本发明专利技术涉及用于高温弹性复合材料应用的复合材料。更具体地，本发明专利技术涉及弹性复合材料，该弹性复合材料由通过氮化硼、二氧化硅和氧化硼添加剂来热稳定的硅倍半氧烷有机硅树脂的硅烷醇－硅烷醇缩合反应混合物作为它们的基质形成。聚合物基质复合材料包括固化的高分子量的、中间分子量的和任选地低分子量的有机硅树脂的基质，其包括氮化硼和二氧化硅添加剂以及加强材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高温耐用弹性复合材料应用的有机硅树脂复合材料及其制造方法相关申请数据本专利技术要求2007年6月19日提交的共同拥有的同时待审的美国申请的临时 专利申请第60/936，472号的权益。本申请涉及各自在同一天同时提交的共同拥有的同 时待审的申请“Red Heat “ Exhaust System SiliconeComposite O-Ring Gaskets and Method for Fabricating Same ( “赤热”排气系统有机硅复合材料0形垫圈及其制造方法)串请第_号禾口 InternalCombustion (IC) Engine Head Assembly CombustionChamber MultipleSpark Ignition(MSI)Fuel Savings Device and Methods of FabricationThereof (内燃(IC)发动机汽缸盖组件燃烧室多火花点火(MSI)燃料节省设备 及其制造方法)申请第—号。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及用于高温弹性复合材料应用的复合材料。更具体地，本专利技术涉及弹性 复合材料，其由通过氮化硼、二氧化硅和氧化硼添加剂来热稳定的硅倍半氧烷有机硅树脂 的硅烷醇-硅烷醇缩合反应混合物作为它们的基质形成。当复合材料在200°C到1000°C被 热固化时，得自15%压缩疲劳循环测试的10，000，000次循环的％回复率随着固化温度升 高而下降，如附图说明图1所示的。另外，当这些相同的多孔复合材料用树脂共混物真空浸渍时，它 们承受相同的10，000，000次疲劳循环时具有大于95%的回复率，也如图1所示的。复合 材料已承受4年内燃(IC)发动机加压的严格的排气歧管温度，而在接近1000°C的持续的 和峰值温度下没有来自废气的密封泄漏或烧穿。复合材料已通过FAA火穿透、烧穿、放热 (< 10kff/m2)、烟雾密度和根据BSS 7239的波音毒性测试。2.先前公布的技术的描述Beckley的专利US 5，552，466旨在教导生产可处理的树脂共混物的方法，所述树 脂共混物在赤热区生产高密度的二氧化硅陶瓷。优选的催化剂己酸锌通过Beckley处理方 法产生了高交联密度的聚合物，相比于由使用氮化硼、二氧化硅和优选的氧化硼催化剂的 Clarke方法生产的高温弹性有机硅聚合物，Beckley处理方法有利于形成高收率的陶瓷复 合材料。没有提及与Clarke相关的复合材料所共有的压缩_回复性质。Boisvert等人的专利US 5，972，512旨在教导硅烷醇-硅烷醇缩合固化的甲基硅 倍半氧烷树脂，其能够制造具有比有机层压制品优良的性能的不燃的复合材料。没有提及 生产包含氮化硼和二氧化硅的高温弹性有机硅，以便生产耐火弹性有机硅层压制品，该有 机硅层压制品缓慢地转变为柔性陶瓷，然后转变为陶瓷，在2000° F下15分钟之后没有烧 穿。并且，耐火性是甲基树脂的特性，甲基树脂甚至当节约地使用时也忽略了苯基树脂的高 热优点。并且，弹性复合材料具有未在Boisvert专利中提及的异质材料结合优点。Clarke专利US 6，093，763旨在教导将己酸锌催化剂用于具有氮化硼作为填料的 比率为2 1的两种具体的有机硅树脂。己酸锌催化剂产生不同于由氮化硼、二氧化硅和氧 化硼的反应混合物以及受控的反应方法生产的优选的弹性复合材料的高交联密度聚合物。相比于节约地使用以便有利于用于生产弹性复合材料的慢反应的氧化硼催化剂，使密封剂 能够起作用所要求的锌催化剂的量也是过量的。Clarke的专利US 6，161，520旨在教导由Clarke的共同待审的美国专利申请 系列第08/962，782号、第08/962，783号和第09/185，282号得到的垫圈材料，上述申请 全部都教导需要使用氮化硼作为催化剂来使生产垫圈所需的树脂共混物缩聚。Clarke 已经证明氮化硼不是催化剂，如错误地所要求的。Clarke通过使用优选的CERAC，Inc. item#B-1084-99. 5%纯的氮化硼试图在177°C重复873专利的图1 “凝胶”曲线，证明了氮 化硼不是催化剂的确定性。其他研究同事也已经证实了氮化硼不是有机硅缩合催化剂的确 定性。将需要调查大量可能的污染，以便找到实际的催化剂或催化剂的组合，所述污染包括 湿度的可能性。没有提及使用氮化硼、二氧化硅和氧化硼作为在环境温度下在旋转缸中处 理的反应混合物，以便有利于生产高温弹性复合材料。也没有提及氧化硼作为催化剂，当氧 化硼作为来自氮化硼的化学处理(文献1)的残余物使用时，解决了氮化硼成本优势。Clarke的专利US 6，183，873B1旨在教导在生产用于陶瓷加强物的热熔化或湿浸 渍的聚硅氧烷树脂制剂中使用氮化硼作为催化剂。如卜.所沭，氮化硼不是催化剂，如错误地 所要求的。上面描述的‘873专利的最昂贵的和最有毒性的热熔化和湿处理方法用由专利技术 人提出的优良的环境温度方法来消除。没有提及使用氧化硼作为催化剂的树脂制剂(表 6)。另外，没有提出生产“柔性陶瓷”高温弹性层压制品的方法。并且，没有提出使用激光 处理(高达16，5000C )来使拉伸强度增加25%和形成陶瓷密封的边缘。没有提及使用氮 化硼中包含的残余的氧化硼作为催化剂添加来源的经济优势。Clarke的SAE 2002-01-0332论文(文献2)提到作为路易斯酸催化剂的高纯度的 氧化硼和作为这些有机硅缩聚催化剂的不明显的抑制剂提及的二氧化硅。单独添加高成本 的氮化硼和氧化硼。没有提及使用含有氧化硼残余物的氮化硼作为氧化硼催化剂来源来生 产树脂制剂以及成本节约优势。另外，没有提出生产能够高温弹性回复(图1)的“柔性陶 瓷”层压制品的方法。并且，没有提出使用激光处理(高达16，5000C )来使拉伸强度增加 高达25%和形成陶瓷密封的边缘。也没有提及当除热时弹性复合材料的“自熄”性质。在 优良的燃料节约柔性陶瓷复合材料点火设备中防止燃烧提前点火是基本要求。引用的文献美国专利文献5，552，46609//03/,1996Beckley 等人5，972，51210//26/,1999Boisvert 等人6，093，76307//25/,2000Clarke6，161，52012//19/,2000Clarke6，183，87302//06/,2001Clarke公布的文献1. Lenonis, D. A. ；Tereshko, J.禾口 CM. Andersen, Boron Nitride Powder-AHigh-Performance Alternative for Solid Lubrication(氮 化 硼 粉 末-一种用于固体润滑的高性能替代物)，Advanced Ceramics Corporation, A SterlingPublication(1994)。2.Clarke, W. Α. ；Azzazy, M 禾口 West, R. , Reinventing the InternalCombustionEngine Head and Exhaust Gaskets (重新专利技术内燃机汽缸盖和排气垫圈)，Clarke &本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机硅树脂共混物，其包括： 高分子量（ＭＷ）“片状有机硅树脂”； 中间ＭＷ液态前体；以及任选地 低ＭＷ液态树脂，如５０００ＭＷ； 亚微米氧化硼／氮化硼聚集体，其作为催化剂，以２０／１到２．５／１的树脂对聚集体的重量比存在，其中所述树脂可以是树脂中的任一种或组合，且其中所述氧化硼／氮化硼聚集体的氧化硼含量为所述氧化硼／氮化硼聚集体含量的０．５ｗｔ．％到５ｗｔ．％，以及 亚微米耐火填料，如亚微米二氧化硅或细分散的硅胶。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉A克拉克，
申请(专利权)人：弗莱克斯伯陶器公司加州公司，
类型：发明
国别省市：US
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