JPH0528740B2 - - Google Patents

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JPH0528740B2
JPH0528740B2 JP1124388A JP1124388A JPH0528740B2 JP H0528740 B2 JPH0528740 B2 JP H0528740B2 JP 1124388 A JP1124388 A JP 1124388A JP 1124388 A JP1124388 A JP 1124388A JP H0528740 B2 JPH0528740 B2 JP H0528740B2
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JP
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silicone oil
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flame
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JP1124388A
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Shigeru Mori
Satoshi Kuwata
Motohiko Hirai
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は難燃性シリコーンオイル組成物、特に
はその難燃性を電気特性、耐熱性を損なうことな
く小さくして、自己消炎性もすぐれているため、
電気機器溶絶縁油として使用した場合に高い安全
性を示すという有利性をもつ難燃性シリコーンオ
イル組成物に関するものである。 (従来の技術) 電力ケーブル、コンデンサー、トランスなどの
電気機器用絶縁油としては、従来から鉱物油、リ
ン酸エステル油、芳香族炭化水素油、塩素化合成
油、シリコーンオイル、フツ素油など各種のもの
が使用されているが、鉱物油、芳香族炭化水素
油、低粘度シリコーンオイルは可燃性であるし、
塩素化合成油には毒性上の問題が、またフツ素油
は高比重のために機器の重量化を招き、高価であ
るという不利がある。 また、中、高粘度のシリコーンオイルは難燃性
とされているが、これもガラステープ法(JIS
C2101)では可燃性となるため、これにシリコー
ンオイルと相溶する難燃剤または不燃剤を添加す
る方法も提案されている(特開昭49−39173、特
開昭51−20720、特開昭59−226408号公報参照)
が、これらはいずれも非シリコーン系であり、一
部はフツ素油に代表される化合物であるために揮
発性が高く、長期にわたつて安定した性能が得ら
れ難いという欠点があり、一部は臭素化合物やリ
ン含有化合物であるが、これらは腐食性、電気特
性に問題があり、やはり長期安定性に欠けるため
に、従来からこの改良が求められていた。 (発明の構成) 本発明は上記したような不利を伴わないシリコ
ーンオイルを難燃性とした難燃性シリコーンオイ
ル組成物に関するものであり、これは (1)一般式
【式】(こゝにR1は非置換ま たは置換の同一または異種の1価炭化水素基でそ
の0.1〜30モル%はビニル基、aは1.8〜2.3)で示
されるオルガノポリシロキサン100重量部、(2)白
金量で0.0001〜0.1重量部の有機溶剤可溶性白金
化合物、(3)(a)セリウム、セリウムを主成分とする
希土類金属混合物、チタン、ジルコニウムまたは
ハフニウムから選択される金属元素を含有するメ
タロシロキサン化合物、(b)芳香族アミン構造を分
子構造中に1個以上含有するオルガノシラン化合
物またはオルガノポリシロキサン化合物、(c)ヒン
ダードフエノール構造を分子構造中に1個以上含
有するオルガノシラン化合物またはオルガノポリ
シロキサン化合物から選択される有機けい素化合
物0.01〜10重量部、とからなることを特徴とする
ものである。 すなわち、本発明者らはシリコーンオイル自体
を難燃化する方法について種々検討した結果、主
材とされるシリコーンオイルをビニル基を含有す
るものとすると共に、これに有機溶剤可溶性の白
金化合物を添加するとこのシリコーンオイルが自
己消炎性で難燃性のすぐれたものとなること、ま
たこれにさらに耐熱性向上剤として特定のメタロ
シロキサン、芳香族アミン構造を分子構造中に含
有するオルガノシランまたはオルガノポリシロキ
サン、またはヒンダードフエノール構造を分子構
造中に含有するオルガノシランまたはオルガノポ
リシロキサンから選択される有機けい素化合物を
添加すると、これが耐熱性が良好で電気特性のす
ぐれたものになるので電気機器用絶縁油として使
用したときに従来のシリコーンオイルに比べてさ
らに安定性の高いものになるということを見出
し、こゝに使用するシリコーンオイルの種類、白
金化合物、耐熱性向上剤の種類、添加量について
研究を進めて本発明を完成させた。 本発明の難燃性シリコーンオイル組成物を構成
する第1成分としてのシリコーンオイルは一般式
【式】で示され、R1はメチル基、エチル 基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、シ
クロヘキシル基などのシクロアルキル基、ビニル
基、アリル着などのアルケニル基、フエニル基、
トリル基などのアリール基、またはこれらの基の
炭素原子に結合した水素原子の一部または全部を
ハロゲン原子、シアノ基など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
基などから選択される非置換または置換1価炭化
水素基とされ、aは1.8〜2.3のものとされるが、
このR1基はその一部がビニル基であることが必
要であり、このビニル基量については0.1モル%
以下ではこのシリコーンオイルが難燃性となら
ず、30モル%以上になると耐熱性が低下するし、
使用中に粘度が増加するおそれが生じるので、
0.1〜30モル%の範囲とする必要がある。なお、
このシリコーンオイルの粘度は特に規定する必要
はないが、これが電気機器用絶縁油として使用さ
れるものであるということから25℃における粘度
が5〜1000cSのものとすることがよい。 また、この第2成分としてのシリコーンオイル
に添加される有機溶剤可溶性白金化合物としては
塩化白金酸、米国特許第3159601号、同第3159662
号、同第3775452号明細書などに記載されている
ハイドロシリレーシヨン反応に用いられる白金化
合物、例えば〔Pt(PPh3)〕などが例示されるが、
これは例えばビニルシロキサンと白金化合物との
錯化合物さらにはこれをアルコール変性化したも
のとすればよく、これらの添加は上記した主材と
してのシリコーンオイル中にこれを溶解されるよ
うにすればよい。また、この白金化合物の添加量
は上記したシリコーンオイル100重量部に対し白
金量として0.0001重量部以下では少なすぎて難燃
効果が得られず、0.1重量部以上添加しても難燃
性は殆ど変らないので0.0001〜0.1重量部の範囲
とすることが必要とされるが、この好ましい範囲
は0.001〜0.01重量部とされる。 つぎにこのシリコーンオイルに添加される第3
成分としての耐熱性向上剤はメタロシロキサン、
芳香族アミン構造を分子構造中に含有するオルガ
ノシランまたはオルガノポリシロキサン、または
ヒンダードフエノール構造を分子構造中に含有す
るオルガノシランまたはオルガノポリシロキサン
から選択されるものとされる。 このメタロシロキサンは一般式
【式】 で示され、R2はメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基などのアルキル基、シクロヘキシル
基などのシクロアルキル基、フエニル基、トリル
基などのアリール基、またはこれらの基の炭素原
子に結合した水素原子の全部または一部をハロゲ
ン原子、シアノ基などで置換したクロロメチル
基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基な
どから選択される非置換または置換の同一まだは
異種の1価炭化水素基、bは1.8〜2.3であるオル
ガノポリシロキサン中に、セリウムまたはセリウ
ムを主成分とする希土類金属元素混合物、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウムから選択される1
種または2種以上の金属原子を含有させたものと
されるが、この金属含有量は5%より大きくなる
と製造が困難となり、0.05%以下では耐熱性向上
効果を得るための添加量が増加し実用的でなくな
るので、0.05〜5重量%の範囲とすることがよ
い。このメタロシロキサンは例えば粘度100cSの
ジメチルポリシロキサン100重量部に、セリウム
を主成分とする希土類金属混合物の2−エチルヘ
キサン酸塩のターペン溶液(希土類金属元素含有
量6重量%)10重量部とテトラ−n−ブチルチタ
ネート2.1重量部との混合物を十分に撹拌しなが
ら添加し、窒素ガスを少量流通させながら加熱し
てターペンを留出させてから昇温し、300℃で1
時間加熱すれば濃赤褐色の透明な液体として取得
されるが、この製造は例えば米国特許第3008901
号明細書、特公昭53−12541号公報、特公昭55−
50970号公報、特公昭57−57501号公報、特開昭53
−65400号公報、特開昭60−163966号公報に記載
されている方法で行えばよい。 また、この芳香族アミン構造を分子構造中に含
有するオルガノシランまたはオルガノポリシロキ
サン式
【式】 【式】
で示され、R2は前記に同じ、R3
【式】
【式】または
【式】であるものとされる。 なお、このm値については50より大きくなると所
望の耐熱性向上効果を得るための添加量が増加し
実用的でなくなるので1〜50とし、p値について
も47を越えると、さらにp+qも48を越えると同
様の理由で実用性がなくなるのでpは0〜47、p
+qは1〜48とすること、さらにq値については
10より大きくすると第1成分としてのシリコーン
オイルに対する溶解性が低下して均一な組成物を
得ることが困難となるので1〜10の範囲とするこ
とが必要とされる。なお、このものは例えば式 で示されるアミノフエノールと反応性基をもつア
ルキルシランまたはアルキルポリシロキサン、例
えば塩素化アルキルシラン、塩素化アルキルポリ
シロキサンとを等モルで混合し、トルエン溶媒中
において塩酸捕捉剤としてのアンモニア、ピリジ
ン、トリエチルアミンなどの共存下に室温あるい
は加温下に撹拌して反応させ、生成物から塩酸塩
を除去し、ついで減圧加温下にストリツプすると
いう方法で得ることができるが、これは米国特許
第3328350号明細書、特公昭55−18457号公報、特
公昭61−21591号公報、特開昭60−106891号公報
に記載の方法で作つてもよい。 さらに上記したヒンダードフエノール構造を分
子構造中に含有するオルガノシランまたはオルガ
ノポリシロキサンは例えば式
【式】
で示され、R2、m、p、qは前記に同じでR4
【式】
【式】
【式】
【式】 であるものとされる。このものは例えば
〔加熱エージング操作〕
(1) 試料オイル30gを清浄な50ml硬質ガラスアン
プルに採取する、 (2) 清浄な硬質ガラスキヤピラリーを用いて乾燥
窒素バブリングを行ない、室温下で脱気および
乾燥を行なう、 (3) バブリング終了後すぐに溶封し、150℃ある
いは180℃の熱風循環恒温槽に8日間放置する。 実施例1〜4、比較例1〜2 平均組成式が で示され、ビニル基含有量が9.5モル%で粘度が
30.4cSであるメチルビニルポリシロキサン(以
下、ポリシロキサンAと略記する)100部に、ビ
ニルポリシロキサン−白金錯体(白金含有量30重
量%)とセリウム0.3重量%、チタン0.3重量%を
含有するメタロポリシロキサンA、ジルコニウム
を3.0重量%含有するメタロポリシロキサンB、
で示される芳香族アミン基含有ジメチルポリシロ
キサン(以下、芳香族アミン変性ポリシロキサン
Aと略記する)、または式 で示されるヒンダードフエノール基含有ジメチル
ポリシロキサン(以下、ヒンダードフエノール変
性ポリシロキサンAと略記する)とを第1表に示
した量で添加して難燃性シリコーンオイル組成物
〜を作り、これらの加熱エージングを150℃
で8日間および180℃で8日間行ない、このもの
のエージング前およびエージング後の燃焼試験を
行なつてその消炎時間を測定したところ、第1票
に併記したとおりの結果が得られた。 しかし、比較のために上記したポリシロキサン
A 100部に上記で使用したビニルポリシロキサ
ン−白金錯体を0.01部添加したが、耐熱性向上剤
を全く添加しないで組成物Vを作り、これについ
て上記と同様の試験を行なつたところ、この場合
には第1表に併記したように加熱エージング前の
難燃性は良好であつたが、加熱エージング後は
150℃×8日間で消炎時間が大巾に増加し、180℃
×8日間で消炎せず難燃性は大巾に低下した。 また、比較のために上記したポリシロキサンA
に何も添加せずにこのものの燃焼試験を行なつた
ところ、このものは第1票に併記したように消炎
が認められず、連続燃焼した。
【表】 実施例5〜7、比較例3〜4 平均組成式が で示され、ビニル基含有量が4.9モル%で粘度が
51.0cSであるメチルビニルポリシロキサン(以下
ポリシロキサンBと略記する)100部に、実施例
1で使用したビニルポリシロキサン−白金錯体と
実施例1で使用したメタロポリシロキサンA、式 で示される芳香族アミン基含有ジメチルポリシロ
キサン(以下、芳香族アミン変性ポリシロキサン
Bと略記する)、式 で示されるヒンダードフエノール基含有ジメルポ
リシロキサン(以下、ヒンダードフエノール変性
ポリシロキサンBと略記する)とを第2表に示し
た量で添加して難燃性シリコーンオイル組成物
〜を作り、これらの加熱エージングを150℃×
8日間および180℃×8日間行ない、このものの
エージング前およびエージング後の難燃試験を行
なつてその消炎時間を測定したところ、第2表に
併記したとおりの結果が得られた。 しかし、比較のために上記したポリシロキサン
B100部に上記で使用したビニルポリシロキサン
−白金錯体を0.01部添加したが、耐熱性向上剤は
全く添加せずに組成物を作り、これについて上
記の試験を行なつたところ、この場合には第2表
に併記したように加熱エージング前の難燃性は良
好であつたが、加熱エージング後は150℃×8日
間で消炎時間が大巾に増加され、180℃×8日間
では消炎せず、難燃性が大巾に低下した。 また、比較のために上記したポリシロキサンB
に何も添加せずにこのものの燃焼試験を行なつた
ところ、このものは第1表に併記したように消炎
が認られず、連続燃焼した。
【表】 なお、本発明の組成物〜についてその電気
特性をしらべたところ、これらはつぎの第3表に
示したような物性を示し、いずれも電気絶縁油と
してすぐれたものであつた。
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図はシリコーンオイルの燃焼試験方法の斜
視図を示したものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (1) 一般式【式】(こゝにR1は非置 換または置換の同一または異種の1価炭化水素
    基でその0.1〜30モル%はビニル基、aは1.8〜
    2.3)で示されるオルガノポリシロキサン
    100重量部、 (2) 白金量で0.0001〜0.1重量部の有機溶剤可溶
    性白金化合物 (3) (a) セリウム、セリウムを主成分とする希土
    類金属混合物、チタン、ジルコニウムまたは
    ハフニウムから選択される金属元素を含有す
    るメタロシロキサン化合物、 (b) 芳香族アミン構造を分子構造中に1個以上
    含有するオルガノシラン化合物またはオルガ
    ノポリシロキサン化合物、 (c) ヒンダードフエノール構造を分子構造中に
    1個以上含有するオルガノシラン化合物また
    はオルガノポリシロキサン化合物から選択さ
    れる有機けい素化合物 0.01〜10重量部 からなることを特徴とする難燃性シリコーンオイ
    ル組成物。 2 メタロシロキサンが一般式【式】 (こゝにR2は非置換または置換の同一または異種
    の1価炭化水素基、bは1.8〜2.3)で示されるオ
    ルガノポリシロキサン中にセリウム、セリウムを
    主成分とする希土類金属混合物、チタン、ジルコ
    ニウムまたはハフニウムから選択される金属元素
    を0.05〜5重量%含有するものである特許請求の
    範囲第1項記載の難燃性シリコーンオイル組成
    物。 3 芳香族アミン構造を分子構造中に1個以上含
    有するオルガノシラン化合物またはオルガノシロ
    キサン化合物が、一般式 R2 3Si−OR3、【式】または (こゝにR2は前記に同じ、R3
    【式】 【式】または 【式】mは1〜50、pは 0〜47、qは1〜10の整数でp+qは1〜48の整
    数)で示されるものである特許請求の範囲第1項
    記載の難燃性シリコーンオイル組成物。 4 ヒンダードフエノール構造を分子構造中に1
    個以上含有するオルガノシラン化合物またはオル
    ガノシロキサン化合物が、一般式 R2 3Si(CH23R4
    【式】 または (こゝにR2、m、p、qは前記に同じ、R4
    【式】【式】 【式】 または
    【式】) で示されるものである特許請求の範囲第1項記載
    の難燃性シリコーンオイル組成物。
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