JP6468123B2 - 自己融着高誘電シリコーンゴム組成物及び自己融着高誘電テープ - Google Patents

自己融着高誘電シリコーンゴム組成物及び自己融着高誘電テープ Download PDF

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Description

本発明は、電力ケーブルの中間接続部や端末接続部等に用いられる自己融着高誘電シリコーンゴム組成物、その硬化物からなる自己融着高誘電テープに関するものである。
CVケーブル(Closs−Linked polyethylene insulated Vinyl sheathed Cable)をCVケーブル同士や、変圧器、架空線等を接続する場合、CVケーブル端部の外部半導電層を所定の長さに除去する必要がある。しかし、外部半導電層を除去しただけでは外部半導電層の端部に電界が集中し電気特性を損なうので、この電界の集中を緩和又は抑制するため、比誘電率を向上させたゴム組成物が用いられてきた。比誘電率を向上させたゴム組成物としては、ポリオレフィン、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム及びニトリルゴムをベースポリマーとし、金属酸化物、チタン酸バリウムをはじめとした誘電性セラミックス、カーボンブラック等の高誘電性物質を配合した組成物が挙げられる。また、端末は屋外に暴露されることも多く、耐候性に優れたシリコーンゴムに高誘電物質を配合した高誘電材料が開発されている(特許文献1:特開2013−177558号公報)。また、高誘電ゴムをテープ状にして、電力ケーブル終端構造の気密性能及び耐汚損性能を付与した高誘電テープが開発されている(特許文献2:特開2015−76168号公報)。
ゴムには、導電性付与材として、カーボンブラック、カーボンファイバー等のπ電子移動型導電性物質がよく用いられる。しかし、通常のカーボンブラックを用いた場合、カーボンストラクチャーによるトンネル効果により、電流と電圧の関係は、オームの法則に従わず、非線形になることが知られている(L.H.K. van Beekand and B.I.C.F. van Pul,J.Appl.PolymerSci.,1962,6,51.)。そのため、抵抗の管理が必要な電力ケーブル接続部や終端部の電界緩和剤等の電力用途では、これら電流と電圧の非線形性は好ましくない。
比誘電率を向上させるために導電性フィラー配合量を増加させると、その増加に伴って電気絶縁性が低下する。またフィラー増加によりゴム硬度が上昇し、切断時伸びが低下し高誘電テープとして伸長後に亀裂や破断が発生しやすくなる。
特開2013−177558号公報 特開2015−76168号公報 L.H.K. van Beekand and B.I.C.F. van Pul,J.Appl.PolymerSci.,1962,6,51.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高い比誘電率を維持し、気密性とゴム強度を備える、高誘電絶縁性ゴム硬化物となる自己融着高誘電シリコーンゴム組成物及び自己融着高誘電テープを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、オルガノポリシロキサンに、2種以上の導電性複酸化物、ホウ酸又はホウ酸化合物、分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンを配合し、アルキル系有機過酸化物からなる硬化剤で硬化させることにより、高誘電絶縁性・気密性とゴム強度を備える自己融着高誘電シリコーンゴム組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は下記自己融着高誘電シリコーンゴム組成物及び自己融着高誘電テープを提供する。
[1]. (A)下記平均組成式(1)で示され、かつアルケニル基を分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
1 nSiO(4-n)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、nは1.98〜2.02の正数である。)
(B)2種類以上の導電性複酸化物:150〜300質量部
(C)ポリオルガノボロシロキサン:0.1〜50質量部
(D)分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン:1〜10質量部、及び
(E)アルキル系有機過酸化物からなる硬化剤:0.01〜5質量部
を含有する自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[2].(B)成分が、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体及び酸化亜鉛と酸化チタンの固溶体から選ばれる導電性複酸化物で、比抵抗値1,000〜10,000Ω・m未満の導電性複酸化物(B−1)と、比抵抗値10,000〜50,000Ω・mの導電性複酸化物(B−2)のブレンドで、前記導電性複酸化物(B−1)及び(B−2)の質量比が(B−1)/(B−2)=4/96〜96/4である[1]記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[3].上記導電性複酸化物(B−1)又は導電性複酸化物(B−2)の少なくとも一方の平均粒子径が、0.8μm以下である[2]記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[4].上記自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物の切断時伸びが、400〜1,200%である[1]〜[3]のいずれかに記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[5].上記自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物の比誘電率が20以上、体積抵抗率が1011〜1017Ω・mである[1]〜[4]のいずれかに記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[6].電力ケーブルの終端部に巻きつけ、電力ケーブルの終端部に集中する電界を緩和する自己融着高誘電テープ用である、[1]〜[5]のいずれかに記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[7].電力ケーブル接続用である、[1]〜[5]のいずれかに記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
[8].[1]〜[5]のいずれかに記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物からなる自己融着高誘電テープ。
本発明のシリコーンゴム組成物の硬化により高誘電絶縁性ゴムが得られる。この硬化物は、高誘電テープに必要とされる比誘電率及び電気絶縁性を備えるため、効率的に電界の集中を緩和することができ、しかも耐候性にも優れるので電力ケーブル接続部用として好適である。また、この組成物の硬化物をテープ状にした自己融着高誘電テープは、気密性とゴム強度にも優れており、このテープで被覆された電力ケーブルは電力の集中をさらに回避し、優れた電気特性を示すことができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
[(A)オルガノポリシロキサン]
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1)で示されるものである。
1 nSiO(4-n)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、nは1.98〜2.02の正数である。)
ここで、上記式中、R1で表される非置換又は置換の1価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜8の非置換又は置換の1価炭化水素基である。好ましくは、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基であり、R1の50モル%以上、特に80モル%以上がメチル基であることが好ましい。また、アルケニル基を分子中に2個以上有していることが好ましい。複数存在するR1は同一でも又は異なっていてもよい。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、基本的には直鎖状であることが好ましいが、得られる硬化物のゴム弾性を損なわない範囲で多少の分岐を有していてもよく、また分子構造や重合度の異なる2種類以上のオルガノポリシロキサンの混合物であってもよい。さらに、上記オルガノポリシロキサンは平均重合度が100〜20,000、特に3,000〜10,000であることが好ましい。なお、平均重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の数平均重合度として求めることができる。
[(B)導電性複酸化物]
複酸化物とは2種類以上の金属が、酸化物又は金属元素として共存している金属酸化物であり、置換型及び侵入型のいずれも含まれる。本発明の組成物は、(B)成分として2種類以上の導電性複酸化物を含む。本発明においては、2種類以上の導電性複酸化物を用いることにより、目的とする比誘電率及び体積抵抗率を有する硬化物を得ることができる。
従って、このような導電性複酸化物としては、例えば酸化亜鉛(ZnO)と酸化アルミニウム(Al23)との固溶体化合物、酸化亜鉛(ZnO)と酸化チタン(TiO2)との固溶体化合物等が挙げられる。これらの中でも好ましいのは、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体化合物であり、特にアルミニウムをドープした導電性複酸化物が好ましい。その理由としては、樹脂等の高分子分散に対して分散性が良好で加工性に優れ、モース硬度等に代表される粉体自体の硬さが比較的低いことに加え、市販品のグレードが多いので粒子系、分散性、形状の点で選択の幅が広く、コストが安定であるという利点がある。
導電性複酸化物の製造方法の一例を挙げると、ある金属酸化物の結晶粒子中に1種類又は2種類以上の異種の金属イオンを分散させておき、還元雰囲気中で焼成する。例えば、酸化亜鉛と酸化アルミニウムとの導電性複酸化物の場合には、酸化亜鉛とアルミニウム塩をアンモニウム塩水溶液中で処理し、脱水処理後水素雰囲気中で焼成して得る(特公昭62−41171号公報参照)。なお、上記導電性複酸化物としては市販品を用いることができ、例えば酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華乃至酸化亜鉛として、本荘ケミカル(株)製のもの、ハクスイテック(株)製23−KN(酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体)等を用いることができる。
このような導電性複酸化物の多くはn型半導体として導電性を有しており、その導電性は湿度や環境因子による影響がほとんどないという特徴がある。導電性が生じるメカニズムは、ドープされて一部置換された、原子価数が異なる金属原子の余剰又は不足した電子対が半導体的な導電性を引き起こすためと考えられている。
(B)成分は、例えば、比抵抗値1,000〜10,000Ω・m未満の導電性複酸化物(B−1)と、比抵抗値10,000〜50,000Ω・mの導電性複酸化物(B−2)のブレンドで使用することにより、本組成物の比誘電率を20以上、体積抵抗率が1011〜1017Ω・mの範囲に調整することができる。さらに、前記導電性複酸化物(B−1)及び(B−2)の質量比は(B−1)/(B−2)=4/96〜96/4が好ましく、90/10〜10/90がより好ましい。比抵抗値1,000〜10,000Ω・m未満の導電性複酸化物(B−1)だけで20以上の比誘電率を得ようとすると、配合量が300質量部を超えてしまうおそれがあり、硬化ゴムのゴム強度やゴム弾性が低下してしまうおそれがある。比抵抗値10,000〜50,000Ω・mの導電性複酸化物(B−2)だけでは誘電率は高くなるが、半導電を示して絶縁性が悪くなるおそれがある。
また、上記導電性複酸化物(B−1)又は導電性複酸化物(B−2)の少なくとも一方の平均粒子径が0.8μm以下であることが好ましく、特に導電性複酸化物(B−2)が0.5μm以下であることが好ましい。下限は特に限定されないが0.001μm程度である。また、一方は1〜100μmの範囲でもよい。導電性複酸化物の粒子径が大きすぎると、ゴム弾性が低下するおそれがある。なお、平均粒子径は、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、累積重量平均値D50(又はメジアン径)として求めることができる。
(B)成分の導電性複酸化物の配合量は、(A)成分100質量部に対して150〜300質量部であり、好ましくは170〜280質量部、より好ましくは180〜250質量部である。(A)成分100質量部当り150質量部以上とすることで、目的とする高誘電率特性が得られ、また300質量部を超えると、組成物を硬化して得られる硬化ゴムのゴム強度やゴム弾性が低下するおそれがある。
[(C)ホウ酸又はホウ酸化合物]
ホウ酸又はホウ酸化合物は、上記組成物の硬化物に自己融着性を付与する成分として用いるものであり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。ホウ酸化合物としては、具体的には、無水ホウ酸、ピロホウ酸、オルトホウ酸等のホウ酸類、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、トリメトキシボロキシン等のホウ酸及び無水ホウ酸の誘導体、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランのようなオルガノアルコキシシランと無水ホウ酸とを加熱して縮合させて得られるポリオルガノボロシロキサン等を挙げることができる。
(C)成分の配合量は、上記(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.1〜50質量部であり、好ましくは0.5〜40質量部、より好ましくは1〜35質量部である。配合量が0.1質量部未満であると、硬化物に十分な自己融着性を付与することができず、また、50質量部を超えると硬化物の耐熱性及び機械的強度を低下させる原因になる。
[(D)分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン]
本発明のシリコーンゴム組成物には、自己融着性の点から、分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンを配合することが好ましい。
分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンとしては、下記式(2)で示される両末端アルコキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンが挙げられる。
3O(SiR2 2O)m3 (2)
(式中、R2は同一又は異種の非置換又は置換の1価アルキル基又はアルコキシ基、R3は同一又は異種の非置換又は置換の1価アルキル基であり、mは1〜100の整数である。)
上記式(2)中、R2は同一又は異種の非置換又は置換の1価アルキル基又はアルコキシ基であり、通常、炭素数1〜8、特に炭素数1〜4のものが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基である。R3は同一又は異種の非置換又は置換の1価アルキル基であり、通常、炭素数1〜8、特に炭素数1〜4のものが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基である。mは1〜100の整数であり、1〜50が好ましい。特に、(D)成分としてのオルガノポリシロキサンは1分子中に4個以上のアルコキシ基を有するものが好ましい。
(D)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して1〜10質量部が好ましく、より好ましくは2〜8質量部である。配合量が少なすぎると自己融着による接着力が低下し、多すぎるとゴム表面からブリードし成型性が悪化する。
[(E)アルキル系有機過酸化物からなる硬化剤]
本発明はアルキル系有機過酸化物からなる硬化剤を用いるが、アシル系パーオキサイドで硬化させると、分解残渣のカルボン酸により比誘電率低下が生じるおそれがある。また、白金系触媒とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの組み合わせにより硬化させても、十分な比誘電率が得られない場合がある。
アルキル系有機過酸化物としては、例えば、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−ビス(2,5−t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。
(E)成分の配合量は、硬化に有効な適切な量で用いられるが、(A)成分100質量部に対して0.01〜5質量部であり、好ましくは0.05〜3質量部である。配合量が、0.01質量部より少ないと加硫反応が十分に進行せず、硬度低下やゴム強度不足等の物性悪化を生じる場合があり、5質量部より多いと経済的に不利であるばかりでなく、硬化剤の分解物が多く発生して十分な比誘電率が得られない場合がある。
[その他の成分]
本発明の組成物には、上記必須成分に加え、他の成分を本発明の効果を妨げない範囲で必要に応じて加えることができる。
[(F)補強性シリカ微粉末]
本発明の組成物には、補強性シリカ微粉末を添加することが好ましい。シリカ微粉末は、シリコーンゴムに機械的強度等を付与するものであり、この目的のためにはBET比表面積が10m2/g以上、好ましくは50〜400m2/gのものが好適である。このシリカ微粉末としては、煙霧質シリカ(乾式シリカ)、沈殿シリカ(湿式シリカ)が例示され、煙霧質シリカ(乾式シリカ)が好ましい。これらの使用可能な補強性シリカの市販品を例示すると、アエロジル130、200、300、380(日本アエロジル社製商品名)、Cab−O−sil MS−5、MS−7、HS−5、HS−7(キャボット社製商品名)、SantocelFRC、CS(モンサント社製商品名)、ニップシルVN−3(日本シリカ工業社製商品名)等である。また、これらの表面をオルガノポリシロキサン、オルガノポリシラザン、クロロシラン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、アルコキシシラン等で疎水化処理してもよい。これらのシリカは1種類単独でも2種類以上併用してもよい。
補強性シリカ微粉末の添加量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部あたり1〜70質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部当り70質量部より多く添加すると、組成物の加工性が低下するおそれがある。
別の任意成分として増量剤が挙げられ、例えばシリコーンゴムパウダー、ベンガラ、粉砕石英、炭酸カルシウム等がある。
さらに、必要に応じて、着色剤、耐熱性向上剤等の各種添加剤、反応制御剤、離型剤、充填剤用分散剤等を添加することもできる。この充填剤用分散剤として使用されるジフェニルシランジオール、各種アルコキシシラン、カーボンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子シロキサン等は、本発明の効果を損なわないように最小限の添加量に止めることが好ましい。
また、難燃性、耐火性を付与又は高めるために、白金含有材料、白金化合物と二酸化チタン、白金と炭酸マンガン、白金とγ−Fe23、フェライト、マイカ、ガラス繊維、ガラスフレーク等の公知の添加剤を添加してもよい。
本発明のシリコーンゴム組成物は、例えば、所要の成分を2本ロール、バンバリーミキサー、ドウミキサー(ニーダー)等のゴム混練り機を用いて均一に混合して、必要に応じ加熱処理を施すことにより得ることができる。この場合、例えば、(A)成分のオルガノポリシロキサンに(B)成分の導電性複酸化物を混合し、さらに3ロール処理等をし、さらに(C)成分のホウ酸又はホウ酸化合物、(D)分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン、及び(E)硬化剤を添加、混合してもよい。
このようにして得られたシリコーンゴム組成物は、公知の成型方法、金型加圧成形、押し出し成形、カレンダーロールによる圧延成型等によって、テープ状又はシート状に成型し、所望により裁断し、ロール状に巻き取って、硬化して、自己融着高誘電テープが製造される。シリコーンゴム組成物の硬化物は、高誘電テープに必要とされる比誘電率及び電気絶縁性を備えるため、効率的に電界の集中を緩和することができ、しかも耐候性にも優れるので電力ケーブル接続用として好適である。得られた自己融着高誘電テープを使用して電力ケーブルの接続を行う。具体的には、この自己融着高誘電テープを、電力ケーブルの中間接続部や端末接続部等の終端部に巻きつけ、接続治具に電界緩和層として用いられる。
なお、本発明のシリコーンゴム組成物の硬化条件は、100〜200℃が好ましく、110〜180℃にて1〜60分がより好ましく、5〜45分がさらに好ましい。この場合、必要により100〜300℃、特に120〜250℃にて1〜12時間、特に2〜8時間のポストキュア(2次加硫)を行うことができる。
また、得られたシリコーンゴム硬化物は、後述する測定方法において、比誘電率が、20以上が好ましく、より好ましくは20〜100、さらに好ましくは25〜50である。比誘電率が20未満では、高圧電力ケーブル終端部に集中した電界を分散させる電界緩和効果が不十分となるおそれがある。また、体積抵抗率は1011〜1017Ω・mが好ましく、より好ましくは1011〜1016Ω・m、さらに好ましくは1012〜1015Ω・mである。体積抵抗率が1011Ω・m未満では絶縁性が不十分なため、電界集中による絶縁破壊に至るおそれがある。
同様に、得られたシリコーンゴム加工物の切断時伸びは、400〜1,200%が好ましく、より好ましくは420〜1,100%、さらに好ましくは450〜1,000%であることが好ましい。上記範囲とすることで、伸長後に亀裂や破断が発生せず、気密性の高い高誘電テープを得ることができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において特に明記のない場合は、組成の部は質量部を示す。
[実施例1]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)160部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)40部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs:1×10-42/s以下同様)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs:6×10-62/s以下同様)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。
[実施例2]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)180部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)45部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。
[実施例3]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)40部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)160部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。上記実施例1〜3のシリコーンゴム組成物は、その硬化物の比誘電率が20以上である、自己融着高誘電シリコーンゴム組成物であった。
[比較例1]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)120部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)20部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。
[比較例2]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)160部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)40部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、比較品硬化剤としてp−メチルベンゾイルパーオキサイド0.65部を混練りして組成物を得た。
[比較例3]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)250部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)60部、(C)ジメチルジメトキシシランと無水ホウ酸とをモル比1:2になるように混合して150℃で1時間加熱して得られたポリメチルボロシロキサン(200cs)21部、(D)両末端エトキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン:分子中にアルコキシ基4個(6cs)3部、(F)乾式シリカ(商品名:アエロジル380、日本アエロジル社製)6部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。
[比較例4]
(A)主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、末端がジメチルビニルシロキサン単位で封鎖され、分子中に含まれるケイ素原子に結合した全1価有機基に対するビニル基含有量が約0.17モル%である、平均重合度約5,000の生ゴム状オルガノポリシロキサン100部に、(B)導電性複酸化物として酸化亜鉛にアルミニウム原子をドープした導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製、比抵抗値5,350Ω・m、平均粒子径1.44μm)(B−1)120部、導電性酸化亜鉛23−KN(ハクスイテック(株)製、比抵抗値31,900Ω・m、平均粒子径0.18μm)(B−2)20部を加圧ニーダーで混練しコンパウンドを得た。得られたコンパウンド100部に、(E)硬化剤として2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部を混練りして組成物を得た。
[比誘電率の測定]
比誘電率測定用サンプルの作製:上記例の組成物を用いて、実施例1〜3、比較例1、3、4は成型温度165℃、比較例2のみ成型温度120℃とし、その他は同一条件、具体的には、成型圧力7.8MPa(80kgf/cm2)、成型時間10分間の条件で1辺100mm、厚さ5mmの正方形の硬化物を作製した。その後2次加硫(ポストキュア)を200℃で4時間行ない、比誘電率測定用サンプルを作製した。
比誘電率測定用サンプルについて、総研電気(株)製自動シェーリングブリッジ(機器名DAC−1M−D1)を使用して比誘電率を測定した。電極は、主電極50mmφ、ガード電極54×80mmφ、対電極80mmφを使用し、測定用周波数は50Hzで行なった。印加電圧が500Vでの測定値を読み取った。結果を表1に示す。
[硬さ、引張り強さ、切断時伸び]
JIS K 6249に準じた方法で、硬さ、引張り強さ及び切断時伸びを測定した。結果を表1に示す。
[体積抵抗率の測定]
体積抵抗率はJIS K 6249に準拠して測定した。結果を表1に示す。
[粘着の感触(手剥がし)]
硬化シート(粘着の感触(手剥がし))サンプルの作製:上記例の組成物を用いて、実施例1〜3、比較例1、3、4は成型温度165℃、比較例2のみ成型温度120℃とし、その他は同一条件、具体的には成型圧力7.8MPa(80kgf/cm2、成型時間10分間で、厚さ2mmのシート状硬化物を作製した。その後2次加硫(ポストキュア)を200℃で4時間行ない、硬化シートを作製した。この硬化シートを幅25mmにして2枚重ね合わせ、0.5kgf/cm2で8時間圧着して、硬化シート(粘着の感触(手剥がし))サンプルを得た。
粘着の感触(手剥がし)評価:上記硬化シート(粘着の感触(手剥がし))サンプルを、手で剥がし、剥がれなかったものを「○」、一部剥がれたが圧着部が残ったものを「△」、完全に剥がれてしまったものを「×」とした。なお、剥がれにくいものが、気密性が高いものである。結果を表1に示す。
Figure 0006468123
硬化剤*
I=2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部(コンパウンド100部に対して)
Figure 0006468123
硬化剤*
I=2,4−ジクミルパーオキサイド0.26部(コンパウンド100部に対して)
II=p−メチルベンゾイルパーオキサイド0.65部(コンパウンド100部に対して)

Claims (8)

  1. (A)下記平均組成式(1)で示され、かつアルケニル基を分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
    1 nSiO(4-n)/2 (1)
    (式中、R1は同一又は異種の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、nは1.98〜2.02の正数である。)
    (B)2種類以上の導電性複酸化物:150〜300質量部
    (C)ポリオルガノボロシロキサン:0.1〜50質量部
    (D)分子鎖両末端がアルコキシ基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン:1〜10質量部、及び
    (E)アルキル系有機過酸化物からなる硬化剤:0.01〜5質量部
    を含有する自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  2. (B)成分が、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体及び酸化亜鉛と酸化チタンの固溶体から選ばれる導電性複酸化物で、比抵抗値1,000〜10,000Ω・m未満の導電性複酸化物(B−1)と、比抵抗値10,000〜50,000Ω・mの導電性複酸化物(B−2)のブレンドで、前記導電性複酸化物(B−1)及び(B−2)の質量比が(B−1)/(B−2)=4/96〜96/4である請求項1記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  3. 上記導電性複酸化物(B−1)又は導電性複酸化物(B−2)の少なくとも一方の平均粒子径が、0.8μm以下である請求項2記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  4. 上記自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物の切断時伸びが、400〜1,200%である請求項1〜3のいずれか1項記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  5. 上記自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物の比誘電率が20以上、体積抵抗率が1011〜1017Ω・mである請求項1〜4のいずれか1項記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  6. 電力ケーブルの終端部に巻きつけ、電力ケーブルの終端部に集中する電界を緩和する自己融着高誘電テープ用である、請求項1〜5のいずれか1項記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  7. 電力ケーブル接続用である、請求項1〜5のいずれか1項記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物。
  8. 請求項1〜5のいずれか1項記載の自己融着高誘電シリコーンゴム組成物の硬化物からなる自己融着高誘電テープ。
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