CN101185142A - 含有二嵌段共聚物的密封材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备密封材料如油脂材料的方法，该方法包括：提供二嵌段共聚物，其中该二嵌段共聚物包括多个苯乙烯区和多个橡胶区，并且其中所述苯乙烯区具有玻璃化转变温度；以及在低于大约所述苯乙烯区的玻璃化转变温度的加工温度下，将所述二嵌段共聚物与矿物油合并。本发明还公开了这样的密封剂和凝胶材料。

Description

含有二嵌段共聚物的密封材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于通信电缆接点的油脂(grease)材料。特别地，本发明涉及含有二嵌段共聚物的油脂材料，其易于制备，并适于保护通信电缆抵御环境条件。
背景技术
通信电缆如电缆和光缆在各种不同的环境条件中使用。例如，通信电缆可被放置于潮湿环境中或者被埋于地下。在这些应用中，通信电缆需要抵御水的渗透，因为水会严重影响电缆的性能。例如，在电缆中，由于腐蚀，水可能破坏电导体的电容平衡，造成该电缆短路，以及引起高电阻。类似地，在光缆中，水可能不利地影响该光缆的完整性。这些在通信电缆的按点处(如电缆箱和连接器)表现得尤为突出，所述接点通常更易受潮湿暴露的影响。
使在接点处的水的渗透最小化的一个解决方案包括：封装在该接点处的通信电缆，和用水不溶性填充材料如油脂围绕该接点。所述油脂通常密封所述接点，并且防止水迁移。但是，典型地与通信电缆一起使用的常规油脂很昂贵，制备耗时，以及在长时间使用后出现稳定性问题。由此，需要一种油脂材料，其易于生产，并且对于在通信电缆的接点处使用是稳定的。
发明内容
本发明涉及一种制备密封材料的方法。该方法包括提供二嵌段共聚物，其中该二嵌段共聚物包括多个苯乙烯区和多个橡胶区，并且其中所述苯乙烯区具有玻璃化转变温度。所述方法还包括：在低于大约所述苯乙烯区的玻璃化转变温度的加工温度下，将所述二嵌段共聚物与矿物油合并。
在一个实施方案中，本发明的特征在于一种制备密封材料的方法，其包括：提供苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，过滤该苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物以提供平均粒度为约1毫米或更小的经过滤的苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，以及在约80℃或更低的加工温度下，将所述经过滤的苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物浸到矿物油中。
在另一个实施方案中，本发明的特征在于一种密封材料，其包含矿物油和苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，其中所述油脂材料在基本不含着色剂时呈蓝色。
在另一个实施方案中，所述油脂材料包括凝胶材料。
以上关于本发明的概述并不是为了描述本发明的每个公开的实施方案或每一种实施方式。下面的附图和详细描述更具体地例示了说明性实施方案。
除非另外明确地说明，本文使用如下定义：
提到单数的化合物或者组合物，包括单数和复数形式两种情况。例如，术语“苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物”是指一种或者多种苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，术语“苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物”是指一种或者多种苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物。
“苯乙烯区”是指嵌段共聚物的富含苯乙烯的区域，所述富含苯乙烯的区域包含基于该区域总重量的至少约66wt％的苯乙烯。
“橡胶区”是指嵌段共聚物的富含橡胶的区域，所述富含橡胶的区域包含基于该区域总重量的至少约66wt％的橡胶。
“电缆”是指任何类型的用于电信或其他用途的电缆或者光缆，其具有任意数量的纤维线，从一根到任何所需的根数。
附图说明
图1是与本发明油脂材料和一对联接电缆(spliced cable)一起使用的电缆箱的透视图。
图2A是与本发明油脂材料一起使用的引入线连接器(dropwireconnector)的透视图。
图2B是与本发明油脂材料和一对线一起使用的引入线连接器的透视图。
尽管上述附图表示了本发明的一个实施方案，但还可以预期其他实施方案，如在所述讨论中所述的。在所有情况下，本公开内容通过代表而不是限制的方式提供本发明。应当理解的是，本领域技术人员可以设计很多其他的修改和实施方案，这些都落入本发明原理的范围和实质内容内。附图可能不是按比例绘制的。在所有附图中所用的相同附图标记表示相同的部件。
发明详述
图1是透视图，显示了与本发明密封材料12、联接电缆14和16以及离散的连接器18一起使用的电缆箱10，所述密封材料12可包括油脂材料12。电缆箱10是用于与油脂材料12一起使用的合适的可密封容器的例子。如图所示，电缆箱10包括遮盖元件20a和20b，它们能互相抵靠放置以封闭电缆箱10的内部。遮盖元件20a包括一对位于遮盖元件20a远端的容纳腔22a和24a，和置于容纳腔22a和24a之间的主腔26a。类似地，遮盖元件20b包括一对位于遮盖元件20b远端的容纳腔22b和24b、置于容纳腔22b和24b之间的主腔26b，和侧槽28和30。
联接电缆14和16延伸通过遮盖元件20b的远端，与离散连接器18相连接。本发明的油脂材料12置于每个容纳腔22a、22b、24a和24b内。由此，当遮盖元件20a和20b关闭在一起时，油脂材料12就将联接电缆14和16密封在电缆箱10内。这保护了联接电缆14和16之间在离散连接器18处的连接，防止其受到外部环境条件如湿气的影响。
油脂材料12在组成上包括矿物油和苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，其中在所述二嵌段共聚物的分开的苯乙烯区之间，所述二嵌段共聚物基本上保留了大量的橡胶链交联(本文中称为“物理交联结构”)，这是由生产商原始提供的。所述二嵌段共聚物的物理交联结构使得油脂材料12呈现良好的抗滑塌性，即使是在升高的温度下也是如此。滑塌是鉴别特征，即给定的油脂最终将流动以达到最低势能态。滑塌和流动是油脂的不良特性，特别是当其在通信电缆的结点处(例如电缆箱10)使用时。这是因为所述油脂可能最终会从它的初始位置移动，从而使下面的表面暴露在外面的环境条件如湿气中。但是，本发明的油脂材料12显示了良好的抗滑塌性，并且不会从其初始位置流动，甚至当经受高达或超过约80℃的温度时也是如此。由此，油脂材料12可以在延长时间内提供保护来抵抗外部环境条件。
通过在低的加工温度下形成油脂材料12和/或进行剪切混合，所述二嵌段共聚物的物理交联结构得以保持。所述二嵌段共聚物的交联结构是温度和剪切依赖性的。虽然不希望受理论的约束，但是据信，当含有苯乙烯的二嵌段共聚物被加热至超过所述苯乙烯区的玻璃化转变温度时，所述二嵌段共聚物的富含苯乙烯的区域就会重新排序，尺寸变小。这使橡胶链的缠结和交联结构降级。当交联结构减少时，所述物理交联也相应减少。这降低了所得油脂的机械强度和抗滑塌性。而且，如果该工艺将剪切混合与在高于所述苯乙烯区的玻璃化转变温度的温度下加热结合起来，则基本上所有的初始交联结构会丧失。由此，所得油脂表现得象粘性液体，其渐渐地发生流动，甚至在室温下也是如此。
但是，油脂材料12是在加工温度保持在低于大约所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度的条件下形成的，该加工温度通常为约100℃。由此，油脂材料12的二嵌段共聚物保留了所述物理交联结构。形成油脂材料12的合适的加工温度包括约80℃或者更低的温度，形成油脂材料12的特别合适的加工温度包括约50℃或者更低的温度，形成油脂材料12的甚至更特别合适的加工温度包括约30℃或者更低的温度。所述加工温度可以用多种方式保持在上述所列举的温度下。例如，所述矿物油可以被加热至所需的上述列举温度并被保持，同时合并所述二嵌段共聚物和所述矿物油。或者，如果所述加工温度是室温(即约25℃)，就不需要加热，并且可以将所述二嵌段共聚物和所述矿物油在环境条件下合并。
如上所述，所述二嵌段共聚物的物理交联度是温度和剪切依赖性的。由此，可用于形成油脂材料12的剪切混合的量与所述加工温度成反比。当所述加工温度的范围为约50℃至约80℃时，用于形成油脂材料12的合适的剪切混合水平包括低剪切水平或者更少(例如没有混合)。当所述加工温度低于约50℃时，用于形成油脂材料12的合适的剪切混合水平包括中等剪切水平或者更少。中等剪切水平的例子包括用螺旋桨或者手动桨混合而生产的那些，并足以润湿所述二嵌段共聚物粒子，将它们分散到矿物油内。这就允许油脂材料12可以用不昂贵的设备加工，这节省了加工成本。
通过在所述二嵌段共聚物的橡胶区内吸收所述矿物油而基本上不破坏所述二嵌段共聚物的苯乙烯区，从而形成油脂材料12。这可以通过如下完成：在合适的加工温度和/或剪切混合的条件下，将所述二嵌段共聚物的粒子和所述矿物油组合，如上所述。该二嵌段共聚物理想地显示出小的平均粒度，以增加与所述矿物油接触的有效表面积，从而增加了吸收率。在与所述矿物油合并之前，所述二嵌段共聚物的合适的最大平均粒度为约1毫米。在与所述矿物油合并之前，所述二嵌段共聚物的特别合适的最大平均粒度为约0.5毫米。
所述二嵌段共聚物典型地以橡胶状团块碎片的形式购买，其可以容易地分裂以减小该二嵌段共聚物的平均粒度。这可以通过多种方式来实现。例如，所述二嵌段共聚物可以被筛选，其中如本文中所述，将干的二嵌段共聚物通过筛网筛分并压制，所述筛网具有对应于所需粒度的孔。合适的筛网例子包括具有5.5根金属丝/厘米(14根金属丝/英寸)筛目的金属筛，金属丝直径是0.023厘米(0.009英寸)，其可从Sefar America，Lumberton，NJ商购得到。所述筛网可定位在所述矿物油上方，这使得筛选过的二嵌段共聚物粒子落下，并直接浸入到所述矿物油中。
还理想地将所述二嵌段共聚物充分快速地加入到所述矿物油中，从而使所述矿物油可以以基本均一的方式被吸收到所述二嵌段共聚物的粒子中去。这降低了所述二嵌段共聚物粒子形成团块的趋势。将所述二嵌段共聚物加入到所述矿物油中的合适时间包括约20分钟或者更少，对于将所述二嵌段共聚物加入到所述矿物油中的特别合适的时间包括约10分钟或者更少，并且对于将所述二嵌段共聚物加入到所述矿物油中的甚至更特别合适的时间包括约5分钟或者更少。所述二嵌段共聚物的部分可连续加入，或者在给定的时间内在分开的时间间隔内加入。如果在所述矿物油表面形成所述二嵌段共聚物粒子的团块，那么通过混合可以减少所述团块。
当合并所述二嵌段共聚物和所述矿物油时，所述二嵌段共聚物的橡胶区吸收所述矿物油直到基本上达到饱和点。所述橡胶区变成基本上被矿物油饱和所需的时间，取决于加工温度和所施用的剪切混合的量。当所述橡胶区吸收所述矿物油时，所得混合物粘度增加。由此，温度的增加将会降低形成油脂材料12所需的时间。
在所述二嵌段共聚物的橡胶区基本上被矿物油分饱和之后，所得油脂材料12表现为凝胶性材料，具有视觉可见的非均一特性(即彼此粘合的大量粘性小球)。另外，在油脂材料12中可以视觉上看到气泡。据信，所述气泡来自于原产生于所述二嵌段共聚物粒子中的空气，并且其在所述二嵌段共聚物的橡胶区吸收所述矿物油的时候被排出。通过将油脂材料12置于真空条件下，可以随后从油脂材料12排出气泡。如果需要除去气泡，在将所述二嵌段共聚物粒子分散在所述矿物油中后不久，就可以将油脂材料12置于真空条件下。这就使得在油脂材料12形成粘着的块之前，将空气除去。所得油脂材料12适合用作油脂密封剂，具有抗滑塌性，即使是在升高的温度下也是如此。在本发明的一个实施方案中，当依照下述的滑塌试验测试时，当将油脂材料12暴露在约80℃或者更低的温度下时，该油脂材料12基本上不滑塌。
油脂材料12的另一种特性是，在其形成后，在环境光照下，在不使用着色剂的条件下，油脂材料12对人的肉眼显示蓝色。着色剂在本文中指的是除了所述矿物油或者所述二嵌段共聚物之外的任何组合物，其在加入后影响油脂材料12的颜色。据信，蓝色是由于所述二嵌段共聚物的富含苯乙烯的区域的光散射。相反，在等于或高于所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度的加工温度下形成的常规油脂，是透明的，并且不呈现蓝色。如上所述，据信，将所述二嵌段共聚物暴露于高温下，这会导致所述二嵌段共聚物的富含苯乙烯的区域重新排序，并且尺寸变小。所述富含苯乙烯的区域的尺寸变小会相应地消除可见光的散射。在本发明的一个实施方案中，油脂材料12在根据下述的“共聚物结构降级试验”测试时呈现出蓝色。
用于油脂材料12的合适的矿物油包括石油馏出物烃油，例如链烷基矿物油、环烷基矿物油及其组合。环烷基矿物油包含环烃基(即环烷烃)，并且根据ASTM D2501-00，有多于35wt％的环烷和少于65wt％的链烷。链烷基矿物油包含少于35wt％的环烷和多于65wt％的链烷。合适的市售矿物油的例子包括商品名为“KAYDOL”的白矿物油和商品名为“SEMTOL 40”的白矿物油，两者都可从Crompton Corporation，Middlebury，CT购买。油脂材料12中合适的矿物油最小浓度为基于油脂材料12总重量的约50wt％。油脂材料12中合适的矿物油最大浓度为基于油脂材料12总重量的约96wt％。
用于油脂材料12中的合适的苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物包括：苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-聚丁二烯、苯乙烯-乙烯/丁烯、苯乙烯-乙烯/丙烯、及其组合。合适的市售二嵌段共聚物的例子包括：商品名为“KRATON G1701”和“KRATON G1702”的嵌段共聚物，两者都可从Kraton Polymers，Houston，TX购买；和“SEPTON S1020”嵌段共聚物，可从Septon Company of America，Pasadena，TX购买。油脂材料12中合适的二嵌段共聚物最小浓度为基于油脂材料12总重量的约4wt％。油脂材料12中合适的二嵌段共聚物最大浓度为基于油脂材料12总重量的约15wt％。
本发明所用的二嵌段共聚物和矿物油具有相似的热膨胀系数。由此，当油脂材料12在升高的温度下使用时，其并不表现出油泄漏。许多常规油脂使用具行显著不同的热膨胀系数的流变改性剂和油。由此，当所述常规油脂在温暖的环境中加热时，所述油与所述流变改性剂分离(即泄漏)。这导致在常规油脂表面上有油状残留物，这是不希望的。
本发明的油脂材料12也可以包括另外的组分，如稳定剂、抗氧化剂、加工助剂、苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物、微球体、硅胶、及其组合。
合适的稳定剂和抗氧化剂包括：酚类、亚磷酸盐、亚磷酸酯、硫代协同剂(thiosynergist)、胺、苯甲酸酯、及其组合。合适的市售酚基抗氧化剂包括：商品名为“IRGANOX 1035”、“IRGANOX 1010”和“IRGANOX 1076”的抗氧化剂和热稳定剂，用于电线和电缆领域，得自于Ciba Specialty Chemicals Corp.，Tarrytown，NY。油脂材料12中合适的稳定剂或者抗氧化剂最大浓度为基于油脂材料12总重量的约1wt％。当形成油脂材料12时，在将所述二嵌段共聚物和所述矿物油合并之前，可以将稳定剂和抗氧化剂溶解或者分散在所述矿物油中。
用于密封材料12中的合适的苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物包括：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)、及其组合。用于密封材料12中的合适的SEBS嵌段共聚物例子包括：商品名为“KRATON G-1650”和“KRATON G-1652”的嵌段共聚物，两者都可从Kraton Polymers，Houston，TX买到。另外，用于密封材料12中的合适的苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物还包括：在一些市售苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物中被包括作为添加剂的苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物。密封材料12中合适的苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物的最大浓度包括：相对于苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物为约1∶2的重量浓度比。苯乙烯-橡胶-苯乙烯三嵌段共聚物可以与所述矿物油以及所述二嵌段共聚物混合。
用于油脂材料12中的合适微球体包括功能化和非功能化的中空玻璃和塑料微球体。根据体积和有效的最大尺寸(95％)，合适的中空玻璃微球体的平均粒度为约10微米至约140微米，真密度为约0.1克/立方厘米(g/cm3)到约0.4g/cm3。术语“真密度”是物质的浓度，根据每单位体积的重量测得。这类中空玻璃微球体包括很大体积分数的空气(大约90％至95％的空气)，并显示出介电常数为约1.0。由此，中空玻璃微球体降低了油脂材料12的总介电常数。
用于油脂材料12的合适的市售中空玻璃微球体的例子包括：S序列、K序列和A序列的商品名为“3M SCOTCHLITE”的玻璃泡，得自3M Company，St.Paul，MN。特别合适的3M SCOTCHLITE玻璃泡的例子包括：3M SCOTCHLITE K1玻璃泡(真密度0.125g/cm3)、3MSCOTCHLITE K15玻璃泡(真密度0.15g/cm3)、3M SCOTCHLITE A16玻璃泡(真密度0.16g/cm3)、3M SCOTCHLITE A20玻璃泡(真密度0.20g/cm3)、3M SCOTCHLITE S22玻璃泡(真密度0.22g/cm3)，及其组合。油脂材料12中的合适的微球体最大浓度为基于油脂材料12总重量的约20wt％。当形成油脂材料12时，可以在使所述二嵌段共聚物与所述矿物油合并之前、之后或同时，将微球体加入到所述矿物油中。
在本发明的一个实施方案中，油脂材料12基本上不含在25℃下是固体的石油蜡，如石蜡。具有足够高熔点以使其有助于抗滑塌性的石油蜡典型地需要高的加工温度(如110℃或更高)。这种温度通常高于所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度，如上所述，这会降低所述二嵌段共聚物的交联结构。尽管如此，油脂材料12在不需要使用石油蜡时表现出了良好的抗滑塌性。
虽然所显示的是，油脂材料12与图1中的电缆箱10的容纳腔22a、22b、24a和24b一起的应用，但是油脂材料12还可以用于各种领域，如电领域、光电领域(即光学和电学部件的组合)和光学领域。例如，油脂材料12还可以设置在离散的连接器18、主腔26a和26b、以及侧槽28和30内。这为联接电缆14和16提供了额外的保护。额外的应用包括电缆、连接器(如离散连接器、标准接头、接线盒和油脂盒)、和闭合件(如引入线闭合件、填充闭合件、掩埋式闭合件和接线板)。特别合适的应用例子包括在Farrar，Jr的美国专利3,897,129号中公开的电连接器。
图2A和2B是与发明油脂材料12(图2A或2B中未显示)一起使用的引入线连接器32的透视图。引入线连接器32是用于与油脂材料12一起使用的特别合适的可封闭容器的例子。如图2A所示，引入线连接器32包括连接体34、金属线开口36、体腔38、U型接点40和盖子42。金属线开口36和体腔38延伸至连接体34内，并基本上用油脂材料12填充。U型接点被置于体腔38中，并包括狭缝44a和44b、以及狭缝46a和46b(狭缝46b未在图2A中示出)。盖子42通过活动铰链48连接至体腔38。
图2B示出了使用金属线50和52的引入线连接器32。在使用过程中，金属线50和52可以被插入到金属线开口36中，使得金属线50和52的尖端延伸到体腔38中。这使得油脂材料12围绕金属线50和52的尖端延伸，并进入金属线开口36中。然后可以卷曲U型接点40(即将其压入到体腔38中)，这使得金属线50和52分别通过狭缝44a和44b以及狭缝46a和46b插入。所述卷曲还剥去了金属线50和52的部分绝缘层，在金属线50和52之间产生电接触。然后可以将盖子42关闭并抵靠连接体34而固定，从而封闭体腔38。油脂材料12有效地堵住金属线开口36和体腔38，使其与外部环境条件隔离，这保护金属线50和52之间的连接不受湿气的影响。
性质分析和表征程序
有多种分析技术适合于表征本发明的油脂材料。本文中采用了几种分析技术。对这些分析技术的说明如下。
滑塌试验
根据下列程序来定性测定本发明的油脂材料，以确定在哪个温度下该油脂材料仍能继续显示抗滑塌性。下列程序包括：在形成所述油脂材料后，使该油脂材料经受不同的温度。它不包括：改变用于形成所述油脂材料的加工温度。
将4克油脂材料样品散布到2.54厘米(1.00英寸)宽×0.64厘米(0.25英寸)高的油膏盒中。然后将该盒放入烘箱中，在所需温度下放置1小时。在一小时后，将所述盒从烘箱中取出，使其在25℃下放置1小时，以进行冷却。然后将该盒倾斜至垂直方向，在该垂直方向保持48小时。在48小时后，目测从其原位置移动的油脂材料的量，并以1-4的等级进行分级。表1给出了等级划分和它们相应的标准。
表1
等级 标准
1 严重滑塌。油脂材料形成水平面，在25℃下从盒中流出。
2 中等滑塌。可以看到油脂材料流动，但油脂材料没有形成水平面。
3 轻微滑塌。油脂材料的表面比初始时光滑，但保留了主要的外貌特征。
4 无滑塌。油脂材料的细微外貌特征仍保留。
所述油脂材料经受的温度从25℃变化至200℃。
共聚物结构降级试验
根据下列程序来定性地测定本发明的油脂材料，以确定所述二嵌段共聚物的交联结构的降级程度。如上所述，保留所述二嵌段共聚物的物理交联结构的油脂材料由于所述二嵌段共聚物的富含苯乙烯的区域的光散射作用而呈现蓝色。然而，如果所述二嵌段共聚物的交联结构发生降级，例如当将所述油脂材料加热至接近或超过所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度时，该蓝色就会消失。由此，油脂材料是否呈现蓝色是该油脂材料在形成时或之后是否经受高温的指示。
在透明的16盎司广口瓶中目测250克所述油脂材料样品，以查看在环境光照下对于人的肉眼，该油脂材料是否呈显蓝色。蓝色的存在(当所述油脂材料基本上不含着色剂时)证明，该油脂材料不是在接近或超过所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度的加工温度下形成的。这个试验中使用的样品尺寸提供了足够量的油脂材料以提供蓝色，如果其存在。较小的样品尺寸可能由于较小的光散射量而不呈现蓝色。这种效果与水的光散射类似(即一小杯水看起来是透明的，而大湖的水看起来是蓝色的)。
实施例
在下面的实施例中更具体地描述本发明，这些实施例仅作为举例说明之用，因为对于本领域技术人员来说，在本发明范围内的许多修改和变化将是显而易见的。除非另有说明，在下面的实施例中提及的所有“份”、“百分比”和“比率”是在重量基础上的，并且在实施例中所用的所有试剂可得自或可以来自自下面描述的化学试剂供应商，或可以通过常规技术合成。
在下面的实施例中使用下列组分缩写：
“Kaydol油”：矿物油，以商品名“KAYDOL”White Mineral Oil商购自Crompton Corporation，Middlebury，CT。
“G1701”：苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，以商品名为“KRATONG1701”  Block Copolymer商购自Kraton Polumers，Houston，TX。
“G1702”：苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，以商品名“KRATON G1702”Block Copolymer商购自Kraton Polumers，Houston，TX。
“S1020”：苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，以商品名“SEPTON S1020”Block Copolymer商购自Septon Company of America，Pasadena，TX。
“Irganox”：抗氧化剂，以商品名“IRGANOX 1010”Antioxidant商购自Ciba Specialty Chemicals Corp.，Tarrytown，NY.
实施例1～7
根据下列程序来形成实施例1～7中的各种油脂材料。表2提供了用于各个实施例中的矿物油和二嵌段共聚物的量、以及在所述油脂材料中二嵌段共聚物的重量百分比。
表2
  实施例 二嵌段共聚物   二嵌段共聚物的重量百分比   二嵌段共聚物(克)     矿物油(克)
  实施例1     G1702     6.0％     15     235
  实施例2     G1702     8.0％     20     230
  实施例3     G1702     10.0％     25     225
  实施例4     G1701     10.0％     25     225
  实施例5     S1020     10.0％     25     225
  实施例6     G1701     12.5％     31     219
  实施例7     S1020     12.5％     31     219
将给定量的Kaydol油倒入到16盎司广口瓶中，并持续搅拌。采用三叶片钢制螺旋桨和得自Gast Manufacturing Corp.，Benton Harbor，MI.的2AM-NCC-16型气动马达，在500转/分下进行混合。将Kaydol油温和加热，并将0.2wt％(基于所述油脂材料的总重量)的Irganox抗氧化剂溶于该Kaydol油中。然后将加工温度降至25℃，并维持此温度(即停止加热)和常压。然后过滤所述二嵌段共聚物，并在5分钟的时间内加入到所述广口瓶中。采用孔直径为0.157厘米(0.062英寸)的5.5根金属线/厘米的筛网来过滤所述二嵌段共聚物。将所述筛网置于所述广口瓶上方，使得所述二嵌段共聚物直接落入所述混合的矿物油中。
然后将所述矿物油和所述二嵌段共聚物在广口瓶中、在25℃和常压下、在同样的混合速度下搅拌额外的五分钟。在该五分钟时间后，停止搅拌，并将含有所得油脂材料的广口瓶置于30mmHg的真空中，直至所述油脂材料发泡。然后将所述广口瓶从真空中取出，并使所述油脂材料在25℃和常压下放置12小时。然后根据上述的“共聚物结构降级试验”目测该油脂材料。在形成后，实施例1～7中所有油脂材料均呈现蓝色。由此，这些油脂材料在形成后保留了其二嵌段共聚物的物理交联结构。
实施例1～7的滑塌性测试
在形成后，根据上述的滑塌试验来测试实施例1～7的油脂材料。表3和4提供了油脂材料显示的滑塌量的分级评估。
表3
  实施例   25℃   80℃     100℃     120℃
  实施例1   4(无)   3(轻微)     3(轻微)     3(轻微)
  实施例2   4(无)   3(轻微)     3(轻微)     3(轻微)
  实施例3   4(无)   --     4(无)     3(轻微)
  实施例4   4(无)   --     4(无)     4(无)
  实施例5   4(无)   --     4(无)     4(无)
  实施例6   4(无)   --     4(无)     4(无)
  实施例7   4(无)   --     4(无)     4(无)
表4
实施例    140℃   160℃   180℃   200℃
实施例1    3(轻微)   1(严重)   1(严重)   1(严重)
实施例2    3(轻微)   2(中等)   1(严重)   1(严重)
实施例3    3(轻微)   3(轻微)   1(严重)   1(严重)
实施例4    3(轻微)   3(轻微)   3(轻微)   2(中等)
实施例5   4(无)   2(中等)   2(中等)   --
实施例6   4(无)   4(无)   3(轻微)   2(中等)
实施例7   4(无)   4(无)   2-3(轻微-中等)   1(严重)
表3和4中提供的数据显示，实施例1～7的油脂材料即使在升高的温度下仍具有良好的抗滑塌性。尤其是在25℃至100℃之间，所述油脂材料显示轻微滑塌或没有滑塌。由此，本发明中的油脂材料基本上保持了其初始位置，以保护下表面免受外界环境条件如湿气的影响。
所述数据还表明，在升高的温度下的抗滑塌性取决于在所述油脂材料中二嵌段共聚物的浓度。事实上，实施例5～7的具有10wt％和12.5wt％的二嵌段共聚物浓度的油脂材料在暴露于140℃～160℃的温度下时，显示了良好的抗滑塌性。虽然如此，实施例1和2的具有6wt％和8wt％的二嵌段聚合物浓度的油脂材料在高达甚至140℃的温度下仍显示足够的抗滑塌性。
实施例1～7的共聚物结构降级测试
在滑塌测试之后，根据“共聚物结构降级试验”再次目测实施例1～7的油脂材料。实施例1至7的保持在25℃的油脂材料，以及实施例1和2的暴露于80℃环境的油脂材料，都显示出蓝色。由此，本发明的油脂材料特别适合在这些温度下使用。实施例3～7的油脂材料未在80℃下测试。然而，由于实施例3～7的油脂材料中较高浓度的二嵌段共聚物，据信，这些油脂材料也将呈显蓝色。
实施例1～7的暴露于100℃～200℃环境的油脂材料是透明的，并且不呈显蓝色。如上所述，这与这些油脂材料的较低抗滑塌性有关。尽管这些结果涉及已在25℃下形成的油脂材料，但它们指示了将油脂材料加热至超过所述二嵌段共聚物的苯乙烯区的玻璃化转变温度的温度如何影响所述的抗滑塌和流动性。被加热到这样的温度的常规油脂材料显示出降低的抗滑塌性，甚至在25℃也是如此。相反，本发明的油脂材料在25℃显示出了良好的抗滑塌性，甚至在升高的温度下也是如此。
实施例1～7的改良滑塌测试
还对实施例1～7的油脂材料进行了改良滑塌测试。在这个试验中，在从烘箱中移出各个盒，并使其在25℃下放置1小时以冷却之后，接着将该盒倾斜至垂直方向，并在该垂直方向保持4天(不是48小时)。在这点上显示滑塌的任何油脂材料将从这个试验的其余部分中淘汰。然后将具有剩余的油脂材料的盒以垂直方向在70℃烘箱和80℃烘箱中放置一小时。
在该一小时后，将样品从烘箱中移出，冷却，并观察。如上面在滑塌试验中所讨论的，目测从其初始位置移动的油脂材料量，以等级1～4进行分级。表5提供了当所述油脂材料暴露于70℃环境时显示的滑塌量的等级评估。表6提供了当所述油脂材料暴露于80℃环境时显示的滑塌量的等级评估。
表5
实施例   80℃   100℃     120℃   140℃     160℃
实施例1   4(无)   N/T     N/T   N/T     N/T
实施例2   4(无)   N/T     N/T   N/T     N/T
实施例3   4(无)   4(无)     N/T   N/T     N/T
实施例4   4(无)   4(无)     4(无)   3(轻微)     N/T
实施例5   4(无)   4(无)     4(无)   4(无)     N/T
实施例6   4(无)   4(无)     4(无)   4(无)     4(无)
实施例7   4(无)   4(无)     4(无)   4(无)     4(无)
(N/T)＝未测试
表6
实施例   80℃   100℃     120℃     140℃     160℃
实施例1   3(轻微)   N/T     N/T     N/T     N/T
实施例2   3(轻微)   N/T     N/T     N/T     N/T
实施例3   4(无)   4(无)     N/T     N/T     N/T
实施例4   4(无)   4(无)     4(无)     3(轻微)     N/T
实施例5   4(无)   4(无)     4(无)     4(无)     N/T
实施例6   4(无)   4(无)     4(无)     4(无)     4(无)
实施例7   4(无)   4(无)     4(无)     4(无)     4(无)
(N/T)＝未测试
在表5和6中提供的数据显示，实施例1～7的油脂材料即使在经受70℃和80℃的温度时也显示出良好的抗滑塌性。由此，即使在升高温度的环境中使用，本发明的油脂材料也基本上保持它们的初始位置。
尽管已参考优选实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将意识到，在不偏离本发明的实质和范围的条件下，可以在形式和细节上进行变化。

Claims (10)

1.一种制作密封材料的方法，该方法包括：
提供二嵌段共聚物，其中该二嵌段共聚物包括多个苯乙烯区和多个橡胶区，且其中所述苯乙烯区具有玻璃化转变温度；和
在低于大约所述苯乙烯区的玻璃化转变温度的加工温度下，将所述二嵌段共聚物与矿物油合并。
2.如权利要求1所述的方法，包括：在将所述二嵌段共聚物与所述矿物油合并之前，过滤该二嵌段共聚物，以提供经过滤的平均粒度为约1毫米或更小的二嵌段共聚物。
3.如权利要求1或2的方法，还包括：将微球体与所述矿物油和所述二嵌段共聚物合并。
4.一种制作密封材料的方法，该方法包括：
提供苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物；
过滤该苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，以提供经过滤的苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，其平均粒度为约1毫米或更小；和
在约80℃或更低的加工温度下，将所述经过滤的苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物浸入矿物油中。
5.如权利要求1或4中任一项所述的方法，其中所述加工温度为约50℃或者更低。
6.如权利要求4所述的密封材料，其中所述密封材料包括凝胶材料。
7.一种密封材料，包括：
矿物油；和
苯乙烯-橡胶二嵌段共聚物，其中当基本没有着色剂时，所述油脂材料呈现蓝色。
8.如权利要求1或4所述的关于权利要求7的密封材料的方法，其中基于所述油脂材料的总重量，所述二嵌段共聚物占所述油脂材料的约15.0wt％或者更少。
9.如权利要求1或4所述的关于权利要求7的密封材料的方法，其中所述二嵌段共聚物选自：苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-聚丁二烯、苯乙烯-乙烯/丁烯、苯乙烯-乙烯/丙烯、及其组合。
10.如权利要求7所述的密封材料，其中所述密封材料包括油脂。
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