專利名稱：硅酮泡沫及其生產方法
技術領域：
本發明屬于防火材料領域，涉及一種防火泡沫膠，具體的說是一種硅酮泡沫及其
生產方法。
背景技術：
現有防火封堵大多采用有機防火堵料及無機防火水泥。有機防火堵料由于含有毒 性揮發物，在一些對環境要求嚴格的場合禁止使用；無機防火水泥雖然無毒性，但在封堵完 畢后會固化成堅硬的塊狀物，無伸張及壓縮彈性，無法補償機械管線震動及建筑物沉降引 起的機械位移，且管道及電纜等穿墻物件在維修及更換時需用重力將封堵物敲出，極易損 壞周邊墻體，管道及電纜的維護非常不便。現有技術中也公開了一些阻燃性聚有機硅氧烷泡沫體的制備方法Modic在美國 專利3，425，967中公開了使用含石棉和纖維狀鈦酸鉀的混合物作為聚有機硅氧烷泡沫體 的阻燃添加劑。Lee等在美國專利4，026，842以及Smith在美國專利3，923，705中公開了 使用鉬或鉬化合物以改進聚有機硅氧烷泡沫體的阻燃性，其中聚有機硅氧烷泡沫體是通過 有機氫硅氧烷與含硅鍵連的羥基基團的硅氧烷反應制備的。Smith指出，通過使用炭黑可 進一步改進阻燃性。Harper等在美國專利4，433，069中公開了阻燃性聚硅氧烷泡沫體，該 泡沫體含有至少0. 非金屬纖維狀耐熱材料、至少一種細分散的非金屬多孔耐熱材料、和 至少5ppm鉬的混合物。纖維狀耐熱材料包括天然存在的材料，如石棉，以及由玻璃、碳、氧 化鋁或無機硅酸鹽形成的人造纖維和晶須，無機硅酸鹽例如硅酸鋁以及硅酸鋁和堿金屬和 /或堿土金屬的硅酸鹽的混合物，優選的纖維狀耐熱材料為玻璃和碳。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對以上現有技術存在的缺點，提出一種硅酮泡 沫及其生產方法，具有良好防火性能和良好物理性能，用于各類管線的穿墻縫隙防火封堵。本發明解決以上技術問題的技術方案是硅酮泡沫，由A組分和B組分組成，A組分和B組分按1 1混合；A組分由基料M和含氫聚硅氧烷組成，A組分中各組分重量百分比為基料M75 97%含氫聚硅氧烷 3 25%;基料M為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料M的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 15 55%端乙烯基聚硅氧烷 10 50%端烷基聚硅氧烷 5 45%;B組分由基料N和鉬族金屬催化劑組成，B組分中各組分重量百分比為基料N99. 8 99. 99 %
鉬族金屬催化劑 0. 01 0. 2% ；鉬族金屬催化劑為銠、釕、鈀、鋨、銥或鉬的催化劑；基料N為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料N的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 15 55%端乙烯基聚硅氧烷 10 50%端烷基聚硅氧烷 5 45%。硅酮泡沫的生產方法，按以下步驟進行(1)將基料M經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2 3小時，再經 三輥研磨機研磨；(2)將步驟(1)所得基料M和含氫聚硅氧烷按配比配成組分A ；(3)將基料N經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2 3小時，再經 三輥研磨機研磨；(4)將步驟(3)所得的基料N和鉬族金屬催化劑按配比配成組分B ；(5)將組分A和組分B按1 1混合或在現場用專用打膠機經靜態混合器混合，常 溫發泡，硫化后形成低密度彈性防火泡沫體。端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷或端烷基聚硅氧烷在25°C下的粘度為 10-1，000，OOOmPa s。本發明的硅酮泡沫，基料M和基料N中還含有補強填料，補強填料加入量為基料重 量的0 20%，補強填料是氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑、納米碳酸鈣、石英粉或硅樹脂中 的至少一種。基料M中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料M重量的0 80%，阻 燃防火組分是膨脹石墨粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料N中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料N重量的0 80%，阻 燃防火組分是多聚磷酸銨、季戊四醇、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料M中還含有黑色顏料，黑色顏料加入量為基料M重量的0 10%，黑色顏料是 炭黑或氧化鐵黑中的至少一種。基料N中還含有黃色顏料，黃色顏料加入量為基料N重量的0 10 %，黃色顏料是 氧化鉻黃或氧化鐵黃中的至少一種。鉬族金屬催化劑包含銠、釕、鈀、鋨、銥或鉬的催化劑。適用的銠催化劑公開于Lee 等的美國專利4，026，835，其中有關用于聚硅氧烷泡沫體的銠催化劑的內容，這里不再重復 描述。基于鉬的催化劑是特別優選的，并且它可以采取有效促進Si-H基團與硅鍵連的鏈烯 基反應的任何公知的形式，還可有效地促進Si-H基團與有機醇中的羥基0H基團的反應，為 發泡過程中提供氫氣。鉬的適宜形式包括但不限于氯鉬酸、鉬化合物、以及鉬化合物與不飽 和有機化合物或具有硅鍵連基團的硅氧烷的配合物，硅鍵連基團含烯鍵式不飽和基團。其 它適宜的鉬催化劑的實例包括鹵化亞鉬或氯鉬酸與二乙烯基二硅氧烷的配合物，以及通過 氯鉬酸、二乙烯基四甲基二硅氧烷和四甲基二硅氧烷反應形成的配合物。適宜的鉬催化劑 公開于Willing的美國專利3，419，593中，其中關于這種催化劑制備的內容，這里不再重復 描述。
含氫聚硅氧烷的結構式為 式1中，R是是甲基、乙基或苯基，式1中的含氫基團H可以部分地被烷基所取代；端羥基聚硅氧烷的結構式為 式2中，R是甲基、乙基或苯基；端乙烯基聚硅氧烷的結構式為 式3中，R是甲基、乙基或苯基，Vi為乙烯基；端烷基聚硅氧烷的結構式為 式4中，R是甲基、乙基或苯基。本發明不含有毒有害成份，具有防火性能，防射線穿透，有伸張及壓縮彈性，能補 償機械管線震動及建筑物沉降而引起的位移，便于管道或電纜維護。本發明的低密度硅酮 泡沫防火泡沫膠具有良好防火性能和良好物理性能，用于各類管線的穿墻縫隙防火封堵， 尤其是核電廠房、船艦內部穿墻管道、電纜、通風管道的穿墻縫隙防火防輻射封堵。本發明 的低密度硅酮泡沫防火泡沫膠3分鐘即可開始發泡，10分鐘固化成泡沫彈性體，泡沫體比 重為2. 35g/cm3,垂直燃燒試驗為V-0級，閉孔率為80%，經5分鐘火焰噴射燃燒，離火立刻 自熄，并在泡沫體外表面留下一層痂。
具體實施例方式實施例一硅酮泡沫，由A組分和B組分組成，A組分和B組分按1 1混合；A組分由基料M和含氫聚硅氧烷組成，A組分中各組分重量百分比為基料M75%含氫聚硅氧烷 25% ；基料M為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分占基料M的重量百分比為端羥基聚硅氧烷15%端乙烯基聚硅氧烷 50%端烷基聚硅氧烷 35% ；B組分由基料N和鉬族金屬催化劑組成，B組分中各組分重量百分比為基料N99. 8%鉬族金屬催化劑0.2%;鉬族金屬催化劑為銠、釕、鈀、鋨、銥或鉬的催化劑；基料N為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料N的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 15%端乙烯基聚硅氧烷 50%端烷基聚硅氧烷 35%。鉬族金屬催化劑為銠催化劑，公開于Lee等的美國專利4，026，835，其中有關用于 聚硅氧烷泡沫體的銠催化劑的內容，這里不再重復描述。硅酮泡沫的生產方法，按以下步驟進行(1)將基料M經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2小時，再經三輥 研磨機研磨；(2)將步驟(1)所得基料M和含氫聚硅氧烷按配比配成組分A ；(3)將基料N經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2小時，再經三輥 研磨機研磨；(4)將步驟(3)所得的基料N和鉬族金屬催化劑按配比配成組分B ；(5)將組分A和組分B按1 1混合或在現場用專用打膠機經靜態混合器混合，常 溫發泡，硫化后形成低密度彈性防火泡沫體。端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷或端烷基聚硅氧烷在25°C下的粘度為 10-1，000，OOOmPa s。實施例二硅酮泡沫，由A組分和B組分組成，A組分和B組分按1 1混合；A組分由基料M和含氫聚硅氧烷組成，A組分中各組分重量百分比為基料M97%含氫聚硅氧烷 3% ；基料M為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料M的重量百分比為端羥基聚硅氧烷55%端乙烯基聚硅氧烷 40%端烷基聚硅氧烷 5%B組分由基料N和鉬族金屬催化劑組成，B組分中各組分重量百分比為基料N99. 99%鉬族金屬催化劑0.01%;
鉬族金屬催化劑為銠、釕、鈀、鋨、銥或鉬的催化劑；基料N為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料N的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 55%端乙烯基聚硅氧烷 40%端烷基聚硅氧烷5%。鉬族金屬催化劑為基于鉬的催化劑，適宜的鉬催化劑公開于Willing的美國專利 3，419，593中，其中關于這種催化劑制備的內容，這里不再重復描述。本實施例的硅酮泡沫，基料M和基料N中還含有補強填料，補強填料加入量為基料 重量的20%，補強填料是氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑、納米碳酸鈣、石英粉或硅樹脂中的 至少一種。基料M中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料M重量的80%，阻燃防 火組分是膨脹石墨粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料N中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料N重量的80%，阻燃防 火組分是多聚磷酸銨、季戊四醇、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料M中還含有黑色顏料，黑色顏料加入量為基料M重量的10%，黑色顏料是炭黑 或氧化鐵黑中的至少一種。基料N中還含有黃色顏料，黃色顏料加入量為基料N重量的10%，黃色顏料是氧化 鉻黃或氧化鐵黃中的至少一種。硅酮泡沫的生產方法，按以下步驟進行(1)將基料M經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合3小時，再經三輥 研磨機研磨；(2)將步驟(1)所得基料M和含氫聚硅氧烷按配比配成組分A ；(3)將基料N經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合3小時，再經三輥 研磨機研磨；(4)將步驟(3)所得的基料N和鉬族金屬催化劑按配比配成組分B ；(5)將組分A和組分B按1 1混合或在現場用專用打膠機經靜態混合器混合，常 溫發泡，硫化后形成低密度彈性防火泡沫體。端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷或端烷基聚硅氧烷在25°C下的粘度為 10-1，000，OOOmPa s。實施例三硅酮泡沫，由A組分和B組分組成，A組分和B組分按1 1混合；A組分由基料M和含氫聚硅氧烷組成，A組分中各組分重量百分比為基料M90%含氫聚硅氧烷 10% ；基料M為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料M的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 45%端乙烯基聚硅氧烷 10%
端烷基聚硅氧烷 45%B組分由基料N和鉬族金屬催化劑組成，B組分中各組分重量百分比為基料N99. 9%鉬族金屬催化劑 0.1%;鉬族金屬催化劑為銠、釕、鈀、鋨、銥或鉬的催化劑；基料N為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分 占基料N的重量百分比為端羥基聚硅氧烷 45%端乙烯基聚硅氧烷 10%端烷基聚硅氧烷 45%。鉬族金屬催化劑為基于鉬的催化劑，適宜的鉬催化劑公開于Willing的美國專利 3，419，593中，其中關于這種催化劑制備的內容，這里不再重復描述。本實施例的硅酮泡沫，基料M和基料N中還含有補強填料，補強填料加入量為基料 重量的10%，補強填料是氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑、納米碳酸鈣、石英粉或硅樹脂中的 至少一種。基料M中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料M重量的50%，阻燃防 火組分是膨脹石墨粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料N中還含有阻燃防火組分，阻燃防火組分加入量為基料N重量的30%，阻燃防 火組分是多聚磷酸銨、季戊四醇、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。基料M中還含有黑色顏料，黑色顏料加入量為基料M重量的5%，黑色顏料是炭黑 或氧化鐵黑中的至少一種。基料N中還含有黃色顏料，黃色顏料加入量為基料N重量的6 %，黃色顏料是氧化 鉻黃或氧化鐵黃中的至少一種。硅酮泡沫的生產方法，按以下步驟進行(1)將基料M經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2. 5小時，再經三 輥研磨機研磨；(2)將步驟(1)所得基料M和含氫聚硅氧烷按配比配成組分A ；(3)將基料N經真空捏合機在180°C，真空度-0. 095MPa下捏合2. 5小時，再經三 輥研磨機研磨；(4)將步驟(3)所得的基料N和鉬族金屬催化劑按配比配成組分B ；(5)將組分A和組分B按1 1混合或在現場用專用打膠機經靜態混合器混合，常 溫發泡，硫化后形成低密度彈性防火泡沫體。端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷或端烷基聚硅氧烷在25°C下的粘度為 10-1，000，OOOmPa s實施例四基料M配方107硅橡膠乙烯基硅油甲基娃油
lOOOOcp 200g 5000cp 200g 350cp 50g
氣相法白炭黑10g氫氧化鋁100g膨脹石墨50g炭黑lg基料M的制備將上述配方中的液體物料加入1升的真空捏合機中，設置溫度為120°C，在攪拌 中，分次慢慢加入其它粉體物料，加完后，蓋上捏合機蓋，設置溫度為180°C，抽真空，真空度 達-0. 095MPa，從溫度到達180°C起，攪拌3小時后停止加熱和攪拌，出料；將上述物料經三
輥研磨機研磨三遍得基料M。
基料N配方
107硅橡膠10000cp200g
乙烯基硅油5000cp200g
甲基硅油350cp50g
氣相法白炭黑10g
氫氧化鋁lOOg
多聚磷酸銨(APP)15g
季戊四醇10g
氧化鐵黃3g
基料N的制備
將上述配方中的液體物料加入1升的真空捏合機中，設置溫度為120°C，在攪拌
中，分次慢慢加入其它粉體物料，加完后，蓋上捏合機蓋，設置溫度為180°C，抽真空，真空度 達-0. 095MPa，從溫度到達180°C起，攪拌3小時后停止加熱和攪拌，出料；將上述物料經三 輥研磨機研磨三遍得基料N。A組分配方基料M100g含氫硅油10gA組分的配制按配方將上述基料M和含氫硅油充分混合均勻的A組分。B組分配方基料N100g鉬絡合物0. lgB組分的配制按配方將上述基料M和含氫硅油充分混合均勻的B組分。A組分為黑色粘稠型流動液體，粘度30000cp，比重1. 1 ；B組分為黃色粘稠型流動 液體，粘度35000cp,比重1. 1。將A、B按1 1混合，3分鐘即開始發泡，10分鐘固化成泡沫彈性體。泡沫體比重 為0. 3g/cm3,垂直燃燒試驗為V-0級，閉孔率為65%。經5分鐘火焰噴射燃燒，離火立刻自 熄，并在泡沫體外表面留下一層痂。將A、B組分混合后，分別倒在水泥砂漿板、PVC板、木材、鐵皮上，待發泡成型后，均粘結良好。 本發明還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術方案，均 落在本發明要求保護的范圍之內。
權利要求
硅酮泡沫，其特征在于由A組分和B組分組成，所述A組分和B組分按1∶1混合；所述A組分由基料M和含氫聚硅氧烷組成，所述A組分中各組分的重量百分比為基料M75～97％含氫聚硅氧烷 3～25％；所述基料M為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分占基料M的重量百分比為端羥基聚硅氧烷15～55％端乙烯基聚硅氧烷 10～50％端烷基聚硅氧烷5～45％；所述B組分由基料N和鉑族金屬催化劑組成，所述B組分中各組分的重量百分比為基料N99.8～99.99％鉑族金屬催化劑 0.01～0.2％；所述鉑族金屬催化劑為銠、釕、鈀、鋨、銥或鉑的催化劑；所述基料N為端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷和端烷基聚硅氧烷的組合，各組分占基料N的重量百分比為端羥基聚硅氧烷15～55％端乙烯基聚硅氧烷 10～50％端烷基聚硅氧烷5～45％。
2.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述基料M和基料N中還含有補強填 料，所述補強填料加入量為基料重量的0 20%，所述補強填料是氣相法白炭黑、沉淀法白 炭黑、納米碳酸鈣、石英粉或硅樹脂中的至少一種。
3.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述基料M中還含有阻燃防火組分，所 述阻燃防火組分加入量為基料M重量的0 80 %，所述阻燃防火組分是膨脹石墨粉、氫氧化 鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。
4.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述基料N中還含有阻燃防火組分，所 述阻燃防火組分加入量為基料N重量的0 80%，所述阻燃防火組分是多聚磷酸銨、季戊四 醇、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅或硅藻土中的至少一種。
5.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述基料M中還含有黑色顏料，所述黑 色顏料加入量為基料M重量的0 10%，所述黑色顏料是炭黑或氧化鐵黑中的至少一種。
6.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述基料N中還含有黃色顏料，所述黃 色顏料加入量為基料N重量的0 10 %，所述黃色顏料是氧化鉻黃或氧化鐵黃中的至少一 種。
7.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述鉬族金屬催化劑為鉬催化劑，所述 鉬催化劑為氯鉬酸、鉬化合物、鉬化合物與不飽和有機化合物或具有硅鍵連基團的硅氧烷 的配合物、鹵化亞鉬、氯鉬酸與二乙烯基二硅氧烷的配合物或通過氯鉬酸、二乙烯基四甲基 二硅氧烷和四甲基二硅氧烷反應形成的配合物，所述硅鍵連基團含烯鍵式不飽和基團。
8.如權利要求1所述的硅酮泡沫，其特征在于所述含氫聚硅氧烷的結構式為 式1中，R是是甲基、乙基或苯基；所述端羥基聚硅氧烷的結構式為 式2中，R是甲基、乙基或苯基； 所述端乙烯基聚硅氧烷的結構式為 式3中，R是甲基、乙基或苯基，Vi為乙烯基；所述端烷基聚硅氧烷的結構式為 式4中，R是甲基、乙基或苯基。
9.如權利要不是1 8中任一權利要求所述的硅酮泡沫的生產方法，其特征在于按 以下步驟進行(1)將基料M經真空捏合機在180°C，真空度-0.095MPa下捏合2 3小時，再經三輥 研磨機研磨；(2)將步驟(1)所得基料M和含氫聚硅氧烷按配比配成組分A；(3)將基料N經真空捏合機在180°C，真空度-0.095MPa下捏合2 3小時，再經三輥 研磨機研磨；(4)將步驟(3)所得的基料N和鉬族金屬催化劑按配比配成組分B;(5)將組分A和組分B按1 1混合或在現場用專用打膠機經靜態混合器混合，常溫發 泡，硫化后形成低密度彈性防火泡沫體。
10.如權利要求9所述的硅酮泡沫的生產方法，其特征在于所述端羥基聚硅氧烷、端 乙烯基聚硅氧烷或端烷基聚硅氧烷在25°C下的粘度為10-1，000, OOOmPa · S。
全文摘要
本發明屬于防火材料領域，涉及一種硅酮泡沫及其生產方法，由含氫聚硅氧烷、端羥基聚硅氧烷、端乙烯基聚硅氧烷、端烷基聚硅氧烷和鉑族金屬催化劑組成，還可加入補強填料、阻燃防火組分、黑色顏料和黃色顏料，配制成雙組份的硅酮泡沫膠料、使用時現場1∶1混合，就地常溫發泡、硫化、形成高密度彈性防火泡沫體。本發明不含有毒有害成份，具有防火性能、防射線穿透、有伸張及壓縮彈性、能補償機械管線震動及建筑物沉降而引起的位移、便于管道或電纜維護的防火堵料。
文檔編號C08J9/02GK101845224SQ20101016435
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者王旭瑩 申請人:揚中市欣安防火材料有限公司