CN117677653A - 硅酮泡沫组合物 - Google Patents

硅酮泡沫组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN117677653A
CN117677653A CN202280048875.1A CN202280048875A CN117677653A CN 117677653 A CN117677653 A CN 117677653A CN 202280048875 A CN202280048875 A CN 202280048875A CN 117677653 A CN117677653 A CN 117677653A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone
silicone rubber
rubber foam
foam composition
alternatively
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280048875.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赖舒琦
J·J·亨宁
魏彦虎
K·A·帕坦卡
M·F·索南夏因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Dow Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp, Dow Global Technologies LLC filed Critical Dow Corning Corp
Publication of CN117677653A publication Critical patent/CN117677653A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0047—Use of organic additives containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/02—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by the reacting monomers or modifying agents during the preparation or modification of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/18—Amines; Quaternary ammonium compounds with aromatically bound amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C08J2383/05—Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C08J2383/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups

Abstract

本公开涉及用于形成发泡硅酮弹性体的硅酮泡沫组合物、由这些硅酮泡沫组合物形成的相应发泡硅酮弹性体以及制备此类组合物和发泡硅酮弹性体的方法。硅酮橡胶泡沫组合物包含：(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；(b)路易斯酸催化剂；(c)一种或多种表面活性剂；以及(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物。

Description

硅酮泡沫组合物
本公开涉及用于形成发泡硅酮弹性体的硅酮泡沫组合物、由这些硅酮泡沫组合物形成的相应发泡硅酮弹性体以及制备此类组合物和发泡硅酮弹性体的方法。
由于各种有益的物理特性，尤其是热稳定性、低可燃性和电阻，发泡硅酮弹性体用于广泛的应用中，诸如用于接缝密封剂、绝缘体和机械减震器。
室温硫化(RTV)硅酮泡沫几乎专门作为两部分组合物提供，其在混合后被设计成在同时产生气体的情况下固化，这引起所得混合物在固化过程期间发泡。通常，所产生的气体是氢气，该氢气是具有与硅键合的氢(Si-H)基团的化合物与羟基官能组分之间的催化脱氢缩合反应的产物。最初，发生的反应是在平均具有两个或更多个-OH基团的硅酮聚合物与平均具有两个或更多个与硅键合的氢(Si-H)基团的硅酮聚合物之间，用锡催化剂催化。这引起Si-O-Si键的形成和引起发泡的氢气(即，化学发泡剂)的释放。然而，该方法变得不流行，因为优选的催化剂中的一些催化剂被认为具有不期望的毒性作用。
因此，目前大多数RTV硅酮泡沫组合物现在越来越多地利用昂贵的基于铂族金属的催化剂(主要是基于铂的催化剂)来制备，这些催化剂催化组合物的氢化硅烷化固化过程和/或含Si-H基团的化合物与含-OH基团的化合物之间的脱氢缩合反应过程，再次产生氢气，该氢气随后用作使组合物发泡的手段。
虽然该铂族固化过程工作良好，但缺点仍然存在。铂族催化剂是昂贵的，并且通过此类催化剂固化的材料可随时间而变色并形成胶态铂颗粒。此类催化剂可具有另外的问题，因为这些催化剂可在存在杂质(诸如含氮和硫的杂环族化合物)的情况下中毒。
此外，在发泡过程中对可燃氢气的持续依赖给用户带来了潜在的安全问题，因为例如在存在火花和/或高热量的环境中存在浓度在爆炸下限与爆炸上限(LEL与UEL)之间的氢气具有潜在危险。
已做出努力确定产生硅酮泡沫的替代路线。例如，John.B Grande等人在“聚合物(Polymer)”53(2012)第3135-3142页中报告了通过在有机硼烷催化剂三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)的催化下使Si-H封端的聚二甲基硅氧烷与烷氧基硅烷交联剂诸如原硅酸四乙酯反应通过皮尔斯-罗宾逊反应(Pierse-Rubinsztajn reaction)生成硅酮泡沫。生成烷烃气体并且将其用作发泡剂来代替氢气。最近，WO2020/028299描述了一种基本上依赖于使用物理发泡剂作为生成氢气的化学发泡剂的替代物的方法。然而，WO2020/028299仍然依赖于昂贵且可能有问题的铂催化剂来固化该组合物。
鉴于前述内容，仍有机会提供用于形成发泡硅酮弹性体的经改进的组合物。还有机会提供经改进的发泡硅酮弹性体，和形成此类组合物和泡沫的经改进的方法。
提供了一种硅酮橡胶泡沫组合物，该硅酮橡胶泡沫组合物包含：
(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；
(b)路易斯酸催化剂；
(c)一种或多种表面活性剂；以及
(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物。
还提供了一种硅酮橡胶泡沫，该硅酮橡胶泡沫是上述组合物的发泡和固化的产物。
还提供了一种制备硅酮橡胶泡沫组合物的方法，该方法包括：-
混合硅酮橡胶泡沫组合物，该硅酮橡胶泡沫组合物包含
(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；
(b)路易斯酸催化剂；
(c)一种或多种表面活性剂；以及
(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物；
并且在组合物固化的同时引起发泡。
发现在上述组合物中添加表面活性剂引起使用此类组合物制备的泡沫具有更好的泡孔结构。烷烃作为化学发泡剂生成的事实意味着：由于烷烃的爆炸极限更窄，泡沫的生成比当使用先前优选的氢气作为发泡剂时更安全。此外，如上文所讨论的，本发明的组合物不依赖于使用昂贵的基于铂的催化剂和氢化硅烷化固化过程，这降低了所涉及的成本，还避免了随时间推移的变色和胶态铂颗粒的形成。此外，与铂催化剂不同，所使用的催化剂在存在杂质(诸如含氮和含硫的杂环族化合物)的情况下不表现出中毒。
组分(a)：一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平 均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物
当一种或多种每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物(a)是硅酮树脂时，硅酮树脂可包含M、D、T和/或Q甲硅烷氧基单元的任何合适的组合，前提条件是它包括多个T和/或Q单元以确保三维网络分子结构连同每分子平均至少两个与硅键合的烷氧基基团。有机聚硅氧烷含有多个硅氧烷键，并且可通过构成聚硅氧烷的甲硅烷氧基(SiO)基团表征。甲硅烷氧基基团是M型、D型、T型或Q型。M型甲硅烷氧基基团可以写成≡SiO1/2，其中除了与连接到甲硅烷氧基基团的另一个原子共享的氧原子之外，存在三个结合到硅原子的基团。D型甲硅烷氧基基团可以写成＝SiO2/2，其中除了与连接到甲硅烷氧基基团的其他原子共享的两个氧原子之外，存在两个结合到硅原子的基团。T型甲硅烷氧基基团可以写成-SiO3/2，其中除了与连接到甲硅烷氧基基团的其他原子共享的三个氧原子之外，一个基团结合到硅原子。Q型甲硅烷氧基基团可以写成SiO4/2，其中硅原子结合到与连接到甲硅烷氧基基团的其他原子共享的四个氧原子。
为了避免疑义，组分(a)的硅酮树脂还包括通常称为“硅酮树脂中间体”或“硅酮低聚物”(此后称为硅酮树脂中间体)的那些树脂。这些是相对较低分子量的硅酮树脂，该硅酮树脂的分子具有低聚三维网络结构。它们可单独作为树脂使用，也可作为有机树脂改性剂使用。
优选地，硅酮树脂在室温下是液体。在具体实施方案中，硅酮树脂可由以下例示：仅包含T单元的有机聚硅氧烷，包含T单元与其他甲硅烷氧基单元(例如，M、D和/或Q甲硅烷氧基单元)的组合的有机聚硅氧烷，或包含Q单元与其他甲硅烷氧基单元(即，M、D和/或T甲硅烷氧基单元)的组合的有机聚硅氧烷，前提条件是该树脂每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团。
例如，树脂可基本上由多个下式的基团形成，前提条件是该树脂每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团：
R5 f″SiO(4-f″)/2
其中每个R5可以是相同的或不同的，并且是具有1至20个碳原子的经取代或未取代的单价烃基团，例如，烷基基团(诸如甲基、乙基、丙基、己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基)，或具有6至20个碳的芳香族基团(诸如苄基基团、萘基基团和苯乙基基团)或烯基基团(诸如乙烯基、丙烯基、正丁烯基、叔丁烯基、戊烯基、己烯基、辛烯基等)，并且其中每个f”为0至3。如果树脂为T树脂，则大部分基团的f″为1，并且如果树脂为MQ树脂，则大部分基团包含其中f″为0(Q基团)或3(M基团)的基团，如先前所讨论的。
上述有机聚硅氧烷的平均式可另选地写成(ZO1/2)w(R5 3SiO1/2)s(R5 2SiO2/2)x(R5SiO3/2)y(SiO4/2)z，
其中R5如上文所定义，Z为H或具有1至20个碳原子的烷基基团，例如，甲基、乙基、丙基、己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基，另选地每个Z为具有1至6个碳的烷基基团。下标s、x、y和z为摩尔分数，使得s+x+y+z＝1。因此，下标w为0.1至1.5、另选地0.1至1.1范围内的值，因为多于一个ZO1/2可连接至T单元或Q单元，并且下标s、x、y和z独立地为大于或等于(≥)0至小于或等于(≤)1，前提条件是s+x+y+z＝1。下标x为选自0至0.5、另选地0至0.1范围内的值；y为选自0至1范围内的值，下标s为选自0至0.6范围内的值，并且下标z为选自0至0.6范围内的值。为了避免疑义，ZO1/2单元可在每种情况下经由氧键连接至R5 2SiO2/2(D)、R5SiO3/2(T)和/或SiO4/2(Q)基团中的一者或多者，并且每分子平均必须有两个此类键。通常，最多仅一个ZO1/2单元与(R5 2SiO2/2)基团键合。优选地，大多数(如果不是全部的话)烷氧基基团在空间上不受阻碍，使得它们可以参与固化/发泡过程。
使用29Si、13C和1H核磁共振光谱法测定下标s、w、x、y和z的值(参见例如TheAnalytical Chemistry of Silicones,Smith,A.Lee编辑,John Wiley&Sons:New York,1991,第347ff页)。
如上所述，组分(a)的硅酮树脂可包含(ZO1/2)基团、(R5 3SiO1/2)基团、(R5 2SiO2/2)基团、(R5SiO3/2)基团和(SiO4/2)基团例如T型树脂(以上其中下标z为零且下标y＞0)或Q型树脂(以上其中下标y为零且下标z＞0)的任何合适的组合。在每种情况下，树脂最有可能一起包含Q单元和T单元中的一者或两者与M(R5 3SiO1/2)单元和/或D单元，其中每个R5如上所述但优选地为苯基基团或具有1至6个碳的烷基基团，例如T型树脂，其中每个R5选自甲基基团、乙基基团和苯基基团，但硅酮树脂另外地含有多个烷氧基基团。例如，T树脂可包含以下单元的选择：
每分子具有至少两个(ZO1/2)基团的(PhSiO3/2)、(烷基SiO3/2)、(烷基PhSiO2/2)、(烷基2SiO2/2)、(Ph2SiO2/2)。
通常，上述每个烷基基团和存在的每个Z是甲基基团或乙基基团、另选地甲基基团。在一个实施方案中，组分(a)中至多20wt.％的硅酮树脂可包含烷氧基基团、另选地组分(a)中5wt.％至20wt.％的硅酮树脂可包含烷氧基基团，通常为甲氧基基团。
尽管通常硅酮树脂将具有至少3,000的重均分子量，但本文的组分(a)可包括作为前述硅酮树脂中间体的相对较低分子量的硅酮树脂，该硅酮树脂分子具有低聚三维网络结构。这些硅酮树脂中间体可单独用作树脂，也可用作有机树脂改性剂。通常，它们具有约200Da至3000Da、另选地约300Da至3000Da的重均分子量。因此，组分(a)的硅酮树脂可以是每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的一种或多种硅酮树脂中间体，其重均分子量为200Da至3000Da、另选地300Da至3000Da、另选地300Da至2500Da、另选地300Da至2000Da。
另选地，组分(a)的硅酮树脂可具有至少3,000(本文中的组分(a)3,000)或更大、4,000或更大、6,000或更大、8,000或更大、10,000或更大、12,000或更大、14,000或更大、16,000或更大、18,000或更大、20,000或更大的重均分子量，并且同时期望地具有50,000或更小、48,000或更小、46,000或更小、44,000或更小、42,000或更小、40,000或更小、38,000或更小、36,000或更小、34,000或更小、32,000或更小、30,000或更小、28,000或更小、26,000或更小、25,000或更小或者甚至24,000或更小以及上述最大值和最小值的任意组合的重均分子量。因此，如本文所定义的组分(a)具300Da至50,000Da的重均分子量。使用三重检测器凝胶渗透色谱法(光散射、折射率和粘度检测器)和单一聚苯乙烯标准物测定以道尔顿为单位的本文中确定的重均分子量。
合适的硅酮树脂能够通过US2676182、US3627851、US3772247、US8017712和US5548053中教导的合成方法获得，其内容以引用方式并入本文。
通常，选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体(a)的一种或多种每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的一种或多种有机硅化合物的浓度为组合物的2重量百分比至50重量百分比(wt.％)、另选地为组合物的2wt.％至45wt.％、另选地为组合物的3wt.％至40wt.％。
组分(b)：路易斯酸催化剂
路易斯酸催化剂(b)期望地选自由以下组成的组：烷基铝、芳基铝、包括三芳基硼烷的芳基硼烷(包括经取代的芳基和三芳基硼烷，诸如三(五氟苯基)硼烷)、卤化硼、卤化铝、烷基镓、芳基镓、卤化镓、甲硅烷基鎓阳离子和鏻鎓阳离子。合适的烷基铝的示例包括三甲基铝和三乙基铝。合适的芳基铝的示例包括三苯基铝和三(五氟苯基)铝。三芳基硼烷的示例包括具有以下式的那些：
其中上述结构(1)中的每个R在每次出现时独立地选自H、F、Cl和CF3，可商购的示例是三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)。合适的卤化硼的示例包括(CH3CH2)2BCl和三氟化硼。合适的卤化铝的示例包括三氯化铝。合适的烷基镓的示例包括三甲基镓。合适的芳基镓的示例包括四苯基镓。合适的卤化镓的示例包括三氯化镓。合适的甲硅烷基鎓阳离子的示例包括(CH3CH2)3Si+X-和Ph3Si+X-。合适的鏻鎓阳离子的示例包括F-P(C6F5)3 +X-。优选地，路易斯酸催化剂(b)选自以下：芳基硼烷、包括三芳基硼烷的芳基硼烷(包括经取代的芳基和三芳基硼烷，诸如三(五氟苯基)硼烷)和/或卤化硼。具体地，路易斯酸催化剂(b)选自以下：三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)、三(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼烷、双(3,5-双(三氟甲基)苯基)(4-(三氟甲基)苯基)硼烷、双(3,5-双(三氟甲基)苯基)(2,4,6-三氟苯基)硼烷或它们的混合物。
在相对于组合物中其他成分/组分的总重量的每种情况下，路易斯酸催化剂(b)通常以如下浓度存在于组合物中：百万分之10重量份(ppm)或更大、50ppm或更大、150ppm或更大、200ppm或更大、250ppm或更大、300ppm或更大、350ppm或更大、400ppm或更大、450ppm或更大、500ppm或更大、550ppm或更大、600ppm或更大、700ppm或更大、750ppm或更大、1000ppm或更大、1500ppm或更大、2000ppm或更大、4000ppm或更大、5000ppm或更大、甚至7500ppm或更大，而同时通常为10,000或更小、7500ppm或更小、5000ppm或更小、1500pm或更小、1000ppm或更小或750ppm或更小。
所需量的催化剂可通过溶解在合适的有机溶剂诸如甲苯和/或四氢呋喃(THF)中，然后递送到含该组合物的所述溶液中来制备。所选择的一种或多种溶剂优选地在固化过程期间或之后从组合物中蒸发出来。
组分(c)：一种或多种表面活性剂
任何合适的一种或多种表面活性剂(c)可用于本文的组合物中。该一种或多种表面活性剂(c)可包括一种或多种阴离子、非离子、两性和/或阳离子表面活性剂以及它们的混合物。
合适的表面活性剂(有时称为“发泡助剂”)包括硅酮聚醚、环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物、环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物以及它们的组合。如果需要的话，该组合物包含氟化表面活性剂，该氟化表面活性剂可以是有机的或含硅的，诸如全氟化聚醚，即，具有下式重复单元的那些：
以及此类单元的混合物。
另选地，氟化表面活性剂可以是含硅氟化表面活性剂，例如含有键合到氟的有机基团的有机聚硅氧烷，诸如具有下式重复单元的硅氧烷：
向本文的组合物中添加氟化表面活性剂可用于降低固化的泡沫密度。一般来说，增加组合物中氟化表面活性剂的量会降低泡沫的密度。这对于慢速固化系统尤其如此，在慢速固化系统中，表面活性剂会在网状物形成且固化的同时稳定气泡。
阴离子表面活性剂包括碱金属烷基硫酸盐：月桂基硫酸钠；脂肪醇醚硫酸盐(FAES)；烷基酚醚硫酸盐(APES)；羧酸、磷酸和磺酸以及它们的盐衍生物；烷基羧酸盐；酰基乳酸盐；烷基醚羧酸盐；正酰基肌氨酸盐；正酰基谷氨酸盐；脂肪酸-多肽缩合物；碱金属磺化蓖麻醇酸盐；脂肪酸的磺化甘油酯，诸如椰子油酸的磺化单甘油酯；磺化单价醇酯的盐，诸如油基羟乙基磺酸钠；氨基磺酸的酰胺，诸如油基甲基氨基乙磺酸钠盐；脂肪酸腈的磺化产物，诸如棕榈腈磺酸盐；磺化芳香族烃，诸如α-萘单磺酸钠；萘磺酸与甲醛的缩合产物；八氢蒽磺酸钠；具有8个或更多个碳原子的烷基基团的醚硫酸盐；具有1个或多个具有8个或更多个碳原子的烷基基团的烷基芳基磺酸盐；十二烷基苯磺酸钠；二辛基磺基琥珀酸盐；聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠；二苯基磺酸衍生物，例如十二烷基二苯醚二磺酸钠和叔辛基苯氧基乙氧基聚(39)乙氧基乙基硫酸钠盐。
可商购且可用于本文的阴离子表面活性剂包括但不限于POLYSTEPTMA4、A7、A11、A15、A15-30K、A16、A16-22、A18、A13、A17、B1、B3、B5、B11、B12、B19、B20、B22、B23、B24、B25、B27、B29、C-OP3S；ALPHA-STEPTMML40、MC48；STEPANOLTMMG；全部由伊利诺伊州芝加哥的斯泰潘公司(STEPAN CO.,Chicago,IL)生产；由赫斯特-塞拉尼斯公司(HOECHST CELANESE)生产的HOSTAPURTMSAS；由马萨诸塞州列克星敦的格雷斯公司(W.R.GRACE&CO.,Lexington,MA)生产的HAMPOSYLTMC30和L30。
非离子表面活性剂包括聚乙氧基化物，诸如乙氧基化烷基聚乙二醇醚；聚氧化烯烷基醚；聚氧化烯脱水山梨糖醇酯；聚氧化烯酯；聚氧化烯烷基苯基醚、乙氧基化酰胺；乙氧基化醇；乙氧基化酯；聚山梨醇酯；聚氧丙烯化合物，诸如丙氧基化醇；乙氧基化/丙氧基化嵌段聚合物和丙氧基化酯；链烷醇酰胺；氧化胺；多元醇的脂肪酸酯，诸如乙二醇酯、二乙二醇酯、丙二醇酯、甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、脱水山梨糖醇酯、蔗糖酯和葡萄糖酯。商业非离子表面活性剂包括，例如由密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Companyof Midland,Michigan)生产的TERGITOLTMTMN-6、TERGITOLTM15S40、TERGITOLTM15S9、TERGITOLTM15S12、TERGITOLTM15S15和TERGITOLTM15S20以及TRITONTMX405；由禾大公司(Croda)(英国)生产的BRIJTM30和BRIJTM35；由斯泰潘公司(伊利诺伊州芝加哥)生产的MAKONTM10；以及由阿克苏诺贝尔表面活性剂公司(Akzo Nobel Surfactants)(伊利诺伊州芝加哥)生产的ETHOMIDTMO/17。
两性表面活性剂包括甘氨酸盐、甜菜碱、磺基甜菜碱和烷基氨基丙酸盐。这些包括椰油基两性甘氨酸盐、椰油基两性羧基-甘氨酸盐、椰油基酰胺丙基甜菜碱、月桂基甜菜碱、椰油基酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂基磺基甜菜碱和椰油基两性二丙酸盐。
可商购获得且可用于本文的两性表面活性剂包括例如由俄亥俄州的都柏林的雪莱克斯化学公司(SHEREX CHEMICAL CO.,Dublin,OH)生产的REWOTERICTMAM TEG、AM DLM-35、AM B14 LS、AM CAS和AM LP。
阳离子表面活性剂包括脂肪族脂肪胺和其衍生物，诸如十二烷基胺乙酸盐、十八烷基胺乙酸盐和牛油脂肪酸的胺的乙酸盐；
具有脂肪链的芳香族胺的同系物，诸如十二烷基苯胺；衍生自脂肪族二胺的脂肪酰胺，诸如十一烷基咪唑啉；衍生自双取代的胺的脂肪酰胺，诸如油烯基氨基二乙胺；乙二胺的衍生物；
季铵化合物，诸如牛油三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵和双十六烷基二甲基氯化铵；氨基醇的酰胺衍生物，诸如β-羟基乙基硬脂酰胺；长链脂肪酸的胺盐；衍生自双取代的二胺的脂肪酰胺的季铵碱，诸如油烯基苄氨基乙烯二乙胺盐酸盐；苯并咪唑啉的季铵碱，诸如甲基十七烷基苯并咪唑氢溴酸盐；吡啶鎓和其衍生物的碱性化合物，诸如氯化十六烷基吡啶鎓；锍化合物，诸如十八烷基锍甲基硫酸盐；甜菜碱的季铵化合物，诸如二乙氨基乙酸和十八烷基氯甲基醚的甜菜碱化合物；乙二胺的聚氨酯，诸如硬脂酸和二亚乙基三胺的缩合产物；聚乙烯二胺和聚丙醇聚乙醇胺。
可商购获得且可用于本文的阳离子表面活性剂包括例如全都由阿克苏诺贝尔表面活性剂公司(伊利诺伊州芝加哥)生产的ARQUADTMT27W、ARQUADTM16-29、ARQUADTMC-33、ARQUADTMT50、ETHOQUADTMT/13乙酸盐。
该一种或多种表面活性剂(c)将通常以组合物的0.1wt.％至15wt.％、另选地0.1wt.％至11wt.％的水平存在于本文的组合物中。
组分(d)：每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的化合物
本文的组合物还包含组分(d)每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的化合物，其用于在组合物固化时产生化学发泡剂。在这种情况下，组分(d)包含平均至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团和至少一个与硅键合的氢基团(Si-H)，其将与组分(a)的烷氧基基团反应，由组分(b)路易斯酸催化剂催化产生Si-O-Si键和用作化学发泡剂的烷烃副产物，即
≡Si-H+RO-Si≡→≡Si-O-Si≡+RH
在固化和发泡过程被设计成在室温或约室温下进行的情况下，组分(a)中的烷氧基基团优选地为甲氧基基团、乙氧基基团、丙氧基基团和/或丁氧基基团，使得当上述反应发生时，生成在室温下为气态的烷烃，并因此用作化学发泡剂以在组合物固化时产生泡沫。然而，在反应过程被设计成在替代的温度(例如，升高的温度)下开始的情况下，可选择另选的烷氧基基团，使得所产生的烷烃在期望的固化温度下或附近变为气态。
每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的每种化合物(d)包含一个、优选地多于一个Si-H键。Si-H键通常为聚硅烷(含有多个Si-H键的分子)或聚硅氧烷的一部分。期望组分(d)含有多个Si-H键的化合物作为本文的组合物中的交联剂以及参与化学发泡剂的生成，因为它们能够经由上述反应与多个甲氧基基团反应。
每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的化合物(d)可以是聚合的。每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的化合物(d)可以是直链和/或支链的，并且可以是聚硅烷、聚硅氧烷或聚硅烷和聚硅氧烷的组合。期望地，每分子平均包含至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的化合物(d)是具有两个或更多个Si-H键的聚硅氧烷分子，在这种情况下，每个Si-H键在M型或D型硅氧烷单元的硅原子上。聚硅氧烷可以是线性的并且仅包含M型和D型单元。另选地，聚硅氧烷可以是支化的并且含有T(-SiO3/2)型和/或Q(SiO4/2)型单元。
每分子平均包含至少两个、另选地三个与硅键合的氢基团的合适的化合物(d)的示例包括五甲基二硅氧烷、双(三甲基甲硅烷氧基)甲基-硅烷、四甲基二硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、含有聚(二甲基硅氧烷)的DH，诸如来自陶氏硅酮公司(Dow SiliconesCorporation)的在25℃下具有30mPa.s的粘度(数据表)的DOWSILTMMH 1107流体，以及Si-H二甲基封端的聚(二甲基硅氧烷)，诸如可从盖勒斯特公司(Gelest)以商品名：DMS-HM15、DMS-H03、DMS-H25、DMS-H31和DMS-H41获得的那些。
当存在时，每分子平均包含至少两个、另选地三个与硅键合的氢基团的合适的化合物(d)的浓度通常足以提供大于或等于(≥)0.2:1、另选地0.2:1至5:1、另选地0.5:1至5:1、另选地0.5:1至4.5:1、另选地0.5:1至4.0:1、另选地0.5:1至3.5:1、另选地0.5:1至3.0:1、另选地0.5:1至2.5:1、另选地0.7:1至2.0:1或另选地1.0:1至2的Si-H基团与烷氧基基团的摩尔比。
组分(a)或组分(d)可用作反应中的交联剂。交联剂每分子具有至少两个反应性基团，并且通过那些反应性基团与两个不同的分子反应以将那些分子交联在一起。增加交联剂中反应性基团之间的线性长度往往会增加所得交联产物的柔性。相比之下，缩短交联剂中反应性基团之间的线性长度往往会降低所得交联产物的柔性。一般来讲，为了获得更柔性的交联产物，需要线性交联剂，并且选择反应位点之间的长度以获得所期望的柔性。为了获得柔性较低的交联产物，较短的线性交联剂或甚至支化交联剂是期望的，以降低交联分子之间的柔性。
通常，基于组合物的重量，组分(d)以5wt.％至90wt.％的量存在于该组合物中。为了满足上述摩尔比，需要宽的范围。当组分(d)例如为每分子平均具有远大于两个Si-H基团的分子时，基于组合物的重量，组合物可包含例如5wt.％至50wt.％、另选地5wt.％至35wt.％、另选地5wt.％至20wt.％％的量的组分(d)。然而，在使用例如Si-H二甲基封端的聚二甲基硅氧烷的情况下，此类化合物每分子平均仅两个Si-H基团，并且为了满足上述摩尔比，组合物中需要显著更多的组分(d)，例如，40wt.％至90wt.％、另选地40wt.％至85wt.％、另选地50wt.％至85wt.％。上述混合物需要以合适的量存在，这取决于用于满足上文所讨论的摩尔比的组分(d)分子的不同量。
本文的组合物可任选地包含物理发泡剂、固化抑制剂或物理发泡剂和固化抑制剂两者。
物理发泡剂
尽管由本文的组合物制备的泡沫主要(如果不是仅)通过化学手段(即，如上所述的气态烷烃的生成)生成，然而如果需要，本文的组合物还可以任选地包含物理发泡剂。
当本文的泡沫将被部分地物理发泡时，提供一种或多种物理发泡剂作为引起泡沫形成的气体的另外的来源。物理发泡剂在暴露于大气压和大于或等于(≥)10℃、另选地≥20℃、另选地≥30℃、另选地≥40℃、另选地≥50℃、另选地≥60℃、另选地≥70℃、另选地≥80℃、另选地≥90℃、另选地≥100℃的温度期间经历从液态到气态的相变。沸点温度一般取决于物理发泡剂的具体类型。
当存在时，所利用的物理发泡剂的量可取决于所需的结果而变化。例如，可改变物理发泡剂的量以调整最终泡沫密度和泡沫上升曲线。
如果需要，可利用的可用的物理发泡剂包括烃(诸如戊烷、己烷、卤代烃，更具体地氯化烃和/或氟化烃，例如二氯甲烷(亚甲基氯化物)、三氯甲烷(氯仿)、三氯乙烷、氯氟烃、氢氯氟烃(HCFC)、醚、酮和酯(例如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯或乙酸乙酯)，呈液体形式或作为气体的空气、氮气或二氧化碳。在某些实施方案中，当存在时，物理发泡剂包含选自由以下组成的组的化合物：丙烷、丁烷、异丁烷、异丁烯、异戊烷、二甲醚或它们的混合物。在许多实施方案中，发泡剂包含呈惰性的化合物。这些和其他合适的物理发泡剂描述于以引用方式并入本文的US5283003A、US6476080B2、US6599946B2、EP3135304A1和WO2018095760A1中。
在各种实施方案中，当存在时，物理发泡剂包含氢氟烃(HFC)。“氢氟烃”和“HFC”是可互换的术语，并且是指含有氢、碳和氟的有机化合物。该化合物基本上不含除氟以外的卤素。
合适的HFC的示例包括脂肪族化合物，诸如1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、1-氟丁烷、九氟环戊烷、全氟-2-甲基丁烷、1-氟己烷、全氟-2,3-二甲基丁烷、全氟-1,2-二甲基环丁烷、全氟己烷、全氟异己烷、全氟环己烷、全氟庚烷、全氟乙基环己烷、全氟-1,3-二甲基环己烷和全氟辛烷；以及芳香族化合物，诸如氟苯、1,2-二氟苯；1,4-二氟苯、1,3-二氟苯；1,3,5-三氟苯；1,2,4,5-四氟苯、1,2,3,5-四氟苯、1,2,3,4-四氟苯、五氟苯、六氟苯和1-氟-3-(三氟甲基)苯。在某些实施方案中，HFC-365mfc和HFC-245fa由于其增加的可获得性和易用性而可以是优选的，其中HFC-365mfc具有比HFC-245fa更高的沸点，这在某些应用中可能是有用的。例如，沸点高于30℃的HFC(诸如HFC-365mfc)可能是期望的，因为其在泡沫加工期间不需要液化。在具体实施方案中，当存在时，物理发泡剂可包含1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)或由其组成。
当存在时，所利用的物理发泡剂的量可取决于所需的结果而变化。例如，可改变物理发泡剂的量以调整最终泡沫密度和泡沫上升曲线。
固化抑制剂
组合物还可包括合适的固化抑制剂，例如合适的胺化合物，其可与路易斯酸催化剂(b)络合以在期望的温度范围内抑制其在本发明组合物中的催化活性，但将在高于该范围的期望温度下从路易斯酸解离，从而快速地(在10分钟或更短时间内，优选地5分钟或更短时间，更优选地两分钟或更短时间)使组合物固化。固化抑制剂被设计成与路易斯酸催化剂(b)形成络合物并抑制固化的温度范围取决于泡沫产品的预期应用。当存在时，相应地选择固化抑制剂。
当存在时，任何合适的胺都可用作固化抑制剂。例如，固化抑制剂可包括但不限于芳基胺，例如三芳基胺、苯胺、4-甲基苯胺、4-氟苯胺、2-氯-4-氟苯胺、二苯胺、二(正丁基)苯胺、二苯基甲胺、三苯胺、1-萘胺、2-萘胺、1-氨基蒽、2-氨基蒽、9-氨基蒽、β-氨基苯乙烯、1,3,5-己三烯-1-胺、N,N-二甲基-1,3,5-己三烯-1-胺、3-氨基-2-丙烯醛和4-氨基-3-丁烯-2-酮。固化抑制剂可另外地或另选地包括一种或多种烷基胺，诸如例如丁胺、戊胺、己胺、辛胺、二丙胺、二丁胺、二己胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺和三壬胺和/或它们的混合物。
当存在时，待使用的抑制剂的选择可取决于预期固化温度，通常优选使用芳基胺用于低温固化组合物，例如小于100℃，而当预期较高温度固化时，例如大于约150℃的温度时，芳基胺和/或烷基胺可用于组合物。
当存在时，本文的组合物中固化抑制剂(胺)的浓度至少是路易斯酸催化剂(b)浓度的摩尔当量(即，摩尔比1:1)，以便能够在室温下与所有路易斯酸催化剂(b)络合并抑制所有路易斯酸催化剂。固化抑制剂(胺)的浓度可超过路易斯酸催化剂(b)的摩尔浓度，即，至多约3:1的摩尔比，例如，路易斯酸催化剂(b):固化抑制剂的摩尔比可为1:1至1:3。
在如上所述将路易斯酸催化剂(b)引入含组合物的溶液的情况下，例如，当使用例如三(五氟苯基)硼烷和/或三(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼烷作为路易斯酸催化剂(b)时，如果需要固化抑制剂，则该固化抑制剂可与路易斯酸催化剂(b)的期望摩尔比引入催化剂溶液中，以使得路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物能够在与其他组分混合之前在所述溶液中形成。
如本文所述的硅酮橡胶泡沫组合物还可任选地包含另外的成分或组分(下文称为“另外的添加剂”)。另外的添加剂的示例包括但不限于稳定剂，诸如热稳定剂；增粘剂；着色剂，包括染料和颜料；抗氧化剂；阻燃剂；流动控制添加剂和/或增强和/或非增强(有时称为增容)填料。
该一种或多种添加剂可以组合物的合适wt.％存在。当存在时，基于组合物的总wt.％为100wt.％的理解，添加剂可以至多约10wt.％或甚至15wt.％的量存在。本领域的技术人员可根据例如添加剂的类型和期望的结果容易地测定添加剂的合适量。某些任选添加剂在下文更详细地描述。
另外的添加剂包括热稳定剂，这些热稳定剂可包括例如金属化合物，诸如氧化铁红、氧化铁黄、氢氧化铁、氧化铈、氢氧化铈、氧化镧、铜酞菁、氢氧化铝、气相二氧化钛、环烷酸铁、环烷酸铈、二甲基聚硅醇铈以及选自铜、锌、铝、铁、铈、锆、钛等的金属的乙酰丙酮盐。存在于组合物中的热稳定剂的量可在总组合物的0.01wt.％至1.0wt.％的范围内。
另外的添加剂包括颜料和/或着色剂，如果期望的话可添加它们。颜料和/或着色剂可以是彩色的、白色的、黑色的、金属效果的和发光的，例如荧光的和磷光的。
合适的白色颜料和/或着色剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化铅、硫化锌、锌钡白、氧化锆和氧化锑。
合适的非白色无机颜料和/或着色剂包括但不限于铁氧化物颜料，诸如针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿和磁赤铁矿黑色铁氧化物、黄色铁氧化物、褐色铁氧化物和红色铁氧化物；蓝色铁颜料；氧化铬颜料；镉颜料，诸如镉黄、镉红和镉辰砂；铋颜料，诸如钒酸铋和钒钼酸铋；混合金属氧化物颜料，诸如钛酸钴绿；铬酸盐和钼酸盐颜料，诸如铬黄、钼红和钼橙；群青颜料；氧化钴颜料；钛酸镍锑；铅铬；炭黑；灯黑以及金属效果颜料，诸如铝、铜、氧化铜、青铜、不锈钢、镍、锌和黄铜。
合适的有机非白色颜料和/或着色剂包括酞菁颜料，例如酞菁蓝和酞菁绿；单芳基化物黄、二芳基化物黄、苯并咪唑酮黄、杂环黄、DAN橙、喹吖啶酮颜料，例如喹吖啶酮品红和喹吖啶酮紫；有机红，包括金属化偶氮红和非金属化偶氮红以及其他偶氮颜料、单偶氮颜料、重氮颜料、偶氮颜料色淀、β-萘酚颜料、萘酚AS颜料、苯并咪唑酮颜料、重氮缩合颜料、异吲哚啉酮和异吲哚啉颜料、多环颜料、苝和紫环酮颜料、硫靛颜料、蒽嘧啶酮颜料、黄蒽酮颜料、蒽嵌蒽醌颜料、二噁嗪颜料、三芳基碳鎓颜料、喹酞酮颜料和二酮基吡咯并吡咯颜料。
通常，颜料和/或着色剂当为微粒时具有10nm至50μm范围内，优选地40nm至2μm范围内的平均粒径。当存在时，颜料和/或着色剂以组合物的2wt.％、另选地3wt.％、另选地5wt.％至组合物的20wt.％、另选地10wt.％的范围存在。
另外的添加剂还可包括阻燃剂。阻燃剂的示例包括三水合铝、氢氧化镁、氯化石蜡、六溴环十二烷、磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)(溴化三)酯、以及它们的混合物或衍生物。
另外的添加剂还可包括增强和/或非增强(有时称为增容)填料。细碎增强填料的示例包括高表面积气相和沉淀二氧化硅，其包括稻壳灰和一定程度的碳酸钙。细碎非增强填料的示例包括粉碎的石英、硅藻土、硫酸钡、氧化铁、二氧化钛和碳黑、滑石和硅灰石。其他可单独使用或除上述之外的填料包括碳纳米管例如多壁碳纳米管矾土石、硫酸钙(硬石膏)、石膏、硫酸钙、碳酸镁、粘土(诸如高岭土)、三水合氧化铝、氢氧化镁(水镁石)、石墨、碳酸铜(例如，孔雀石)、碳酸镍(例如，翠镍矿(zarachite))、碳酸钡(例如，毒重石)和/或碳酸锶(例如，菱锶矿)。另外的另选填料包括氧化铝，来自由以下组成的组的硅酸盐：橄榄石类、石榴石类；硅铝酸盐；环硅酸盐；链状硅酸盐；和片状硅酸盐。
填料(如果存在的话)可任选用处理剂进行表面处理。处理剂和处理方法是本领域理解的。一种或多种填料的表面处理通常例如用脂肪酸或脂肪酸酯(诸如硬脂酸酯)或用有机硅烷、有机硅氧烷或有机硅氮烷(诸如六烷基二硅氮烷，例如六甲基二硅氮烷(HMDZ))或短链硅氧烷二醇执行。通常，表面处理使得填料成为疏水性，并因此更容易处理并获得与组合物中的其它组分的均匀混合物。硅烷(诸如R7 eSi(OR6)4-e)也可用作填料的处理剂，其中R7为具有6至20个碳原子的经取代或未取代的单价烃基团，例如烷基基团(诸如己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基)以及芳烷基基团(诸如苄基和苯乙基)，R6为具有1至6个碳原子的烷基基团，并且下标“e”等于1、2或3。
在某些实施方案中，组合物可包含中空颗粒，这些中空颗粒可用于促成泡沫的孔隙率和/或总空隙分数，例如含有具有低沸点的烃的低密度(例如，25kg/m3)预膨胀聚合物球，使得在加热时，所述烃蒸发，从而充当发泡剂留下聚合物珠粒。此类中空珠粒可商购获得，例如由诺力昂化学公司(Nouryon Chemicals)提供的ExpancelTM920DET 40d25。
为了避免疑义，应当理解，在本公开中对组合物的重量％(wt.％)的所有其他提及中，除了催化剂/抑制剂之外，所有组合物的总wt.％在所有情况下是100％，该催化剂/抑制剂被添加到组合物的其余部分中，该其余部分经计算加起来达到100wt.％。
如先前所述，提供了一种制备硅酮橡胶泡沫组合物的方法，该方法包括：
混合硅酮橡胶泡沫组合物，该硅酮橡胶泡沫组合物包含
(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；
(b)路易斯酸催化剂；
(c)一种或多种表面活性剂；以及
(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物；
并且在组合物固化的同时引起发泡。
如先前所述，上述组合物可任选地包含物理发泡剂、固化抑制剂或物理发泡剂和固化抑制剂两者，以及根据泡沫待使用的应用而使用的多种另外的添加剂。当包含物理发泡剂和固化抑制剂两者时，物理发泡剂变成气态时的温度与固化/抑制剂络合物分解从而使固化开始时的温度相比可更低、大约相同或更高。在一个实施方案中，温度可大约相同(例如，在彼此的15℃内)。
从上文可以看出，本文所述的泡沫是化学发泡的，但也可以是化学和物理发泡的。例如，在化学发泡组合物的情况下，可将组合物的成分/组分以任何合适的顺序引入合适的容器中，并在合适的温度(例如，室温(大约23至25°℃)至100°℃、另选地室温至75°℃)下混合预定的时间段。需要仔细选择温度，特别是如果使用固化抑制剂(胺)时。这是因为所选择的温度需要能够引起催化剂和固化抑制剂(当后者存在时)的解离以及固化过程和当组合物固化时产生发泡的烷烃气体发泡剂的释放。
在一个实施方案中，该方法可包括以下步骤
通过在合适的溶剂或溶剂组合中混合催化剂来制备路易斯酸催化剂(b)溶液，或者如果组合物中存在任选的固化抑制剂，例如如先前所述的一种或多种胺，则通过在合适的溶剂或溶剂组合中以合适的摩尔比混合催化剂和抑制剂来制备路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液，如上所述，从而形成路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液；然后
以及将所述催化剂溶液或路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液与组分(a)、(c)、(d)和任选地物理发泡剂等混合并形成如上所述硅酮橡胶泡沫组合物。
另选地，当存在固化抑制剂(例如，胺)时，可在存在组合物的其他组分的情况下制备路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物，前提条件是路易斯酸催化剂(b)在络合物形成之前不催化反应。当存在时，固化抑制剂增强组合物的贮存稳定性，通常在低温(例如，室温)下，并且固化抑制剂和路易斯酸催化剂(b)的选择可用于调节/选择期望的(例如，升高的)温度，高于该温度，组合物将在路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂复合物分解后固化。该温度可基于泡沫的应用来预先确定，并且例如可以是50℃或60℃或80℃或更高。
当固化抑制剂存在并且已经与路易斯酸催化剂(b)形成络合物时，加热能力是重要的，因为样品可被快速加热以引发固化反应，使得混合物变得足够粘稠以保持气泡。当需要时，可使用任何合适的混合器来混合组合物。合适的混合器可包括仅仅例如合适的快速混合器、Oakes混合器、Hobart混合器、轻型混合器和换罐混合器。当泡沫另外地依赖于物理发泡剂使组合物发泡时，路易斯酸固化催化剂(b)(或路易斯酸固化催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液)和物理发泡剂通常作为最后两种成分/组分引入组合物中。
如本文所述的硅酮橡胶泡沫组合物产生开孔和/或闭孔硅酮橡胶泡沫。泡沫密度可通过任何合适的方法测量，诸如通过阿基米德原理(Archimedes principle)，使用天平和密度套件，并且遵循与其相关的标准说明。合适天平是带有密度套件的梅特勒-托利多XS205DU天平(Mettler-Toledo XS205DU balance)。泡沫的密度可以为0.01克/立方厘米g/cm3至5g/cm3、另选地0.05g/cm3至2.5g/cm3、另选地0.1g/cm3至2.0g/cm3、另选地0.1g/cm3至1.5g/cm3。
如果密度太高，则对于某些应用而言，泡沫可能太重或太硬。如果密度太低，则泡沫可能缺乏某些应用所需的结构完整性。
平均孔径可通过任何合适的方法测定，诸如根据ATSM方法D3576-15，任选地具有以下修改：
(1)使用光学或电子显微镜对泡沫成像，而不是将图像投影在屏幕上；并且
(2)划一条跨越大于15个泡孔的已知长度的线，而不是一条30mm线。
如本文所述的硅酮泡沫组合物通常具有大小和/或形状均匀的孔。通常，泡沫的平均孔径为0.001mm至5mm、另选地0.001mm至2.5mm、另选地0.001mm至1mm、另选地0.001mm至0.5mm、另选地0.001mm至0.25mm、另选地0.001mm至0.1mm、另选地0.001mm至0.05mm。
本文所述的组合物、泡沫和方法可用于多种最终应用。合适的应用的示例包括空间填充应用、汽车应用(例如，用于控制模块)等。泡沫可用于至少部分覆盖或封装制品，诸如电池和其他电子部件。泡沫也可用于隔热。
实施例
利用不同类型和量的组分产生组合物。这些在下文详述。除非另外指明，否则所有量都以wt.％计。除非另外指明，否则所有粘度均在25℃下测量。单个成分/组分的粘度可通过任何合适的方法测定，诸如使用具有心轴LV-3的旋转粘度仪(设计用于200mPa.s与400,000mPa.s之间范围内的粘度)或对于小于200mPa.s的粘度具有心轴LV-1的旋转粘度仪(设计用于15mPa.s至20,000mPa.s之间范围内的粘度)并且根据聚合物粘度调整速度来测量。
基于下表1a中确定的组合物(wt.％，不包括催化剂溶液(实施例1-3)和/或催化剂/固化抑制剂络合物溶液(比较例1))来制备实施例和比较例的一系列组合物：
表1a
在比较例1中，N-甲基二苯胺中(Ph2NCH3)用作固化抑制剂。它在甲苯溶液中以路易斯酸催化剂(b):固化催化剂摩尔比为1:1的路易斯酸催化剂(b)制备。
表1b：当N-甲基二苯胺(Ph2NCH3)用作固化抑制剂时在甲苯溶液中引入的催化剂浓 度和在路易斯酸催化剂/固化抑制剂络合物溶液中催化剂与抑制剂的比率
成分
三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)(ppm) 400 1000 1000 400
催化剂:固化抑制剂摩尔比 - - - 1:1
将商购自陶氏硅酮公司的三种甲氧基官能硅酮树脂用作表1a中的甲氧基树脂：
DOWSILTMUS-CF-2403树脂是甲基-甲氧基官能、无溶剂和低分子量液体硅氧烷。它具有高达在25℃下约35mPa.s的粘度(数据表)和小于1000Da的重均分子量(数据表)。
DOWSILTM3074中间体是甲氧基官能、无溶剂液体硅酮树脂。它具有15wt.％至18wt.％的甲氧基含量，在25℃下约120mPa.s的粘度和1000Da至1500Da的重均分子量(数据表)。
DOWSILTM3037树脂中间体是甲氧基官能、无溶剂液体硅酮树脂。它具有15wt.％至18wt.％的甲氧基含量，在25℃下约15mPa.s的粘度和800Da至1300Da的重均分子量(数据表)。
本发明实施例中使用的表面活性剂是由密歇根州米德兰的陶氏硅酮公司以DOWSILTM3-9727泡沫促进剂出售的商业表面活性剂。
DOWSILTMMH 1107流体是可从陶氏硅酮公司商购获得的具有在25℃下约30mPa.s的粘度(数据表)的三甲基封端的聚甲基氢硅氧烷。
GelestTMDMS-H31是来自盖勒斯特公司的具有在25℃下约1,000mPa.s的粘度(供应商信息)的二甲基氢封端的聚二甲基硅氧烷；
在表1a中泡沫的情况下，实施例1-3都是单独化学发泡以产生所得泡沫，而比较例1是化学和物理发泡的。
在表1的实施例中，将所使用的催化剂(b)(即，三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3))在实施例1至3中作为路易斯酸催化剂(b)的甲苯溶液引入组合物中，并且在用于比较例1的路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液中引入组合物中。
通过将指定量的催化剂溶解在甲苯中来制备路易斯酸催化剂(b)溶液。通过将指定量的所选择的催化剂和任选的固化抑制剂N-甲基二苯胺(Ph2NCH3)(通常称为MDPA)以路易斯酸催化剂:固化抑制剂摩尔比为1:1溶解在甲苯中来制备路易斯酸催化剂(b)/固化抑制剂络合物溶液。这使得催化剂和固化抑制剂能够相互作用并形成络合物，以抑制催化活性直到在引入组合物之前被加热。
实施例1、2和3的制备(化学发泡泡沫)
对于实施例1、2和3，首先将每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物快速混合，并且将约50wt.％的所得混合物的总组合物在50℃烘箱中预热。将催化剂溶液、表面活性剂、所用的甲氧基官能化硅酮树脂和每分子混合物平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物的室温混合物以及它们的50℃混合物依次加入到快速混合杯中。随后将样品在3000rpm下快速混合30秒(s)并置于50℃水浴中。在停止产生气泡后30分钟，将样品转移到50℃烘箱中以完全固化。
比较例1(比较例：不含表面活性剂的化学发泡泡沫)的制备
将催化剂溶液、TEOS和DOWSILTMMH 1107流体依次加入到快速混合杯中，随后使用快速混合器以3000rpm混合30s。将样品放置在室温下发泡。
测量信息
实施例1至3的固化时间通过数字秒表测量，并且被定义为气体生成停止且样品停止流动的时间。
密度测量
使用装备有基于阿基米德原理的密度测量试剂盒的天平(梅特勒-托利多XS205DU)测量泡沫密度。首先测量样品在空气中的重量(m0)，之后在不移除样品的情况下将天平配衡。然后测量样品在水(ρ0＝1g/cc)中的重量(-m1)。
表2：固化时间和泡沫的特性
*在计时开始之前完成发泡过程。
比较例1使用DOWSILTMMH 1107流体和原硅酸四乙酯(TEOS)制备，使用MDPA作为固化抑制剂以调节反应动力。然而，与本文的实施例1-3不同，比较例1不包含表面活性剂。使用三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)作为催化剂的实施例1至3的所得化学发泡硅酮泡沫的密度与比较例1的相当，但是发现在组合物完全固化之前，在实施例1-3的每一者中使用表面活性剂有助于稳定泡孔结构，并且扫描电子显微镜分析(SEM)结果表明实施例1、2和3与比较例1相比显著改善了它们各自泡沫的泡孔结构的规则性。还发现实施例1、实施例2、实施例3的组合物的增加的粘度有利于调节固化动力学和泡孔结构两者，其中实施例1、2和3的作用时间使得组合物更容易处理。
应当理解，当生成烷烃作为用于本文的实施例的化学发泡剂时，由于烷烃的爆炸极限更窄，泡沫的生成比当使用先前优选的氢气作为发泡剂时更安全。此外，应当理解本文避免使用昂贵的基于铂的催化剂和氢化硅烷化固化过程。避免对此类催化剂的需要使得不需要使用此类昂贵的催化剂，而且避免了随时间推移的变色和胶态铂颗粒的形成，并且与铂催化剂不同，本文所用的催化剂在存在杂质(诸如含氮和硫的杂环族化合物)的情况下不会中毒。

Claims (15)

1.一种硅酮橡胶泡沫组合物，所述硅酮橡胶泡沫组合物包含以下组分：-
(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；
(b)路易斯酸催化剂；
(c)一种或多种表面活性剂；以及
(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物。
2.根据权利要求1所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(a)具有使用三重检测器凝胶渗透色谱法和单一聚苯乙烯标准物测定以道尔顿为单位的3000Da至50,000Da的重均分子量。
3.根据权利要求2所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(a)是具有使用三重检测器凝胶渗透色谱法和单一聚苯乙烯标准物测定以道尔顿为单位的300Da至3,000Da的重均分子量的硅酮树脂。
4.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(a)是包含烷氧基基团的硅酮树脂，所述烷氧基基团以所述硅酮树脂的2wt.％至50wt.％的量存在。
5.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(b)包含一种或多种芳基硼烷或卤化硼或它们的混合物。
6.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(b)选自以下：三(五氟苯基)硼烷、三(3,5-双(三氟甲基)苯基)硼烷、双(3,5-双(三氟甲基)苯基)(4-(三氟甲基)苯基)硼烷、双(3,5-双(三氟甲基)苯基)(2,4,6-三氟苯基)硼烷或它们的混合物。
7.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中组分(c)所述一种或多种表面活性剂是或包含硅酮氟化表面活性剂或有机氟化表面活性剂。
8.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，所述硅酮橡胶泡沫组合物另外地包含物理发泡剂、固化抑制剂或物理发泡剂和固化抑制剂两者。
9.根据权利要求8所述的硅酮橡胶泡沫组合物，其中所述固化抑制剂是一种或多种芳基胺和/或烷基胺。
10.根据权利要求8或9所述的硅酮橡胶泡沫组合物，所述硅酮橡胶泡沫组合物包含一种或多种固化抑制剂，所述一种或多种固化抑制剂选自以下：三芳胺苯胺、4-甲基苯胺、4-氟苯胺、2-氯-4-氟苯胺、二苯胺、二苯甲胺、三苯胺、1-萘胺、2-萘胺、1-氨基蒽、2-氨基蒽、9-氨基蒽、β-氨基苯乙烯、1,3,5-己三烯-1-胺、N,N-二甲基-1,3,5-己三烯-1-胺、3-氨基-2-丙烯醛、4-氨基-3-丁烯-2-酮、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺和三壬胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、二丙胺、二丁胺、二己胺、三甲胺、三庚胺和/或它们的混合物。
11.根据任一前述权利要求所述的硅酮橡胶泡沫组合物，所述硅酮橡胶泡沫组合物包含一种或多种另外的添加剂，所述一种或多种另外的添加剂选自以下：泡沫稳定剂；增粘剂；着色剂，包括染料和颜料；抗氧化剂；热稳定剂；阻燃剂；流动控制添加剂和/或增强和/或非增强填料。
12.一种硅酮橡胶泡沫，所述硅酮橡胶泡沫为根据权利要求1至11中任一项所述的组合物的发泡和固化的产物。
13.根据权利要求12所述的硅酮橡胶泡沫，所述硅酮橡胶泡沫具有小于0.8克每立方厘米(g/cm3)的密度。
14.一种制备硅酮橡胶泡沫组合物的方法，所述方法包括：-
混合硅酮橡胶泡沫组合物，所述硅酮橡胶泡沫组合物包含
(a)一种或多种选自一种或多种硅酮树脂和/或硅酮树脂中间体的每分子平均具有至少两个与硅键合的烷氧基基团的有机硅化合物；
(b)路易斯酸催化剂；
(c)一种或多种表面活性剂；以及
(d)一种或多种每分子平均具有至少两个、另选地至少三个与硅键合的氢基团的有机聚硅氧烷聚合物；
并且在组合物固化的同时引起发泡。
15.根据权利要求12或13所述的硅酮橡胶泡沫用于空间填充应用、汽车应用、至少部分地覆盖或包封制品、热绝缘和/或作为防火块的用途。
CN202280048875.1A 2021-07-20 2022-07-18 硅酮泡沫组合物 Pending CN117677653A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163223569P 2021-07-20 2021-07-20
US63/223569 2021-07-20
PCT/US2022/037412 WO2023003788A1 (en) 2021-07-20 2022-07-18 Silicone foam composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117677653A true CN117677653A (zh) 2024-03-08

Family

ID=82846582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280048875.1A Pending CN117677653A (zh) 2021-07-20 2022-07-18 硅酮泡沫组合物

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20240038012A (zh)
CN (1) CN117677653A (zh)
WO (1) WO2023003788A1 (zh)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2676182A (en) 1950-09-13 1954-04-20 Dow Corning Copolymeric siloxanes and methods of preparing them
US3627851A (en) 1970-10-23 1971-12-14 Dow Corning Flexible coating composition
BE786656A (fr) 1971-07-30 1973-01-24 Ici Ltd Siloxanes
US5548053A (en) 1992-05-15 1996-08-20 Wacker-Chemie Gmbh Process for the preparation of organopolysiloxane resin
US5283003A (en) 1993-03-04 1994-02-01 Chen Wen Pin Blowing agents for foaming polyurethane having no ozone depletion potential and uses and preparations thereof
ES2290097T3 (es) 2000-12-21 2008-02-16 Dow Global Technologies Inc. Composiciones de agente de soplado que contienen hidrofluorocarbonos y un alcohol de bajo punto de ebullicion y/o un compuesto carbonilo de bajo punto de ebullicion.
AU2002239402A1 (en) 2000-12-21 2002-07-01 Dow Global Technologies Inc. Blowing agent composition and polymeric foam containing a normally-liquid hydrofluorocarbon and carbon dioxide
WO2007145765A2 (en) 2006-06-09 2007-12-21 Dow Corning Corporation Process for the preparation of solid solventless mq resins
EP3135304A1 (en) 2015-08-26 2017-03-01 Mölnlycke Health Care AB Foamed silicone in wound care
ES2932254T3 (es) 2016-11-23 2023-01-17 Basf Se Producción de espumas de melamina-formaldehído
TW202007730A (zh) 2018-07-31 2020-02-16 美商陶氏全球科技公司 組成物、形成自該組成物之經發泡聚矽氧彈性體、及形成方法
WO2020139805A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 Dow Brasil Sudeste Industrial Ltda. Composite article for insulating appliance, appliance comprising composite article, and related method
US20220169794A1 (en) * 2019-06-04 2022-06-02 Dow Silicones Corporation BRIDGED FRUSTRATED LEWIS PAIRS AS THERMAL TRIGGER FOR REACTIONS BETWEEN Si-H AND Si-OR

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023003788A1 (en) 2023-01-26
KR20240038012A (ko) 2024-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3830176B1 (en) Composition, foamed silicone elastomer formed therefrom, and methods of formation
KR101979464B1 (ko) 실리콘 고무 발포체용 조성물, 실리콘 고무 발포체의 제조방법 및 실리콘 고무 발포체
WO2012058956A1 (zh) 液体硅橡胶组合物及其制备方法
TWI414549B (zh) High foam ratio of silicone rubber sponge
JPH0613618B2 (ja) 発ぽう性ポリオルガノシロキサン組成物
EP1423471B1 (en) Low-specific-gravity liquid silicone rubber composition and an article molded therefrom
US20230073487A1 (en) Preparation of foamed silicone elastomers
US6300382B1 (en) Silicone rubber sponge composition and sponge articles therefrom
CN117677653A (zh) 硅酮泡沫组合物
KR101729993B1 (ko) 균일하고 닫힌 셀을 가지는 열경화형 실리콘 스펀지 고무 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조된 스펀지 고무 제품
US6359026B1 (en) Method for producing silicone foams
CN117529516A (zh) 硅酮泡沫组合物
JP3532002B2 (ja) 発泡性ポリオルガノシロキサン組成物および難燃性発泡体
KR102207187B1 (ko) 실리콘 고무 스펀지 조성물
JP2024511331A (ja) 発泡体を調製するための組成物、それに関連する方法、及びそれから形成された発泡体
JP6956697B2 (ja) シリコーンゴム組成物およびシリコーンゴム架橋体
JP2000302975A (ja) 硬化性樹脂組成物及び発泡性樹脂組成物
JPH07109414A (ja) 発泡性アルキレンオキシド重合体組成物
JP2011157469A (ja) 硬質発泡合成樹脂およびその製造方法
JPH0559207A (ja) 発泡性シリコーンゴム組成物及びシリコーンゴムスポンジ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication