[发明专利]用作绝热材料的组合物

说明书

本发明涉及在瞬间升高温度的条件下如在起火过程中经历的高温条件下起作用的、在制品中用作绝热或热阻隔材料的组合物。使用本发明的组合物的制品包括具有耐火性能的电缆和光缆，电子组配件如终端和电缆夹头，以及需要用作隔火材料的填隙化合物。

在起火过程中必须承受高温或在高温下继续起作用的制品中已经使用各种材料用作热阻隔材料。此类材料包括，例如，适时熔化形成陶瓷涂层的某些金属氧化物以及在超过了该制品需要发挥作用的最高温度的温度下仍保持为固体状态的惰性材料。例如，可使用氧化镁，它在有机物质燃烧起火所达到的温度下基本上保持惰性。氧化镁可存在于金属壳体内。

还已使用聚合物材料。一些聚合物，如硅橡胶，在高达300℃的温度下表现稳定，但高于这些温度将发生分解形成二氧化硅的绝热灰尘，后者则在更高温度下保持稳定。然而二氧化硅灰尘多少有些脆性并会掉落或破碎。其它聚合物如聚酰胺在300-400℃的温度下熔化并趋向于流淌开，结果在制品的一部分上损失了所需要的绝热性能。

在电子和建筑工业中，该制品必须符合ISO 834第I部分规定的标准，它要求在按照规定时间/温度曲线加热时该制品仍能够起作用。在许多情况下在这些条件下材料的性能受到温度的影响，在该温度下组分材料会改变状态或发生化学反应。以各种形式使用的一种这类材料是硅铝酸盐。一般来说，随着硅铝酸盐的硅酸盐含量的下降，熔化温度将提高。纯氧化铝在大约2050℃下熔化，而硅铝酸盐的天然白云母形式则在大约1100℃下熔化。在大多数起火的情形下温度不会达到1100℃，所以如果白云母构成火阻隔体系的一部分，则在起火过程中保持在固相状态下。这类体系易发生机械故障，因为阻隔体系在起火过程中处于非延性状态。如果白云母属于颗粒形式并由阻隔体系的其它组分保持在原位，则随着温度的升高它将丧失完整性，因此容易掉落。如果白云母处于烧结形式，则由于起火过程中经历的热膨胀、机械撞击和振动所引起的运动而容易破碎。破碎使燃烧的火焰前面的和热的气态产物穿透阻隔体系。在组合物用作填隙的火焰阻隔材料的应用中，失败会导致燃烧例如从建筑物的一间房子穿透和发展到另一间房子或从一层穿透和发展到另一层。在电子应用中，火焰阻隔的失败同样导致电子完整性的损失。

对于具有绝热性能的组合物仍然有需求，即在起火过程中经历的高温下是延性或柔性的并保持完整性，从而在火焰中保持在原位而使之继续用作热阻隔材料。

根据本发明的第一个方面，需要在瞬间提高的温度条件下起作用的、在制品中用作绝热或热阻隔材料的组合物包括至少两种组分，两种组分的第一种在第一个较低温度范围内的温度下是延性或柔性的，但是，在高于所述较低温度范围但低于耐火性能所要求的温度上限的温度下发生物理或化学变化，两种组分中的第二种组分被分散在第一种组分中，和第一种组分在较低温度范围内起内聚粘结作用从而保持第二种组分并基本上保持在原位，第二种组分在过渡至第二较高温度范围时会发生物理或化学变化，在较高温度范围内第二种组分是延性或柔性的，并具有较强的内聚力而能够在较高温度范围内的温度下基本上保持在原位，较高温度范围的下限低于耐火性能所要求的温度上限。

在组合物中，第一种和第二种组分被混合在一起。在起火的情况下，在较高温度范围内第一种组分或第一种组分的反应产物分散在第二种组分中。

第一种组分的状态的变化可以是熔化或分解。第二种组分的状态的变化可以是熔化或分解。

第一种组分包括聚合物。在本文中术语聚合物用来包括聚合物本身和/或可一起反应形成聚合物的各试剂。该聚合物可以是硅橡胶。硅橡胶在高达约300℃的温度下是稳定的，但高于这些温度它会分解形成二氧化硅的灰分。二氧化硅灰分是脆性的且本身趋向于掉落或破碎。其它聚合物如聚酰胺和聚酯在300-400℃的温度下熔化且本身会从制品上掉落下来而丧失了绝热性能。

对于第一种组分是在高于第一温度范围的温度下熔化的聚合物的情况，在该聚合物中第二种组分的存在被用来提高熔化聚合物的粘度，从而使之在高于例如400℃的温度下保持在原位。

第二种组分包括玻璃，当熔化时形成玻璃的那类材料的混合物或结晶性材料。第二种组分在比制品需要承受的最高温度低的温度下熔化。第二种组分可能在高于第一种组分的熔点或分解温度的温度下开始熔化。当第一种组分是一种可分解成固相残余物的材料时，该残余物可分散在熔化的第二种组分中和用于提高其粘度，并随着温度的升高将其保持在原位。