CN104768743B - 用于可充气安全装置的具有硅酮弹性体和顶涂层的柔性隔热罩 - Google Patents

用于可充气安全装置的具有硅酮弹性体和顶涂层的柔性隔热罩 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可充气车辆安全装置，其包括充气机、流体隔室以及隔热罩。所述充气机能够提供用于向流体隔室充气的充气流体。位于流体隔室内的隔热罩包括织物层和与膜相邻的热阻挡层。所述阻挡层包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个顶涂层。隔热罩当在热棒热阻率测试中测试时在725℃下具有六秒或更长时间的热阻值。

Description

用于可充气安全装置的具有硅酮弹性体和顶涂层的柔性隔 热罩
本公开整体涉及可充气安全装置。更具体地说，本公开涉及一种柔性隔热罩，其用于保护构建安全装置中所用的织物的完整性免遭所述装置充气后产生的高温所破坏。
可充气安全装置系统被汽车工业用于在发生事故时保护车辆乘员。这些可充气安全装置系统通常包括传感器、充气机以及气囊或其它可充气组件。在发生事故时，传感器被触发，从而启动充气机用气体填充气囊以在乘员与车辆内有潜在危害的表面之间放置缓冲垫。所有这些操作都需要在事故发生后的几毫秒内完成以有效地保护乘员。
这些安全装置中所用的充气机一般被归类为冷气体型，其释放压缩气体；或烟火型，其燃烧化合物，如叠氮化钠或碱金属叠氮化物。烟火型的充气机更合乎需要，这是因为叠氮化合物的燃烧速率是可控制并且可再现的，从而使得这类装置相当可靠。烟火型的充气机相比压缩气体充气机往往总尺寸更小，重量更轻，并且制造更便宜。
隔热罩的目的在于保护并维持气囊在其展开期间的完整性并且防止其在展开后被热充气机烧穿。烟火充气机可以在10至20毫秒内达到700℃至800℃的温度，但在300℃至500℃的高温下保持2至3分钟。因此，充气机可以通过熔化与其接触的未涂布或经过涂布的织物来烧穿这个囊。
在气囊展开或充气期间，热气体离开充气机并且通过由连接在一起的织物形成的通道以允许经过加热的气体偏转并遍布气囊。因此，必须通过引入隔热罩来保护气囊的接缝和织物免遭充气机产生的气体的热所破坏。隔热罩通常是任选地以多种涂层重量的硅酮处理的编织物，这种硅酮可以被分层为2个或更多个层，这取决于所需的涂层重量。
当前使用具有范围介于470至700分特(decite/dtex)之间的长丝或纱线密度的多种织物。最常用的织物是聚酰胺，如纱线密度为约580分特的尼龙6,6。这些织物通常用具有范围介于20克/平方米(gsm或g/m2)与150g/m2之间的涂层重量的硅酮处理层涂布。其它已知的织物组合物包括聚酯和玻璃纤维，不过大多数气囊制造商弃用玻璃纤维以避免与这种材料相关的常见处理问题。隔热罩的组合件还可以包括金属内衬以防止热气体烧穿。其它已知的方法包括使用压延的高稠度橡胶片材，这种橡胶片材介于两层织物之间或在一些情况下粘附至一层织物的表面上。这些高稠度橡胶片材引入有大于600g/m2的硅酮并且可能相当难处理，这是由于其可能是过硬的或非柔性的并且难以缝通和/或包装。
虽然常规的隔热罩是有用的，但其仍然不太理想。更具体地说，具有经过涂布的内表面的气囊仍易于被烧穿，这是因为已知的处理层当以薄的方式施加时仅能够提供有限的保护，而厚的橡胶片材违背了安全系统轻质并且占据小体积的总体目标。厚片材由于高摩擦系数也难以缝合，并且当将充气机插入模块中时可能导致组装问题。内衬也成问题，这是因为其向气囊引入了更多的体积和重量。因此，常规的隔热罩受到不可接受的大体积和非柔性的困扰或仅能够提供有限程度的保护。
发明内容
为了克服相关领域的所列举的缺点和其它限制，本公开提供了一种用作可充气安全装置中的隔热罩的耐热分层复合片材，以及含有这种分层复合片材的可充气安全装置。
耐热分层复合片材一般包括具有顶面和底面的第一织物层；以及定位于邻接顶面或底面之一的热阻挡层，其中这种热阻挡层包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层。或者，将阻挡层直接施加至织物层上。复合片材在热穿透测试中在725℃下展现六秒或更长时间的热阻值；或者，十二秒或更长时间；或者，30秒或更长时间。
任选地，织物层可以包括织物材料和一个或多个硅酮处理层。硅酮处理层可以邻接在邻接热阻挡层的同一面上或与邻接热阻挡层的面相对的织物材料的顶面或底面。任选地，热阻挡层可以包括一个或多个平滑或纹理化的表面。
复合片材可以进一步包括第二织物层，这样第二织物层的位置与第一织物层相对的面上的热阻挡层相邻。任选地，第二织物材料可以包括织物材料和至少一个硅酮处理层。
织物层可以是编织物、非编织物，或者选自以下的聚合膜或复合物：聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、聚酰胺、聚(乙烯)对苯二甲酸酯，以及其组合物或混合物。编织物可以具有厚度等于或大于20分特的丝线。当织物层是非编织物或聚合膜时，其可以具有介于约40g/m2与约400g/m2之间的基重。
或者，阻挡层的硅酮弹性体是固体片材或层；或者，硅酮弹性体是多孔状泡沫体或海绵。这种硅酮弹性体可以包含高稠度橡胶(HCR)或液体硅酮橡胶(LSR)。复合片材中所用的硅酮弹性体具有介于约100g/m2至约600g/m2之间的重量。
阻挡层的硅酮顶涂层可以包含在一个分子中平均具有一个或多个与硅原子键结的烯基的有机聚硅氧烷：有机氢聚硅氧烷；以能够固化涂料组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；以及任选地，增强填充材料，如二氧化硅。可以施加硅酮顶涂层以使得其具有介于约3g/m2至约50g/m2之间的重量。或者，硅酮顶涂层位于与织物层相对的阻挡层的面上。需要时，热阻挡层可以包括至少两个硅酮顶涂层；第一顶涂层与硅酮弹性体相邻并且第二顶涂层与第一顶涂层和硅酮弹性体被织物层隔开。阻挡层的硅酮顶涂层所展现的刚度，如由其拉伸模量或杨氏弹性模量(Young's modulus of elasticity)所量度，大于阻挡层的硅酮弹性体或织物层的硅酮处理层的刚度。
织物层的任选的硅酮处理层也可以包含在一个分子中平均具有一个或多个与硅原子键结的烯基的有机聚硅氧烷：有机氢聚硅氧烷；以能够固化涂料组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；以及增强填料，如二氧化硅。可以施加硅酮处理层以使得其具有介于约10g/m2至约400g/m2之间的重量。
根据本公开的另一个方面，可充气车辆安全装置包括能够提供充气流体的充气机；可由充气机充气的流体隔室；以及选自以下群组的一者：(i)与充气机相邻的充气机外套，其中这种充气机外套包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层；(ii)位于流体隔室内的隔热罩；以及(iii)其组合。可充气车辆安全装置中所用的充气机外套或隔热罩在725℃下展现六秒或更长时间的热阻值。(ii)中的隔热罩包括具有顶面和底面的第一织物层；以及与顶面或底面之一相邻的热阻挡层，其中这种热阻挡层包括至少一个硅酮弹性体层，如硅酮片材或者硅酮多孔状泡沫体或海绵。硅酮弹性体可以是液体硅酮橡胶(LSR)或高稠度橡胶(HCR)。在车辆安全装置内，流体隔室可以被选作前气囊、侧面气囊、气帘、H或Y护套、膝气囊以及安全带气囊之一。
任选地，织物层还可以包括一个或多个硅酮处理层。隔热罩可以包括至少一个硅酮处理层，其邻接于与邻接热阻挡层的面相对的织物层的顶面或底面。隔热屏还可以包括第二织物层，其位于与第一织物层相对的面上的热阻挡层相邻处。必要时，第二织物层还可以包括任选的硅酮处理层。硅酮处理层具有介于约10g/m2至约300g/m2之间的重量。硅酮弹性体具有介于约100至约600g/m2之间的重量。硅酮顶涂层具有介于约3g/m2至约50g/m2之间的重量。
更多适用领域将经由本文所提供的描述而变得显而易见。应当理解，描述和特定实施例仅用于说明的目的并且不意图限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的图式仅仅是为了说明的目的并且不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是车辆中所用的可充气安全装置的示意图并且包括充气机、隔热罩以及气囊；
图2(A-D)是根据本公开的教导用于构建图1中的隔热罩的分层复合片材的剖视图；
图3(A-E)是用于构建图1的隔热罩的分层复合片材的剖视图，其展示织物层的不同构造；
图4(A-J)是用于构建图1的隔热罩的分层复合片材的剖视图，其展示阻挡层的不同构造；
图5是依据每平方米表面积的阻挡层重量绘制的分层复合片材的热阻率的图示；以及
图6是使用扫描电子显微镜(SEM)在50X放大率下获得的分层复合片材的剖视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的并且决不意图限制本公开或其应用或用途。应当理解，在通篇描述中，对应的参考数字指示相同或对应的部件和特征。
本公开整体涉及一种隔热罩，其用于能够在事故期间保护车辆乘员的可充气安全装置中。举例来说，根据本文所含的教导制成并使用的隔热罩在本公开通篇结合用于保护汽车驾驶员或乘客的气囊加以描述，从而更全面地说明概念。本公开的范围涵盖了这种隔热屏结合其它类型的可充气安全装置的合并和使用，这些可充气安全装置包括(但不限于)如汽车以及其它交通工具(尤其如摩托车、船、卡车、拖拉机以及越野车)中所用的可充气座椅安全带、可充气膝垫、可充气顶篷内衬、H护套、Y护套、头胸部气囊、SAB缓冲垫以及可充气侧帘。
参考图1，可充气安全装置1一般包括气囊5和能够向气囊5充气的充气机10。充气机10含有可燃性气体产生材料，其在点燃时产生向气囊5充气的一定体积的充气流体15。或者，充气机10可以含有储存量的加压充气流体15，或可以含有加压充气流体15与用于加热加压充气流体的可燃性材料的组合。或者，充气流体15是气体。
在操作中，当启动充气机10时，充气流体15从充气机10中通过在充气机10的外壳的外侧表面中制成的出口流出。来自充气机10的充气流体15的流动通常横向于充气机10的中心轴。充气流体15撞击隔热罩20的内表面，其使流体15转向远离气囊5的表面。换句话说，隔热罩20引导充气流体15流入气囊5中。
隔热罩20的存在维持了在操作可充气安全装置1期间制成气囊5的织物的完整性。隔热罩20的目的在于提供热阻，从而防止由于充气机10所产生的热充气流体15的撞击或在气囊5被充气期间或之后与充气机10的热表面接触而引起的气囊5中的织物烧穿或熔化。隔热罩还允许制造商移除或取消气囊5中多种金属子组件的存在，这些金属子组件可能会存在长期磨损问题并对乘员造成潜在威胁。举例来说，在驾驶员的侧面气囊5中，在启动后充气机10中的叠氮化钠推进剂将在3000℃下分解以产生作为充气流体15的氮气。在启动期间，充气机10可以在10至20毫秒内达到700℃至800℃的温度，并且将在300℃至500℃的高温下保持2至3分钟。因此，热充气流体15的撞击或充气机10的表面能够将囊烧穿或在接触后熔化未涂布或经过涂布的织物。
根据本公开的一个方面，提供了用于可充气安全装置1中的柔性隔热罩20。这种隔热罩20一般包含耐热分层复合片材，其包括具有顶面和底面的第一织物层以及热阻挡层。热阻挡层与第一织物层的顶面(A面)或底面(B面)之一相邻。或者，将热阻挡层直接施加至织物层上。热阻挡层进一步包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层。分层复合片材在725℃下具有六秒或更长时间的热阻值；或者，在725℃下大于12秒；或者，在725℃下大于或等于30秒。
当用于隔热罩中时，分层复合片材的一面将直接暴露于热充气机和从充气机产生的经过加热的气体。热阻值，也被称为“烧穿速率”、“烧穿时间”或“热阻率”，表示一个棒在给定的温度下接触分层复合片材的暴露面并且烧穿片材所耗费的时间。本文所报道的每个热阻值是使用“热棒”热阻率测试来测定。更具体地说，将重50克并且直径和长度分别为1.27cm(0.5英寸)和5.08cm(2英寸)的304型不锈钢圆柱形棒(“穿透器”)加热至725℃的平衡温度。加热之后，将热穿透器安置于在测试架中保持紧绷的测试样品的暴露表面上方13.30cm(5.25英寸)处。然后，使穿透器下降以使得圆柱形棒的末端接触测试样品的暴露表面。传感器在棒接触织物时起动计时器并且在棒穿通织物时停止计时器。经过加热的棒在测试样品的表面上停留的时间量是测试样品的“热阻”的量度。大于30秒的热阻时间被广泛视为最佳可能的等级，这是因为穿透器将在30秒后得到充分冷却，从而使得其将在超过30秒的时间后烧穿测试样品的可能性极低。
在分层复合片材中，硅酮弹性体可以是一层硅酮橡胶或者多孔状泡沫体或海绵。举例来说，根据本公开的一个方面，液体硅酮橡胶(LSR)或高稠度橡胶(HCR)的用途可以用作与织物层的表面相邻的阻挡层的一部分。织物层可以是编织物材料或者非编织的固体聚合复合物或膜。顶涂层的组成是液体硅酮橡胶(LSR)。当泡沫体或海绵用作阻挡层的一部分时，泡沫体或海绵微孔提供了当分层复合片材用作隔热屏时减少对织物层造成的损坏的牺牲表面，而顶涂层提供了在操作期间约束或维持泡沫体的完整性的方式。尽管不希望受理论约束，但据信使用泡沫体结构化表面通过表面炭化对分层复合片材提供热保护。在隔热罩的几何结构中关于硅酮泡沫体的使用的更详尽论述提供于2012年7月6日提交的美国专利申请号61/668,702中，这个申请的全部内容特此以引用的方式并入。
现在参考图2(A-D)，分层复合片材50包括第一织物层55和热阻挡层60。第一织物层55具有顶面(A面)和底面(B面)。热阻挡层60可以与织物层55的A面(图2A)或织物层55的B面(图2B)相邻。或者，将热阻挡层60直接施加至织物层55上(图2A和2B)。任选地，分层复合片材50可以进一步包括也具有A面和B面的第二织物层56。在这种构造中，阻挡层60可以同时与第一织物层55和第二织物层56相邻(图2C)，或阻挡层60可以仅与第一织物层55或第二织物层56之一相邻(图2D)。第一织物层55和第二织物层56中每一者的组成是独立选择的。或者，第一织物层55和第二织物层56可以具有相同组成。
现在参考图3(A-E)，第一织物层55(图3B-3C)和/或第二织物层56(图3D-3E)可以进一步包括织物材料65、66和至少一个硅酮处理层70、71。可以将硅酮处理层70施加至织物材料65上以使得处理层70邻接阻挡层60(图3B)或在与阻挡层60相对的织物层55的面上(图3C)。当分层复合片材50包括第二织物层56时，如先前所描述，第二织物层56可以邻接阻挡层60(图3D)或位于与阻挡层65相对的第一织物层55的面上(图3E)。
根据本公开的另一个方面，第二织物层56可以包括织物材料66和至少一个第二硅酮处理层71。仍参考图3(A-E)，第二硅酮处理层71可以与阻挡层60相邻(图3D)或在与阻挡层60相对的第二织物材料66的面上(图3E)。
第一硅酮处理层70和第二硅酮处理层71是独立选择的。或者，第一硅酮处理层70和第二硅酮处理层71可以具有相同组成。在图3(A-E)所示的构造中的每一者中，将暴露于充气机气体的热温度的分层复合片材的面可以是如所发现为理想的任一面。
现在参考图4(A-J)，阻挡层60包括至少一层硅酮弹性体80和一层或多层硅酮顶涂层90(图4A)。将硅酮弹性体80作为阻挡层60的一部分施加至织物层55上，这种硅酮弹性体的重量介于100至600g/m2之间。或者，硅酮弹性体80是硅酮橡胶层或硅酮多孔状泡沫体。将硅酮顶涂层90施加至硅酮弹性体的表面上，这种硅酮顶涂层的重量介于约1至100g/m2之间；或者，约3至50g/m2；或者，介于约5至30g/m2之间。根据本公开的一个方面，硅酮顶涂层成为在测试和/或操作期间首先受热的表面(图4A)。或者，硅酮顶涂层可以是在测试和/或操作期间最后受热的表面(图4B)。需要时，硅酮顶涂层90位于与织物层55相对的阻挡层的面(或者，硅酮弹性体)上。织物层55可以包括织物材料65(图4A和4B)或织物材料65与硅酮处理层70的组合(图4C和4D)。
仍参考图4(A-J)，复合片材50可以进一步包括第二织物层56，这个第二织物层由织物材料66(图4E-4F)或织物材料66与硅酮处理层71的组合(图4G-4H)组成。复合片材50可以进一步包括至少两个硅酮顶涂层90、91，第二顶涂层91与阻挡层60的硅酮弹性体80和第一顶涂层90被织物层55、56隔开(图4G-4J)。可以定位第二顶涂层91以使得其成为在测试和/或操作期间首先受热的表面(图4G和4I)，或者，在测试和/或操作期间最后受热的表面(图4H和4J)。需要时，硅酮顶涂层位于与织物层相对的阻挡层的面上。本领域的技术人员应当理解，可以在不超出本公开的范围的情况下利用图4中未示出的织物材料、硅酮处理层、硅酮弹性体以及硅酮顶涂层的另外组合。
本公开的分层复合片材50当用作隔热罩20时提供了优于常规材料的多个益处。举例来说，包含多种基于液体硅酮橡胶(LSR)的片材或泡沫体、基于高稠度橡胶(HCR)的硅酮片材或海绵或其混合物以及作为阻挡层60施加至多种织物层55、56上的一个或多个硅酮顶涂层的分层复合片材50，如聚酰胺(例如，尼龙6,6)和聚酯的编织和非编织系统，当与725℃或更高的温度接触时展示大量的热阻。约100g/m2至约600g/m2的硅酮弹性体和约1g/m2至约100g/m2的硅酮顶涂层的涂层重量在少涂布40-50％的织物重量下性能优于常规材料。或者，可以利用涂层重量为约150g/m2至约500g/m2的硅酮弹性体和涂层重量为约3g/m2至约50g/m2的硅酮顶涂层。分层复合片材50的使用使得在充气机15的位置附近构建或组装气囊5获得更大灵活性和简化性。
阻挡层60的硅酮弹性体80可以是使用液体硅酮橡胶(LSR)或高稠度橡胶(HCR)制备的固体硅酮片材或层，包括(但不限于)任何基础材料。阻挡层60的硅酮弹性体80还可以是使用液体硅酮橡胶(LSR)制备的硅酮多孔状泡沫体或使用高稠度橡胶(HCR)制备的硅酮多孔状海绵，包括(但不限于)任何基础材料。在形成多孔状泡沫体或海绵时，本领域的技术人员已知的任何发泡剂，包括(但不限于)氢气、氮气、水蒸气以及其混合物，可以被添加至混合物中或通过反应就地产生以形成泡沫体或海绵状结构。
硅酮弹性体可以从包含根据以下通用结构定义的聚合物的组合物制备：
其中Ra表示-OH、-CH＝CH2、-CH3或者另一个烷基或芳基，并且聚合度(DP)由下标x和y的总和表示。在液体硅酮橡胶(LSR)弹性体中，所用聚合物的DP通常在10至1000的范围内，使得分子量在750至75,000的范围内；这些聚合物一般在25℃下具有小于1,000,000mPa.s的粘度；或者，在25℃下小于750,000mPa.s。对于高稠度橡胶(HCR)硅酮弹性体，DP通常在5,000至10,000的范围内。因此，在制造高稠度橡胶弹性体中所用的聚合物或胶的分子量在350,000至750,000或更大的范围内，使得粘度与胶或胶型材料更一致。在形成这些弹性体中所用的聚合物系统可以是单一聚合物种类或含有不同官能度或分子量的聚合物的掺合物。选择组合物的其余成分以与Ra基团相符，从而可以使组合物固化成弹性体。复合片材中所用的硅酮弹性体具有大于约100g/m2并且小于约600g/m2的重量。
液体硅酮橡胶(LSR)或高稠度橡胶(HCR)可以是单组分或双组分配方。用于生产液体硅酮橡胶泡沫体的适合的商业LSR产品的实例尤其包括SHS-1000硅酮泡沫体、Dow3-8277泡沫体、Dow3-8186触变泡沫体、Dow3-8235硅酮泡沫体以及Dow3-6584硅酮泡沫体(Dow Corning Corporation,Midland,Michigan)。用于生产液体硅酮橡胶片材或层的适合的商业LSR产品的实例包括Dow35-3115、DowLCF-3760、DowLCF-3600或DowLCF-3730。用于生产高稠度硅酮橡胶片材或海绵的适合的HCR产品的实例尤其包括DowSHS-2000硅酮片材或Dow4-7060硅酮泡沫体。
制备成单组分或多组分材料的硅酮弹性体80可以包含在氢化硅烷化催化剂或自由基引发剂存在下反应的展现不饱和度的至少一个有机氢硅氧烷、至少一个聚二有机硅氧烷。适合的聚有机硅氧烷每个分子含有至少两个烯基并且在25℃下展现约10至1,000,000mPa.s的粘度；或者，在25℃下介于约100至250,000mPa.s之间。烯基包括乙烯基、烯丙基以及己烯基或其混合物；或者，烯基是乙烯基。聚有机硅氧烷主链中约90％的重复单元是由通式R1R2SiO表示的二有机硅氧烷单元，其中R1和R2独立地选自通常含有1个至约10个碳原子的单价未经取代和经取代的烃基。表征可固化聚有机硅氧烷的烯基优选地位于分子的末端硅氧烷单元处；然而，一者或多者可以键结至非末端硅氧烷单元。聚二有机硅氧烷的一个特定实例包括二甲基乙烯基硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷。
硅酮弹性体中的有机氢硅氧烷充当固化剂，使得有机氢硅氧烷中与硅键结的氢原子与聚有机硅氧烷的烯基反应。需要时，有机氢硅氧烷中与硅键结的氢原子还可以用于产生氢气以使组合物起泡。可以使用的有机氢硅氧烷每个分子平均含有至少三个与硅键结的氢原子。硅原子上的其它化合价被选自具有1个至6个碳原子的烷基和苯基的有机基团所占据。优选的烷基包括甲基、乙基以及己基。最优选的有机基团是甲基。
有机氢硅氧烷可以具有线性、环状或分支结构，并且可以是均聚物、共聚物、两种或更多种不同均聚物的混合物、两种或更多种不同共聚物的混合物，或这些类型的聚合物的混合物。适合使用的聚合物包括(但不限于)聚甲基氢硅氧烷，三甲基硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷，二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷以及三甲基硅氧烷单元的共聚物，以及二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷以及二甲基氢硅氧烷单元的共聚物。或者，有机氢硅氧烷具有线性结构，在25℃下展现约1至约10,000mPas的粘度，并且包含二烷基硅氧烷和烷基氢硅氧烷单元与三烷基硅烷氧基末端单元，其中烷基含有1个至4个碳原子。
所用有机氢硅氧烷的量应足以在固化期间提供所需程度的交联，并且任选地产生所需量的氢气以使混合物起泡。一般来说，有机氢硅氧烷的比例将在每100重量份聚二有机硅氧烷约2至约80重量份或者约5至约40重量份的范围内。关于硅酮弹性体的组成的额外信息提供于美国专利号6,084,002、5,574,073、4,433,069、5,670,556、5,733,946以及5,708,043中，这些专利的全部内容以引用的方式并入。
任选地，硅酮弹性体可以包括选自由以下组成的群组的含羟基化合物：多元醇、单官能醇、含硅烷醇基的有机硅烷、含硅烷醇基的有机硅氧烷以及水或其混合物。化合物中的羟基与有机氢硅氧烷的与硅键结的氢中的一些反应以产生氢气，其任选地可以用于形成泡沫体中的微孔。这些含羟基化合物可以被泡沫体领域的技术人员称作发泡剂。当含羟基化合物包含多元醇时，其为具有约3个至约12个碳原子并且每个分子平均含有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或分支的，或可以具有羟基不直接键结的芳环。这些多元醇的若干特定实例包括脂肪族多羟基醇，例如二醇，如1,2-乙二醇、2,3-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇以及1,6-己二醇；1,2,3-丙三醇；2,2-双羟甲基-1-丁醇；丁糖醇，如赤藓糖醇和季戊四醇(2,2-双羟甲基-1,3-丙二醇)；戊糖醇，如阿拉伯糖醇、木糖醇以及甲基戊糖醇；己糖醇，如甘露糖醇和山梨糖醇；以及脂环族多羟基醇，如环己二醇、环己三醇以及肌醇。应使用足够的多元醇以获得用于起泡过程的必需量的氢和/或在后固化材料中所需程度的释放。一般来说，每100份聚二有机硅氧烷与有机氢硅氧烷的组合重量应使用约0.05至8重量份的含羟基化合物。或者，含羟基化合物的量是每100份聚二有机硅氧烷与有机氢硅氧烷的组合重量0.2至5重量份。
任选地，硅酮弹性体可以进一步包含耐热纤维或多孔材料作为细粉状增强填料和非增强矿物填料。这些耐热和纤维或多孔材料可以包括(但不限于)多种非晶或结晶无机化合物，如煅制二氧化硅、沉淀二氧化硅、石英以及碳酸钙；以及金属氧化物，如氧化铝、水合氧化铝、氧化铁以及二氧化钛；或其混合物。添加至硅酮弹性体中的纤维或多孔材料的量以硅酮弹性体的总重量计可以在约5wt.％至约50wt.％的范围内；或者，约15wt.％至35wt.％；或者，约30wt.％至35wt.％。这些填料可以经过处理以促使其疏水。用于处理填料的化合物可以是硅烷，如烷氧基硅烷、烷氧基官能低聚硅氧烷、环状聚有机硅氧烷；羟基官能低聚硅氧烷，如二甲基硅氧烷或甲基苯基硅氧烷；硬脂酸酯；或脂肪酸。
硅酮弹性体还可以包括用于增稠以及其它目的的其它添加剂和颜料。这些添加剂的实例包括硅氧烷树脂、氢化蓖麻油以及颜料，如碳黑、氧化锌、染料以及六甲基二硅氧烷；以及多种抗氧化剂、热稳定剂、触变剂、稳泡剂、紫外光稳定剂、阻燃剂，以及催化剂抑制剂，如用以增加工作时间的环状甲基乙烯基硅氧烷。硅酮弹性体还可以包括用以帮助各种组分分散的溶剂，如二甲苯。
固化分子或过程可以是本领域的技术人员已知的任何分子或过程，包括(但不限于)使用氢化硅烷化催化剂或自由基引发剂，如有机过氧化物或紫外辐射。被选用的有机过氧化物可以包括本领域的技术人员已知适用于硅酮橡胶加工中的任何过氧化物。有机过氧化物的若干实例包括属于(但不限于)二过氧缩酮、过氧二碳酸酯、过氧酯、二酰基过氧化物、过氧化苯甲酰、酮过氧化物、二烷基过氧化物或氢过氧化物的过氧化物系列的任何过氧化物。
氢化硅烷化催化剂可以包含本领域的技术人员已知促进氢化硅烷化反应的铂族金属催化剂，包括任何含铑、钌、钯、锇、铱或铂的催化剂。或者，铂族催化剂是铂催化剂。这些催化剂还有效地促进SiH基团与有机醇中的C-OH基团之间的反应以提供用于起泡过程的氢。铂催化剂的适合形式包括(但不限于)氯铂酸、1,3-二乙烯基-1,1,2,2-四甲基二硅氧烷铂复合物、卤化亚铂或氯铂酸与二乙烯基二硅氧烷的复合物，以及通过氯铂酸、二乙烯基四甲基二硅氧烷以及四甲基二硅氧烷的反应形成的复合物。
铂催化剂的量一般是提供每百万份聚二有机硅氧烷与有机氢硅氧烷的组合重量5至250重量份的铂金属的量。每百万份小于5重量份的铂量不足以使橡胶形成，而每百分份大于200重量份的量是不经济的。硅酮弹性体在性质上可以是低密度或高密度的；或者，硅酮弹性体是低密度的。硅酮弹性体在增加或不增加相对湿度的情况下在低于约240℃的温度下，或者在范围为约25℃至约100℃的温度下固化。使硅酮弹性体层固化的条件可以影响所得材料密度。分层复合片材中的硅酮弹性体结构可以具有平滑表面或者不平坦或纹理化表面80。
硅酮顶涂层90、91可以是包含以下的基于硅的组合物的涂层：硅氧烷主链被至少两个与硅键结的基团R封端的有机聚硅氧烷聚合物，其中R表示烯属不饱和烃取代基、烷氧基或羟基；具有至少3个与硅键结的反应基团X的交联有机硅材料；本领域的技术人员已知能够促进与硅键结的基团R和与硅键结的反应基团X之间的反应的任何催化剂；以及一种或多种填充材料，包括(但不限于)增强填料和具有基本上层状形式的填料。基于硅酮的组合物能够在固化后形成弹性体硅酮顶涂层。
适合用于形成硅酮顶涂层90、91的有机聚硅氧烷聚合物包括形成弹性体的基于硅酮的组合物，其具有通式R1 aR2 bSiC>4-a-b/2的单元，其中R1是具有至多18个碳原子的单价烃基，R2是单价烃基或烃氧基或者羟基，a和b具有0至3的值，并且a+b的总和不大于3。或者，R1表示烷基或芳基，如甲基、乙基、丙基、异丁基、己基、苯基或辛基。或者，R2表示适于缩合反应的羟基或烷氧基或者适于加成反应的烯基或炔基。有机聚硅氧烷聚合物在结构上可以是分支或线性的，每个分子具有至少一个烯基。或者，有机聚硅氧烷聚合物每个分子具有至少两个与硅键结的烯基。
有机聚硅氧烷还可以是具有以下通式的聚二有机硅氧烷：
其中R1如上文所定义，R3表示具有至多8个碳原子的烯基，其具有式-R4 y–CH＝CH2，其中R4表示具有至多6个碳原子的二价烃基、优选具有至多4个碳原子的亚烷基，y具有0或1的值，并且x具有10至1500、或者50至1200、或者70至800的值。这种聚二有机硅氧烷的一个实例是在25℃下粘度为50至250,000mPa.s、或者100至100,000mPa.s、或者250至60,000mPa.s的α,ω-乙烯基二甲基硅烷氧基聚二甲基硅氧烷聚合物。
交联有机硅材料可以是能够与上文所描述的有机聚硅氧烷反应的任何有机硅化合物。适合的有机硅化合物可以是单体、均聚物、共聚物或其混合物，其包含通式R1 aR5 bSi04.a.b/2的至少一个单元，其中R1以及a和b如上文所定义，并且R5是氢原子、羟基或烷氧基。交联有机硅材料优选地选自硅烷、低分子量有机硅树脂以及短链有机硅氧烷聚合物。可以用作交联有机硅化合物的适合硅烷的若干实例包括(但不限于)烷基三烷氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷以及甲基三氢硅烷。适合用于本公开的阻挡层中的各种硅酮顶涂层组合物的更详尽论述提供于美国专利号6,200,915、日本专利公布号JP2010-083946以及美国专利公布号2006/276585中，这些专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
硅酮顶涂层具有大于阻挡层的硅酮弹性体或织物层的硅酮处理层所具有刚度的刚度，如由其拉伸模量或杨氏模量所量度。或者，硅酮顶涂层所具有的硬度大于硅酮弹性体或硅酮处理层所具有的硬度。硅酮顶涂层的杨氏模量比硅酮弹性体或硅酮处理层的模量至少大10％；或者，大20％；或者，大25％。或者，硅酮顶涂层的杨氏模量大于约2MPa；或者，大于约5MPa。或者，硅酮顶涂层的硬度大于约35硬度计硬度(肖氏A(Shore A))；或者，大于约40硬度计硬度(肖氏A)。
任选地，硅酮处理层70、71还可以包括织物层55、56的一部分。这种硅酮处理层70、71可以是本领域的技术人员已知的任何常规的硅酮膜或处理层。硅酮处理层70、71可以包含具有脂肪族不饱和烃或烃氧基取代基的有机聚硅氧烷、具有至少3个与硅键结的氢原子的有机硅交联剂、能够促进脂肪族不饱和烃或烃氧基取代基与Si-H基团反应的催化剂，以及二氧化硅增强填料。二氧化硅填料可以包括基于二氧化硅填料2重量％至60重量％的含有与Si键结的甲基和乙烯基以及硅烷醇端基的低聚有机聚硅氧烷。硅酮处理层具有小于约5MPa、或者小于约2MPa的杨氏模量以及小于约40硬度计硬度(肖氏A)、或者小于约35硬度计硬度(肖氏A)的硬度。
硅酮处理层70、71可以是液体硅酮橡胶(LSR)膜，其包括四种组分(A)、(B)、(C)以及(D)的混合物，这样(A)是一个分子中平均具有两个或更多个与硅原子键结的烯基的有机聚硅氧烷：100重量份有机聚硅氧烷；(B)是有机氢聚硅氧烷；(C)是以能够固化涂料组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；并且(D)是占涂料组合物的0.1至50重量份的增强二氧化硅细粉。组分(B)被进一步描述为(b-1)一个分子中具有至少三个与硅原子键结的氢原子的有机氢聚硅氧烷，其中至少一个氢原子在分子中以由式R HSi02/2(其中R表示不含脂肪族不饱和键的未经取代或经取代的单价烃基)表示的硅氧烷单元存在，(b-2)仅在分子链两端的每一端处具有一个与硅原子键结的氢原子并且在分子中不具有脂肪族不饱和键的线性有机氢聚硅氧烷，或(b-1)与(b-2)的混合物。
可以掺合(b-1)和(b-2)中的有机氢聚硅氧烷以使得(b-1)和(b-2)中所含的与硅原子键结的氢原子：组分(A)中所含的烯基的摩尔比在约0.8:1.0至约2.5:1.0的范围内，并且有机氢聚硅氧烷(b-2)中所含的与硅原子键结的氢原子的总数是组分(B)内所含的与硅原子键结的氢原子的总数的70％至100％。当有机氢聚硅氧烷(b-2)中所含的与硅原子键结的氢原子是100％时，组分(B)仅由有机氢聚硅氧烷(b-2)组成。
可以将硅酮处理层70、71以介于10g/m2与400g/m2之间、或者25g/m2至200g/m2的重量施加至织物层55、56上。可以包含第一织物层55和/或第二织物层56的一部分的硅酮处理层70、71的进一步描述提供于国际专利公布号WO 2011/137121和WO 2011/82134中，这些专利的全部内容特此以引用的方式并入。
第一织物层55和第二织物层56可以包括任何聚合膜或复合物，以及任何编织物或非编织物材料65、66，这些材料的长丝或纱线密度等于或大于20分特，或者范围介于约200至约900分特之间，或者介于约470分特至约700分特之间；或者约580分特。织物材料65、66的一个实例是在经向和纬向上编织的纱线密度为约580分特的聚酰胺。编织物材料65、66的另一个实例包括在一个方向(如经向)上编织的聚酰胺纤维，以及在另一个方向(如纬向)上编织的聚酯纤维。织物层55、56的织物材料65、66的组成可以包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、玻璃纤维、聚(乙烯)对苯二甲酸酯以及其组合物或混合物。可以用作织物材料的聚酰胺的特定实例包括尼龙6,6和其它实例，如对位芳纶和间位芳纶
当织物层55、56是编织物材料65、66时，织物材料的编织密度可以是基于应用准则预选的任何范围；或者，编织密度可以在约41×41至约53×53的范围内。当织物层55、56是非编织物材料或复合物65、66时，膜的厚度可以依据每单位面积的重量来测定。非编织物材料或聚合复合物当用作织物层55、56时，将具有范围介于约40g/m2与约400g/m2之间、或者介于约70g/m2与135g/m2之间的重量。织物层55、56可以进一步包括任何添加剂或暴露于本领域的技术人员已知的任何表面处理，包括(但不限于)表面氟化。
可以经由使用轧辊、刮刀或本领域的技术人员已知的任何其它工艺将阻挡层60的硅酮弹性体80施加至织物层55、56上，以将涂层重量控制于任何所需或目标量并且施加释放内衬。举例来说，可以将液体硅酮橡胶(LSR)泡沫体涂布至织物层55的表面上或两个织物层55、56之间，然后通过具有初始间隙的辊，这个初始间隙经过设定以容纳所需厚度的多孔状泡沫体层。然后可以任选地施加释放内衬(未示出)。
可以使用刮涂、浸涂、流涂或本领域的技术人员已知的任何其它常规技术将硅酮顶涂层90、91施加至硅酮弹性体80或织物层55、56上。类似地，还可以使用刮涂、浸涂、流涂或本领域的技术人员已知的任何其它常规技术将硅酮处理层70、71施加至织物层55、56上。所得分层复合片材50可以按转辊(converter roll)形式作为成品供给或作为个别工件供给。可以使用激光等从辊切割出个别工件。
根据本公开的另一个方面，提供了一种车辆安全装置，其包括能够产生充气流体的充气机；可以被充气机充气的流体隔室；以及位于流体隔室内的隔热罩。流体隔室被选作前气囊、侧面气囊、气帘、H或Y护套、膝气囊以及安全带气囊之一。或者，流体隔室被选作前气囊或侧面气囊。
车辆安全装置中的隔热罩包含如本文先前所描述的包括织物层和阻挡层的分层复合片材中的一者或多者。分层复合片材中所用的阻挡层包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层。或者，织物层可以包括织物材料和施加至织物材料的表面上的一个或多个硅酮处理层。硅酮弹性体可以是硅酮片材或者多孔状泡沫体或海绵。隔热罩还可以包括邻接于与邻接阻挡层的面相对的织物层的面的至少一个硅酮处理层。必要时，隔热罩中所用的分层复合片材还可以包括第二织物层。这个第二织物层可以与位于与第一织物层相对的面上的热阻挡层相邻。可以任选地将至少一个硅酮处理层施加至第二织物层的织物材料上。任选地，隔热罩可以包括额外的保护特征或材料，如合并金属板或热内衬。隔热罩还可以附接或与充气机的表面相邻。实际上，可以构建隔热罩以使得其包围或环绕充气机。
根据本公开的另一个方面，充气机可以被充气机外套包围或环绕，这个充气机外套由硅酮弹性体层和硅酮顶涂层组成。充气机外套可以附接或与充气机相邻。充气机外套的总体目的在于提供针对热充气机与可充气安全装置的织物或内表面之间直接接触的热阻。与充气机外套关联的硅酮弹性体层可以在组成上与先前关于隔热罩中所用的热阻挡层所描述的类似或相同。或者，用作充气机外套的硅酮弹性体层是硅酮橡胶片材或者硅酮橡胶泡沫体或海绵，并且硅酮顶涂层是液体硅酮橡胶涂层。这种充气机外套还可以与隔热罩组合使用以进一步提高可充气安全装置的热阻。
根据本公开的教导使用以下方法来制备并比较热阻挡层的若干实例。在1-6号操作中，通过将两部分LSR(SHS-1000硅酮泡沫体，Dow Corning Corporation)的部分A与部分B混合在一起以形成可起泡LSR混合物，将不同量的液体硅酮橡胶(LSR)作为固体层施加至织物层上。将这种LSR混合物倾倒至MylarTM塑料片材或织物层上，然后将第二Mylar片材或第二织物层放置在混合物之上。然后在涂布设备中的两个平行辊或圆筒之间用手拉LSR混合物，其中辊之间的间隙被设定于所需厚度，例如0.0457cm至0.140cm(0.018“至0.055”)加上2个片材和织物层的厚度。拉下LSR混合物后，在低于约100℃下，或者在约50℃与100℃之间将其固化几分钟，例如3-5分钟。从固化的LSR层去除之后，储存硅酮弹性体与织物组合的一部分以供作为复合片材进行测试，而经由使用流涂系统将顶涂层施加至所收集的硅酮弹性体与织物组合的第二部分上。随后固化顶涂层，并且也储存包含织物层、硅酮弹性体以及顶涂层的材料部分以供作为复合片材进行测试。
在1-6号操作中，包括硅酮处理层的700分特尼龙6,6织物材料(LCF 35-3115,DowCorning Corporation,Midland,Michigan)用作织物层，并且将液体硅酮橡胶(LCF 3715,Dow Corning Corporation,Michigan)作为硅酮顶涂层施加至硅酮弹性体上。现在参考图5，施加至织物层上的硅酮弹性体的量在约205g/m2(1号操作中)至约295g/m2(6号操作中)的范围内(参见标记为O的数据点)。当在热棒测试中使用穿透器在725℃的温度下测试时，观测到硅酮弹性体/织物层复合片材的热阻率在约5秒(1号操作中)至约85秒(6号操作中)的范围内。如通过比较1-6号操作中测量的热阻率(参见标记为O的数据点)所展示，这些复合片材的热阻率随着施加至织物层上的硅酮弹性体的量增加而增加。
比较起来，添加硅酮顶涂层至硅酮弹性体层显著提高复合片材的热阻率。仍参考图5，施加至硅酮弹性体上的硅酮顶涂层的量在1-3号和5-6号操作中范围介于8至10g/m2之间，而在4号操作中添加13g/m2(参见标记为Δ的数据点)。在图5中，数据点(Δ)是依据阻挡层的总涂层重量来绘制，总涂层重量包括硅酮弹性体与硅酮顶涂层的量。阻挡层的总涂层重量在约215g/m2(1号操作中)至约305g/m2(6号操作中)的范围内。当在热棒测试中使用穿透器在725℃的温度下测试时，观测到顶涂层/硅酮弹性体/织物层复合片材的热阻率在约15秒(1号操作中)至大于120秒(6号操作中)的范围内。通常在120秒时停止测试，因为在已经达到这个时长后，测试中所用的棒的热度不足以进一步穿透测试样品。如通过比较1-6号操作中测量的热阻率(参见标记为Δ的数据点)所展示，复合片材的热阻率随着施加至织物层上的阻挡层(多孔状泡沫体与顶涂层组合)的总量增加而增加。
仍参考图5，在每个操作中包含织物层和硅酮弹性体的复合片材(参见标记为O的数据点)与包含织物层、硅酮弹性体以及硅酮顶涂层的复合片材(参见标记为Δ的数据点)所展现的热阻率之间的比较展示热阻率的大幅改善或提高。在1-6号操作中，在添加硅酮顶涂层至硅酮弹性体/织物层复合片材之后展示热阻率增加100％以上。或者，在3-6号操作中，观测到热阻率增加200％以上。添加约9g/m2的顶涂层至硅酮弹性体以形成阻挡层使复合片材热阻率增至类似于将硅酮弹性体的量增加约50g/m2的水平(例如，比较1号操作中的Δ点与3号操作中的O点)。
现在参考图6，提供了扫描电子显微镜(SEM)图像，其示出根据本公开的教义制备的复合片材50的一种可能构造的剖面。更具体地说，复合片材50由具有定向于经向与纬向的纤维的编织物层55组成。硅酮弹性体80作为阻挡层60的一部分与织物层55相邻。将硅酮顶涂层90施加至硅酮弹性体80的表面上以完成阻挡层60的形成。
给出以下特定实施例以进一步说明根据本公开的教导的可充气安全装置中的隔热罩的制备和测试，并且不应被解释为限制本公开的范围。本领域的技术人员鉴于本公开将了解，在不脱离或超出本公开的精神或范围的情况下可以在本文所论述的特定实施方案中作出许多改变并且仍获得相同或类似的结果。
实施例1-具有热阻挡层的复合片材的热阻
使用热棒测试根据如图4A和4B中分别示出的构造A和B来制备并测试复合片材。在这个实施例中，复合片材包含织物层，其包括700分特的尼龙6,6稀松编织物材料。织物层不包括施加至织物材料上的任何硅酮处理层。将两部分液体硅酮橡胶(LSR)层(591,Dow Corning Corporation,Midland,Michigan)施加至织物层的表面上并固化。然后将两部分液体硅酮橡胶顶涂层施加至硅酮弹性体的表面上并固化以形成阻挡层。用作织物层上的阻挡层的硅酮弹性体和顶涂层的总量是297g/m2。在构造A与构造B中都测试复合片材。在构造A中，在进行测试期间与热棒初始接触的表面是硅酮顶涂层(见图4A)。在构造B中，在进行测试期间与热棒初始接触的表面是织物层(见图4B)。在构造B中，硅酮顶涂层是在进行测试期间最后一个与热棒接触的组件。在这个实施例中，测得复合片材的热阻率对于构造A为27.1秒并且对于构造B为5.1秒。因此，当与构造B相反，根据构造A使用复合片材时，观测到热阻率增加5倍。
实施例2-具有热阻挡层的另一个复合片材的热阻
使用热棒测试根据如图4C和4D中分别描述的构造C和构造D来制备并测试复合片材。在这个实施例中，复合片材包含织物层，其包括470分特的尼龙6,6织物材料和30g/m2量的硅酮处理层。将高稠度橡胶(HCR)(52硬度计硬度，430％伸长率；S033C,Dow CorningCorporation,Midland,Michigan)施加至织物层的表面上并固化。然后将两部分液体硅酮橡胶顶涂层施加至HCR弹性体层的表面上并固化以形成阻挡层。用作施加至织物层上的阻挡层的HCR和顶涂层的总量是585g/m2。在构造C与构造D中都测试复合片材。在构造C中，在进行测试期间与热棒初始接触的表面是硅酮顶涂层(见图4C)。在构造D中，在进行测试期间与热棒初始接触的表面是织物层(见图4D)。在构造D中，硅酮顶涂层是在进行测试期间最后一个与热棒接触的组件。在这个实施例中，测得复合片材的热阻率对于构造C与D都大于120秒。
本领域的技术人员应了解，对于分层复合片材和由其制成的隔热罩产品所测量的特性代表了以常规方式测量的并且可以通过多种不同方法获得的特性。举例来说，使用布氏粘度计(Brookfield viscometer)，对于硅酮顶涂层使用10rpm的3号转轴并且对于硅酮弹性体使用10rpm的7号转轴来进行粘度测量。通过从用硅酮弹性体涂布的织物层的重量中扣除织物层的重量来测量硅酮弹性体的重量；或者，通过从分层复合片材的总重量中扣除织物层和硅酮弹性体的重量来获得硅酮顶涂层的重量。使用肖氏A标度根据ASTM 2240测试方案来测量硬度；或者，使用ISO 7619、ISO 868、DIN 53505或JIS K 6253测试方案。根据ASTM E111或经由使用如张力计的仪器进行常规拉伸测试来测量杨氏模量。本文所描述的方法仅代表一种此类方法，并且在不超出本公开的范围的情况下可以使用其它方法。
本领域的技术人员应进一步理解与使用本公开的复合片材相关的益处。更具体地说，使用玻璃纤维的织物难以被现有技术切割，当切割时引入玻璃纤维粒子，在缝纫操作期间缩短针的寿命，比泡沫体更硬，并且在所有工作环境中都不被接受。使用根据本公开制备的复合片材与常规解决方案相比提供了总重量更轻、更易包装并且当在夹层构造中使用时产生更少数目的织物层的复合片材。另外，使用硅酮弹性体作为气囊或其它可充气安全装置中的吸热体可以取消气囊中金属增强体的使用以防止充气机穿过囊的后熔穿。硅酮顶涂层的使用减轻了复合片材的总重量，这是因为由具有使用硅酮弹性体与3-50g/m2顶涂层组合的阻挡层的复合片材提供的热阻率大大超过具有仅由硅酮弹性体组成的具有相当重量的阻挡层的复合片材。另外，本公开的热阻挡层能够将复合片材的摩擦系数(CoF)从大于约1.0CoF单位、或者大于2.0CoF减至小于约0.5CoF单位。
上述对本发明的各种实施方案的描述已经出于说明和描述的目的而介绍。其并非旨在详尽列举本发明或将本发明限于所公开的精确实施例。鉴于上述教导，可能存在众多修改或变型。选择并描述所讨论的实施方案以提供本发明原理和其实际应用的最佳说明，从而使本领域的一般技术人员能够在各种实施方案中并且在适于所预期的特定用途的各种修改下利用本发明。所有这些修改和变型都在如随附权利要求书当根据其公平、合法并公正地授权的广度解释时所确定的本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种耐热分层复合片材，所述复合片材包括：
第一织物层，其具有顶面和底面；以及
热阻挡层，其包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层；所述热阻挡层与所述顶面或底面之一相邻；
其中所述复合片材在725℃下具有六秒或更长时间的热阻值。
2.如权利要求1所述的复合片材，其中所述第一织物层包括织物材料和位于所述顶面或底面上的一个或多个硅酮处理层。
3.如权利要求2所述的复合片材，其中所述第一织物层的所述硅酮处理层位于与所述热阻挡层相邻或与邻接所述热阻挡层的面相对的所述第一织物层的所述顶面或底面上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的复合片材，其中所述复合片材进一步包括具有顶面和底面的第二织物层；所述第二织物层与所述热阻挡层相邻或位于与所述热阻挡层相对的所述第一织物层的面上；所述第二织物层包括织物材料和任选地位于所述顶面或底面上的一个或多个硅酮处理层。
5.如权利要求1所述的复合片材，其中所述复合片材在725℃下具有12秒或更长时间的热阻值。
6.如权利要求1所述的复合片材，其中所述织物层的所述织物材料是编织物、非编织物，或者选自以下的聚合膜或复合物：聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、聚酰胺、聚(乙烯)对苯二甲酸酯，以及其组合物或混合物。
7.如权利要求6所述的复合片材，其中当所述织物层是编织物时，其具有厚度等于或大于20分特的丝线；当所述织物层是非编织物或聚合膜时，其具有介于40g/m2与400g/m2之间的基重。
8.如权利要求1所述的复合片材，其中所述硅酮弹性体被选作以下群组之一：呈固体片材形式或呈多孔状泡沫体或海绵形式的液体硅酮橡胶(LSR)或高稠度橡胶(HCR)；所述硅酮弹性体具有介于100g/m2至600g/m2之间的重量。
9.如权利要求2所述的复合片材，其中所述热阻挡层的所述硅酮顶涂层的杨氏弹性模量大于所述热阻挡层的所述硅酮弹性体或所述织物层的所述硅酮处理层的杨氏弹性模量。
10.如权利要求2所述的复合片材，其中所述热阻挡层的所述硅酮顶涂层的硬度大于所述热阻挡层的所述硅酮弹性体或所述织物层的所述硅酮处理层的硬度。
11.如权利要求2所述的复合片材，其中所述热阻挡层包括一个或多个平滑或纹理化的表面。
12.如权利要求4所述的复合片材，其中所述热阻挡层包括至少两个顶涂层，第一顶涂层与所述硅酮弹性体相邻并且第二顶涂层与所述第一顶涂层和硅酮弹性体被所述第二织物层隔开。
13.如权利要求2所述的复合片材，其中所述硅酮顶涂层包含
一个分子中平均具有一个或多个与硅原子键结的烯基的有机聚硅氧烷；
有机氢聚硅氧烷；
以能够固化涂料组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；以及
任选地，填充材料。
14.如权利要求2所述的复合片材，其中所述硅酮顶涂层具有介于3g/m2至50g/m2之间的重量。
15.一种可充气车辆安全装置，其包括：
充气机，其能够提供充气流体；
流体隔室，其可由所述充气机充气；以及
选自以下群组的一者：
(i)充气机外套，其与所述充气机相邻；所述充气机外套包括至少一个硅酮弹性体层和硅酮顶涂层；
(ii)隔热罩，其位于所述流体隔室内；所述隔热罩包括：
第一织物层，其具有顶面和底面；以及
热阻挡层，其包括至少一个硅酮弹性体层和一个或多个硅酮顶涂层；所述热阻挡层与所述顶面或底面之一相邻；以及
(iii)其组合；
其中所述充气机外套或隔热罩在725℃下具有六秒或更长时间的热阻值。
16.如权利要求15所述的车辆安全装置，其中所述第一织物层包括织物材料和位于所述顶面或底面上的一个或多个硅酮处理层；
其中所述第一织物层的所述硅酮处理层位于与所述热阻挡层相邻或与邻接所述热阻挡层的面相对的所述第一织物层的所述顶面或底面上；
其中所述硅酮处理层具有介于10g/m2至300g/m2之间的重量。
17.如权利要求15或16所述的车辆安全装置，其中所述隔热罩进一步包括具有顶面和底面的第二织物层；所述第二织物层邻接于与所述第一织物层相对的面上的所述热阻挡层；所述第二织物层包括织物材料和任选地位于所述顶面或底面上的至少一个硅酮处理层。
18.如权利要求15所述的车辆安全装置，其中所述流体隔室选自前气囊、侧面气囊、气帘、H或Y护套、膝气囊以及安全带气囊。
19.如权利要求15所述的车辆安全装置，其中所述硅酮弹性体被选作以下群组之一：重量介于100g/m2至600g/m2之间的液体硅酮橡胶(LSR)和高稠度橡胶(HCR)；
其中所述硅酮弹性体被选作以下群组之一：片材或层以及海绵或泡沫体。
20.如权利要求15所述的车辆安全装置，其中所述硅酮顶涂层具有介于3g/m2至50g/m2之间的重量；并且所述热阻挡层的所述硅酮顶涂层的杨氏弹性模量大于所述热阻挡层的所述硅酮弹性体或所述织物层的所述硅酮处理层的杨氏弹性模量。
21.如权利要求15所述的车辆安全装置，其中所述硅酮顶涂层具有介于3g/m2至50g/m2之间的重量；并且所述热阻挡层的所述硅酮顶涂层的硬度大于所述热阻挡层的所述硅酮弹性体或所述织物层的所述硅酮处理层的硬度。
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