CN102089259A - 高阻燃性低密度泡沫 - Google Patents
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Abstract
一种通过硬化由水性组合物制成的机械泡沫或化学泡沫来制备泡沫的方法，其中所述水性组合物含有A)40-95重量份的水含量为40-90重量％的碱金属硅酸盐溶液，B)0-60重量份的水含量为0-30重量％的粉状碱金属硅酸盐，C)0-15重量份的表面活性剂，D)5-40重量份的固体含量为10-60重量％的聚合物水性分散系；可通过所述方法得到的泡沫；及该泡沫作为隔热板的用途。
Description
本发明涉及一种通过固化含有一种水性组合物的打制泡沫(beatenfoam)或吹制泡沫(blown foam)来制备泡沫的方法，所述水性组合物含有
A)40-95重量份的水含量为40-90重量％的碱金属硅酸盐溶液，
B)0-60重量份的水含量为0-30重量％的粉状碱金属硅酸盐，
C)0-15重量份的表面活性剂，
D)5-40重量份的固体含量为10-60重量％的聚合物水性分散系，并涉及可通过所述方法得到的泡沫，及该泡沫作为隔热板的用途。
基于硅铝酸盐的无机泡沫在例如EP-A 1423346和WO 2007/048729中有公开。
WO 2007/023089描述了，可发性聚苯乙烯(EPS)可通过使用基于添加有疏水性聚合物分散系的硅酸盐水溶液的粘合剂而粘结至泡沫板上。所述泡沫板的特点是具有阻燃性。由于主要含无机组分的含水粘合剂体系的高密度，所得板的密度显著高于不含粘合剂的标准EPS板的密度。其结果是，更高的密度导致了所得模塑材料具有较差的处理性和较差的隔热性。
本发明的一个目标是提供一种具有高阻燃性和低密度的泡沫和一种制备该泡沫的方法。
相应地，找到了上述方法和可通过该方法得到的泡沫。
使用40-95重量份、优选50-70重量份的碱金属硅酸盐溶液，特别是水含量为40-90重量％、优选50-70重量％的水玻璃溶液，作为组分A。
使用0-60重量份、优选30-50重量份的粉状碱金属硅酸盐，特别是水含量为0-30重量％、优选1-25重量％的水玻璃粉，作为组分B)。
优选使用组成为M2O(SiO2)n(其中M＝钠或钾，并且n＝1-4)的水溶性碱金属硅酸盐或其混合物作为碱金属硅酸盐。
有利的是使用0-15重量份、优选1-10重量份的表面活性剂或多种表面活性剂的组合作为组分C)来制备和稳定由粘合剂生成的泡沫。
表面活性剂体系应与聚合物分散系相容。适于制备和稳定碱性介质中和高电解质浓度下的水性泡沫(aqueous foam)的表面活性剂体系特别有利。
可使用的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性离子表面活性剂(ambivalent surfactant)，或其混合物。既可使用低分子量表面活性剂也可使用聚合物表面活性剂。
非离子表面活性剂有例如，环氧烷(特别是环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷)与醇、胺、酚、萘酚或羧酸的加合物。有利地使用环氧乙烷和/或环氧丙烷与含至少10个碳原子的醇的加合物作为表面活性剂，所述加合物中对于每摩尔醇包含通过加成反应引入的3-200mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷。所述加合物含有嵌段或无规分布形式的烷撑氧单元。非离子表面活性剂的实例有％mol环氧乙烷与1mol牛油脂肪醇的加合物、9mol环氧乙烷与1mol牛油脂肪醇的反应产物，及80mol环氧乙烷与1mol牛油脂肪醇的加合物。
其他可商购得到的非离子表面活性剂包括，每摩尔醇具有5-12mol乙撑氧、特别是具有7mol乙撑氧的羰基合成醇或齐格勒醇(Ziegleralcohol)的反应产物。其他可商购得到的非离子表面活性剂可通过蓖麻油的乙氧基化而得到。例如对于每摩尔蓖麻油通过加成反应引入12-80mol环氧乙烷。其他可商购得到的产物有例如，18mol环氧乙烷与1mol牛油脂肪醇的反应产物、10mol环氧乙烷与1mol C13/C15-羰基合成醇的加合物或7-8mol环氧乙烷与1mol C13/C15-羰基合成醇的反应产物。
其他适宜的非离子表面活性剂有酚烷氧基化物，例如与9mol环氧乙烷反应的对叔丁基酚，或1mol C12/C18-醇和7.5mol环氧乙烷的反应产物的甲基醚。
其他适宜的非离子表面活性剂有烷氧基化的、优选乙氧基化的硅氧烷。本发明优选通过短链硅氧烷(二甲聚硅氧烷(dimethicone))与高摩尔比例的环氧乙烷反应得到的水溶性硅氧烷表面活性剂。
上述表面活性剂可转化成相应的硫酸单酯，例如通过用硫酸酯化。所述硫酸单酯以碱金属盐或铵盐的形式被用作阴离子表面活性剂。适宜的阴离子表面活性剂有，例如，环氧乙烷和/或环氧丙烷与脂肪醇的加合物的硫酸单酯的碱金属盐或铵盐、烷基苯磺酸或烷基酚醚硫酸酯的碱金属盐或铵盐。所述类型的产物可商购得到。
阳离子表面活性剂也是适宜的。其实例有6.5mol环氧乙烷与1mol油胺的反应产物被硫酸二甲酯季铵化、二硬脂基二甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、十六烷基溴化吡啶鎓和被硫酸二甲酯季铵化的硬脂酸三乙醇胺酯。由于会与阴离子硅酸根相互作用，独有阳离子表面活性剂通常不适于泡沫的稳定。阳离子表面活性剂与阴离子稳定的聚合物胶乳的结合会导致分散系不稳定。
表面活性剂在水性组合物中优选以0.1-15重量份的量存在，特别优选以1-10重量份的量存在，每种情况均基于所述水性组合物的重量计。
可使用稳定剂、增稠剂、填充剂或成核剂或其混合物作为本发明方法中的助剂。可有利地使用额外的触变剂，其例如可控制待发泡的粘合剂的粘度。这些添加剂可具有有机或无机性质。常用的添加剂有，例如，页硅酸盐、聚磷酸盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。如果这些添加剂对燃烧性能没有不利作用，则较为有利。
增稠剂被用于例如优化泡沫结构和改善泡沫稳定性。适宜的增稠剂为已知用于该目的并能显著增加水性体系粘度的所有天然及合成聚合物。它们可为水溶胀性或水溶性的合成或天然聚合物。粉状超吸收剂也适宜用作增稠剂。
优选使用的填充剂有，白垩、膨润土、滑石、石膏、氧化铝、氢氧化铝、硼酸和硼酸盐、水泥、硅胶或二氧化硅、活性炭、石墨、氧化钙、氧化锌、铝磷酸盐(aluminophosphate)、硼磷酸盐(borophosphate)，色素例如二氧化钛和氧化铁，或其混合物。也可使用膨胀型添加剂，例如可膨胀石墨或碳水化合物。
为增加泡沫的热稳定性和阻燃性，可向水性组合物中添加粘土矿物作为助剂。特别适宜的粘土矿物为含有水铝英石Al2[SiO5]&O3·n H2O、高岭石Al4[(OH)8|Si4O10]、多水高岭土Al4[(OH)8|Si4O10]·2H2O、蒙脱土(绿土)(Al，Mg，Fe)2[(OH2|(Si，Al)4O10]·Na0.33(H2O)4、蛭石Mg2(Al，Fe，Mg)[(OH2|(Si，Al)4O10]·Mg0.35(H2O)4或其混合物的矿物。特别优选使用高岭土。通常，如果使用粘土矿物的话，基于固体计，水性组合物中粘土矿物与碱金属硅酸盐的重量比在1∶2至2∶1的范围内。
为改善填充剂的分布和增加流动性，可添加分散剂(例如BASF SE的Sokalan型分散剂)。
所述水性组合物可含有拒水型添加剂，例如石蜡、硅氧烷、硬脂酸铝等。使用这些添加剂时，应该确保它们不会导致消泡。
助剂在水性组合物中的存在量优选在0.01-80重量份范围内，特别优选在0.05-10重量份范围内并且还优选在0.1-5重量份范围内，每种情况均基于水性组合物的重量计。
为具有更好的发泡性，也可通过添加电解质或特种表面活性剂或通过改变pH、温度或浓度来增加粘度。
使用5-40重量份、优选10-30重量份的固体含量为10-60重量％、优选20-50重量％的聚合物分散系作为组分D)。
在本发明方法中，优选使用在干燥之后会产生玻璃化转变温度在-60至+100℃范围内、优选在-30至+80℃范围内、特别优选在-10至+60℃范围内的干燥聚合物膜的聚合物水性分散系作为水性组合物的组分D)。所述玻璃化转变温度可通过示差扫描量热法(DSC)进行测定。
也可使用嵌段共聚物的分散系，或具有两个以上玻璃化转变温度的不同聚合物分散系的混合物。例如，可获得低成膜温度与高机械稳定性、更高的相容性或高疏水性的结合。
例如，基于以下单体的聚合物适宜作为组分D)：例如乙烯基芳族单体，例如α-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基苯乙烯、乙烯基甲苯、1，2-二苯基乙烯、1，1-二苯基乙烯；烯烃，例如乙烯或丙烯；二烯烃，例如1，3-丁二烯、1，3-戊二烯、1，3-己二烯、2，3-二甲基丁二烯、异戊二烯、戊间二烯或异戊二烯；α，β-不饱和羧酸，例如丙烯酸和甲基丙烯酸；其酯，特别是其烷基酯，例如丙烯酸的C1-10烷基酯，特别是丙烯酸的丁基酯，优选丙烯酸正丁酯，和甲基丙烯酸的C1-10烷基酯，特别是甲基丙烯酸甲酯(MMA)；或羧酰胺(carboxamide)，例如丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
如果合适，所述聚合物可含有1-5重量％的共聚单体，例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、脲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酰胺基丙磺酸、羟甲基丙烯酰胺或乙烯基磺酸的钠盐。
所述聚合物优选由一种或多种单体苯乙烯、丁二烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸C1-4烷基酯、甲基丙烯酸C1-4烷基酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和羟甲基丙烯酰胺组成。
特别适宜的聚合物为丙烯酸酯树脂，根据本发明将其以聚合物水性分散系形式使用，如果合适，还可添加基于水泥、石灰胶结料或石膏的水力粘合剂(hydraulic binder)。适宜的聚合物分散系可例如通过烯键式不饱和单体例如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的自由基乳液聚合而得到，如WO 00/50480中所述。
特别优选纯丙烯酸酯或由单体苯乙烯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺组成的苯乙烯-丙烯酸酯。
所述聚合物分散系以本身已知的方式制备，例如优选在水相中，通过乳液聚合、悬浮聚合或分散聚合而制备。所述聚合物也可通过溶液聚合或本体聚合而制备，如果合适，将其粉碎，然后可将该聚合物颗粒以常规方式分散在水中。在聚合过程中，伴随使用常规用于各聚合方法的引发剂、乳化剂或悬浮助剂、调节剂或其他助剂；并且所述聚合可在常规反应器中在各方法常规所用的温度和压力下连续实施或分批实施。
所述水性组合物优选由组分A)、B)和D)；或A)、C)和D)；或A)、B)、C)和D)组成，组分A)和B)合计100份。
为制备本发明方法所用的水性组合物，组分A)、B)、C)和D)可以任意所需顺序混合。
根据本发明方法的另一种改进，可在固化前向打制或吹制的泡沫中添加含热塑性聚合物的泡沫颗粒。通过添加所述泡沫颗粒，可改进无机泡沫的隔热能力。
所述泡沫颗粒可在泡沫形成之前或之后添加到水性组合物中。优选地，最后将所述泡沫颗粒与制备的A)、B)、C)和D)的混合物混合。
在由组分A)、B)、C)和D)制备打制泡沫的变型方案中，优选首先制备打制泡沫，然后将其与泡沫颗粒混合。
在含有组分A)、B)、C)和D)的吹制泡沫的变型方案中，优选将所述泡沫颗粒添加到组分A)、B)、C)和D)的水性组合物中，然后使该混合物发泡。
所用泡沫颗粒优选为膨胀的聚烯烃，特别是膨胀的聚丙烯(EPP)、膨胀的聚乙烯(EPE)或可发性苯乙烯聚合物(EPS)的预膨胀颗粒。也可使用不同泡沫颗粒的结合。它们优选为热塑性物质。也可使用交联型聚合物，例如辐射交联的聚烯烃泡沫体。
基于苯乙烯聚合物的泡沫颗粒可通过将EPS用热的空气或蒸汽在预膨胀器中预膨胀至所需密度而得到。通过在压力预膨胀器中或连续预膨胀器中膨胀一次或几次，可由此达到低于10g/l的最终堆积密度。
为制备具有高隔热能力的隔热板，特别优选使用预膨胀的例如EP-B981574和EP-B 981575中公开的含有不热固体(例如炭黑、铝、石墨或二氧化钛，特别是平均颗粒大小在1-50μm粒径范围内的石墨)的可发性苯乙烯聚合物，所述不热固体的含量基于EPS计为0.1-10重量％、特别是2-8重量％。
此外，可使用基于α-甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物(AMSAN)的具有高耐溶剂性的泡沫颗粒或基于苯乙烯聚合物和聚烯烃的多相混合物的弹性泡沫颗粒。
在所述过程中，也可使用回收泡沫模制品的粉碎泡沫颗粒。为制备本发明的泡沫模制品，可将所述粉碎的回收泡沫材料以100％的量或例如以2-90重量％、特别是5-25重量％的比例与新制产品一起使用，并且基本不损害强度和机械性能。
可对所述泡沫颗粒进行表面浸渍以例如改进与含水体系的结合。
通过向水性组合物中添加泡沫颗粒，可得到含基本为有机的泡沫颗粒和由水性组合物形成的基本为无机的泡沫基质的杂混型泡沫。优选含有50-99体积％、优选60-80体积％的热塑性聚合物泡沫颗粒和1-50体积％、优选20-40体积％的基于硅酸盐的泡沫的杂混型泡沫，该泡沫通过固化含有上述水性组合物的打制泡沫或吹制泡沫而得到。
基于硅酸盐的泡沫的密度通常低于1000kg/m3，优选在100-500kg/m3范围内。根据杂混型泡沫中泡沫颗粒的比例，该杂混型泡沫的密度在10-1000kg/m3范围内，优选在100-300kg/m3范围内。
可通过多种方式向待发泡的粘合剂或向正在形成的泡沫中引入泡孔气体。
水性组合物的发泡优选通过机械作用、特别是剪切而实现，特别优选通过剧烈搅拌或混合，包括与空气混合而实现。但是，根据本发明，也可通过分散一种微小气泡形式的惰性气体来使所述组合物发泡。例如可借助击打、振荡、搅拌或抖动装置来将气泡引入水性组合物中。
此外，也可通过使气体流出液封口这样一种过程或通过利用流动中的湍动现象来使所述组合物发泡。此外，在金属丝或筛网上形成薄片也可被用于该目的。如果合适，也可将这些不同方法相互组合。适宜的惰性气体有例如，氮气、二氧化碳、氦气、氖气和氩气。
为制备打制泡沫，将气体、优选空气，如果合适与添加剂一起，并且在聚合物泡沫颗粒引入之前，引入水性组合物中。这可例如通过一种适宜的混合器、分散器或多孔膜来实现。然后可将热塑性泡沫颗粒，例如预膨胀的EPS颗粒，引入在模具中形成或自由发泡的打制泡沫中，或者——如果合适——压入。特别是在泡沫颗粒的比例相对较高的情况下，建议压入。
降至大气压之后会导致体积增加的气态物质也可作为物理发泡剂加压添加到粘合剂中。也可使用由于压力或温度的改变而转变为气态聚集物的液体。所述物质在基本水性的粘合剂中可以均相溶液存在(例如甲醇、乙醇、异丙醇、CO2、甲酸甲酯或甲酸乙酯)，或可形成独立的相，例如戊烷等。对于多相体系，使用分散剂是有利的。
也可使用例如通过化学分解过程而产生气体的化学发泡剂；例如碳酸盐、叠氮化物、酰肼、氢氧化物或过氧化物。气体的释放可通过一种、两种或更多种组分的反应来实现，并可通过改变环境条件例如温度而引发。其他实例有酸或酸酐与碳酸盐相结合或异氰酸酯与水结合。
为防止由粘合剂得到的水性泡沫的毁坏，有利的是进行固化以固定泡沫结构。固化可以多种方式实现。
例如，无机部分的固化可通过凝胶化和SiO2的形成来实现，其理想地会在泡沫形成后导致固化。常规用于水玻璃的固化方法，例如借助甘油三乙酸酯、甘油二乙酸酯等的酯固化，含铝盐、CO2的引入，或由酸酐形成酸，均可用于该目的。
还有利的是，通过有机体系产生固化，所述有机体系也可是产生拒水性的体系的一部分。有利的是这些体系可溶于或可分散于水性介质中。所述体系的实例有自交联分散系，例如酯形成或水分散性异氰酸酯与官能分散系或溶解的反应物的结合。
特别有利的是使用官能度大于1的交联型异氰酸酯。可通过添加少量低聚醇/多元醇来控制反应的开始。通过同时消除CO2，异氰酸酯还可同时用作含水玻璃的无机泡沫的发泡剂和固化剂。以该方式，可得到特别热稳定的泡沫。
特别有利的是，所述交联在低于颗粒泡沫的软化温度时实施。该反应可通过选择反应物、其浓度和催化剂进行调节。例如，水分散性异氰酸酯可与氨基官能化聚合物反应，与伯胺的反应速率明显高于与仲胺的反应速率。但是，这两个反应均比与水的反应进行得快。
对已发泡的组合物的加热优选在烘箱、干燥箱中，以热气流、通过红外辐射或通过微波辐射进行。
所述微波辐射不仅适于固化泡沫而且还适于组分A)、B)和C)的干燥或仍湿润的水性组合物的发泡或之后的发泡，如果合适，所述水性组合物中已添加有泡沫颗粒。
在本发明方法的一个优选的实施方案中，将发泡的组合物在加热之前，首先转化为一种模制品。在另一个优选的实施方案中，将所述水性组合物在发泡之前转化为一种模制品，然后在该模制品中进行发泡。通过随后对该模制品中发泡的组合物进行加热，可随后得到具有确定的三维结构的泡沫样结构。
泡沫板的厚度、长度和宽度可在较宽的范围内变化，并通过模具的尺寸和夹紧压力进行限定。泡沫板的厚度通常为1-500mm、优选10-300mm。
根据DIN 53420，泡沫模制品的密度通常为10-500kg/m3、优选30-300kg/m3。
发泡的粘合剂的固化和干燥可任选地借助烘箱或在热气流中连续地或分批地进行。泡沫的固化优选以空气或氮气在0-80℃温度实施。此外，固化和/或发泡可通过暴露于微波辐射而进行。
或者抑或另外地，烧结和/或发泡可在微波能入射的情况下连续或分批地进行。通常，使用频率范围为0.85-100GHz、优选0.9-10GHz的微波，辐射时间为0.1-15分钟。由此，也可制得厚度大于5cm的泡沫板。
对待固化的混合物的辐射可在一个处理室中进行。对于分批过程，处理室的所有面都是封闭的。对于连续过程，混合物在连续传送带上传输通过辐射源。如果预膨胀的泡沫颗粒还含有一种可在低于水的汽化温度下沸腾的发泡剂，则得到的蒸汽可用于随后EPS珠的发泡。
在厚度大于5cm的泡沫板的制备中，特别优选通过微波辐射使含有泡沫颗粒的泡沫进行后固化。由于材料密度和所添加的任何泡沫颗粒的隔热效果，材料的完全热固化(基质材料的交联)明显延缓。
本发明的杂混型泡沫可通过不同的方法变型来得到。一种使用打制泡沫的优选方法(A1)包含以下步骤：
i)使可发性苯乙烯聚合物预膨胀，从而得到泡沫颗粒，
ii)由组分A)、B)、C)和D)的水性组合物制备打制泡沫或吹制泡沫，
iii)将步骤i)中预膨胀的泡沫颗粒添加到步骤ii)中制备的泡沫中，
iv)将得到的泡沫用空气或氮气在80℃范围的温度下固化或通过微波进行固化。
可通过本发明方法得到的无机泡沫的特征在于，具有高阻燃性和低密度。无需在模具中进行高压压制。
使用微波辐射制备本发明杂混型泡沫的另一种方法(A2)包含以下步骤：
i)向组分A)、B)、C)和D)以及——如果合适——其他助剂的水性组合物中添加泡沫颗粒，
ii)通过在模具中干燥步骤i)中的混合物而形成一种模制品，
iii)通过微波辐射使所述模制品发泡，
iv)如果合适，对所述模制品进行后固化。
通过添加热塑性泡沫颗粒而得到的纯无机的泡沫通常具有良好的阻燃性、机械性能和耐磨性。为得到所述材料，根据本发明的另一个实施方案，可首先通过本发明方法使用泡沫颗粒制备一种泡沫，并在固化之后将泡沫颗粒移出。这可通过使颗粒泡沫热分解或通过用适宜溶剂萃取而进行。优选对热塑性泡沫颗粒进行萃取。
根据所需的无机泡沫性能，对颗粒泡沫的热分解或萃取可甚至在具有高密度的硅酸盐基质中实现。适宜的含颗粒泡沫的板在例如WO2007/023089或PCT/EP2007/060541中有描述。
除去有机组分，留下基本无机的泡沫结构，该结构的空腔通过之前使用的有机泡沫颗粒的粒度来预先确定。如果使用EPS泡沫颗粒，可制得0.4-10mm、优选1-6mm的空腔。
通过对含有固化的打制或吹制泡沫的本发明杂混型泡沫中的泡沫颗粒进行热分解或萃取，可制备其支撑(strut)具有发泡结构的无机泡沫模制品。
以该方式得到的泡沫模制品(“消失模泡沫(lost foam)”)优选例如通过酸催化或热烧结进行后固化。
除本文所述的建筑应用外，上述这类泡沫体还可作为“筛网”用于高温应用。通过使用不同的泡沫颗粒尺寸，实际上可极精确地确立筛网尺寸。
适宜的溶剂有，例如二氯甲烷或甲苯，特别用于将优选使用的含有可发性聚苯乙烯的泡沫颗粒从无机基质中溶出。由于泡沫颗粒在无机泡沫中的重量比通常较小，因此少量的溶剂就足够了。所述溶剂可例如通过以索格利特萃取器(Soxhlet apparatus)进行萃取而循环利用。
本发明方法适于制备简单或复杂形状的泡沫制品，例如板材、块材、管材、棒材、型材等。优选制备可之后被锯成或切割成段的板材或块材。它们可用在例如建筑业中用来使外壁或屋顶隔热。它们特别优选用作制备夹层元件的芯层，所述夹层元件例如用于建造冷藏库或仓库的所称的结构隔热板(SIP)。
其他可能的用途有，将泡沫板用作木板、外露天花板(visible ceilingpanel)、冷藏容器(cold container)和活动房屋的替代品。由于杰出的耐火性，它们还适于空运。
实施例：
实施例1：泡沫中的泡沫(含有表面活性剂的打制泡沫)
将40份水玻璃粉(
N)和4份表面活性剂(
GD70)分批添加到60份水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)中。用搅拌器(Ultraturrax)将该溶液打制为泡沫。然后以较低的速度掺入5份分散体(
SD 705)。然后向每1g EPS(密度为10g/l)中添加50g上述溶液(EPS：涂层的体积比约为76∶24)。
在40℃过夜形成一种极均匀的密度约270g/l的硬化泡沫。
实施例2：泡沫中的泡沫(含有表面活性剂的微波泡沫)
随后将根据实施例1得到的泡沫在微波辐射(600W)下暴露约1min，该泡沫继而进行进一步发泡，并且密度降至约200g/l。
实施例1和2也在添加2-10份
GD70和添加2-8份EPS的情况下进行。
实施例3：泡沫中的泡沫(不含表面活性剂)
将40份水玻璃粉(
N)和5份分散体(
SD 705)分批添加到60份水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)中。用搅拌器(Ultraturrax)将该溶液打制为泡沫。然后向每1g EPS(密度为10g/l)中添加50g上述溶液(EPS：涂层的体积比约为76∶24)。
在40℃过夜形成一种极均匀的密度约250g/l的硬化泡沫。
实施例4：不含EPS的打制泡沫
将40份水玻璃粉(
N)和8份
GD70分批添加到60份水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)中。用搅拌器(Ultraturrax)将该溶液打制为泡沫。然后掺入5份分散体(
SD 705)。短暂稳定之后，得到一种总密度约300g/l的泡沫。
实施例5：水性水玻璃溶液的打制泡沫
将8份
GD70添加到60份水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)中。用搅拌器(Ultraturrax)将该溶液打制为泡沫。短暂稳定之后，得到一种总密度约40g/l的泡沫。
实施例6：微波泡沫
将40份水玻璃粉(
N)和5份分散体(
SD 705)分批添加到60份水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)中。然后将该溶液倒入一个圆形模具(约5cm直径，4mm厚度)中并干燥。贮存约2周之后，将该固体盘在微波辐射下暴露30-60秒。根据贮存时间或辐射时间，从而得到250-100g/l的密度。
实施例7：通过溶剂萃取得到的无机泡沫
将10g分散体(
S790)添加到120g水玻璃溶液(37％浓度，Woellner硅酸钠)和80g水玻璃粉(
N)的混合物中。将46g预膨胀的EPS(密度为10g/l)手工混入184g该混合物中。将经涂布的泡沫颗粒(EPS：涂层的重量比为1∶4)引入一个铝模具中并在70℃压缩50％持续60分钟。切割出边长为5×5cm的试验试样，并用二氯甲烷彻底萃取其中存在的有机物质。
Claims (10)
1.一种通过固化含有一种水性组合物的打制或吹制泡沫来制备泡沫的方法，其中所述水性组合物含有
A)40-95重量份的水含量为40-90重量％的碱金属硅酸盐溶液，
B)0-60重量份的水含量为0-30重量％的粉状碱金属硅酸盐，
C)0-15重量份的表面活性剂，
D)5-40重量份的固体含量为10-60重量％的聚合物水性分散系。
2.权利要求1的方法，其中所述固化用空气或氮气在0-80℃的温度进行。
3.权利要求1的方法，其中所述固化和/或发泡通过暴露于微波辐射而进行。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中干燥聚合物膜的玻璃化转变温度在-60至+100℃的范围以内。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中在固化前向所述打制或吹制泡沫中添加含有热塑性聚合物的泡沫颗粒。
6.权利要求5的方法，其中所用的泡沫颗粒为膨胀的聚烯烃或可发性苯乙烯聚合物的预膨胀颗粒。
7.权利要求5或6的方法，其中将所述热塑性泡沫颗粒在固化之后用溶剂萃取。
8.一种通过权利要求1-7的方法得到的泡沫。
9.一种杂混型泡沫，含有50-99体积％的热塑性聚合物的泡沫颗粒和1-50体积％的基于硅酸盐的泡沫，其中所述杂混型泡沫的密度在10-1000kg/m3范围以内。
10.权利要求8的泡沫作为隔热板的用途。
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Application publication date: 20110608 |