高的粘度，结果它们为胶料状材料形式，所述材料具有如此高的粘度，以致于极难测量粘度，因此它们常常用其威廉姆斯可塑值表示(ASTM D926)。高粘度聚硅氧烷胶料状聚合物的威廉姆斯可塑值通常为至少30，典型地它们的范围为约30-250。此处所使用的“可塑值”定义为在25℃下体积2cm³和高度约10mm的圆柱形试样置于49N的压缩负载下3分钟之后试样的厚度(mm)x100。这些聚硅氧烷胶料状聚合物通常含有烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基和叔丁基以及不饱和基团例如链烯基(例如烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基或己烯基)连接到其上的基本上硅氧烷主链(-Si-O-)，但尤其优选乙烯基和/或乙烯基与羟基的结合，以辅助其交联。这种聚硅氧烷胶料状聚合物的聚合度(DP)典型地为500-20,000，其中DP代表聚合物内重复单元的数目。

历史上，HTV硅橡胶组合物含有一种或多种填料。所使用的填料通常称为增强填料和非增强填料。增强填料赋予硫化橡胶高强度且可包括微细的无定形二氧化硅，例如热解法二氧化硅和沉淀二氧化硅。通常使用增量或非增强填料，以降低硅橡胶组合物的成本，且通常包括便宜的填料材料，例如石英粉，碳酸钙和硅藻土。典型地单独使用增强填料或者将其与增量或非增强填料一起使用。通常用有机基硅烷、有机基硅氧烷或有机基硅氮烷处理增强填料，以便改进硅橡胶组合物的物理和/或机械性能，即拉伸强度和压缩变定。

通过共混氢氧化铝粉末到硅橡胶组合物内制备的组合物通常是已知的。还已知通过固化含有大量氢氧化铝粉末的硅橡胶组合物，获得具有优良电性能的硅橡胶模塑体，如JP05-12805和JP07-57574中所述。然而，这些硅橡胶组合物含有大量氢氧化铝粉末，而氢氧化铝粉末强烈吸水和导致差的耐水性。随着时间流逝，这些组合物还吸收湿气，从而导致其电绝缘性能下降。因此，它们作为高压用途的电绝缘硅橡胶组合物没有被完全接受。此外，这些硅橡胶组合物不适合于在一些应用中使用，因为它们具有差的机械强度，例如拉伸强度和撕裂强度。

EP0787772提供一种具有优良电性能且不含增强填料、具有充足机械强度的硅橡胶组合物。通过掺入用选自在其上具有链烯基、烷氧基或羟基取代的硅烷或硅氧烷中的试剂处理的氢氧化铝粉末，获得这一组合物。

EP0808868公开了用作电绝缘的硅橡胶组合物，所述组合物固化成高度耐水的硅橡胶。它包括(A)聚有机基硅氧烷，(B)用有机基硅烷或有机基硅氮烷表面处理的氢氧化铝粉末和(C)固化剂。通过任选地添加1-200重量份(D)二氧化硅填料到通过结合组分(A)-(C)形成的组合物中，提高组合物的性能。

US4677141公开了一种改进可着色硅氧烷弹性体热稳定性的方法，所述硅氧烷弹性体包括乙烯基封端的有机基聚硅氧烷聚合物，二氧化硅基增强填料和有机过氧化物固化剂，和用烯键式不饱和甲硅烷氧基预处理的白色粘土例如高岭土。EP0057084涉及类似的技术，但再次要求存在二氧化硅形式的增强填料。