JP2689281B2 - 屋外で使用する碍子用シリコーンゴム組成物 - Google Patents
屋外で使用する碍子用シリコーンゴム組成物Info
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Description
れたゴム状弾性体となり得るシリコーンゴム組成物に関
する。
および碍子装置類(例えば鳥害防止装置、避雷碍子異装
置等)のように屋外で使用される碍子は、一般に磁器製
またはガラス製である。これらの高電圧電気絶縁体は通
常の使用条件下では長期間の使用に耐えて来た。しかし
高電圧電気絶縁体が海岸に沿った地帯とか工業地帯のよ
うな苛酷な汚染を受ける環境下で使用される場合には、
高い電気的ストレスによって高レベルの漏れ電流が発生
したり、フラッシュオーバーにつながるドライバンド放
電などが起こるという問題があった。
絶縁体の欠点を改良するために種々の方法が提案されて
いる。
からなる部材と、厚さ0.2mm以上の硬化した白金触媒含
有オルガノポリシロキサンエラストマーからなる耐候性
の高電圧電気絶縁体が提案されている。
化性オルガノポリシロキサン組成物をガラス製または磁
器製の電気絶縁体の外側表面に塗布することにより、湿
気、汚染、紫外線のような野外におけるストレスの存在
下においても高性能の電気性能を維持させることが出来
ることが教示されている。
65,065号公報には、加熱硬化することによってゴムとな
るオルガノポリシロキサンとアルミニウム水和物との混
合物を100℃よりも高い温度に30分以上加熱することに
よって、通常の電気絶縁性が改良されたシリコーンゴム
組成物が得られることが教示されている。
電気絶縁体は、オルガノポリシロキサンエラストマーが
白金触媒を含有しているので極部に集中したエロージョ
ン現象が起こるという問題があった。
気絶縁体を得るには、一液室温硬化性シリコーン組成物
を室温で硬化させるので、硬化に長時間を要する問題点
があり、またかかる室温硬化性シリコーン組成物の硬化
物はそれ自体の機械的強度が低い上に耐候性に劣るとい
う問題点があり、十分に満足できるものではなかった。
ゴム材料そのものの高電圧電気絶縁性能は今だ十分満足
出来るものとはいえなく、苛酷な汚染あるいは気候にさ
らされる条件下では高い電気的ストレスを受けてトラッ
キング現象、エロージョン現象と言う劣化現象を起こ
し、その高電圧電気絶縁性能が著しく低下するという問
題点があった。また、特公昭53−35982号公報に記載さ
れた方法によって得られたシリコーンゴム組成物は、可
塑性がなく、成形性に劣り実用上使用できないものであ
った。
した結果、本発明に到達した。
候にさらされる条件下での耐候性、耐エロージョン性、
耐トラッキング、耐アーク性等高電圧電気絶縁特性に優
れたゴム状弾性体になり得る、屋外で使用する碍子用シ
リコーンゴム組成物を提供するにある。
も50モル%はアルキル基であり、aは1.98〜2.02の数で
ある。)で表わされるオルガノポリシロキサン生ゴム10
0重量部 (ロ)シリカ微粉末 10〜100重量部 (ハ)アルミニウム水酸化物 15〜300重量部 (ニ)一般式 (ここにR1,R2は同一または異種の非置換または置換一
価炭化水素基であり、この内少なくとも一方はフェニル
基であり、mは1〜20、nは0〜20の正数)で示される
オルガノシランまたはオルガノシロキサンオリゴマー1
〜 20重量部 および (ホ)有機過酸化物 0.05〜 6重量部 から成り、白金触媒を含有しないことを特徴とする、屋
外で使用する碍子用シリコーンゴム組成物により達成さ
れる。
(イ)成分のオルガノポリシロキサン生ゴムは、上式
中、Rはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル
基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロヘキ
シル基等のシクロアルキル基;β−フェニルエチル基等
のアラルキル基;3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフ
ロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基で例示される
置換もしくは非置換の一価炭化水素基である。Rの内少
なくとも50モルパーセントはアルキル基であり、特には
メチル基が好ましい。上式中、aは1.98〜2.02である
が、aが2のもの、すなわち、ジオルガノポリシロキサ
ン生ゴムが好ましい。かかるジオルガノポリシロキサン
生ゴムの分子量は特に限定されず、当業界においてオル
ガノポリシロキサン生ゴムと称呼されている範囲内のも
のが使用可能であり、通常は、25℃の粘度が106センチ
ストークス以上、平均分子量が5×104以上、好ましく
は30×104以上のものが使用される。
ムに使用されているものでよく、特に限定されない。
カ、沈降法シリカ、シリカアエロゲルが例示される。こ
れらの中でも粒子径が50mμ以下、比表面積が100m2/g以
上の超微粒状ヒュームドシリカが好ましい。また、表面
処理シリカ、例えば、オルガノシラン、ヘキサオルガノ
ジシラザン、ジオルガノシクロポリシロキサンなどで表
面処理された疏水性シリカを使用しても良い。(ロ)成
分の配合量は少なすぎると機械的強度が弱くなり、多す
ぎると(ハ)成分のアルミニウム水酸化物を高充填する
ことが困難となるので、(イ)成分100重量部に体して1
0〜100重量部の範囲、好ましくは20〜80重量部の範囲で
ある。
ムの耐アーク性を改善するものとして知られており、本
組成物において必須のものである。このものは式Al2O3
・3H2Oで表わされ、平均粒子径が5μm未満が好まし
く、1μm未満の平均粒径を有するものがより好まし
い。(ハ)成分の配合量が少なすぎると寿命を保持する
に必要な耐アーク性を失い、多すぎると加工性が悪くな
って加工困難となるので、(イ)成分100重量部に対し
て15〜300重量部の範囲、好ましくは50〜200重量部の範
囲である。
ンオリゴマーは、(ハ)成分とともに耐候性、耐トラッ
キング性、耐エロージョン性を向上させるための必須成
分であり、上式中、R1,R2は同一または異種の非置換も
しくは置換一価炭化水素基であり、その少なくとも一方
がフェニル基であって、mは1〜20、nは0〜20の正数
である。これは、例えば、メチルフェニルジクロロシラ
ンまたはジフェニルジクロロシランを加水分解すること
により、あるいはメチルフェニルジクロルシンランとジ
メチルジクロルシランを共加水分解することにより製造
可能である。このような(ニ)成分としては、下記のも
のが例示される。
数である。) (ニ)成分の添加量は(イ)成分100重量部に対して
1〜20重量部の範囲である。これより少ないと耐候性、
耐エロージョン性等の効果の発現が認められず、多すぎ
ると加工性が著しく悪くなる。
て、有機過酸化物による加硫方法と白金触媒とオルガノ
ハイドロジョンポリシロキサンを架橋剤として使用する
付加反応による加硫方法がある。本発明においては、特
に有機過酸化物による加硫方法に限定するものである。
従来、付加反応による加硫方法に使用される白金触媒を
シリコーンゴム組成物中に添加配合すると、シリコーン
ゴムの難燃性が向上することが知られているが、本発明
の碍子用組成物においてはこのような難燃化処方をとる
とかえって局部に集中したエロージョン現象がおこり、
電気絶縁機能の寿命が著しく低下することがつきとめら
れた。従って本発明のシリコーンゴム組成物ではこのよ
うな白金触媒を含有することを除外することを本質とす
る。
ゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロルベンゾイルパー
オキサイド、2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2,5
−ジメチルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、モノク
ロルベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾ
エートなどが例示され、これらは(イ)成分100重量部
に対して0.05〜6重量部の範囲で使用されるが、予め通
常のシリコーンオイルに分散させたペースト状物として
配合に供してもよい。
(ホ)成分を均一に混合するだけで容易に得られるが、
目的に応じて各種の添加剤、例えば、ベンガラ、酸化セ
リウム、水酸化セリウム、セリウムの脂肪酸塩、鉄の脂
肪酸塩、酸化チタン、カーボンブラックなどの従来公知
の添加剤を添加することは、本発明の目的とする性質を
損なわない限り任意である。
加硫後のシリコーンゴムが、苛酷な汚染あるいは気候に
さらされる条件下での耐アーク性、耐エロージョン性、
耐トンラッキング性、耐候性、撥水性にすぐれていると
いう特徴を有する。かかる特徴を生かして、特に屋外で
使用する碍子シリコーンゴム組成物として好適に使用さ
れる。
量部のことであり、粘度は25℃における値であり、cst
はセンチストークスのことである。
ロキサン単位0.2モル%からなるジオルガノポリシロキ
サン生ゴム(重合度5000)100部、粘度60cstの両末端シ
ラノール基封鎖ジメチルシロキサンオリゴマー4.0部、
ジフェニルシランジオール4.0部、比表面積200m2/gのヒ
ュームドシリカ40部をニーダーミキサーに投入し加熱下
均一になるまで混練した。このゴムベース100部に対し
て平均粒径1μmの水酸化アルミニウム100部を二本ロ
ール上で混練してシリコーンゴム組成物1を調製した。
しての粘度60cstの両末端シラノール基封鎖ジメチルシ
ロキサンオリゴマー4.0部とジフェニルシランジオール
4.0部の替りに、粘度60cstの両末端のシラノール基封鎖
メチルフェニルシロキサンオリゴマー8.0部を使用し、
他の条件は上記と同様にしてシリコーンゴム組成物2を
調製した。
成分の替りに、粘度60cstの両末端シラノール基封鎖ジ
メチルシロキサンオリゴマーのみ9.0部を使用し、他の
条件は上記と同様にしてシリコーンゴム組成物3(比較
例)を調製した。
ゴム組成物3の加硫物について、耐候性試験、降雨課電
試験およびメリーゴーランド試験を行った。
いずれか100部に加硫剤としての2,5ジメチル−2,5−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ)−ヘキサン0.3部を添加
し、140℃で20分加圧して加硫後、170℃で4時間二次加
硫して、それぞれ150mm×7.5mm×2mm(厚み)のシリコ
ーンゴムシートを作った。
験機を用いてUV照射4時間(60℃、UV−Bランプ使用)
と結露4時間(50℃)を繰り返し、合計1万時間以上曝
露した。耐候性の評価のためにその表面の光沢性保持と
走査形電顕写真による断面観察をした。結果は次のよう
であった。
成物2のシートは表面光沢を維持していたが、比較例の
シリコーンゴム組成物3のシートの表面光沢は無くなっ
ていた。また、電顕写真による観察では、シリコーンゴ
ム組成物1のシート、シリコーンゴム組成物2のシート
の劣化層の厚みは5μmであり極めて薄く、比較例のシ
リコーンゴム組成物3のシートの劣化層の厚みは20μm
であり厚かった。
加して、これを長さ110mm、直径16mmのFRP棒に、巻き付
け、両端5mmを残して長さ100mm、直径25mmになるように
140℃で20分間加圧下加硫成形し、170℃で4時間二次加
硫して碍子用試験片を作った。
両端に黄銅製の電極を付け、水平に対して60゜傾けて固
定し、交流2,800Vを常時課電しながら、2,400μs/cmの
塩水を噴霧(ノズル=4本、ノズル回転速度=51秒/1r.
p.m.,噴霧量=920cc/分,噴霧圧=3.0kg/mm2)した。評
価方法は、試験片のシリコーンゴム部分の侵食深さが6m
mに達した時間によって判定した。この試験結果は、実
施例1のシリコーンゴム組成物1使用の試験片が1150時
間、シリコーンゴム組成物2使用の試験片が1300時間、
比較例のシリコーンゴム組成物3使用の試験片が600時
間であった。
加して、長さ250mm以上、直径16mmのFRPに直径25mmにな
るようにシリコーンゴムを射出成形(140℃で20分間)
した後、170℃で4時間二次加硫して碍子用試験片をつ
くった。
極間120mmになるようにステンレス製電極を付けた試験
片を円板に取り付けた。この円板を垂直に対して30゜傾
け、1r.p.m.(電荷:上方の50%、汚損液浸漬:下方30
%)の速度でタンク内の汚損液(1.3ms/cm)浸漬と10KV
荷電の間欠サイクルを繰り返した。
電顕写真で観察し、シリコーンゴム部分の劣化層の厚さ
を比較した。シリコーンゴム組成物1使用の試験片、シ
リコーンゴム組成物2使用の試験片の漏れ電流は、比較
例のシリコーンゴム組成物3使用の試験片のそれよりも
少なかった。また、シリコーンゴム部分の劣化層の厚さ
は、シリコーンゴム組成物1使用の試験片は15μmであ
り、シリコーンゴム組成物2使用の試験片は20μmであ
り、シリコーンゴム組成物3使用の試験片は60μmであ
った。
は、(イ)成分〜(ホ)成分から成り、白金触媒を含有
しないので、加熱硬化後に苛酷な汚染あるいは気候にさ
らされる条件下での耐候性、耐エロージョン性、耐トラ
ッキング性、耐アーク性等、高電圧電気絶縁特性に有れ
た碍子になり得るという特徴を有する。
の横断面概略図であり、第2図はその縦断面概略図であ
り、第3図は、実施例2において使用したメリーゴーラ
ンド試験装置の側面概略図である。 1……試験片、2……電極、3……試験槽 4……塩水、5……ノズル、6……ポンプ 7……モーター、8……円板、9……電源リング 10……絶縁物、11……汚損液タンク。
Claims (1)
- 【請求項1】(イ)平均単位式 (式中、Rは一価炭化水素基であり、Rのうち少なくと
も50モル%はアルキル基であり、aは1.98〜2.02の数で
ある。)で表されるオルガノポリシロキサン生ゴム 100
重量部、 (ロ)シリカ粉末 10〜100重量部、 (ハ)アルミニウム水酸化物 15〜300重量部、 (ニ)一般式 (ここにR1,R2は同一または異種の非置換または置換一
価炭化水素基であり、この内少なくとも一方はフェニル
基であり、mは1〜20、nは0〜20の正数である。)で
示されるオルガノシランまたはオルガノシロキサンオリ
ゴマー 1〜 20重量部 および (ホ)有機過酸化物 0.05〜 6重量部 から成り、白金触媒を含有しないことを特徴とする、屋
外で使用する碍子用シリコーンゴム組成物。
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