耐熱阻燃橡膠組合物、絕緣線(xiàn)和橡膠管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐熱阻燃橡膠組合物，該耐熱阻燃橡膠組合物能夠形成具有高度 均衡的優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度、高耐磨性、高耐熱性、高阻燃性、高耐油性、高絕緣性、高撓性和低溫 特性的絕緣覆層等；該橡膠組合物具有低粘著性；因此，該橡膠組合物在造粒時(shí)不易于發(fā) 生粘連（blocking)。本發(fā)明涉及一種絕緣線(xiàn)，該絕緣線(xiàn)具有由上述耐熱阻燃橡膠組合物構(gòu) 成的絕緣覆層，并且該絕緣線(xiàn)可有利地用作布線(xiàn)于高溫環(huán)境中的機(jī)器的電線(xiàn)，例如，汽車(chē)的 發(fā)動(dòng)機(jī)艙或自動(dòng)變速器中的線(xiàn)束。本發(fā)明涉及一種橡膠管，該橡膠管由上述耐熱阻燃橡膠 組合物形成。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙或自動(dòng)變速器中的電線(xiàn)（如線(xiàn)束）暴露于高溫環(huán)境中。因此，作 為形成這些絕緣線(xiàn)的絕緣覆層的材料的橡膠組合物，要求其具有高耐熱性和高阻燃性。另 一方面，汽車(chē)中的絕緣線(xiàn)有時(shí)暴露于低溫環(huán)境中。因此，也要求橡膠組合物具有即使在低 溫環(huán)境中也能夠防止發(fā)生絕緣擊穿的優(yōu)異低溫特性。此外，還要求絕緣覆層具有高機(jī)械強(qiáng) 度（包括優(yōu)異的拉伸性能等）以及高耐磨性，使得即使在因汽車(chē)行駛過(guò)程中的振動(dòng)而使絕 緣線(xiàn)彼此之間或與周?chē)鷻C(jī)器之間重復(fù)摩擦?xí)r，絕緣覆層也不易于磨損。此外，因?yàn)樵诮M裝汽 車(chē)時(shí)工人會(huì)進(jìn)行布線(xiàn)，而硬的電線(xiàn)難以彎曲從而使布線(xiàn)作業(yè)變得困難，因此還要求絕緣覆 層具有撓性。在汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙和自動(dòng)變速器的內(nèi)部環(huán)境中，絕緣線(xiàn)易于與油接觸。因此， 還要求在發(fā)動(dòng)機(jī)艙和自動(dòng)變速器中布線(xiàn)的絕緣線(xiàn)具有高耐油性。還期望絕緣線(xiàn)具有低成 本?？傊?，工業(yè)上要求具有高度均衡的優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度、高耐熱性、高阻燃性、高耐油性、高絕 緣性、高撓性和低溫特性并且能夠以低成本制造的耐熱阻燃橡膠組合物。
[0003] 關(guān)于具有高撓性并且具有優(yōu)異的絕緣性、耐熱性和耐油性的絕緣覆層的材料，氟 橡膠（氟系彈性體）是已知的。然而，氟橡膠通常價(jià)格高并且機(jī)械強(qiáng)度（如切通性能）低。 此外，在絕緣覆層剛剛被擠出后，氟橡膠并未交聯(lián)（非交聯(lián)狀態(tài)），其形狀恢復(fù)性能低。因 此，絕緣覆層容易在負(fù)載的作用下變形，即使除去負(fù)載，絕緣覆層也不會(huì)恢復(fù)至原來(lái)的形 狀，由此產(chǎn)生了無(wú)法將絕緣線(xiàn)卷繞至卷軸的問(wèn)題。此外電線(xiàn)易于彼此間粘附在一起。這產(chǎn) 生了另一問(wèn)題。另外，當(dāng)對(duì)氟橡膠進(jìn)行造粒時(shí)，由于其粘著性而趨向于發(fā)生粘連。因而難以 使用僅接受粒狀材料的塑料擠出機(jī)。需要提供這樣的擠出機(jī)，該擠出機(jī)配有能夠供給片狀 材料的給料機(jī)、以及能夠?qū)D出的絕緣線(xiàn)以串聯(lián)的構(gòu)造（tandemconfiguration)熱交聯(lián)的 昂貴的專(zhuān)用橡膠擠出線(xiàn)。該系統(tǒng)需要昂貴的設(shè)備成本。由于熱交聯(lián)需要一定的時(shí)間，因此 線(xiàn)速度受到限制；這種速度限制成為了成本增加的一個(gè)因素。
[0004] 關(guān)于具有優(yōu)異耐熱性的絕緣材料，硅橡膠也是已知的。然而，硅橡膠的切通性能特 別低。此外，硅橡膠還存在這樣的問(wèn)題：硅橡膠在剛剛被擠出后處于非交聯(lián)狀態(tài)，其容易在 負(fù)載的作用下變形，并且由于其形狀恢復(fù)性能低，因而不會(huì)恢復(fù)至原來(lái)的形狀。因此，與上 述氟系彈性體一樣，需要昂貴的專(zhuān)用橡膠擠出線(xiàn)。
[0005] 為了解決在所采用的由氟橡膠構(gòu)成的橡膠組合物處于非交聯(lián)狀態(tài)時(shí)電線(xiàn)之間相 互粘附的問(wèn)題，專(zhuān)利文獻(xiàn)1提出了這樣的氟橡膠組合物，其含有：(A)氟橡膠，如偏二氟乙 烯-六氟丙烯系共聚物橡膠；以及（B)聚偏二氟乙烯或其共聚物，并且該組合物中（A) : (B) 組成比落在特定范圍內(nèi)。專(zhuān)利文獻(xiàn)2也提出了一種氟橡膠組合物，該氟橡膠組合物是通過(guò) 將主要由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成的（C)有機(jī)硅粉末與專(zhuān)利文獻(xiàn)1所提出的氟橡膠組合物進(jìn)一 步混合而制得的，其中所述（C)有機(jī)娃粉末的量落在特定范圍內(nèi)。
[0006] 引用列表
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :已公開(kāi)日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平2-189354
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :已公開(kāi)日本專(zhuān)利2782880

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問(wèn)題
[0011] 盡管在上述描述中，由專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2提出的氟橡膠組合物在非交聯(lián)狀態(tài)中的粘 著性得到了改善，但是這種改善仍不充分。在夏季時(shí)，非交聯(lián)狀態(tài)下的粒料在儲(chǔ)存時(shí)有時(shí)會(huì) 發(fā)生粘連。因此，工業(yè)中需要粘著性問(wèn)題得到進(jìn)一步改善的橡膠組合物。
[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種橡膠組合物，其為氟樹(shù)脂系耐熱阻燃橡膠組合物，該組 合物能夠用作形成絕緣線(xiàn)覆層的材料，并且該橡膠組合物在非交聯(lián)狀態(tài)下的粘著性得到了 進(jìn)一步改善，使得不易于發(fā)生粒料的粘連等問(wèn)題。
[0013] 本發(fā)明的另一目的是提供具有由上述氟樹(shù)脂系橡膠組合物構(gòu)成的絕緣覆層的絕 緣線(xiàn)，該氟樹(shù)脂系橡膠組合物為粘著性得到改善的耐熱阻燃橡膠組合物；該絕緣覆層具有 高度均衡的優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度、高耐熱性、高阻燃性、高耐油性、高絕緣性和低溫特性；并且該絕 緣覆層的制造成本低。本發(fā)明的又一目的是提供由前述耐熱阻燃橡膠組合物構(gòu)成且具有上 述優(yōu)異特性的橡膠管。
[0014] 問(wèn)題的解決手段
[0015] 本發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題進(jìn)行了深入研宄，發(fā)現(xiàn)在通過(guò)將碳酸鈣和滑石之類(lèi)的 無(wú)機(jī)填料與偏二氟乙烯共聚物橡膠和聚偏二氟乙烯混合而制得的混合物中，通過(guò)將混合比 等設(shè)定在特定范圍內(nèi)，則可獲得這樣的耐熱阻燃橡膠組合物，其中粒料在非交聯(lián)狀態(tài)中的 粘著性（密著性）得到了改善。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)通過(guò)用電離輻射照射前述耐熱阻燃橡膠組合 物以使樹(shù)脂交聯(lián)，則可獲得這樣的絕緣覆層和橡膠管，該絕緣覆層和橡膠管具有高度均衡 的優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度、高耐磨性、高耐熱性、高阻燃性、高耐油性、高絕緣性、高撓性和低溫特性， 并且其制造成本低。由此完成了本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明（本申請(qǐng)的第一發(fā)明）為一種耐熱阻燃橡膠組合物，其含有：
[0017] (a)通過(guò)將（A)偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物橡膠和/或偏二氟乙烯-六氟丙 烯-四氟乙烯系共聚物橡膠與（B)聚偏二氟乙烯以90:10至60:40的質(zhì)量比混合而制得的 混合物；以及
[0018] (b)無(wú)機(jī)填料。
[0019] 在該橡膠組合物中，10質(zhì)量份至100質(zhì)量份的上述無(wú)機(jī)填料與100質(zhì)量份的上述 混合物混合。
[0020] 上述耐熱阻燃橡膠組合物為可用于制造均具有優(yōu)異耐熱性和阻燃性的絕緣覆層 和橡膠管的橡膠組合物。此外，即使在非交聯(lián)狀態(tài)下，該橡膠組合物的樹(shù)脂間粘著性也較 低，并且其具有這樣的優(yōu)異特征：即使在夏季，該橡膠組合物的處于非交聯(lián)狀態(tài)下的粒料在 儲(chǔ)存時(shí)也不易于發(fā)生粘連。
[0021] 由于常規(guī)橡膠組合物存在粘著性方面的問(wèn)題，因而無(wú)法進(jìn)行造粒。因此，當(dāng)擠出橡 膠組合物時(shí)，需要使用配備有能夠供給片狀材料的給料機(jī)的橡膠擠出機(jī)。另一方面，由于 本發(fā)明的橡膠組合物即使在造粒時(shí)也不易于發(fā)生粘連，因此可將其以粒料的形式供至塑料 擠出機(jī)中。此外，當(dāng)制造利用前述橡膠組合物的絕緣線(xiàn)時(shí)，由于不易于發(fā)生絕緣線(xiàn)之間的 附著，因此無(wú)需在擠出后立即進(jìn)行熱交聯(lián)。所以無(wú)需使用能夠在擠出后隨即以串聯(lián)的構(gòu)造 (tandemconfiguration)進(jìn)行熱交聯(lián)的專(zhuān)用橡膠擠出線(xiàn)。例如，可在擠出后臨時(shí)將絕緣線(xiàn) 卷繞至卷軸，并隨后進(jìn)行電子束照射從而進(jìn)行交聯(lián)。如上所述，由于線(xiàn)速度并不受熱交聯(lián)的 限制，因此可高速進(jìn)行制造，因此可減少設(shè)備成本和制造成本。
[0022] (A)成分為偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物橡膠或偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟 乙烯系共聚物橡膠。（A)成分也可為前述兩種橡膠的混合物。優(yōu)選使用含有至少10質(zhì)量％ 的六氟丙烯的（A)成分?？赏ㄟ^(guò)利用自由基引發(fā)劑使偏二氟乙烯和六氟丙烯進(jìn)行乳液聚合 或懸浮聚合，從而制得形成（A)成分的偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物橡膠。可通過(guò)進(jìn)一 步向上述反應(yīng)體系中加入四氟乙烯并使用類(lèi)似步驟來(lái)制得偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙 烯系共聚物橡膠。這些橡膠在市場(chǎng)上有售，因此也可使用市售可得的材料作為（A)成分。
[0023] 用于（B)成分的聚偏二氟乙烯的類(lèi)型包括聚偏二氟乙烯的均聚物。前述類(lèi)型還包 括在不損害本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，通過(guò)使其他單體與偏二氟乙烯共聚而制得的樹(shù)脂。所共 聚的其他單體的類(lèi)型包括六氟丙稀。在這種情況中，共聚比例小于10質(zhì)量％，優(yōu)選小于5質(zhì) 量％。均能用作（B)成分的聚偏二氟乙烯均聚物和偏二氟乙烯共聚物也可從市場(chǎng)上獲得， 因此也可使用市售可得的材料。