CN1637049A - 硅氧烷弹性体多孔材料 - Google Patents
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Abstract
一种基本上为闭孔的硅氧烷弹性体多孔材料,其中具有50μm或更小直径的孔腔占多孔材料所有孔腔的50%或更多,且闭孔率为60%或更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅氧烷弹性体多孔材料,更具体而言,涉及一种基本上为闭孔(closed-cell)的硅氧烷弹性体多孔材料。
背景技术
硅氧烷弹性体多孔材料应用于多个领域,例如,作为图像成形设备(例如影印机和激光打印机)的部件(包括显像辊、给墨辊、递纸辊和磁鼓清洁辊),作为影印机、各类打印机和绘图仪的给纸辊,以及作为定影设备的加压辊。
通常,多孔材料主要利用发泡现象制得。为达到发泡,化学发泡剂、气体或者水被用作发泡剂。硅氧烷弹性体多孔材料的制备也不例外,在大多数情况下,通过使用这些发泡剂中的一种来制备硅氧烷弹性体多孔材料。然而,在这样一种生产硅氧烷弹性体多孔材料的传统方法中,硅氧烷橡胶的固化和发泡同时进行,结果使合成的多孔材料中的孔腔尺寸不均匀并且其尺寸在大范围内变化。此外,具有小尺寸的孔腔通常难以形成。
另一方面,日本专利申请公开6-287348号公开了一种通过冷冻使含有有机聚硅氧烷、特定交联剂、固化催化剂和乳化剂的室温固化有机聚硅氧烷乳状液冻结,所述有机聚硅氧烷具有甲硅烷醇基团,并升华其中的水,以在不解冻的情况下干燥该冻结乳状液,制造硅氧烷弹性体多孔材料的方法。即使用这种方法,仍然难于制造具有均匀细小孔腔的多孔材料。此外,通过这种方法获得的多孔材料属于开放孔腔类型。
使用发泡剂生产的硅氧烷弹性体多孔材料具有大尺寸孔腔且孔腔之间不均匀。具有这种结构,当被加热时,多孔材料的外形不稳定。此外,当扭转力施加于多孔材料时,作用力不能在其中均一分布,因此多孔材料容易破碎。此外,具有大尺寸孔腔的多孔材料当其被用做,例如,图像成形设备的加压辊,具有孔腔的轮廓会显示在形成的图像上这样一个缺陷。另外,当多孔材料是开孔类型时,多孔材料容易破碎。在这些状况下,存在对具有细小均匀尺寸的闭孔硅氧烷弹性体多孔材料的需要。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种具有均匀细小尺寸的孔腔,基本上为闭孔的硅氧烷弹性体多孔材料。
根据本发明的一种方式,提供了一种基本上为闭孔的硅氧烷弹性体多孔材料,其中具有50μm或更小直径的孔腔占多孔材料所有孔腔的50%或更多,且闭孔率为60%或更高。
附图说明
图1显示实施例1中生产的硅氧烷弹性体多孔材料的横截面的SEM照片,实施例1将在后面具体介绍;
图2显示实施例2中生产的硅氧烷弹性体多孔材料的横截面的SEM照片,实施例2将在后面具体介绍;
图3显示比较实施例1中制备的成形体的横截面的SEM照片,比较实施例1将在后面具体介绍。
具体实施方式
一种闭孔硅氧烷弹性体多孔材料可通过含有一个有大量的闭孔(孤立小孔)分散和分布其中的母体来表示,所述母体由硅氧烷弹性体制备。
本发明的硅氧烷弹性体多孔材料基本上为闭孔硅氧烷弹性体,其中具有50μm或更小直径的孔腔,这种孔腔占所有孔腔的50%或更多,且闭孔率为60%或更高。
当闭孔率小于60%时,多孔材料的强度变低。闭孔率是一个闭孔在数量上的比率的指标,将在后面具体介绍。
另外,在本发明的硅氧烷弹性体多孔材料内,孔腔直径可在0.1μm到70μm的范围内,优选0.1到60μm的范围。此外,在本发明的硅氧烷弹性体多孔材料内,那些具有50μm或更小直径的孔腔可占所有孔腔的80%或更多。
在本发明的硅氧烷弹性体多孔材料内,那些满足大直径(majordiameter)和小直径(minor diameter)之间关系的孔腔,这种关系可用如下公式(A)表示:
(A):0≤(m-n)/m≤0.5
其中m代表孔腔的大直径,n代表孔腔的小直径,所述孔腔可占所有孔腔的50%或更多。
公式(A)提供一种范围,描述一个孔腔相似球体的程度(球形度)。在本发明的硅氧烷弹性体多孔材料内,那些也满足下面公式(B)条件的孔腔能占所有孔腔的80%或更多:
(B):0≤(m-n)/n≤0.5
对于每个出现在硅氧烷弹性体多孔材料横截面上的孔腔,孔腔的大直径m为连接孔腔轮廓两点的直线的最大长度,这些直线基本上穿过孔腔的中心。对于每个孔腔,孔腔小直径n为连接孔腔轮廓两点的直线的最小长度,这些直线基本上穿过孔腔的中心。更具体地,在SEM下对硅氧烷弹性体多孔材料的任意横截面进行的照相,在一个出现100到250个孔腔的区域,每个孔腔都测量大直径m和小直径n。可使用一个游标卡尺进行手工测量。这里需要注意平均孔腔直径可以通过图像处理方式获得。图像处理可通过使用,例如,一个TOYOBO提供的分析软件“V10 for Windows 95(注册商标)1.3版本”来完成。
孔腔的直径相当于把大直径m和小直径n的和除以2获得的值。
当然,当孔腔为一个纯粹的圆球时,m=n。
本发明的硅氧烷弹性体多孔材料可具有一个30μm或更小,或甚至10μm或更小的平均孔腔直径。
本发明的多孔材料孔腔尺寸均匀,这使得如前所述存在100到250个孔腔的范围的孔腔尺寸特征代表整个多孔材料的孔腔尺寸特征。换句话说,本发明的多孔材料在一个矩形区域内显示出这里定义的孔腔尺寸特征(包括孔腔尺寸、平均孔腔尺寸、具有50μm或更小孔腔尺寸的孔腔比率、球形度等等),所述矩形任意的横截面上存在100到250个孔腔。经证实,这种横截面上任意一个区域内的孔腔尺寸特征可以代表整个多孔材料的尺寸特征,该多孔材料可具有直到,例如,160mm(宽)×400mm(长)×15mm(厚)的尺寸。通常,没有这样一种多孔材料能够在其存在100到250个孔腔的矩形区域内显示出根据本发明所定义的空腔尺寸特征。
如前所述,本发明的硅氧烷弹性体多孔材料基本上为闭孔类型。闭孔(独立小孔)占多孔材料所有孔腔的比率可用“闭孔率”来表示。闭孔率可按后面将描述的实施例部分的那种方式来测量。本发明的硅氧烷弹性体多孔材料可具有60%或更高的闭孔率,或甚至80%或更高的闭孔率。
本发明的硅氧烷弹性体多孔材料可基本上通过一种含有液体硅氧橡胶材料和水的油包水乳状液生产制得,所述液体硅氧橡胶材料可通过固化形成硅氧烷弹性体。当这种液体硅氧橡胶材料具有较低粘性时,此液体硅氧橡胶材料和水可被充分搅拌,形成乳状液,此乳状液被迅速加热用于固化。不过,本发明的硅氧烷弹性体多孔材料适宜通过一种含有通过固化形成硅氧烷弹性体的液体硅氧橡胶材料和水,以及具有表面活化功能的硅氧烷油材料的油包水乳状液生产制得。
液体硅氧橡胶材料没有具体进行限定,只要它通过加热固化形成硅氧烷弹性体;然而,优选使用一种所谓的加成反应固化液体硅氧橡胶材料。加成反应固化的液体硅氧橡胶材料含有一种聚硅氧烷(polysiloxane)以及含有活性氢的聚氧硅烷充当交联剂,所述聚硅氧烷具有一个或多个不饱和脂肪族基团作为主剂。在具有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷中,不饱和脂肪族基团被引入分子各自的末端,也可被引入侧链。这种具有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷可以用,例如,下面的结构式(1)来表示:
在结构式(1)中,每一个R1代表不饱和脂肪族基团,且R2代表C1-C4的低碳烷基,氟取代的C1-C4的低碳烷基或苯基。a和b的和通常为50至2,000。R1代表的不饱和脂肪族基团通常是乙烯基。R2通常是甲基。
含活性氢的聚硅氧烷(氢聚硅氧烷)被用作具有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷的交联剂,并且有一个氢原子(活性氢)连接至其主链硅原子上。优选在每分子含活性氢的聚氧硅烷中存在三个或更多氢原子。这种含活性氢的聚氧硅烷可以用,例如,下面的结构式(2)来表示:
在结构式(2)中,每个R3代表氢或C1-C4低碳烷基,每个R4代表C1-C4低碳烷基。c和d的和通常是8-100。R3和R4所代表的低碳烷基通常是甲基。
这些液体硅氧橡胶材料可以通过商业途径得到。应当注意,作为市售产品,即含有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷,构成了一种加成反应固化的液体硅氧橡胶,和含有活性氢的聚氧硅烷以独立包装提供,而且固化这两种聚硅氧烷所必需的固化催化剂(将在后面详细说明),添加在含活性氢的聚氧硅烷的包装中。当然,这些液体硅氧橡胶材料将联合使用。
具有表面活化功能的硅氧烷油材料被用作稳定分散于乳状液中的水的分散稳定剂。因此,具有表面活化功能的硅氧烷油材料显现出对水及液体硅氧橡胶材料的亲和力。优选该硅氧烷油材料具有亲水基团,例如醚基。此外,该硅氧烷油材料通常具有3-13的HLB值,优选4-11。更优选联合使用两种彼此的HLB值相差3或更多的醚改性硅氧烷油。在这种情况下,进一步优选联合使用HLB值为7-11的第一醚改性硅氧烷油和HLB值为4-7的第二醚改性硅氧烷油。该醚改性硅氧烷油中的任何一种可属于在聚硅氧烷侧链上有聚醚基引入的类型,其可以用,例如,下面的结构式(3)表达:
在结构式(3)中,每个R5代表C1-C4低碳烷基,且R6代表聚醚基。e和f的和通常为8-100。每个R5代表的低碳烷基通常是甲基。此外,R6代表的聚醚基通常包括(C2H4O)x基、(C3H6O)y基或(C2H4O)x(C3H6O)y基。HLB值主要由x和y的值决定。这些具有表面活化功能的液体硅氧烷油材料可通过商业途径获得。
当然,在上述油包水乳状液中,水作为非连续相以微粒(液滴)形式分散。如下文中将具体说明的,水滴的直径基本上决定了通过上文所述油包水乳状液获得的多孔材料的孔腔(小孔)的直径。
为了固化该液体硅氧橡胶材料,上文所述油包水乳状液中可含有固化催化剂。本领域公知,可采用铂催化剂作为固化催化剂。以铂原子的重量计,铂催化剂的用量为大约1-100ppm即足够。该固化催化剂可在生产硅氧烷弹性体多孔材料时加入到上文所述油包水乳状液中,或者可在制备上文所述乳状液时掺入其中。
为获得具有特别优良的水分散稳定性的油包水乳状液,优选在100重量份液体硅氧橡胶材料的基准上,使用0.2-5.5重量份具有表面活化功能的硅氧烷油材料,和10-250重量份的水。通过使用具有这种优良的水分散稳定性的油包水乳状液,可以生产更加稳定的优良多孔材料。
在由如上所述的第一醚改性硅氧烷油和第二醚改性硅氧烷油化合生成具有表面活化功能的硅氧烷油材料的情况下,优选在100重量份液体硅氧橡胶材料的基准上,使用0.15-3.5重量份第一醚改性硅氧烷油和0.05-2重量份第二醚改性硅氧烷油(总计0.2-5.5重量份)。在由具有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷和含活性氢的聚氧硅烷化合生成液体硅氧橡胶材料的情况下,优选前者和后者的重量比在6∶4至4∶6之间。
本发明所述硅氧烷弹性体多孔材料可根据用途含有各种类型的添加剂。添加剂的例子包括着色剂(例如颜料和染料)、电导赋予剂(例如碳黑和金属粉末)以及填充剂(例如二氧化硅)。此外,为了调整该乳状液的粘度,上文所述油包水乳状液可含有低分子量的非活性硅氧烷油,例如,该乳状液易于完成消除泡沫。当上文所述的油包水乳状液具有1cSt至200,000cSt的粘度时,可轻易实现消除泡沫,从而可方便地进行操作。
上述油包水乳状液可以通过各种方法制备。通常,其可以通过将液体硅氧橡胶材料、具有表面活化功能的硅氧烷油材料和水混合在一起,如果需求加入添加剂,并充分搅拌该混合物而制备。在通过含有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷和含活性氢的聚氧硅烷混合得到液体硅氧橡胶材料的情况下,含有不饱和脂肪族基团的聚硅氧烷和部分具有表面活化功能的硅氧烷油材料可以一起混合并搅拌,获得第一种混合物,而含活性氢的聚硅氧烷和具有表面活化功能的硅氧烷油材料的其余部分可以一起混合并搅拌,获得第二种混合物。随后,在混合并搅拌第一种混合物和第二种混合物的同时可逐渐加入水,该混合物可以被搅拌以制备预期的乳状液。当然,制备油包水乳状液的方法并不仅限于上述一种。液体硅氧橡胶材料、具有表面活化功能的硅氧烷油材料、水和可依需要加入的添加剂的加入顺序可以是任意的。形成该乳状液的搅拌可使用搅拌器完成,其搅拌速度为,例如,300rpm-1000rpm。乳状液形成后,可在不加温的情况下使用,例如真空减压器进行消除泡沫的过程,使得乳状液中存在空气的除去。
为了使用上述油包水乳状液生产硅氧烷弹性体多孔材料,上述油包水乳状液经过加热固化(初加热)状态,使液体硅氧橡胶材料处于存在固化催化剂(氛围)的情况下。在初步加热中,优选使用130℃或更低的加热温度,热固化该液体硅氧橡胶材料而不蒸发该乳状液中的水。初步加热的加热温度通常为80℃或更高,且其加热时间通常为5分钟-60分钟。通过这次初步加热,液体硅氧橡胶材料被固化,且因水滴存在于乳状液中而把其封闭于该乳状液中。固化硅氧橡胶被固化到可以经受住二级加热(将在下文中说明)中水被蒸发时产生的膨胀力的程度。
随后,为了从其中封闭了水滴的固化硅氧橡胶中除去水,进行二级加热。二级加热优选在70℃-300℃的温度下进行。如果加热温度低于70℃,将花费过多的时间用于除去水,而如果温度超过300℃,固化硅氧橡胶将被降解。加热温度在70℃-300℃之间时,通过蒸发,水在1-24小时内被除去。通过二级加热,可通过蒸发除去水份,还可进一步实现硅氧橡胶材料的最终固化。蒸发除去的水在固化硅氧橡胶材料(硅氧烷弹性体)中形成孔腔,该孔腔直径基本上与水滴相同。
通过这种方式,上文所述油包水乳状液可在未伴有发泡现象下生产硅氧烷弹性体。该乳状液中的水滴通过初步加热被封闭于固化硅氧橡胶中,然后在二级加热中简单蒸发。
本发明的硅氧烷弹性体多孔材料可以应用于多个领域。例如,该多孔材料可以用作图像成形设备(例如影印机和激光打印机)的零件(包括显影辊、给墨辊、递纸辊和磁鼓清洁辊),用作影印机、各类打印机和绘图仪的给纸辊,以及用作定影设备的加压辊。所有这些辊基本上具有相似的结构,其中一层由本发明硅氧烷弹性体多孔材料制备的弹性层包裹芯杆。各辊弹性层的厚度互不相同,但通常处于大约0.1mm至15mm的范围内。层的长度通常最大不超过400mm。各辊芯杆的外直径互不相同,但通常处于5mm至50mm的范围内。
本发明现在将通过其实施例进行说明,但是本发明并不限于这些
实施例。
下面描述的实施例中,硅氧烷弹性体多孔材料的闭孔率通过下面的方式获得。
闭孔率的测量
本发明的硅氧烷弹性体多孔材料具有高表面张力和非常细小的孔腔。因此,水很难进入这种多孔材料。所以,为了增强硅氧烷弹性体多孔材料对水的受潮性,采用了一种表面活性剂。
特别的,除去硅氧烷弹性体多孔材料的表面层(大约离表面1.0mm),然后称量多孔材料的重量(吸水前多孔材料的重量)。这种多孔材料被浸入一种混合溶液,所述混合溶液含100重量份的水和1重量份的亲水硅氧烷油(聚醚改性硅氧烷油(KF-618,由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd提供)),并经历10分钟的减压(70mm汞柱)。然后,压力提升至常压,多孔材料从混合溶液中取出。用布擦去多孔材料表面沾的水,称量多孔材料的重量(吸水后多孔材料的重量)。然后,通过下面的公式来计算吸水比率、开孔率和闭孔率。
吸水率(%)={(吸水后多孔材料的重量-吸水前多孔材料的重量)/吸水前多孔材料的重量}×100
开孔率(%)=(多孔材料的比重×吸水率/100)/{混合溶液的比重-(多孔材料的比重/硅氧烷弹性体的比重)}×100
闭孔率=100-开孔率(%)
需要注明硅氧烷弹性体的比重是直接通过固化液体硅氧橡胶材料本身得到的比重,并在产本目录中标明。
实施例1
在本实施例中,使用由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd提供的一种液体硅氧橡胶(商品名:KE-1353)用作液体硅氧橡胶材料。该液体硅氧橡胶以含活性氢的聚硅氧烷(粘度:16Pa·S)和含乙烯基的聚硅氧烷(粘度:15Pa·S)的独立包装形式提供,其中在含乙烯基的聚硅氧烷中加入了可催化剂量的铂催化剂。在下文中,前者将被称为“硅氧橡胶前体A”,后者将被称为“硅氧橡胶前体B”。含活性氢的聚硅氧烷具有可由上述结构式(2)表示的结构,其中每个R4是甲基;而含乙烯基的聚硅氧烷具有可由上述结构式(1)表示的结构,其中每个R1是乙烯基且每个R2是甲基。使用由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd提供的一种聚醚改性硅氧烷油KF-618(HLB值:11)(在下文中用“分散稳定剂I”来表示)和由相同公司提供的KF-6015(HLB值:4)(在下文中用“分散稳定剂II”来表示)来作为分散稳定剂。本实施例中使用的液体硅氧橡胶材料制备的硅氧烷弹性体自身的比重为1.04(目录值)。
将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的硅氧橡胶前体A中,使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟使其完全分散,由此制备混合物A。另一方面,将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的硅氧橡胶前体B中,使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟使其完全分散,由此制备混合物B。
将由此获得的混合物A和B混合在一起。然后,在使用手动搅拌器搅拌所得混合物3分钟的同时,加入10重量份的水,并继续搅拌此混合物2分钟。在使用手动搅拌器搅拌所得的混合物的同时,逐渐向其中加入90重量份的水,由此制备乳状液。
由此获得的乳状液在真空减压器中消除泡沫以除去该乳状液中夹带的空气。然后,将其倒入深6mm的压铸模中,并使用冲压盘在100℃下加热30分钟(初步加热),模塑该乳状液。由此所获的模塑体(多孔材料前体)于150℃下在电炉中加热5小时(二级加热),以除去水。因此,硅氧烷弹性体多孔材料试件具有长42mm、宽20mm和厚6mm的长方体外形。该试件在其宽的方向上切割,并在SEM下观测其横截面。然后,孔腔的大直径和小直径用游标卡尺进行测量,从而得到孔腔的尺寸特征。接着,关于试件,测量了闭孔率。结果示于下面的表1中。经测量,本实施例中获得的多孔弹性体的比重为0.66,强度(Asker-C)为40。在SEM(放大率为100倍)下拍摄的该试件横截面照片如图1所示。如图所示,得到的闭孔多孔材料具有均一直径的非常细小的孔腔。
实施例2
在本实施例中,使用由Dow Corning Torey Silicone Ltd.提供的液体硅氧橡胶(商品名:DY35-7002)作为液体硅氧橡胶材料。该液体硅氧橡胶以含活性氢的聚硅氧烷(粘度:15Pa·S)和含乙烯基的聚硅氧烷(粘度:7.5Pa·S)的独立包装形式提供,其中在含乙烯基的聚硅氧烷中加入了可催化剂量的铂催化剂。在下文中,前者将被称为“硅氧橡胶前体A”,且后者将被称为“硅氧橡胶前体B”。含活性氢的聚硅氧烷具有可由上述结构式(2)表示的结构,其中每个R4是甲基;而含乙烯基的聚硅氧烷具有可由上述结构式(1)表示的结构,其中每个R1是乙烯基且每个R2是甲基。将使用上文所述分散稳定剂I和分散稳定剂II来作为分散稳定剂。本实施例中使用的液体硅氧橡胶材料制备的硅氧烷弹性体自身的比重为1.03(目录值)。
将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的硅氧橡胶前体A中,使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟使其完全分散,由此制备混合物A。另一方面,将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的硅氧橡胶前体B中,使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟使其完全分散,由此制备混合物B。
将由此获得的混合物A和B混合在一起。然后,在使用手动搅拌器搅拌所得混合物3分钟的同时,加入10重量份的水,并继续搅拌此混合物2分钟。在使用手动搅拌器搅拌所得的混合物的同时,逐渐向其中加入90重量份的水,由此制备乳状液。
由此获得的乳状液,同实施例1中一样制备硅氧烷弹性体多孔材料试件。同实施例1中一样测量试件的孔腔尺寸特征以及闭孔率。结果示于下面的表1中。经测量,本实施例中获得的多孔弹性体的比重为0.55,强度(Asker-C)为56。在SEM(放大率为100倍)下拍摄的该试件横截面照片如图2所示。如图所示,得到的闭孔多孔材料具有均一直径的非常细小的孔腔。
实施例3
混合实施例2中使用的硅氧橡胶前体A和硅氧橡胶前体B。然后,在使用手动搅拌器搅拌所得混合物3分钟的同时,加入10重量份的水,并继续搅拌此混合物2分钟。在使用手动搅拌器搅拌所得的混合物的同时,逐渐向其中加入90重量份的水,由此制备乳状液。
由此获得的乳状液,同实施例1中一样制备硅氧烷弹性体多孔材料试件。同实施例1中一样测量试件的孔腔尺寸特征以及闭孔率。结果示于下面的表1中。经测量,本实施例中获得的多孔弹性体的比重为0.53,强度(Asker-C)为58。
实施例4
在本实施例中,使用实施例2中使用的液体硅氧橡胶和由Dowcorning Torey Silicone Ltd.提供的一种液体硅氧橡胶(商品名:DY35-615)。该液体硅氧橡胶DY35-615以含活性氢的聚硅氧烷(粘度:113Pa·S)和含乙烯基的聚硅氧烷(粘度:101Pa·S)的独立包装形式提供,其中在含乙烯基的聚硅氧烷中加入了可催化剂量的铂催化剂。在下文中,前者将被称为“本实施例的硅氧橡胶前体A”,后者将被称为“本实施例的硅氧橡胶前体B”。含活性氢的聚硅氧烷具有可由上述结构式(2)表示的结构,其中每个R4是甲基;而含乙烯基的聚硅氧烷具有可由上述结构式(1)表示的结构,其中每个R1是乙烯基且每个R2是甲基。
将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的本实施例的硅氧橡胶前体A和实施例2中使用的硅氧橡胶前体A的混合物中(体积比为50∶50)中。使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟,使其完全分散,由此制备混合物A。另一方面,将0.7重量份的分散稳定剂I和0.3重量份的分散稳定剂II预先混合而成的混合物加入到50重量份的本实施例的硅氧橡胶前体B和实施例2中使用的硅氧橡胶前体B的混合物中(体积比为50∶50)中。使用手动搅拌器搅拌所得混合物5分钟,使其完全分散,由此制备混合物B。
将由此获得的混合物A和B混合在一起。然后,在使用手动搅拌器搅拌所得混合物3分钟的同时,加入10重量份的水,并继续搅拌此混合物2分钟。在使用手动搅拌器搅拌所得的混合物的同时,逐渐向其中加入90重量份的水,由此制备乳状液。
由此获得的乳状液,同实施例1中一样制备硅氧烷弹性体多孔材料试件。同实施例1中一样测量试件的孔腔尺寸特征以及闭孔率。结果示于下面的表1中。由本实施例使用的液体硅氧烷橡胶材料制备的硅氧烷弹性体自身的比重为1.07。经测量,本实施例中获得的多孔弹性体的比重为0.60,强度(Asker-C)为35。
比较实施例1
从Fuji Xerox Co.,Ltd.打印机Able 1405上拆下一个加压辊,从其由硅氧烷弹性体多孔材料(通过使用2,2-偶氮二异丁腈作为发泡剂发泡获得的)的弹性层上切下一块试件。同实施例1中一样测量试件的孔腔尺寸特征以及闭孔率。结果示于下面的表1中。在SEM(放大率为100倍)下拍摄的试件横截面照片如图3所示。
表1:多孔材料孔腔尺寸特征和闭孔率
多孔材料孔腔尺寸特征 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较实施例1 |
测量面积(mm2) | 2.54×10-1 | 2.66×10-3 | 9.47×10-3 | 2.65×10-2 | 7.51 |
孔腔个数 | 179 | 105 | 122 | 250 | 146 |
最小孔腔直径 | 9.1 | 1.1 | 2.3 | 1.5 | 40.7 |
最大孔腔直径 | 60.7 | 9.1 | 40.6 | 12.8 | 628 |
符合公式(A)的孔腔的比率 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 |
符合公式(B)的孔腔的比率 | 95 | 98.7 | 90.2 | 99.8 | 25 |
同时符合公式(A)和公式(B)的孔腔的比率 | 95 | 98.7 | 90.2 | 99.8 | 16.3 |
m-n(max.) | 21 | 2.1 | 3.3 | 3.9 | 409 |
具有50μm或更小直径的孔腔的比率 | 96 | 100 | 100 | 100 | 1 |
平均孔腔直径(μm) | 28 | 4.7 | 6.6 | 4.9 | 207 |
闭孔率(%) | 98.4 | 98.2 | 99.2 | 99.7 | 90.5 |
对于本专业技术人员来说,很容易发现其它的有利条件和改进。因此,本发明在其更广泛的方面并不局限于这里图示和介绍的具体细节和例示的实施方式。因此,在未偏离所附的权利要求及其等同范围所定义的综合发明构思的精神和范围的基础上,可存在多种修改。
Claims (7)
1.一种基本上为闭孔的硅氧烷弹性体多孔材料,其特征在于具有50μm或更小直径的孔腔占多孔材料所有孔腔的50%或更多,且闭孔率为60%或更高。
2.根据权利要求1所述的多孔材料,其特征在于那些满足公式(A)所表达的关系的孔腔,占所有孔腔的50%或更多;其中公式(A)为:
(A):0≤(m-n)/m≤0.5
其中m代表孔腔的大直径,n代表孔腔的小直径。
3.根据权利要求2所述的多孔材料,其特征在于那些满足公式(B)所表达的关系的孔腔占所有孔腔的50%或更多;其中公式(B)为:
(B):0≤(m-n)/n≤0.5
其中m代表孔腔的大直径,n代表孔腔的小直径。
4.根据权利要求1所述的多孔材料,其特征在于具有30μm或更小的平均孔腔直径。
5.根据权利要求1所述的多孔材料,其特征在于具有80%或更高的闭孔率。
6.根据权利要求1所述的多孔材料,其特征在于孔腔直径在0.1μm至70μm的范围内。
7.根据权利要求1所述的多孔材料,其特征在于此多孔材料通过一种含有液体硅氧橡胶材料、具有表面活化功能的硅氧烷油材料和水的油包水乳状液生产制得,其中所述液体硅氧橡胶材料通过固化形成硅氧烷弹性体。
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