低模量弹性体制造技术

一种具有模量在传统橡胶的模量和凝胶的模具之间的弹性体。该弹性体包括（ａ）２０－４５重量份具有１－１５％结晶度的半结晶弹性体，和（ｂ）８０－５５重量份具有数均分子量１５００－８５００的相容的液态弹性体。弹性体的模量足够高，使它能够制成可操作的制品，并且足够低，使它能够对它所覆盖的基材提供有效的密封而不需要引入隔离密封材料，比如腻子或粘合剂。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合在电气产品中作为绝缘材料和密封材料使用的低模量弹性体。
技术介绍
具有宽广范围的正割模量(由于正割模量是在伸长率为100％测量的，也简称为M100)的弹性体材料；是有市场供应的在该范围高端是传统的橡胶，它的模量超过80psi。在低端是凝胶，有时也称为凝胶弹性体，它的模量低于2psi。橡胶在电气设备中可用作基本绝缘材料，但是橡胶相对的高模量使它用作水密封胶不够服贴，尤其当需要绝缘的设备有复杂的外形时，为提供密封性，密封胶，比如腻子或胶粘剂可被放入橡胶基本绝缘体和其下的设备之间。为使电缆接头、端子(termination)、和类似的设备绝缘，橡胶可制成热收缩的制品，将该制品放在设备上，并加热收缩，以提供滑配合(尽管在不存在密封胶时未必是水密配合)。可热收缩制品的两个缺点是在制造过程中需要一个拉伸的步骤，在收缩步骤中需要加热。拉伸步骤在制造过程中引入了附加的费用，热收缩制品的收缩能力(range-taking capability)受拉伸程度限制。加热的应用是不希望的，这是因为需要额外的加热设备，并且因为在某些安装场所不方便或狭窄空间可能存在可燃性气体等是有害的。。一种可选设计采用相当高模量的橡胶，橡胶下面的通常为螺旋状的刚硬撑开元件将橡胶撑开为拉伸的形状。将橡胶滑入要保护的地方后，取出撑开元件，使橡胶复原。这种设计的缺点包括高模量橡胶和在撑开元件抽出时，撑开元件有发生纠缠的可能性。另一种设计是一个预先模制的拼接件，将符合要保护的设备尺寸的模塑绝缘体滑到设备上(如果需要，在润滑剂的帮助下)。由于模塑材料的硬度，该设计的适用(尺寸)范围的能力受局限，且可能难以安装。相反，凝胶是很适合的，并且具有优良的粘性，这使它可作为一种有效的密封胶。然而，它的低模量妨碍它作为一种基本绝缘体使用。通常，它包含在一个制品(比如连接器)中，该制品提供结构支持。大多数凝胶用低分子量增量油高度填充，在使用期间随着时间进行，如果超过临界压力，该增量油会扩散到它所接触的基材中。这种渗出是不希望的。在高电压电缆接头和端子中通常有半导体材料(“semicon”)存在，以提供电应力梯度(stress grading)。渗出的油可能迁移进该半导体材料或电缆护套中，对它们的电气性能有有害的影响或溶胀它们。专利技术概述本专利技术提供了一种模量在橡胶和凝胶之间的弹性体，这使该弹性体与橡胶相比可提供优越的密封性，但它仍具有比凝胶高的多的模量，这样它不需要维系容器。本弹性体不含可在使用期间渗出的石油软化剂。在安装时，该弹性体可以容易地拉伸故有利于适配范围(range-taking)，但是在使用期间保持其弹性并具有可用作绝缘体的优良的介电性能。因此，本专利技术提供一种组合物，该组合物包含(a)20-45重量份具有1-15％结晶度的半结晶弹性体，和(b)80～55重量份具有数均分子量(Mn)1500-8000的相容的液态弹性体。优选，该组合物是交联的，比如采用电子束辐照。专利技术详述本专利技术的组合物优选具有正割模量或M100在2-80psi，更优选10-50psi，最优选10-40psi。M100是该组合物在伸长率为100％时拉伸强度的测量值，该值是根据ASTM D412-92(1992)，在室温(大约23℃)和拉伸速度为2in/min时测量的。该半结晶弹性体可以是乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(一种EPDM，比如，Exxon的Vistalon 5600或7000，或Uniroyal的Royalene 539)或茂金属聚合物(比如，Dow的Engage 8150和8200，或Exxon的Exact5008)。术语”茂金属聚合物”通常用于描述采用茂金属类催化剂的乙烯和α-烯烃共聚物。比如，Engage是采用Dow公司的InsiteTM技术制造的乙烯和1-辛稀的共聚物(也称为几何受限催化剂)，而Exact是由Exxon的茂金属催化剂系统所制得的乙烯和1-丁烯的共聚物。茂金属催化剂和由它们所制得的聚合物可在Ewen，ScientificAmerican，pp.86-91(1997年5月)中找到。半结晶弹性体的结晶性提供了最终制品的尺寸稳定性。(严格地说，所有的聚合物至多仅仅半结晶，因为没有聚合物是100％结晶。然而，与通用结晶聚合物(如，高密度聚丙烯，结晶度60-80％)，术语”半结晶”涉及降低了结晶程度的聚合物，比如1-15％。)。当谈及半结晶弹性体的结晶程度，是指该弹性体混炼入本专利技术的组合物前的结晶度(1-15％)。混炼后，由于液态弹性体组分的存在，结晶度降低(通常约1-5％)。进一步，通过提供有限数量支撑性强度(self-supportingstrength)，结晶性改进了未交联材料的加工性能和操作性能(handleability)，使它能够挤出和模塑。按照本专利技术的组合物的未交联样品就性质来说是凝胶状或胶状的，然而当半结晶弹性体被非结晶聚合物取代后，相应的材料与腻子相像。相容的液体弹性体(也称为液体橡胶)可由下组材料中选择，包括乙烯-丙烯-二烯-单体(“EPDM”)橡胶，乙烯-丙烯(“EP”)橡胶，和丁基橡胶。适合的液体弹性体的具体实例包括液体EPDM，比如Trilene 65和CP20(Uniroyal Chemical)和Vistanex LM(Exxon Chemical)。应该明白术语”液体弹性体”不意味着液态时具有弹性体性能的材料，而是一种液体(通常粘稠的)，它可配制成在交联后具有弹性的材料。本专利技术的组合物的一个重要特征是，当交联时，该组合物具有低的拉伸永久形变(拉伸残余形变)，意味着拉伸一段时间后让其回缩，组合物可回复到其原始尺寸。低拉伸永久形变相当于高回复。本专利技术组合物的低拉伸永久形变是11％或更低。拉伸永久形变可采用ASTMD412-92(1992)来测量。本专利技术的组合物可通过γ射线或电子束辐照交联。辐照交联的效率可以通过添加与聚合物组分紧密混合的一定有效数量的辐射硫化助剂来增加。通常，辐射硫化助剂是一种化合物，该化合物含有至少两个烯类双键，比如，烯丙基、甲代烯丙基、炔丙基、丙烯酰基、或乙烯基。适合的辐射硫化助剂的实例包括三烯丙基氰尿酸酯(TAC)、三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)、偏苯三酸三烯丙基酯、均苯三酸三烯丙基酯、均苯四酸四烯丙基酯、二烯丙基的1，1，3-三甲基-5-羧基-3(对-羧苯基)1，2-二氢化茚酯、己二酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、间苯二甲酸二烯丙基酯、对苯二甲酸二烯丙基酯、二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTM)、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、丙氧基三甲基丙烯酸丙三醇酯(glycerol propoxytrimethacrylate)、液态聚(1，2-丁二烯)、三-(2-丙烯酰基-氧乙基)异氰尿酸酯、和三-(2-甲基丙烯酸基乙基)异氰尿酸酯，及类似的化合物及其组合。优选的交联剂是TAIC、TAC和TMPTM。其它可用的交联剂公开在美国专利3,763,222；3,840,619；3,894,118；3,911,192；3,970,770；3,985,716；3,995,091；4,031,167；4,155,823和4,353,961，公开内容并入本文作为参考。也可用交联促进剂的混合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含：（ａ）２０－４５重量份具有１－１５％结晶度的半结晶弹性体，和（ｂ）８０－５５重量份具有数均分子量１５００－８５００的相容的液态弹性体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ郑，
申请(专利权)人：泰科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]