[发明专利]干燥的有机硅凝胶及它们的制备方法

说明书

相关申请的引用

引用与本申请同日提交的题为“闭合和互连系统和在闭合和互连系统中使用干燥的有机硅凝胶的方法”的美国专利申请。该完整的共同待审申请通过引入并入。

背景

使用闭合系统防止由外部环境引起的内部组件降解。例如，内部组件例如光学纤维电缆和铜电缆通常被装入闭合系统。商业上可获得的闭合系统的实例包括获自Tyco Electronics、Kessel-Lo、Belgium的户外纤维接点修复((Outdorr Fiber Drop Repair (OFDR))、户外纤维分配闭合体(Outdoor Fiber Distribution Closure (OFDC))和光学纤维基础设施系统技术(Fiber optic Infrastructure System Technology (FIST))。特别地，使用OFDR闭合体从成圈的光学纤维电缆取出纤维以连接用户例如多个或单个居住单元中的商业消费者或人。这些类型的闭合体可用于空中、底座和地下环境。商业上可获得其它闭合系统用于通讯和能量传送电缆。

闭合系统通常包括内部组件例如纤维整理器（fiber organizer）、电缆密封和终端装置、接点电缆密封（对于具有接点电缆终端装置的多个接点），和用于多个接头（splice）的通用接头固定器。这些内部组件可经受环境因素例如变化的湿度水平，热和冷，以及暴露于其它化学物质。该闭合系统优选地防止受某些类型的密封剂损害。然而，常规密封剂有许多缺陷，使得它们不适合某些闭合系统。

密封剂通常用于绝缘和防水、防腐蚀和环境降解，和用于热处理。迄今为止，许多密封剂已为人知，然而，目前可获得的密封剂具有某些缺点和劣势，使得它们不适用于特定用途和用于与某些材料接触。特别地，对于适合光学纤维和电气闭合系统的密封剂存在未满足的需求。

需要用于闭合体的合适密封系统用于多种不同的电缆。例如，需要密封系统用于称为低烟零卤素 (“LSZH”)，也称为低烟无卤素(“LSHF”)、低烟零卤素(“LS0H”)，和零卤素低烟 (“0HLS”)及其他的电缆。 

LSZH电缆特征在于不包含卤化阻燃剂，并且当暴露于热源例如火或热电丝时产生相对有限量的烟。LSZH电缆提供频繁使用的聚乙烯、PVC或热塑性聚氨酯涂层的替代选择。聚乙烯、PVC或热塑性聚氨酯，当它们包含卤素时，可产生危险的含卤素化合物例如HCl或HBr气体。需要对目前的LSZH电缆闭合系统的改进以增强环境敏感性环境中的性能。

传统地，已将热塑性油凝胶用于LSZH闭合系统。然而，将热塑性凝胶用作密封剂的问题和通常闭合系统中的问题在于它们通常含有高量的矿物油。已经观察到含油凝胶的问题在于它们可能漏油。这些凝胶中的油可从凝胶渗漏并引起闭合系统中电缆的降解、变色或退化。在一些极端情况下，在压缩下电缆甚至可突然折断，原因在于油从热塑性凝胶渗漏引起的损害。对于含油凝胶的替代品存在未满足的需求。然而，目前可获得的含油凝胶的替代品未提供这样的解决方案。举例而言，不是含油凝胶的密封剂可具有一种或多种不期望的性质。不期望的性质的实例包括过分的硬度，不适当的温度耐性（例如，易燃性或随冷变碎的趋向，即，不适当的玻璃转换温度）和粘弹性质，化学不相容性，高的水吸收，和水解不稳定性。因此，对具有适当的硬度、粘弹性质、低永久变形或压缩形变、长期性能（例如> 20年）以及其它性质的闭合系统存在未满足的需求。

对比含油热塑性凝胶，干燥的有机硅热固性凝胶包含相当低的量的（或根本不包含）稀释流体例如不起化学反应的有机硅油或矿物油。干燥的有机硅凝胶，是热固性凝胶，而不是热塑性凝胶。热固性凝胶可以通过化学交联产生。热固性凝胶的实例是有机硅干燥凝胶和聚氨酯凝胶。干燥的有机硅凝胶不利用额外的溶剂或稀释流体但仍可被归类到术语“凝胶”之下，因为物理性质和行为方面的相似，或因为其粘弹性质。然而，因为许多原因，干燥的有机硅凝胶比不含油的凝胶更少地被使用。例如，干燥的有机硅凝胶是罕有的，因为相比某些其它类型的凝胶它们更昂贵并且难以处理。因此，对于改进的干燥的有机硅凝胶和制备干燥的有机硅凝胶的改进的方法存在未满足的需求。

美国专利第7,489,844号公开了具有围绕光学纤维的悬浮液体的光纤电缆。该悬浮油可以是矿物油或油和二氧化硅的共混物。

美国专利第6,091,871 号公开了增强的光学纤维电缆，其包括用于保护光学纤维的保护性管，增强层，和保护性管周围的增强棒，以及外壳（outer sheath）。其中接收光学波导的内部空间包含填充剂材料以防止光学波导被湿气渗透。