阻燃性聚硅氧烷泡沫体制造技术

一种具有高阻燃性并在燃烧时形成坚硬焦化物的固化聚硅氧烷泡沫体，基于总的组合物重量，该聚硅氧烷泡沫体含有１－６０重量％的硅灰石矿物。聚硅氧烷泡沫体可通过任何本领域公知的可固化形成聚有机硅氧烷泡沫体的组合物形成。优选的是使用铂族金属催化剂固化的那些聚有机硅氧烷泡沫体。在一优选的组合物中，聚硅氧烷泡沫体是通过固化这样一种组合物形成的，该组合物含有一种平均每分子至少含两个链烯基的液体聚有机硅氧烷、一种每分子含至少三个硅键链的氢原子的有机氢硅氧烷、一种含羟基的化合物、硅灰石和一种铂催化剂。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有良好阻燃性能和良好物理性能的聚硅氧烷泡沫体。具体地，本专利技术涉及含硅灰石填料的聚硅氧烷泡沫体。在USP4,590,222中，Bauman公开了含有聚二有机硅氧烷、树脂共聚物、铂催化剂、有机氢硅氧烷、羟基封端的聚二有机硅氧烷、填料和有机醇的聚硅氧烷泡沫体组合物。在USP4,871,781中，Weise公开了含有聚有机硅氧烷、聚有机氢硅氧烷、铂催化剂和饱和多元醇的可发性组合物。在USP5,358,975中，Anderson公开了含有聚有机硅氧烷、有机氢硅氧烷、铂催化剂、α，ω-二元醇和树脂共聚物的可发泡组合物。专利技术概述本专利技术提供一种具有非常高阻燃性并在燃烧时形成坚硬焦化物的固化聚硅氧烷泡沫体，基于总的组合物重量，该聚硅氧烷泡沫体含有1-60重量％的硅灰石矿物。聚硅氧烷泡沫体可通过任何本领域公知的可固化形成聚有机硅氧烷泡沫体的组合物形成。优选的是使用铂族金属催化剂固化的那些聚有机硅氧烷泡沫体。在一优选的组合物中，聚硅氧烷泡沫体是通过固化这样一种组合物形成的，该组合物含有一种平均每分子至少含两个链烯基的液体聚有机硅氧烷、一种每分子含至少三个硅键连的氢原子的有机氢硅氧烷、一种含羟基的化合物、硅灰石和一种铂催化剂。专利技术详述本专利技术提供一种固化的阻燃性聚硅氧烷泡沫体，该泡沫体含有含均匀分散的添加剂的固化多孔聚有机硅氧烷基质，所述添加剂含1-60重量％的硅灰石。该泡沫体具有意想不到的良好的阻燃性，并在燃烧时形成坚硬的焦化物结构。本专利技术人还发现，在聚有机硅氧烷泡沫体中使用硅灰石代替其它的非增强填料，可意想不到地能够有利于调节泡沫体的压缩变形性能，而对其它性能如密度、拉伸强度、伸长率和撕裂性能等没有大的影响。硅灰石也称作偏硅酸钙，为天然存在的物质。本专利技术中所用硅灰石为矿物形式，为针形形态，即类似针状。典型地，该矿物的数均粒径为约2-30μm，长径比(长度∶直径)为3∶1至约30∶1。优选硅灰石的数均粒径为约5-15μm，且长径比为约15∶1至30∶1。本专利技术中所用的硅灰石具有较低的BET表面积，典型地为小于25m2/g，优选小于5m2/g。优选的硅灰石为由纳爱科矿物公司(NYCOMinerals，Inc.，WillsboroNY.)提供的材料。使用非硅灰石的其它形状和形态的硅酸钙的组合物，不具有本专利技术组合物的成焦化物性能或低放热速率。例如，用典型具有球形形状的合成硅酸钙制得的组合物，不具有所需的防火性能。硅灰石含量小于约1重量％的组合物不具有本专利技术的成焦化物性能和低放热速率。适用的硅灰石的上限将取决于未固化的和固化的组合物所需的性能，以及使未固化材料形成并保持泡沫体的能力。通常，硅灰石的含量大于约60重量％，则导致未固化的组合物太硬，因此难以加工，且不会发泡成为均匀的泡沫体。优选的形成阻燃性聚硅氧烷泡沫体的组合物含有下述组分(A)一种每分子含平均至少两个链烯基的液体聚有机硅氧烷；(B)一种每分子含至少三个硅键连的氢原子的有机氢硅氧烷，其中每个硅原子上有不超过一个所述的氢原子；(C)一种含羟基的化合物；(D)一种铂族金属催化剂；以及(E)硅灰石。更优选的情形是组合物还进一步含有(F)一种树脂状聚有机硅氧烷。组分(A)为一种液体聚有机硅氧烷。适宜的聚有机硅氧烷每分子中含至少两个链烯基，且在25℃下的粘度为10-1,000,000mPa·s，优选100-250,000mPa·s。优选的链烯基包括乙烯基、烯丙基和己烯基。最优选的是乙烯基。在这种聚有机硅氧烷中至少90％的重复单元为通式R1R2SiO表示的二有机硅氧烷，其中R1和R2独立地选自典型地含1-10个碳原子的一价未取代和取代的烃基。优选地，作为可固化聚有机硅氧烷特征的链烯基位于分子的端硅氧烷单元上，然而一个或多个链烯基也可以键连在非端硅氧烷单元上。在优选的聚有机硅氧烷中，至少一个键连在每一硅原子上的烃基为甲基，且剩余的烃基均为苯基、3，3，3-三氟丙基、烷基或链烯基。在更优选的聚有机硅氧烷中，所有硅键连的烃基中至少80％为甲基，且剩余的烃基为烷基或链烯基。聚有机硅氧烷可含有两种或多种例如具有不同粘度、有机取代基或链烯基含量的有机硅氧烷聚合物。组分(B)为有机氢硅氧烷，且在本专利技术的形成泡沫体的组合物中起到固化剂的作用。有机氢硅氧烷中的硅键连的氢原子与组分(A)的聚有机硅氧烷的链烯基反应，以固化本专利技术的形成泡沫体的组合物。有机氢硅氧烷中的硅键连的氢原子，还可用来生成对本专利技术组合物进行发泡的氢气。可用作组分(B)的有机氢硅氧烷，其每分子中含平均至少三个硅键连的氢原子。硅原子上的剩余化合价被选自具有1-6个碳原子的烷基和苯基的有机基团所满足。优选的烷基包括甲基、乙基和己基。最优选的有机基团为甲基。组分(B)的有机氢硅氧烷可以是线性、环状或支化的结构，可以是均聚物、共聚物，两种或多种不同均聚物的混合物，两种或多种不同共聚物的混合物，或这些类型的聚合物的混合物。适用作组分(B)的聚合物包括但不限于聚甲基氢硅氧烷，三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷，二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和三甲基硅氧烷单元的共聚物，以及二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和二甲基氢硅氧烷单元的共聚物。优选的有机氢硅氧烷为线性结构，其在25℃下的粘度为1-10,000mPa·s，且含有二烷基硅氧烷和带有端三烷基甲硅烷氧基单元的烷基氢硅氧烷单元，其中烷基含1-4个碳原子，最优选的烷基为甲基。组分(B)的用量应足以提供在固化过程中所需的交联度，并生成使混合物发泡所需量的氢气。通常，基于100重量份的组分(A)，组分(B)的用量范围为约2-80重量份，优选5-40重量份。组分(C)为含羟基的化合物，选自多元醇、一元醇、含甲硅烷醇基团的有机硅烷、含甲硅烷醇基团的有机硅氧烷和水。组分(C)还可包含这些化合物的混合物。在优选的组合物中，组分(C)的羟基与组分(B)的一些硅键连的氢反应，以生成在泡沫体中产生气室的氢气。在本领域中可将组分(C)称为发泡剂。当组分(C)含有多元醇时，这种多元醇为具有3-12个碳原子且每分子中含平均至少两个羟基的有机醇。构成多元醇主链的碳链可以是直链的或支链的，或者是具有非直接键连羟基的芳环。适用的多元醇包括每分子具有至少两个羟基的饱和多元醇。饱和多元醇例如Weise在USP4,871,781中有说明，对于其在有关饱和多元醇作为发泡剂方面的说明，这里引为参考。脂族多元醇的实例为二元醇，如1，2-乙二醇、2，3-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，6-己二醇；1，2，3-丙三醇；2，2-二羟甲基-1-丁醇；丁糖醇，如赤藓醇和季戊四醇(2，2-二羟甲基-1，3-丙二醇)；戊糖醇，如阿糖醇、木糖醇和甲基戊五醇；己糖醇，如甘露糖醇和山梨糖醇；以及环脂族多元醇，如环己二醇、环己三醇和环己六醇。本专利技术中优选的多元醇为二元醇。优选的二元醇为1，2-乙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，7-庚二醇。应当使用足够量的多元醇，以获得发泡过程中所需量的氢气，和/或在后固化的泡沫体中获得所需的释放度。基于100重量份组合的组分(A)和组分(B)，通常应当使用约0.05-8重量份的组分(C)。基于100重量份组合的组分(A)和组分(B)，组分(C)的优选使用量为0.2-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化的聚硅氧烷泡沫体，该泡沫体含有１－６０重量％的硅灰石矿物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉R尼科尔森，劳伦斯J拉普森，基尔斯坦L谢泼德，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]