FR2871473A1

FR2871473A1 - Mixture of silicone polymer, useful for the preparation of article with thermal insulation, comprises a ceramic powder and a silicone polymer, which is molded by injection or compression in a matrix

Info

Publication number: FR2871473A1
Application number: FR0406411A
Authority: FR
Inventors: Duncan Chau Chuen Fung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-12-16

Abstract

Mixture of silicone polymer (A) comprises a ceramic powder (I) (10%) and a silicone polymer (II) (10-90%), which is molded by injection or compression in a matrix. An independent claim is also included for an article with thermal insulation, which is molded from (A).

Description

Docket 1697 (E&M)Docket 1697 (S & M)

Compositions de silicone mélangée Domaine de l'invention 01) La présente invention concerne les compositions de silicone mélangée et plus particulièrement les compositions ou mélanges de poudre de céramique avec des thermoplastiques en silicone. Field of the Invention 01) The present invention relates to mixed silicone compositions and more particularly to ceramic powder compositions or blends with silicone thermoplastics.

Toile de fond de l'invention 02) Bien que très utiles pour ces applications, les polymères de silicone restent de relativement bons conducteurs de la chaleur et ne sont pas particulièrement efficaces par exemple, pour les gants de four, les dessous-de-plat pour protéger les surfaces contre les casseroles ou les plats brûlants ou toute autre application pour laquelle l'isolation contre la chaleur a une valeur particulière. Backdrop of the Invention 02) Although very useful for these applications, silicone polymers are still relatively good conductors of heat and are not particularly effective for example, for oven gloves, trivets to protect surfaces against pans or hot dishes or any other application for which heat insulation is of particular value.

03) Il serait donc hautement souhaitable de bénéficier de compositions qui, tout en conservant les excellentes propriétés de moulage par injection ou compression des polymères de silicone, feraient état d'excellentes capacités d'isolation telles qu'on les trouve dans les céramiques comme l'oxyde d'aluminium ou produits similaires. It would therefore be highly desirable to have compositions which, while retaining the excellent injection molding or compression molding properties of silicone polymers, would demonstrate excellent insulating capabilities as found in ceramics such as aluminum oxide or similar products.

Docket 1697 (E&M) Objets de l'invention 4) Un des objets de la présente invention est donc d'offrir des compositions de polymères de silicone qui, tout en disposant d'excellentes propriétés de fabrication en tant que matériau, sont capables de rentrer dans la fabrication d'objets qui exigent des capacités d'isolation thermique. It is therefore an object of the present invention to provide silicone polymer compositions which, while having excellent manufacturing properties as a material, are capable of returning in the manufacture of objects that require thermal insulation capabilities.

5) L'autre objet de la présente invention est d'offrir une large gamme de produits fabriqués à partir de telles composition de moulage en polymères de silicone qui présentent soit des propriétés d'isolation thermique, soit des propriétés de conductivité de la chaleur en fonction de l'usage auquel ils sont destinés. The other object of the present invention is to provide a wide range of products made from such silicone polymer molding compositions which exhibit either thermal or thermal conductivity properties. according to the purpose for which they are intended.

Résumé de l'invention 06) La présente invention fait état de mélanges de polymères de silicone comprenant entre 10 et 90 pour cent environ de céramique dans une matrice de 90 à 10 pour cent en volume environ de polymère de silicone moulable par injection ou compression. Des articles comme des gants de four, des dessous-de-plat, des plats pour fours, des abat-jour et des cages pour ampoules, etc. ainsi que d'autres produits exigeants une isolation ou une conductivité thermique moulés à partir de mélange de polymères de silicone font également parti de la description. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to silicone polymer blends comprising from about 10 to about 90 percent ceramic in a matrix of about 90 to about 10 percent by volume of injection or compression moldable silicone polymer. Items such as oven gloves, trivets, oven dishes, lampshades and bulb cages, etc. and other products requiring insulation or thermal conductivity molded from silicone polymer blend are also included in the description.

Docket 1697 (E&M)Docket 1697 (S & M)

Description détailléedetailed description

7) Le moulage, par compression ou injection, de polymères de silicone est bien connu dans les domaines de l'art et est largement pratiqué dans le monde entier. Les propriétés de solidité des différents produits en polymères de silicone sont également bien connues et comprennent une excellente résistance à la chaleur, jusqu'à 204 degrés Celsius (400 F), une relativement bonne isolation thermique, une isolation électrique, etc. Ce qui probablement a été le plus important pour le succès de ces matériaux ont été leur relatif faible coût et leur relative facilité d'épouser une grande variété +++de formes très différentes et souvent complexes par le biais de techniques de mise en forme rapides et peu onéreuses. Ces facteurs, associés avec les caractéristiques sensorielles et de durabilité de ces matériaux les ont rendus très populaires pour un large éventail de produits. 7) The molding, by compression or injection, of silicone polymers is well known in the art and is widely practiced throughout the world. The strength properties of the various silicone polymer products are also well known and include excellent heat resistance up to 204 degrees Celsius (400 F), relatively good thermal insulation, electrical insulation, and the like. Probably the most important for the success of these materials was their relatively low cost and relative ease of marrying a wide variety of +++ very different and often complex shapes through fast shaping techniques. and inexpensive. These factors, combined with the sensory and durability characteristics of these materials have made them very popular for a wide range of products.

8) De façon similaire, les propriétés des matériaux céramiques comme l'oxyde d'aluminium, le nitrure d'aluminium, etc. sont également bien connus et présentent une excellente résistance à la chaleur, une isolation thermique, une faible conductivité électrique (bons isolateurs) ou des propriétés d'isolation électrique, etc. En général, ces matériaux sont dans une certaine mesure plus complexes à fabriquer et exigent des températures de cuisson élevées ainsi que l'utilisation de matrices et des procédés de mise en forme sophistiqués. Les produits résultants sont souvent cassants et ne sont donc pas adaptés à des utilisations exigeantes dans lesquelles les abus physiques sont probables. 8) Similarly, the properties of ceramic materials such as aluminum oxide, aluminum nitride, etc. are also well known and have excellent heat resistance, thermal insulation, low electrical conductivity (good insulators) or electrical insulation properties, etc. In general, these materials are to some extent more complex to manufacture and require high firing temperatures as well as the use of dies and sophisticated shaping methods. The resulting products are often brittle and are therefore unsuitable for demanding uses in which physical abuse is likely.

Docket 1697 (E&M) 9) Bien que les propriétés de chacune de ces deux classes de matériau et leurs méthodes de fabrication sont bien connues, elles ont généralement trouvé une utilisation dans des applications tout à fait différentes et parfois similaires. Par exemple, les céramiques comme les polymères de silicone ont été utilisés pour de nombreux pseudo plats pour four du type de ceux utilisés pour les fours conventionnels. D'un autre côté, les polymères de silicone moulés ont trouvé une utilisation dans des produits souples comme des gants, ou dans des produits comme des abat-jour et apparentés pour tirer parti de leur translucidité ou de leur flexibilité, applications qui sont généralement inappropriées pour des céramiques. Docket 1697 (E & M) 9) Although the properties of each of these two classes of material and their methods of manufacture are well known, they have generally found use in quite different and sometimes similar applications. For example, ceramics such as silicone polymers have been used for many pseudo oven dishes of the type used for conventional ovens. On the other hand, molded silicone polymers have found use in soft products such as gloves, or in products such as lampshades and the like to take advantage of their translucency or flexibility, which are generally unsuitable applications. for ceramics.

10) Selon la présente invention, la facilité relative de mise en forme et la résistance à la température des polymères de silicone sont associées avec les propriétés bien supérieures d'isolation thermique et électrique des matériaux en céramique pour créer une nouvelle classe de matériaux composites qui possèdent beaucoup des qualités et peu des désavantages des chacun des éléments, la matrice polymère de silicone et les additifs variés du matériau composite. According to the present invention, the relative ease of shaping and temperature resistance of silicone polymers are associated with the much superior thermal and electrical insulation properties of ceramic materials to create a new class of composite materials which possess many qualities and few disadvantages of each of the elements, the silicone polymer matrix and the various additives of the composite material.

11) Les compositions faites à partir de poudre de céramique et de polymère de silicone de la présente invention sont effectuées par le mélange, ou comme cela est parfois appelé, le mélangeage, des pourcentages volumiques appropriés de poudre de métaux ou de céramique dans le polymère de silicone avant le moulage et pendant que le polymère de silicone se trouve dans un état de gomme , c'est-à-dire dans un état Docket 1697 (E&M) liquide. Le mélange ou le malaxage dans ces conditions simplifie la maintenance des différentes poudres dans un état dispersé ou en suspension dans le polymère de silicone avant et pendant l'opération de moulage. 11) The compositions made from ceramic powder and silicone polymer of the present invention are made by mixing, or as is sometimes called, mixing, appropriate percentages of metal powder or ceramic powder in the polymer. of silicone before molding and while the silicone polymer is in a gum state, i.e. in a liquid Docket 1697 (E & M) state. Blending or mixing under these conditions simplifies the maintenance of the various powders in a dispersed or suspended state in the silicone polymer before and during the molding operation.

12) Une classe de polymères de silicone particulièrement favorable à l'invention est celle fournie sous le nom de marque WinthaneTMSilicone qui sont de élastomères qu'on peut trouver chez Winfield Industries, 852 Kensington Ave., Buffalo, New York 14215, États-Unis, sous forme de liquide ou de gomme et qui, après la fabrication, conservent leurs propriétés physiques sur une très large gamme de température allant de 60 C à +230 C. 13) Tel qu'il est utilisé dans le présent document, le terme poudre de céramique doit référer et inclure toute particule de céramique d'un taille et d'une forme qui puisse être dispersée dans une matrice de matière de moulage faite de gomme de silicone et ensuite qui puisse être mise en forme en tant que mélange composite d'une matrice de polymère de silicone et de ces poudres de céramique par moulage, que ce soit par injection ou par compression. La poudre, en particulier la poudre de céramique, d'une granulométrie de 10 Mesh ou plus élevée (diamètre d'environ 1885 microns ou moins) est définitivement préférable pour la préparation des composants de moulage décrit dans la présente. 12) A class of silicone polymers particularly favorable to the invention is that provided under the brand name WinthaneTMSilicone which are elastomers that can be found at Winfield Industries, 852 Kensington Ave., Buffalo, New York 14215, USA in the form of a liquid or gum and which, after manufacture, retain their physical properties over a very wide temperature range from 60 C to +230 C. 13) As used in this document, the term Ceramic powder shall refer and include any ceramic particles of a size and shape that can be dispersed in a matrix of molding material made of silicone gum and then shaped into a composite mixture of a matrix of silicone polymer and these ceramic powders by molding, whether by injection or by compression. The powder, particularly the ceramic powder, of Mesh size or greater (diameter of about 1885 microns or less) is definitely preferable for the preparation of the molding components described herein.

Docket 1697 (E&M) 14) Bien que la céramique spécifique utilisée dans la composition de la présente invention peut être sélectionnée depuis un large éventail de tels matériaux, virtuellement toutes les céramiques compatibles avec les polymères de silicone donnant au polymère de silicone les propriétés désirées peuvent être utilisées. Les oxyde d'aluminium sont préférés du fait de leur coût, de leur facilité de mise en oeuvre et des améliorations de propriété qu'ils apportent. Les matériaux céramiques d'oxyde d'aluminium dont le poids est constitué entre 80 et 100 pour cent d'oxyde d'aluminium sont préférés. Docket 1697 (E & M) 14) Although the specific ceramic used in the composition of the present invention can be selected from a wide range of such materials, virtually any ceramic compatible with the silicone polymers giving the silicone polymer the desired properties can to be used. Aluminum oxides are preferred because of their cost, their ease of implementation and the property improvements they bring. Ceramic aluminum oxide materials having a weight of 80 to 100 percent aluminum oxide are preferred.

15) Le mélange de poudre de céramique/métaux dans une matrice de polymère de silicone peut être accompli avec succès en utilisant l'une ou l'autre des nombreuses techniques bien connues dans l'art d'incorporer des additifs dans des matrices polymériques. Parce qu'il présente une utilité particulière dans les mélanges de compositions instantanées, le mélange par cylindres est conventionnellement utilisé dans le mélange de pigments et de catalystes avec des polymères de silicone dans la préparation de compositions de moulage conventionnel. 15) Mixing ceramic / metal powder in a silicone polymer matrix can be successfully accomplished using any of the many techniques well known in the art of incorporating additives into polymeric matrices. Because it has particular utility in instant composition blends, roll blending is conventionally used in the mixing of pigments and catalysts with silicone polymers in the preparation of conventional molding compositions.

16) Les compositions de moulage poudre de céramique/silicone décrites cidessus sont utiles pour la fabrication d'une large gamine de produit. Parmi ceux-ci, on peut citer: gants résistants à la chaleur, c'est-à-dire des moufles pour les fours ou équivalents, des tapis chauds ou des dessous-de-plat pour maintenir au chaud les ustensiles de cuisine et équivalents, les plats traditionnels pour four, l'isolation de fil électrique, les douilles Docket 1697 (E&M) d'ampoule, etc. et virtuellement n'importe quelle forme d'isolation thermique comme des matelas, des draps, des casiers, etc. 17) C'est ainsi qu'ont été décrites de nombreuses compositions avec des additifs en polymères de silicone qui tirent parti de la facilité de mise en oeuvre des matières à base de polymère de silicone. En incorporant des matériaux spécifiques, certains améliorant l'isolation thermique, d'autres conduisant la chaleur ou des matériaux conduisant l'électricité, on obtient des compositions de moulage dont les propriétés de conduction électrique ou thermique peuvent être ajustées pour une large gamme d'applications dans de nombreux domaines. 16) The ceramic / silicone powder molding compositions described above are useful for the manufacture of a wide range of products. These include: heat-resistant gloves, that is, oven mitts or the like, warm carpets or trivets to keep cooking utensils warm and the like Traditional ovenware, electrical wire insulation, bulb socket Docket 1697 (E & M), etc. and virtually any form of thermal insulation such as mattresses, sheets, lockers, etc. 17) Thus many compositions have been described with silicone polymer additives that take advantage of the ease of processing of silicone polymer materials. By incorporating specific materials, some improving thermal insulation, others driving heat or electrically conducting materials, molding compositions are obtained whose electrical or thermal conduction properties can be adjusted for a wide range of applications. applications in many areas.

18) De la façon dont l'invention a été décrite, il apparaît aux personnes familières avec cet art que le même principe peut être modulé dans de nombreuses directions sans s'écarter de son esprit et de son objet. 18) From the way in which the invention has been described, it appears to those familiar with this art that the same principle can be modulated in many directions without departing from its mind and object.

Claims

2871473 'Docket 1697 (E & M) The claims in this document are

The following: 1) A silicone polymer blend having from about 10 to about 90 volume percent ceramic powder in a matrix of about 90 to about 10 percent injection moldable or compression moldable silicone polymer.

2) The silicone polymer blend of claim 1 wherein said ceramic is in powder form with a mesh size of 10 mesh or greater (diameter of about 1885 microns or less).

3) The silicone polymer blend of claim 2 wherein said ceramic is composed of aluminum oxide.

4) The silicone polymer blend of claims 1 to 3 wherein said ceramic powder is present with a mesh size of 10 mesh or higher (diameter of about 1885 microns or less).

5) An insulating article thermally molded from a mixture of silicone polymer with ceramic powder in a proportion of from 10 to 1697 (E & M) percent by volume, in a matrix of 90 to 10 about one percent by volume of silicone polymer moldable by injection or compression.

6. The thermally insulating article of claim 5 wherein the ceramic powder has a particle size of 10 Mesh or greater (diameter of about 1885 microns or less).

The thermally insulating article of claim 6 wherein the ceramic is aluminum oxide.

The thermally insulating article of claims 5 to 7 wherein the ceramic is an aluminum oxide composition of which about 80 to 100 percent by weight is composed of aluminum oxide.

9) The thermally insulating article of claims 5 to 8 wherein said ceramic powder has a particle size of 10 Mesh or higher (diameter of about 1885 microns or less).