一种有机硅发泡组合物及由该发泡组合物制备的有机硅多孔发泡材料制造技术

本发明专利技术涉及一种就地成型或可预制成型的有机硅发泡组合物及由该发泡组合物制备的多孔发泡有机硅材料，所述有机硅发泡组合物包括：A、基础胶料；B、含氢交联剂；C、至少一种含有羟基的物质；D、第八族过渡金属化合物催化剂。由上述发泡组合物制备的多孔发泡有机硅材料能够满足机场跑道端特性材料拦阻系统(EMAS)的要求。

Organosilicon foaming composition and organosilicon porous foaming material prepared from the foaming composition

The present invention relates to a organosilicon foaming composition and a porous organosilicon material prepared by the foamed composition. The organosilicon foaming composition includes: A, base rubber; B, hydrogen containing crosslinking agent; C, at least one kind containing hydroxyl substance; D, eighth family of transition metal compounds. Chemical agent. The porous foaming silicone material prepared by the foaming composition can meet the requirements of the airport runway end characteristic material arresting system (EMAS).

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅发泡组合物及由该发泡组合物制备的有机硅多孔发泡材料
本专利技术涉及材料工程及应用专业领域，特别涉及一类用于机场跑道端特性材料拦阻系统(EMAS)的就地成型或可预制成型的有机硅发泡组合物及由该发泡组合物制备的有机硅多孔发泡材料。
技术介绍
国内外的统计数据均表明，在严重危害民航飞行安全的事故征候中，飞机冲/偏出跑道位列首位。为此，国际民航组织即将在“国际标准与建议措施”中提高跑道端安全区长度的标准，以减少因为冲出跑道造成的重大飞行安全事故。但是，由于地理或者其它环境因素的制约等原因，很多机场难以满足新的跑道端安全区长度要求，而通过在跑道端头铺设特性材料拦阻系统(EngineeredMaterialArrestingSystem，简称EMAS)，可以在不增加安全区长度的情况下，实现与新标准等效的安全保障。与水泥基发泡混凝土制备的EMAS特性材料相比，有机硅材料具有良好的户外耐候、耐老化性能、较宽的使用温度和区域湿度适应范围等优点，而有机硅多孔泡沫材料则具有优异的减震吸能性，而且该材料既可以就地成型，又可以预制成型，具有良好的施工性能，便于运输和储存，因而可以使用多孔有机硅泡沫材料作为特性材料拦阻系统。用于特性材料拦阻系统的材料一般要求其具有良好的阻燃性，然而有机硅材料本身是可燃的，因而需要在多孔有机硅泡沫中添加阻燃填料。普通泡沫硅橡胶具有良好的弹性，在受到压缩时通常会储存能量，但并不能使能量耗散、被吸收掉，因此不适宜用于特性材料拦阻系统，需要在保证有机硅泡沫材料在满足EMAS的需求基础上对其改性，来降低弹性，提高脆性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于机场跑道端特性材料拦阻系统(EMAS)的就地成型或可预制成型的发泡组合物，其组成主要包括基础胶料A组分、含氢交联剂B组分、含羟基的小分子物质C组分和催化剂D组分，以100重量份的A组分为基准，组分B的量为10～30重量份，优选为20～30重量份，组分C的量为0.5～20重量份，优选为1～20重量份之间，组分D的量为0.1～1.5重量份，优选0.2～0.9重量份，优选0.3～0.7重量份，更优选0.4～0.6重量份。所述的基础胶料A组分包括：70～100份，优选80～100份的结构为(I)端乙烯基聚二甲基硅氧烷聚合物，其25℃下粘度为3000～8000mPa.s，乙烯基含量为0.05～0.3wt.％，其中Vi表示乙烯基，Me表示甲基；10～40份，优选15～35份结构为(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(SiO2)c的含乙烯基MQ硅树脂，其中(a+b)/c＝0.6～0.9，优选0.65～0.85(M/Q)，a＝6～35，优选a＝15～30；b＝2～8，优选b＝4～7，c＝12～55，优选c＝15～40，乙烯基MQ树脂的分子量为2000～8000，优选4000～7000，乙烯基(Vi表示)含量为1.0～4.0wt％，优选2.0～3.0wt.％；80～160份，优选85～130份填料，包括阻燃填料如氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化钼等，优选氢氧化铝；补强填料如气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅；增量填料如硅微粉、碳酸钙等；0～2.5份，优选0.5～1.5份色母料或0～1.5份，优选0.2～0.8份色母料，其中色母料的组成为相应的色料与(例如粘度为200～800mPa.s，优选500mPa.s的)惰性聚二甲基硅氧烷(硅油)按1:1～8，优选1:2～6，更优选1:4(色料：硅油)的比例混合均匀后经三辊研磨机研磨两次后制备而成。优选地，所述的含氢交联剂B组分，其分子结构如(II)所示；B组分中主要包括两种规格的含氢交联剂，即高含氢交联剂和低含氢交联剂；其中高含氢交联剂中，与硅原子直接相连的氢(Si—H)含量为1.4～1.6wt.％，25℃下粘度为50～100mPa.s；低含氢交联剂中，与硅原子相连的氢(Si—H)含量为0.5～0.9wt.％，25℃下粘度为50～150mPa.s。在配制组合物时，以100份基础胶料A为基准，组分B的量通常为10～30份，优选20～30份之间。如果组分B用量太少，本专利技术的胶料就不能很好的发泡。相反的，如B组分过多，就会使发泡材料的物理性能下降，耐热性变差。其中，高含氢交联剂和低含氢交联剂的质量比范围为100/30～30/100，优选100/50～50/100之间，如果高含氢交联剂的用量低于上述范围，就不易得到低密度的多孔发泡有机硅材料。如果高于上述范围，会导致多孔发泡有机硅材料的泡孔孔径过大且不均匀。所述的C组分为含羟基的小分子物质，如水、甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、辛醇、异辛醇、丙三醇等，以100份的A组分为基准，组分C的添加量为0.5～20份，优选1～20份；若组分C用量过少，本专利技术的胶料就不能很好的发泡。相反的，若C组分太多，就会使发泡多孔有机硅泡沫体的物理性能下降。在本专利技术的发泡组合物中，组分C能够与组分B反应，使胶料发泡和膨胀，形成多孔的泡沫材料。所述的D组分为含第八族过渡金属化合物的催化剂，如铂、铑、钯等，优选铂催化剂，如氯铂酸、氯铂酸与异丙醇络合物、氯铂酸与1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的络合物、氯铂酸与1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的络合物，其中第八族过渡金属化合物的含量为4000～6000ppm；以100份的A组分为基准，组分D的量通常为0.2～0.9份，优选0.4～0.6重量份。本专利技术进一步涉及由所述的有机硅发泡组合物发泡后制备的的有机硅多孔发泡材料，其特征在于，其泡孔分布均匀，泡孔直径≤5mm,空隙度为15～85％，泡沫材料的密度低于1.2g/cm3，优选0.35～0.65g/cm3。所述的发泡组合物进一步具有如下力学性能特点：抗压强度0.1～0.8MPa、以及图1所示的侵彻试验应力-应变曲线特征，其中压溃段曲线不小于材料厚度的60％。在一个具体实施方式中，所述的有机硅发泡组合物，其中基础胶料的制备方法如下：根据配方组成，将含乙烯基MQ硅树脂、端乙烯基聚二甲基硅氧烷(I)、填料以及色母料加入到捏合机中，升温至120℃～190℃捏合4～6h，冷却至室温；然后经三辊研磨机研磨两次后得所需基础胶料。所述的有机硅发泡组合物制备有机硅多孔发泡材料的方法包括有机硅发泡组合物中的A、B、C、D四种组分按照混合比例称量后，混合至均匀，然后发泡并进行固化反应。在一个具体实施方式中，所述的有机硅发泡组合物制备有机硅多孔发泡材料的方法，该方法包括：将有机硅发泡组合物中的A、B、C、D四种组分按照混合比例称量后，经高速搅拌(3000～6000r/min)混合1-3min至均匀，然后在20℃～30℃下发泡并进行固化反应。在本专利技术中，为调节操作时间，延长固化时间，可在A组分中添加适量的具有阻聚作用的添加剂即阻聚剂，主要为硅氢加成反应抑制剂如1,3-二乙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7四-甲基环四硅氧烷、1-乙炔基-1-环已醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇中的一种或几种。本专利技术进一步提供了所述的有机硅发泡组合物制备的多孔发泡有机硅材料用于机场跑道端特性材料拦阻系统的用途。本专利技术的优点：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅发泡组合物，其组成主要包括基础胶料A组分、含氢交联剂B组分、含羟基的小分子物质C组分和催化剂D组分，以100重量份的A组分为基准，组分B的量为10～30重量份，优选为20～30重量份，组分C的量为0.5～20重量份，优选为1～20重量份之间，组分D的量为0.1～1.5重量份，优选0.2～0.9重量份，优选0.3～0.7重量份，更优选0.4～0.6重量份。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅发泡组合物，其组成主要包括基础胶料A组分、含氢交联剂B组分、含羟基的小分子物质C组分和催化剂D组分，以100重量份的A组分为基准，组分B的量为10～30重量份，优选为20～30重量份，组分C的量为0.5～20重量份，优选为1～20重量份之间，组分D的量为0.1～1.5重量份，优选0.2～0.9重量份，优选0.3～0.7重量份，更优选0.4～0.6重量份。2.根据权利要求1所述的有机硅发泡组合物，其中基础胶料A组分主要包括：70～100重量份，优选80～100重量份的结构为(I)的端乙烯基聚二甲基硅氧烷聚合物，其25℃下粘度为3000～8000mPa.s，乙烯基含量为0.05～0.3wt.％，其中Vi表示乙烯基，Me表示甲基；10～40重量份，优选15～35重量份结构为(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(SiO2)c的含乙烯基MQ硅树脂，其中(a+b)/c＝0.6～0.9(M/Q)，优选0.65～0.85(M/Q)，a＝6～35，优选a＝15～30；b＝2～8，优选b＝4～7，c＝12～55，优选c＝15～40，乙烯基MQ树脂的分子量为2000～8000，优选4000～7000，乙烯基(Vi表示)含量为1.0～4.0wt％，优选2.0～3.0wt.％；80～160重量份，优选85～130重量份填料，例如选自阻燃填料如氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化钼等，优选氢氧化铝；补强填料如气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅；增量填料如硅微粉、碳酸钙中的一种或多种；0～2.5重量份，优选0.5～1.5重量份色母料或0～1.5重量份，优选0.2～0.8重量份色母料，其中色母料为相应的色料与惰性聚二甲基硅氧烷(硅油)按1:1～8，优选1:5～6，更优选约1:4(色料：硅油)的重量比混合后制备而成。3.根据权利要求1或2所述的有机硅发泡组合物，其中，B组分中包括两种规格的含氢交联剂，即高含氢交联剂和低含氢交联剂；其中高含氢交联剂中，与硅原子直接相连的氢(Si—H)含量为1.4～1.6wt.％，25℃下粘度为50～100mPa.s；低含氢交联剂中，与硅原子相连的氢(Si—H)含量为0.5～0.9wt.％，25℃下粘度为50～150mPa.s；B组分中高含氢交联剂和低含氢交联剂的质量比范围为100/30～30/100，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶云峰，史亚杰，张先银，赵阳，徐燕芬，金浪，樊宗全，姚红宇，张程夕，方辉，陈群跃，
申请(专利权)人：成都拓利科技股份有限公司，中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51