DE68909487T2

DE68909487T2 - Siliconschaum mit hohem Festigkeitsverhalten und Verfahren zur Herstellung.

Info

Publication number: DE68909487T2
Application number: DE89107297T
Authority: DE
Inventors: David Charles Gross; Connie Lee Haig; Jonathan David Rich
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-04-22
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2009-04-23
Also published as: US4810728A; JPH0216131A; JPH0645713B2; KR890017314A; AU623360B2; EP0341469A3; AU2753188A; DE68909487D1; EP0341469B1; EP0341469A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vor der vorliegenden Erfindung waren verschiedene Verfahren verfügbar, um Siliconschaum herzustellen, der als ein thermischer und elektrischer Isolatar, eine Flammensperre oder für Dämpfungsanwendungen eingesetzt wird. Obwohl elastomere Siliconschäume ausgezeichnete physikalische Eigenschaften haben, war ihr Einsatz etwas eingeschrankt, da diese Materialien im allgemeinen teurer sind als die entsprechenden organischen Schäume. In einer Anstrengung, die Kostennachteile von Siliconschäumen gegenüber organischen Schäumen zu überwinden, entwickeln Hersteller von Siliconschaum dauernd Techniken, um die Dichte des Siliconschaumes zu veringern, während sie versuchen, die Festigkeit der hergestellten Struktur aufrechtzuerhalten. Ein Verfahren zum Verringern der Dichte von Siliconschaum unter Aufrechterhaltung der Festigkeit, ist durch Modic in der US-PS 4,418,157 angegeben. Andere Verfahren werden dauernd entwickelt, um die Kostennachteile von Siliconschäumen mit Bezug auf organische Schäume zu vermindern.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß ein Siliconschaum mit verringerter Schaumdichte mit einem befriedigenden Grad der Zugfestigkeit hergestellt werden kann, indem man in die schäumbare Mischung eine wirksame Menge eines Siliconpolyimids einbringt, bei dem der Siliconblock im Siliconpolyimid chemisch verbundene Methylvinylsiloxy-Einheiten aufweist.

DARLEGUNG DER ERFINDUNG

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Siliconschaum-Zusammensetzung geschaffen, die, bezogen auf das Gewicht, umfaßt
(A) 100 Teile einer Vinylendgruppen auf weisenden Polydiorganosiloxan-Flüssigkeit,
(B) 1 bis 70 Teile eines Silicon-Polyimid-Blockcopolymers mit 1 bis 75 Gew.-% chemisch verbundenen Organovinylsiloxy-Einheiten, bezogen auf das Gewicht des Siliconpolyimids,
(C) 1 bis 50 Teile eines Siloxanhydrids,
(D) 0,2 bis 10 Teile eines Hydroxylgruppen aufweisenden Materials, ausgewählt aus Wasser, C&sub1;&submin;&sub1;&sub2;-Alkanolen, Silanolen und deren Mischungen in einer Menge, um ein Molverhältnis von 0,02 bis 15 Mole Hydroxylreste pro an Silicium gebundenen Wasserstoff des Siloxanhydrids von (C) zu schaffen und
(E) von 1 bis 250 ppm katalytisches Platinmetall.
Die Vinylendgruppen aufweisende Polydiorganosiloxan-Flüssigkeit oder die Komponente (A) bei der Darlegung der Erfindung kann eine Viskosität von 100 bis 1.000.000 mPa s (centipoise) bei 25ºC und vorzugsweise von 2.500 bis 500.000 mPa s (centipoise) aufweisen. Die Vinylsubstitution kann im Bereich von 0,0002 bis 3 Gew.-% und vorzugsweise von 0,001 bis 1 Gew.-% des Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganisiloxans liegen. Das Vinylendgruppen aufweisende Polydiorganosiloxan hat vorzugsweise Vinyldiorganosiloxy-Einheiten als Endgruppen, und die Organoreste des Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans sind ausgewählt aus einwertigen C(1-20)- Kohlenwasserstoffresten oder einwertigen C(1-20)-Kohlenwasserstoffresten, die mit während der Äquilibrierung inerten Resten substituiert sind.
Von den Organoresten des Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans sind Alkylreste, wie Methyl, Ethyl, Propyl usw.; Cycloalkylreste, wie Cyclohexyl, Cycloheptyl usw.; Halogenalkylreste, wie Trifluorpropyl; Arylreste, zum Beispiel Phenyl, Tolyl, Xylyl, Naphthyl,; Halogenarylreste, wie Chlorphenyl usw.; Alkenylreste, wie Vinyl, Alyl, eingeschlossen. Es ist bevorzugt, daß die Organoreste aus Methyl, Phenyl, Vinyl und 3,3,3-Trifluorpropyl ausgewählt sind.
Die Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxane sind im Stande der Technik bekannt, und sie können zum Beispiel durch Äquilibrieren cyclischer Polydiorganosiloxane mit oder ohne Vinylsubstitution in Gegenwart einer geeigneten Menge eines Vinyl-Kettenabbruchsmittels, wie 1,3-Divinyltetraorganodisiloxan, hergestellt werden. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Herstellung vinylsubstituierter Polydiorganosiloxane finden sich in der US-PS 3,425,967 von Modic, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Das vinylhaltige Silicon-Polyimid-Blockcopolymer der Komponente (B) kann hergestellt werden, indem man gemäß der Lehre von Cella et al., US-PS 4,690,997, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, anfänglich ein Siliconpolyimid bildet. Es wird ein aromatisches Bis- anhydrid benutzt, das mit Aminendgruppen aufweisendem Polydiorganosilixan und Aryldiamin interkondensiert wird, um ein Siliconpolyimid herzustellen. Einige der aromatischen Dianhydride, die bei der Bildung des Siliconpolyimids eingesetzt werden können, sind zum Beispiel
2,2'-Bis[4-(2,3-dicarboxyphenoxy)phenyl]propan-dianhydrid;
4,4'-Bis(2,3-dicarboxyphenoxy)diphenylether-dianhydrid;
1,3-Bis(2,3-dicarboxyphenoxy)benzol-dianhydrid;
4,4'-Bis(2,3-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfid-dianhydrid;
1,4-Bis(2,3-dicarboxyphenoxy)benzol-dianhydrid;
4,4'-Bis(2,3-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfon-dianhydrid, usw.;
2,2'-Bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propan-dianhydrid;
4,4'-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylether-dianhydrid;
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan-dianhydrid;
4,4'-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfid-dianhydrid;
1,3-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzol-dianhydrid;
1,4-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzol-dianhydrid;
4,4'-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfon-dianhydrid;
4-(2,3-dicarboxyphenoxy)-4'-(3,4-dicarboxyphenoxy)-2,2- diphenylpropan-dianhydrid usw.
Die bevorzugten aromatischen Dianhydride sind aromatische Bis(etheranhydride). Es können auch andere organische Dianhydride in Kombination mit solchen aromatischen Bis(etheranhydriden) benutzt werden, um die Drahtüberzugs-Zusammensetzungen aus Silicon-Polyimid der vorliegenden Erfindung herzustellen. Diese organischen Dianhydride können in bis zu 50 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge Dianhydrid, eingesetzt werden, und sie schließen Pyromellitsäuredianhydride, Benzophenandianhydride und 5,5'-(1,1,3,3-Tetramethyl-1,1,3-disiloxandilyl- bis-norbornan-2,3-dicarbonsäuredianhydrid ein.
Zu dem Aryldiamin, das zur Herstellung des Silicon-Polyimid-Blockcopolymers benutzt werden kann, gehören zum Beispiel: m-Phenylendiamin; p-Phenylendiamin; 4,4'-Diaminodiphenylpropan; 4,4'-Diaminodiphenylmethan; Benzidin; 4,4'-Diaminodiphenylsulfid; 4,4'-Diaminodiphenylsulfon; 4,4'-Diaminodiphenylether; 1,5'-Diaminonaphthalin; 3,3'-Dimethylbenzidin; 3,3'-Dimethoxybenzidin; 2,4-Bis(β-amino-tert-butyl)toluol; Bis(p-β-amino-tert-butylphenyl)ether; 1,3'-Diamino-4-isopropylbenzol; 1,2-Bis- (3-aminopropoxy)ethan; m-Xylylendiamin; 2,4-Diaminotoluol; 2,6-Diaminotoluol.
Die Organoreste des Aminendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans sind die gleichen, wie sie für das Vinylendgruppen aufweisende Polydiorganosiloxan von (A) definiert sind, und sie haben ein Mittel von 3 bis 20 chemisch verbundenen Diorganosiloxy-Einheiten, und sie haben als Endgruppen C(1-14)-Kohlenwasserstoffamin-Einheiten, worin der Kohlenwasserstoffrest ein zweiwertiger Rest ist und ausgewählt aus C(1-8)-Alkylenresten, wie Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen oder Arylenresten, wie Phenylen, Tolylen, Xylen usw.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Reaktanten zur Herstellung des Siliconpolyimids können auch organische Anhydrid-Kettenabbruchsmittel eingesetzt werden, wie Phthalsäureanhydrid, um das Molekulargewicht des Silicon- Polyimid-Blockcopolymers zu kontrollieren. Solch ein Siliconpolyimid hat dann Phthalsäureanhydrid als Endgruppen. Es ist bevorzugt, Vinylorganosiloxy-Einheiten in den vorerwähnten Siliconblock des Silicon-Polyimids durch Äquilibrieren des Siliconpolyimids mit zusätzlichem cyclischem Siloxan einzubringen, das cyclisches Siloxan mit chemisch verbundenem Vinylorganosiloxy-Einheiten einschließt. Die Äquilibrierung kann gemäß Standardtechniken unter Verwendung einer wirksamen Menge eines Äquilibrierungskatalysators ausgeführt werden, wie von 0,1 bis 5,0 Gew.-% Äquilibrierungskatalysator, bezogen auf das Gewicht der Äquilibrierungsmischung und vorzugsweise von 0,25 bis 2 Gew.-%. Äquilibrierungskatalysatoren, die eingesetzt werden können, sind zum Beispiel Trifluoressigsäure (triflic acid), Methansulfonsäure, Schwefelsäure, Benzolsulfonsäure, Nafion-Harz oder saure Tone. Die Äquilibrierung kann bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 100ºC ausgeführt werden. Nach Abschluß der Äquilibrierung, der durch Rühren der Mischung über eine Dauer von 0,5 bis 12 Stunden erzielt werden kann, können Neutralisationsmittel, wie Magnesiumoxid, hinzugegeben werden, um den Katalysator zu neutralisieren. Die Gewinnung des vinylhaltigen Siliconpolyimids kann durch Filtrieren und Entfernen flüchtiger Bestandteile aus der Mischung erfolgen.
Das Siloxanhydrid (C), das bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Siliconschaum-Zusammensetzungen benutzt wird, hat einen Wasserstoffgehalt im Bereich von 0,3 bis 1,6 Gew.-% Wasserstoff, bezogen auf das Gewicht des Siloxanhydrids und eine Viskosität im Bereich von 1 bis 500 mPa s (centipoise) bei 25ºC. Vorzugsweise besteht das Siloxanhydrid im wesentlichen aus chemisch verbundenen Organosiloxy- Einheiten, die an Silicium gebundene Wasserstoffatome aufweisen und die Hauptkette der Polysiloxankette bilden. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein Trimethylsiloxyendgruppen aufweisendes Polymethylhydroxysiloxan. Gegebenenfalls können die an Silicium gebundenen Wasserstoffatome auch auf den Kettenabbruchs-Einheiten vorhanden sein.
Zusätzlich zum Siloxanhydrid erfordern die Siliconschaum-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eine Quelle von Hydroxyresten in Form eines hydroxylgruppenhaltigen Materials, wie bereits definiert. Um für wirksame Schäumergebnisse zu sorgen, kann genügend hydroxylgruppenhaltiges Material eingesetzt werden, um von 0,02 bis 15 g-Äquivalente Hydroxyreste pro g-Äquivalent an Silicium gebundener Wasserstoffatome des Siloxanhydrids zu schaffen. Vorzugsweise können von 0,2 bis 10 g-Äquivalente Hydroxyreste benutzt werden, während 0,5 bis 7 g-Äquivalente von Hydroxyresten pro an Silicium gebundenem Wasserstoff optimale Ergebnisse bringen.
Von den hydroxylgruppenhaltigen Materialien, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, gehören hydroxylgruppenhaltige Silicone, wie Silanole, die in Form von Homopolymeren, Copolymeren oder deren Mischungen vorhanden sein können. Es ist bevorzugt, daß das Silanol mindestens einen organischen Rest pro Siliciumatom in einem Molekül enthält. So können zum Beispiel Silanolendgruppen aufweisendes Polydimethylsiloxan sowie Silanolendgruppen aufweisendes Siloxan mit chemisch gebundenen Dimethylsiloxy-Einheiten, Methylphenylsiloxy-Einheiten und Methyl-3,3,3-trifluorpropylsiloxy-Einheiten benutzt werden. Eingeschlossen sind auch Mischungen von hydroxylgruppenhaltigen Organosiloxanpolymeren und hydroxylgruppenhaltigen Organosilanen, wie Mischungen von Hydroxy- und Endblock-Polydimethylsiloxan und Diphenylmethylsilanol.
Zusätzlich zu Silanolen können auch organische Alkohole eingesetzt werden, die ein- oder mehrwertige Alkohole mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sind. Vorzugsweise können Ethanol, Propanol, Butanol, Laurylalkohol, Octylalkohol und Ethylenglykol benutzt werden. Kombinationen von Silanolen, Wasser und organischen Alkoholen haben sich auch als wirksam erwiesen. Weitere Aspekte hinsichtlich der Verwendung des hydroxylgruppenhaltigen Materials bei der Reduktion der Siliconschäume der vorliegenden Erfindung finden sich in den US-PS 4,189,545; 4,418,157; 4,599,367 und 3,923,705.
Platinkatalysatoren, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Siliconschaum-Zusammensetzungen eingesetzt werden können, sind zum Beispiel Reaktionsprodukte eines Olefins und von Chlorplatinsäure, wie in der US-PS 3,159,601 von Ashby beschrieben oder das Reaktionsprodukt von Platinchlorid und Cyclopropan, wie in der US-PS 3,159,662 von Ashby beschrieben. Weitere Platinkomplexe, die als der Platinkatalysator eingesetzt werden können, sind Reaktionsprodukte von Chlorplatinsäure mit bis zu 2 Molen, pro g Platin, einer Verbindung, ausgewählt aus der Klasse bestehend aus Alkoholen, Ethern, Aldehyden und deren Mischungen, wie in der US-PS 3,220,972 von Lamoreaux gezeigt. Der bevorzugte Platinkatalysator ist der von Karstedt aus der US-PS 3,775,452, der hergestellt ist durch Umsetzen von Chlorplatinsäure mit Tetramethyltetravinylcyclosiloxan in Gegenwart von Natriumbicarbonat in einer Ethanollösung. Es können von 1 bis 250 ppm benutzt werden. Es wurde festgestellt, daß wirksame Ergebnisse erhalten werden können, wenn genügend Platinkatalysator in der schäumbaren Silicon-Zusanimensetzung eingesetzt wird, um 1 bis 250 ppm Platin, vorzugsweise 1 bis 200 Teile Platin pro Million Teile der Mischung zu schaffen.
Zusätzlich zu den vorerwähnten Grundbestandteilen kann die Siliconschaum-Zusammensetzung ein Harz enthalten, wie es in Anspruch 5 definiert ist, sowie 1 bis 200 Gewichtsteile eines Füllstoffes auf 100 Teile der Schaumzusammensetzung. Es ist bevorzugt, streckende Füllstoffe oder verstärkende Füllstoffe, wie pyrogenes Siliciumdioxid, einzusetzen, und gefälltes Siliciumdioxid kann in Fällen benutzt werden, wo es erwünscht ist, die physikalischen Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit und die Reißfestigkeit, des resultierenden elastomeren Siliconschaumes zu verbessern. Andere streckende Füllstoffe, die eingesetzt werden können, sind zum Beispiel Titandioxid, Lithopone, Zinkoxid, Zirkoniumsilicat, Siliciumdioxidaerogel, Eisenoxid, Diatomeenerde, Calciumcarbonat, Glasfasern, Magnesiumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, α-Quarz, Ton, Kohlenstoff und Graphit. Um die Viskositätszunahme, die im allgemeinen auftritt, wenn man verstärkende Füllstoffe einsetzt, zu minimieren, können diese mit cyclischen Polysiloxanen oder Silazanen wärmebehandelt werden. Ein bevorzugter Füllstoff bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist gemahlener Quarz, von dem festgestellt wurde, daß er die Brennbeständigkeit der Zusamensetzung fördert, sowie dem fertigen gehärteten Siliconschaum einige verbesserte physikalische Eigenschaften verleiht.
Die Siliconschaum-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden im allgemeinen als 2-Komponenten- Zusammensetzung benutzt und gelagert. Der Platinkatalysator befindet sich vorzugsweise im vinylhaltigen Polysiloxan. Die Hydroxylquelle kann auch zu dem vinylhaltigen Polysiloxan zusammen mit dem Silicon-Polyimid-Blockcopolymer und dem Füllstoff hinzugegeben werden.
Bei der Herstellung des Siliconschaumes wird das Siloxanhydrid (Komponente A) rasch mit der vinylhaltigen Siloxanmischung (Komponente B), die das Hydroxylquellen-Material, den Platinkatalysator und das Silicon- Polyimid-Blockcopolymer enthält, vermischt. Die resultierende Zusammensetzung kann dann in einen Hohlraum gegossen und stehengelassen werden. Die Zusammensetzung wird danach beginnen zu vernetzen und gleichzeitig Gas zu erzeugen, was zu einem gehärteten elastomeren Siliconschaum mit einer Dichte von weniger als 0,32 g/cm³ (20 US-Pfund/ Fuß³) führt.
Falls erwünscht, kann ein Inhibitor, wie Diallylmaleat oder Methylethylketonperoxid oder Dimethylacetylendicarboxylat, zu den Zusammensetzungen in einer Konzentration von 100 Teile bis 10.000 Teile pro Million Teile, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, hinzugegeben werden, um die Verarbeitungsdauer der härtbaren Siliconmischung zu verlängern.
Zusätzlich zu den vorerwähnten Siliciumdioxid-Füllstoffen können auch weitere Zusätze, wie Ruß, Pigment, Glasfasern, usw. eingesetzt werden. Weiter können Zusätze, wie MQ- oder MQD-Harze hinzugefügt werden, um die Dichte zu vermindern, die Festigkeit zu erhöhen, wie in der US-PS 4,418,157 beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Um dem Fachmann die Ausführung der vorliegenden Erfindung besser zu ermöglichen, werden die folgenden Beispiele zur Veranschaulichung, nicht aber zur Einschränkung, gegeben. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht.

BEISPIEL 1

Ein Silicon-Polyimid-Blockcopolymer wurde hergestellt durch Interkondensieren einer Mischung von 49 Mol-% von 2,2-Bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propandianhydrid, 18,75 Mol-% eines Aminopropylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 9, 31,25 Mol-% von m-Phenylendiamin und 2 Mol-% von Phthalsäureanhydrid.
Eine Lösung von 30,3 g des obigen Siliconpolyimids in 1,2-Dichlorethan wurde durch azeotrope Destillation getrocknet, um das Lösungsmittelvolumen auf 76,16 g zu vermindern. Es wurden zu der Mischung 0,3 g von Trifluoressigsäure (triflic acid) und 10 g Octamethylcyclotetrasiloxan hinzugegeben und die Mischung am Rückfluß unter Rühren zwei Stunden erhitzt. Die Mischung ließ man sich dann auf Raumtemperatur abkühlen und gab 10 g 1,3,5,7-Tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxan hinzu. Die resultierende Mischung wurde 12 Stunden lang gerührt. Magnesiumoxid wurde hinzugegeben, um den Säurekatalysator zu neutralisieren. Überschüssiges Methylenchlorid wurde hinzugegeben und der Feststoff abfiltriert. Flüchtige Bestandteile wurden durch Rotationverdampfen entfernt. Auf der Grundlage des Herstellungsverfahrens und des ²&sup9;Si- NMR-Spektrums war der resultierende blassgelbe Feststoff ein Siliconpolyimid mit einem Siliconblock mit im Mittel etwa 25 chemisch verbundenen Siloxyeinheiten, die im wesentlichen aus Dimethylsiloxy-Einheiten bestanden und etwa 30 Mol-% Methylvinylsiloxy-Einheiten.
Eine Mischung von 10 g des obigen vinylhaltigen Siliconpolyimids, 20 g eines Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 3.500 mPa s (centipoise) und 500 Teilen Methylenchlorid wurde 48 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom gerührt. Man erhielt eine feine Suspension des Siliconpolyimids in der Silicon-Flüssigkeit. Restliches Methylenchlorid wurde im Vakuum entfernt. Die Mischung wurde dann genügend zentrifugiert und die Silicon-Flüssigkeit zur Bildung einer Suspension mit einer Viskosität von etwa 50.000 mPa s (centipoise) abgezogen.
Es wurden 5 g der obigen Suspension mit 0,05 g Methanol und 100 ppm Platinkatalysator in Form eines Platinvinylsiloxans, hergestellt nach dem oben erwähnten Karstedt-Verfahren, vermischt. Es wurden dann zu der resultierenden Mischung unter Rühren 0,05 mg einer Mischung von 2 Teilen eines Trimethylsilylendgruppen aufweisenden Polymethylhydrogensiloxans mit einer Viskosität von 10 bis 20 mPa s (centipoise) und 1 Teil Dimethylvinylendgruppen aufweisendem Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 75.000 bis 90.000 mPa s (centipoise) hinzugegeben. Es fand eine Reaktion statt und die Mischung stieg und gelierte innerhalb etwa 1 Minute. Es wurde ein Siliconschaum mit einer feinen Zell struktur und einer Dichte von 0,288 g/cm³ (18 lbs/ft³) erhalten.

BEISPIEL 2

Eine Mischung von 9,9 g des Siliconpolyimids von Beispiel 1, 100 g Methylenchlorid, 200 Teile eines Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 75.000 mPa-s (centipoise), 34 Teile eines Harzes, bestehend aus chemisch verbundenen Trimethylsiloxy-Einheiten, Tetrasiloxy-Einheiten und Methylvinylsiloxy-Einheiten, wobei das Verhältnis der Trimethylsiloxy-Einheiten zu den Siloxy-Einheiten 0,7 betrug, 39 Teile eines Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 3.500 mPa s (centipoise) und 12 Teilen des vorerwähnten Dimethylsiloxyharzes wurde bei 60ºC unter Vakuum gerührt, um das Methylenchlorid aus dem System zu entfernen.
Es wurden zu 10,03 g der obigen Siliconmischung 0,3 g Wasser und 0,033 g Platinkatalysator als eine 5 gew.-%-ige Lösung in Xylol hinzugegeben und die resultierende Mischung weiter mit einem Metallspatel vermengt. Dann gab man zu der resultierenden Mischung etwa 1,8 Teile eines Trimethylsilylendgruppen aufweisenden Polymethylhydrogensiloxans, bestehend aus Methylhydrogensiloxy-Einheiten und Trimethylsiloxy-Einheiten als Kettenabbruchsglieder mit einer Viskosität von etwa 10 - 20 Centistokes hinzu. Diese Mischung wurde mit etwa 0,9 g des vorerwähnten Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 75.000 mPa s (centipoise) vermischt. Die resultierende Mischung wurde rasch gerührt und in einen 50 ml fassenden Behälter gegossen, was in etwa 6 Minuten zur Herstellung eines klebrigkeitsfreien Schaumes führte.
Es wurden zusätzliche schäumbare Mischungen nach dem gleichen Verfahren hergestellt, und es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten, wobei
DMVA eine Dimethylvinylsiloxy-Endgruppen aufweisende Polydimethylsiloxan-Flüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 75.000 mPa s (centipoise),
DMVB eine Dimethylvinylsiloxy-Flüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 3.500 mPa s (centipoise),
MQD ein Trimethylsiloxyendgruppen aufweisendes Harz mit Methylvinylsiloxy-Einheiten und einem Verhältnis von etwa 0,7 Trimethylsiloxy-Einheiten pro Siloxy-Einheit,
MH ein Trimethylsiloxyendgruppen aufweisendes Polymethylhydrogensiloxan,
SPI das gemäß Beispiel 1 hergestellte vinylhaltige Siliconpolyimid war
und alle gezeigten Teile in g angegeben sind, sofern nichts anderes ausdrücklich ausgeführt: TABELLE I Gelierungszeit (min) Dichte g/cm³ (#/ft)
Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die Gelierungszeit durch Erhöhen der Platinkonzentration verkürzt werden kann, während die Konzentration der Methylhydrogen-Flüssigkeit vermindert wird.

BEISPIEL 3

Eine Mischung von 15 g des Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 75.000 mPa s (centipoise), 3 g eines Dimethylvinylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von etwa 3.500 mPa-s (centipoise), 6,3 g eines Trimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Harzes mit chemisch verbundenen Methylvinylsiloxy-Einheiten in einem Verhältnis von 0,7 der Trimethylsiloxy-Einheiten zu den Siloxy-Einheiten und 13,95 g einer 16,2 gew.-%-igen Lösung des Silicon-Polyimids von Beispiel 1 in Methylenchlorid wurde gemischt und unter Vakuum erhitzt, um das Siliconpolyimid im Siliconharz zu dispergieren. Es wurden zu der resultierenden Mischung etwa 0,45 g Wasser, 100 ppm Platin unter Einsatz des Platinkatalysators von Beispiel 1 und 1,3 g eines Trimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Polymethylhydrogensiloxans mit einer Viskosität von etwa 10 bis 20 mPa s (centipoise) hinzugegeben. Die flüchtige Mischung wurde auf einer standartisierten Teflon -Form ausgebreitet, und man ließ sie schäumen. Ein klebrigkeitsfreier Schaum wurde in etwa 10 Minuten erhalten. Das gleiche Verfahren wurde wiederholt, ausgenommen, daß ein Quarz und Calciumcarbonat anstelle des Siliconpolyimids eingesetzt wurden. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten, worin DMVA, DMVB, MQD und MH, die im Zusammenhang mit Tabelle 1 angegebene Bedeutung haben: TABELLE II Schäumbare Zusammensetzungen Komponenten (g) Kommerzieller Schaum Siliconpolyimid α-Quarz Siliconpolyimid Eigenschaften Gelierungszeit (min) Dichte g/cm³ (lb/ft³) Zugfestigkeit N/mm² (lb/Zoll²) Dehnung (%)
Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die Siliconpolyimid enthaltende schäumbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung dem Schaum eine deutlich höhere Festigkeit gibt, verglichen mit den kommerziell erhältlichen Schäumen, die mit Füllstoffen, wie α-Quarz oder Calciumcarbonat verstärkt sind.
Obwohl die obigen Ergebnisse nur auf wenige der sehr vielen Variablen gerichtet sind, die bei der Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, sollte klar sein, daß die vorliegende Erfindung auf eine weitere Vielfalt von Siliconschäumen und Verfahren zur Herstellung solcher Schäume gerichtet ist, wie sie in der diesen Beispielen vorhergehenden Beschreibung gezeigt sind.

Claims

1. Eine Siliconschaum-Zusammensetzung, umfassend, bezogen auf das Gewicht,

(A) 100 Teile einer Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxan-Flüssigkeit,

(B) 1 bis 70 Teile eines Silicon-Polyimid-Blockcopolymers mit 1 bis 75 Gew.-% chemisch verbundenen Organovinylsiloxy-Einheiten, bezogen auf das Gewicht des Siliconpolyimids,

(C) 1 bis 50 Teile eines Siloxanhydrids,

(D) 0,2 bis 10 Teile eines Hydroxylgruppen aufweisenden Materials, ausgewählt aus Wasser, C&sub1;&submin;&sub1;&sub2;-Alkanolen, Silanolen und deren Mischungen in einer Menge, um ein Molverhältnis von 0,02 bis 15 Mole Hydroxylreste pro an Silicium gebundenen Wasserstoff des Siloxanhydrids von (C) zu schaffen und

(E) von 1 bis 250 ppm katalytisches Platinmetall.

2. Eine schäuinbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin des Vinylendgruppen aufweisende Polydiorganosiloxan ein Vinylendgruppen aufweisendes Polydimethylsiloxan ist, das im wesentlichen aus chemisch verbundenen Dimethylsiloxy-Einheiten besteht, das Dimethylvinylsiloxy-Einheiten als Endgruppen aufweist.

3. Eine schäumbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Siliconpolyimid das Interkondensations-Reaktionsprodukt eines aromatischen Bisanhydrids, eines Aminendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans und eines Aryldiamins ist.

4. Eine schäumbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das hydroxylgruppenhaltige Material Wasser ist.

5. Eine schäumbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, enthaltend ein Harz, das im wesentlichen aus Trimethylsiloxy-Einheiten besteht, die chemisch mit Siloxy-Einheiten und Methylvinylsiloxy-Einheiten verbunden sind, wobei das Verhältnis der Trimethylsiloxy-Einheiten zu den Siloxy-Einheiten im Bereich von 0,7 bis 20 liegt.

6. Eine schäumbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, enthaltend einen Füllstoff.

7. Eine schäumbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, worin das aromatische Bisanhydrid Bisphenol-A-dianhydrid ist.

8. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 1, worin das hydroxylgruppenhaltige Material Methanol ist.

9. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 3, worin das Aminendgruppen aufweisende Polydiorganosiloxan ein Polydimethylsiloxan ist das endständige Dimethylaminopropylsiloxy-Einheiten aufweist.

10. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 3, worin das Aryldiamin m-Phenylendiamin ist.

11. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 6, worin die Füllstoffe α-Quarz oder CaCO&sub3; sind.

12. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 1, worin das Siloxanhydrid ein Trimethylsiloxy-Endgruppen aufweisendes Polymethylhydroxysiloxan ist.

13. Eine schäumbare Mischung gemäß Anspruch 3, worin das Polyimid Phthalsäureanhydrid-Endgruppen aufweist.

14. Ein Verfahren zum Herstellen von Siliconschaum großer Festigkeit, umfassend das Vermischen eines Siloxanhydrids mit einer Mischung, umfassend ein vinylhaltiges Siloxan, eine Quelle von Hydroxylgruppen, eine wirksame Menge eines Platinkatalysators und ein Silicon-Polyimid- Blockcopolymer mit 1 bis 75 Gew.-% chemisch verbundenen Organovinylsiloxy-Einheiten, bezogen auf das Gewicht des Silicon-Polyimid-Blockcopolymers.

15. Ein Verfahren nach Anspruch 14, das einen Inhibitor benutzt.