JPH0725915B2 - 弾性シリコーン・フォーム及びその製造方法 - Google Patents

弾性シリコーン・フォーム及びその製造方法

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JPH0725915B2
JPH0725915B2 JP61243335A JP24333586A JPH0725915B2 JP H0725915 B2 JPH0725915 B2 JP H0725915B2 JP 61243335 A JP61243335 A JP 61243335A JP 24333586 A JP24333586 A JP 24333586A JP H0725915 B2 JPH0725915 B2 JP H0725915B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は二液型のものを一緒に混合し、該混合体を室温
で泡立て、硬化させることによつて得られるシリコーン
弾性フオームに関する。
従来の技術 弾性シリコーン重合体を主成分としたフオームを製造す
る方法は長年に渡り多くの方法が開示されてきた。1969
年2月14日付け米国特許第3,425,967号においてモデイ
ツク(Madic)は、組成物を加熱したときに不活性ガス
を放出する発泡剤を含有しているためにフオームを生成
する組成物に無機質繊維材料を含ませることによつて発
泡状態において優れた強度および難燃性を提供する組成
物を開示した。スミス(Smith)は成分の混合時にフオ
ームが形成される室温における弾性シリコーン・フオー
ムの製造法を開示した。形成されたフオームは難燃性か
つ無毒性であることが述べられている。1975年12月2日
付けの米国特許第3,923,705号においてスミスの方法は
有機水素シロキサン、ヒドロキシル化オルガノシロキサ
ン、および白金触媒を混合している。その反応は同時に
水素を発生してフオームを形成し、重合体を架橋してフ
オームを硬化する。彼は、Si−結合水素とSi−結合水酸
基の比並びに充てん材の添加量を変えることによつてフ
オームの密度を変えることを検討している。かかる変化
は硬化フオームの架橋密度も変えるであろう。
125℃以上の温度での加熱時に薄皮を有する、または有
さないフオームを形成する組成物が1977年5月31日付け
米国特許第4,026,843号においてキツトル(Kittle)に
よつて開示された。彼の組成物はガムを主成分とした原
料に基づき、それに1分子当り1つのC−OHを有する有
機アルコール、任意の水酸基末端封鎖ポリジオルガノシ
ロキサン流体、有機水素シロキサン、アセチレン・アル
コール抑制剤および白金触媒が添加される。
ヒドロキシル化オルガノシロキサン、有機水素シロキサ
ンおよび白金触媒からなるシリコーン・フオームの密度
を増大させる方法が米国特許第4,026,845号においてキ
ム(Kim)らによつて開示された。彼等はその組成物に
フツ素化界面活性剤を添加することによつて低密度を得
ている。彼等はかかる物質を炭素上にフツ素原子を含み
かつ界面活性剤である周知の化合物であると定義してい
る。実施例は過フツ素化ポリエーテルおよびフツ素を結
合した有機基を含有するシロキサンである。
主成分のポリジオルガノシロキサン、有機水素シロキサ
ンおよび白金触媒を有する発泡性シリコーン組成物に樹
脂質共重合体を添加することによつて、シリコーン・フ
オームの密度を下げる別の方法が1983年11月29日付け米
国特許第4,418,157号においてModicにより開示されてい
る。樹脂質共重合体はR3SiO1/2単位とSiO2単位の樹脂質
共重合体;およびR3SiO1/2単位R′2SiO単位およびSiO2
単位の樹脂質共重合体からなる。
リーおよびラーベ(Lee and Rabe)による1985年5月21
日付け米国特許第4,518,726号はエーロゾル容器に水分
の不在下で貯蔵され水分硬化性シリコーン弾性フオーム
に使用するフオーム安定剤としてフツ素含有単位を有す
る樹脂質、ベンゼン可溶性オルガノシロキサンの使用を
記載している。そのフオームは内容物を大気中に放出す
ることによつて形成される、フオームは圧力の解放時に
形成し、次に空気中の水分と反応することによつて硬化
する。
発明が解決しようとする問題点 以上説明した引用文献は弾性シリコーン・フオームの製
造法およびフオームの密度を低下さする方法を開示して
いる。これらの文献は微細なセルを有するさらに均一な
フオームを得る方法を教示しておらず、また密度、圧縮
性および弾性のようなフオームの性質の種々の組合せを
得る方法も教示していない。
従つて、異なる発泡性シリコーン組成物に対しては、圧
縮性、弾性並びに密度のようなフオームの性質を制御す
る方法が必要であつた。160Kg/cm3以下の密度および25
%の圧縮において24kPa以下の圧縮性を有し、かつ有効
な強度を保持するシリコーン・フオームを製造する方法
が切望されていた。
問題点を解決するための手段 本発明は、ビニル含有ポリジオルガノシロキサン、ヒド
ロキシル化ポリジオルガノシロキサン、白金触媒、有機
水素シロキサン、および本質的にSiO4/2単位、Si−結合
水酸基単位、(CH33SiO1/2単位、およびRaR′bSiO
(4−a−b)/2,R″〔Si(R′)bO(3−b)/2
からなる群から選んだフツ添含有単位およびそれらの混
合体からなるベンゼン可溶性オルガノシロキサン共重合
体からなるプロフオーマー、任意であるが液化発泡剤、
および任意であるが1〜12の炭素原子を有するアルコー
ルを混合することによつて弾性フオームを製造する方法
に関する。
本発明の目的は、より小さく、かく均一なセルを有する
不連続気泡のシリコーン・フオームを室温で製造するこ
とである。
本発明の目的は、組成物を貯蔵するエーロゾル容器を使
用し、内容物を大気圧および大気温度に解放することに
よつて室温でシリコーン・フオーム製造することであ
る。
本発明の目的は、10以下の弾性(Bashore)を有するシ
リコーン・フオーム製造することである。
本発明の目的は、160Kg/cm3以下の密度および25%の圧
縮において24kPa以下の圧縮性と共に優れた難燃性を有
するシリコーン・フオームを製造することである。
本発明により、(A)本質的に、(1)1分子当り少な
くとも平均2つのビニル基を有し、該有機基を1基当り
1〜6の炭素原子を有するアルキル基、フエニルおよび
ビニルからなる群から選んだビニル含有ポリジオルガノ
シロキサン、(2)1分子当り1〜2.5のSi−結合水酸
基を有し、1基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル
基およびフエニルからなる群から選んだ有機基を1Si原
子当り平均少なくとも1つを有するヒドロキシル化ポリ
ジオルガノシロキサン、(3)全混合体100万重量部当
り5〜200重量部の白金を与えるのに十分な量の白金触
媒、(4)1分子当り平均少なくとも3つのSi−結合水
素原子と、1Si原子当り平均1つ以上のSi−結合水素原
子と、1基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル基、
およびフエニル基からなる群から選んだ有機基を有する
有機水素シロキサン、(5)本質的に、SiO4/2単位、Si
−結合水酸基、(CH33SiO1/2単位、およびRaR′bSiO
(4−a−b)/2およびR″〔Si(R′)bO
(3−b)/2からなる群から選んだフツ素含有単
位、およびそれらの混合体〔式中のRは少なくとも4つ
の過フツ素化炭素原子を含有する一価の有機ラジカルで
あつて、少なくとも2つのメチレン単位のシーケンスま
たは該少なくとも2つのメチレン単位のシーケンスに順
次結合される酸素原子によつて前記フツ素含有単位のSi
原子に結合される、R′は炭素原子1〜3を含有するア
ルキル基である、R″は少なくとも4つの過フツ素化炭
素原子を含有する二価の有機基であつて、炭素原子また
は酸素原子によつて前記フツ素含有単位のSi原子に結合
される、は1または2、は0、1または2、そして
の和は3または3以下、但しRおよびR″が酸素
原子を介してSiに結合されたフツ素含有単位を表わすと
きのオルガノシロキサン共重合体は任意に式GSiO
3/2(式中のGは1分子当り平均少なくとも1つの末端
水酸基を有し、ポリエーテル、ポリオキシアルキレン・
グリコール、エチレン不飽和アルコールのホモポリマー
およびエチエン不飽和アルコールとエチレン不飽和炭化
水素との共重合体からなる群から選んだ線状有機重合体
の水酸基から水素原子を除去することによつて得られた
残基を表わす)の反復単位を含む;水酸基およびSiO4/2
単位以外の全ての単位とSiO4/2単位とのモル比は0.7:1
〜11:1であり、前記フツ素含有単位および全てのGSiO
3/2単位の濃度は、(a)25℃において0.08パスカル・
秒の粘度を示す水酸基末端封鎖ポリジメチルシロキサン
中(5)の10重量%溶液に、25℃において2.2×10-4
ユートン/cm以下の表面張力を与え、かつ(b)光学透
明性を得るために前記10重量%溶液に0〜100重量%の
キシレンを添加する必要のあるのに十分である〕からな
る樹脂質、ベンゼン可溶性オルガノシロキサン共重合体
から本質的になるプロフオーマー、および任意である
が、(6)大気圧以上の圧力下に閉じ込められている液
化発泡剤を含む混合体を大気圧下の領域に解放すること
に伴いフォームを形成するのに十分な量の液化発泡剤、
および任意であるが、(7)1〜12の炭素原子を有する
アルコール、からなり、ビニル基、Si−結合水酸基およ
びC−結合水酸基の和に対するSi−結合水素原子のモル
比が0.5:1〜40:1となるのに十分な有機水素が存在する
成分を混合し、得られた混合物が25℃において100パス
カル・秒以下の粘度を有し、そして(B)前記混合物を
室温においてフロスを形成させそして弾性シリコーン・
フオームに硬化させることからなる弾性シリコーン・フ
オームの製造方法が提供される。
組成物は、それらの成分が混合時に反応してフロスを形
成するので、フロスを形成しようとするときに混合す
る。それらの成分は貯蔵のために2つの混合体に組み合
わせることが望ましく、白金触媒を1つの混合体にそし
て有機水素シロキサンをもう1つの混合体に入れる。
有機水素シロキサン、白金含有触媒、および水酸基含有
シロキサン重合体を含み反応してフオームを生成するシ
リコーン組成物に特定クラスのプロフオーマーを特定量
添加することによつてさらに小さく、さらに均一なセル
を有する改良フオームが得られることが見出された。プ
ロフオーマーの添加によつて、プロフオーマーを用いな
いフオームに見られるものとは異なる組合せの性質(例
えば、密度、圧縮性および弾性)を有するフオームが得
られる。性質のプロフイールにおけるこの予期しない変
化は開発者にシート・クツシヨンおよび緩衝のような用
途に一層適したフオームに新規でかつ種々の組合せの性
質を提供することを可能にする。
本発明の方法は成分を均一な混合体にした後、その混合
体に室温および室内の圧力下でフロスを形成させる。一
緒に混合したとき成分は水素ガスを放出する、そしてそ
の水素ガスが混合体にフロスを形成させる。水素ガスが
放出されるとき同時に混合体は重合および架橋して弾性
フオームを形成する。
本発明法の一実施態様は大気圧以上の圧力下にある間に
混合体へ液化発泡剤を添加する。大気圧へ解放される際
に、フロスの形成を助ける、そしてフロスはフオームに
硬化する。
本発明法の別の実施態様は1つの成分としてアルコール
を添加する。プロフオーマーとアルコールの組合せはプ
ロフオーマー単独使用のときより低密度を有するフオー
ムを生成する。プロフオームとラウリル・アルコールの
組合せは予想外に低い弾性を有するフオームを生成す
る。そのフオームは連続および不連続セル(主として不
連続セル)の両方を有する。かかるフオームは音および
エネルギー吸収用として時に有用である。
本発明の別の実施態様は優れた難燃性を有するフオーム
を生成する。難燃性は不燃性繊維および硫黄を含まない
カーボンブラツクを添加し、フロス形成前に成分を混合
体全体に均一に分散させることによつて得られる。
成分(2)、(3)および(4)を混合すると、水素ガ
スが発生する。各成分を適当な割合で混合室内へ連続的
に計量し、連続的に混合し、そして混合体を容器内また
はフオームが形成されるベルト上へ連続的に排出する連
続混合装置の使用によつて、フオームは連続的に製造す
ることができる。
本発明の方法は、貯蔵のために成分を2部以上に分け
て、フオームを必要とするときにそれらの複数部を混合
することによつて実施することもできる。ビニル含有ポ
リジオルガノシロキサン(1)、白金触媒(3)、およ
びプロフオーマー(5)を一緒にして第1の部にし、ヒ
ドロキシル化ポリジオルガノシロキサン(2)と有機水
素シロキサン(4)を一緒にして第2の部にするところ
の二液型が望ましい。二液型は成分間の反応が少ないの
で容易に貯蔵することができる。二液型のものを一緒に
混合すると、白金触媒の存在下でヒドロキシル化ポリジ
オルガノシロキサンと有機水素シロキサン間の反応が水
素を放出して、フオームが形成される。
ヒドロキシル化またはビニル含有ポリジオルガノシロキ
サンが有機水素シロキサンおよび白金触媒と一緒に存在
しない限り、成分は貯蔵のための2液型にするためにい
かなる組合せにおいても混合することができる。最高の
貯蔵寿命のためには、同一パッケージに白金触媒と有機
水素シロキサンを入れないことが望ましい。
ビニル含有ポリジオルガノシロキサンなしにヒドロキシ
化ポリジオルガノシロキサンを使用して、水素ガスおよ
び架橋を提供してエラストマーを与えることができるけ
れども、各反応基の量を調節して水素ガスの量および最
終フオームに必要な架橋の量を与えることができるので
Si上の水酸基とSi上のビニル基の両方を有することが望
ましい。一般に、水素が多い程低密度のフオームとな
り、架橋量が多い程硬くて高密度のフオームとなる。
ビニル含有ポリジオルガノシロキサン(1)は技術的に
周知である。次式のビニル末端封鎖ポリジオルガノシロ
キサンが望ましい: 上式におけるR3とR4は1基当り炭素原子1〜6を有する
アルキル基、フエニル基、およびビニル基からなる群か
ら選ぶ、そしてR4基の少なくとも50%はメチル基であ
る。その粘度は25℃において約0.4〜50パスカル・秒で
あることが望ましい。
ヒドロキシル化ポリジオルガノシロキサン(2)は技術
的に周知である。ヒドロキシル化ポリジオルガノシロキ
サンはホモポリマー、共重合体またはそれらの混合物に
することができる。それらは分子量の異なる物質および
水酸基含量の異なるもの混合体である。1分子当り2つ
以上のヒドロキシル化基を有するヒドロキシル化オルガ
ノシロキサン重合体が存在する限り、ヒドロキシル化シ
ランを使用して1分子当り1.0〜2.5のSi−結合水酸基を
提供することができる。
白金触媒(3)は、Si上のアリル基またはSi上の水酸基
とSi上の水素との反応を触媒するために使用する既知形
態のいずいれでもよい。望ましい形の白金は、1968年12
月31日付け米国特許第3,419,593号に記載されている方
法によつて調製したクロロ白金酸触媒錯体であつて、ク
ロロ白金酸と対称性のジビニルテトラメチルジシロキサ
ンを混合して錯体にしたものである。
有機水素シロキサン(4)は、1分子当り平均少なくと
も3つのSi−結合水素原子と1Si原子当り平均1つ以下
のSi−結合水素原子を有するシロキサンはいずれでもよ
い。Si原子の残りの原子価は二価の酸素原子またはメチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、および
ヘキシルのような1基当り炭素原子1〜6を有する一価
のアルキル基、およびフエニル基によつて満たされる。
有機水素シロキサンはホモポリマー、共重合体およびそ
れらの混合体にすることができる。望ましい有機水素シ
ロキサンはトリメチルシロキシとメチル水素シロキサン
の共重合体またはトリメチルシロキシ、メチル水素シロ
キサンおよびジメチルシロキサンの共重合体である。有
機水素シロキサンは1分子当り平均少なくとも5つのSi
−結合水素原子を有することが望ましい。
プロフオーマー(5)は、限定ではないが反復単位がSi
O4/2単位、(CH33SiO1/2単位、および少なくとも4つ
の過フツ素化炭素原子からなり式RaR′bSiO
(4−a−b)/2およびR″〔Si(R′)bO
(3−b)/2におけるRおよびR″によつて表わさ
れるフツ素含有単位を含むところの樹脂質、ベンゼン可
溶性オルガノシロキサン共重合体である。そのフツ素含
有単位の各々は、少なくとも2つのメチレン(−CH
2−)単位のシーケンスによつて、または該シーケンス
に順次結合される酸素原子によつてフツ素含有炭素原子
に結合される1または2つのSi原子も含む。このシーケ
ンスは前記式のRによつて表わされる基の部分を形成す
る。
(5)のフツ素含有単位は同一または異なるものにする
ことができる。これらの単位は一般式RaR′bSiO
(4−a−b)/2またはR″〔Si(R′)bO
(3−b)/2を示す。これらの式においてRおよび
R″はそれぞれ前述のように一価および二価のフツ素化
有機基を表わす、R′は1〜3の炭素原子を含有するア
ルキル、は1または2、は0、1または2そして
の和は3または3以下である。
少なくとも4つの過フツ素化炭素原子の外に、Rおよび
R″は部分的フツ素化および/または非フツ素化炭素原
子を含むことができる。RおよびR′の炭素原子は線状
連鎖、分枝連鎖またはカルボン酸リングの形で存在する
ことができる。RおよびR′からなるフツ素化炭素原子
は隣接、または非フツ素化炭素原子によつて、窒素、酸
素または硫黄のような原子によつて、またはカルボニ
ル、アミド、カルボアルコキシおよび容易に加水分解し
ない他の基によつて分離される、貯蔵中に本発泡性組成
物の早期硬化をもたらさず、かつ大気中の水分の存在下
で組成物の硬化を実質的に抑制しない。RおよびR′は
4〜20またはそれ以上の炭素原子を含むことができる
が、4〜16の炭素原子を含むことが望ましい。
(CH33SiO1/2、フツ素化シロキサン単位およびSiO4/2
単位以外の全ての単位と水酸基との相対濃度は有効に作
用するために(5)に対してある範囲内になければなら
ない。これらの限度は水酸基末端封鎖ポリジメチルシロ
キサンの表面張力およびこの媒質における(5)の溶解
度に及ぼすそれらの効果に関して最も便利に表わされ
る。
特に、25℃において0.08パスカル・秒の粘度を示す水酸
基末端封鎖ポリジメチルシロキサンにおける(B)の10
重量%溶液は25℃で2.2×10-4ニユートン/cm以下の表面
張力を示す心要がある。その上、この同じ濃度値および
温度において、溶液は光学的に透明または該溶液の重量
を基準にして100%以下のキシレンの添加に伴い光学的
に透明にならなければならない。
理論的に限定したくないけれども、有効なフオーム安定
剤は発泡性組成物の表面張力を下げ、組成物における限
定された溶解度を示すと思われる。低溶解度は、安定剤
の少なくとも一部が水素ガスの発生によつて形成された
フロスのセル構造の液体とガスの界面に存在し、それに
よつて液体−ガス界面における表面張力を下げると共
に、硬化反応中のフロスの安定性を高めることを保証す
る。本プロフオーマーの比較的高い粘度は、セル壁の弾
性を増大させかつセル構造体から液体が排出する速度を
下げることによつて硬化中にフロスにさらに安定性を与
えると考えられる。
成分(5)におけるSi−結合水酸基以外の単位およびSi
O4/2単位と、SiO4/2単位とのモル比は0.7:1〜1.1:1であ
る。後述の実施例に開示した望ましい発泡性組成物のフ
オーム安定剤として(5)の効力を最大にするために、
このモル比は0.7:1〜0.9:1が望ましい。
前記Si−含有単位の外に、成分(5)は典型的に0.2〜
約4重量%のSi−結合水酸基を含む。成分(5)は約10
重量%までのGSiO3/2単位(Gは水酸基含有線状有機重
合体の水酸基から水素原子を除去することによつて得ら
れる残基を表わす)も含むことができる。有用な有機重
合体はアリルおよびシナミル・アルコールのようなエチ
レン不飽和アルコールのホモポリマー、これらアルコー
ルとスチレンのようなエチレン不飽和炭化水素との共重
合体、および1分子当り平均少なくとも1つの末端水酸
基を含有するポリオキシアルキレン・グリコールまたは
ポリエーテルを含む。望ましい重合体はスチレン/アリ
ル・アルコール共重合体およびポリオキシエチレン・グ
リコールのようなポリオキシアルキレン・グリコールを
含む。
成分(5)の必要な部分ではないが、GSiO3/2単位の存
在が望ましい、なぜならばそれは、GSiO3/2単位が存在
しないと必要な値以下のフツ素で成分(5)に有効な安
定剤として作用させるからである。多くの場合に式GHに
対応する水酸基含有有機重合体は(5)の調製に使用す
るフツ素含有中間体よりもかなり安価であるので、
(A)の混合体における(5)の溶解度を下げるために
必要な追加のフツ素含有中間体の代りにこれらの有機重
合体を用いることが一般に望ましい。
フツ素含有炭化水素基が少なくとも2つのメチレン単位
を介してSiに結合される樹脂質共重合体は、(1)式Ra
R′bSiCl(式中のの和は3である)のフツ素含有
シラン、(2)式R″〔Si(R)2Cl〕のシラン、ま
たは(3)(1)または(2)の適当な誘導体(塩素原
子が他の加水分解性基によつて置換されている)と共同
してトリメチルクロロシランを反応さすことによつて調
製することができる。得られたフツ素化シランは、Daud
tらによる1954年4月20日付け米国特許第2,676,182号に
記載されているケイ酸ナトリウムの水溶液と反応させ
る。フツ素含有シランとケイ酸ナトリウムの反応はLent
zによる1967年6月27日付け米国特許第3,328,349号に開
示されている。LentzとDaudtらの教示を組み合わせるこ
とによつて、ケイ酸ナトリウムの水溶液(例えば、E.I.
デュポン・ドヌムール社販売のケイ酸ナトリウムNo.9)
は、それを塩酸とイソプロパノールの混合体に添加する
ことによつて適当なpHの酸性にされる。得られた酸性シ
リカ・ヒドロゾルは次に(R)(CH32SiOCH3または
(R)(CH32SiClのようなRaR′bSiO
(4−a−b)/2シロキサン単位の源、および(CH33
SiClのような(CH33SiO1/2単位の源と反応させること
ができる。これらの反応体は最初イソプロパノールとキ
シレンの混合体に溶解させることが望ましい。クロロシ
ランを使用する場合は、ケイ酸ナトリウムの酸性化の必
要はない。
反応を実質的に完了さすのに必要な時間加熱した後、得
られた混合体を冷却すると、それは水相(これは捨て
る)と樹脂質共重合体を含有する非水相に分離する。そ
の非水相は水で洗浄してその酸価を下げ、イソプロピル
・アルコールのような水溶性成分を除去する。この方法
で調製した樹脂質共重合体は水洗して酸の全部ではなく
て大部分を除去することが望ましい。生成物は典型的に
0.2〜2.0の酸価を提供するのに十分な酸を有する。
(5)の調製に使用できるフツ素化シランおよびシロキ
サンは周知であるし、或いは周知の方法によつて合成す
ることができる。望ましいシランの合成は実施例で記載
する。
有機溶媒を使用してフオーム安定剤(5)を調製する場
合、これらは25℃において約0.001〜約1パスカル・秒
の粘度を有するトリメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチ
ルシロキサンと取り替えることが望ましい。
前記GSiO3/2型の反復単位を共重合体に結合させる必要
がある場合、これは反応混合体にフツ素化反応体と共に
対応する水酸基含有重合体GHを含ませることによつて達
成できる。適当な重合体は前述した。
SiOまたはSiC結合を含有するフオーム安定剤を調製する
第2の方法は、前記Daudtらの特許に記載されている種
類の非フツ素化樹脂質共重合体とフツ素化物質とを反応
させることからなる。適当な共重合体は0.5〜4.0重量%
のSi−結合水酸基の外に(CH33SiO1/2とSiO4/2単位を
含有する。それらの共重合体は式RaR′bSiY
(4−a−b)またはYSi(R′)2R″(R′)2SiYの
少なくとも1つのフツ素含有シラン、前記シランのいず
れかの部分加水分解生成物または式F(CnF2n)(CH2
2OHの少なくとも1つのフツ素含有アルコール(式中の
R、R′、R″、およびは前に定義した、Yはハロ
ゲン、望ましくは塩素または他の加水分解性基そして
の平均値は4〜20である)と反応させる。
(5)の望ましい実施態様において、前記式のRはF
(CnF2n)(CH22OCを表わす、R′はメチル、R″は
−OC(CH2(CnF2n)(CH22OC−を表わす、は0
または1、そしての平均値は少なくとも4である。最
適には、Rは同族単位の混合体(は4〜14の偶数の整
数である)を表わす。
前記式のが0である場合の(5)の望ましい実施態様
の調製に用いるシランは式F(CnF2n)CH2CH2Si(CH3
dY3-dまたはY3-d(CH3)dSiCH2CH2(CnF2n)CH2CH2Si
(CH3)dY3-d(ここでは0、1または2であり、
前に定義したもの)を示す。これらのシランは式F(Cn
F2n)CH=CH2またはCH2=CH(CnF2n)CH=CH2のフツ素
化オレフインの式(CH3)dY3-dSiHのシランとのヒドロ
シレーシヨンによつて調製することができる。フツ素化
オレフインは単一化合物または同族体の混合体(が4
〜14の値を有する偶数の整数である)にすることができ
る。ヒドロレーシヨン反応は典型的に触媒として有機過
酸化物またはクロロ白金酸のような白金含有物質を使用
して150〜300℃において行なわれる。フツ素化オレフイ
ンのヒドロシレーシヨンは、例えばKimおよびPierceに
よる1971年11月16日付け米国特許第3,620,992号に開示
されている。 が1である場合の望ましいフオーム安定剤およびこれ
らの安定剤の調製法は、Keilによる1984年10月26日付け
米国特許出願第668,898号(発明の名称:ポリオルガノ
シロキサン)において特許請求されていると共に、かか
る安定剤とそれらの製造法を示している。 が1である場合の前記式の望ましい安定剤は、Lee、L
imおよびWrightによる1984年10月26日付け米国特許出願
第664,897号(発明の名称:新規のフツ素化オルガノシ
ロキサン共重合体)において特許請求されている。これ
ら安定剤の調製法は、LimとWrightにより発明の名称
「新規フツ素化オルガノシロキサン共重合体の調製法」
で1984年10月26日付け米国特許出願第664,917号におい
て特許請求されている。
本発明法の実施例は(A)の混合体が貯蔵のために前記
のように少なくとも二液型で調製されるところのエーロ
ゾル・プロセスを介してフオームを生成する。この実施
例において各部はエーロゾル容器に入れられる、そして
次に発泡剤を含有する混合体を大気圧下の領域に解放す
ることに伴つてフオームを形成するのに十分な量の液化
発泡剤(6)を添加する。その液化発泡剤を有する混合
体は発泡剤が貯蔵期間中液化状態のままであるように大
気以上の圧力下に保持される。
フオームを形成するために、各エーロゾル容器は混合装
置、望ましくは混合体(A)を生成するために排出され
る際に各容器の内容物を混合する静ミキサーに連結され
る。次に混合体が大気圧下に排出されるときに、発泡剤
は蒸発してフロスを形成する。混合体に存在するプロフ
オーマーはフロスを安定化する作用をすると共にフロス
のフオームへの硬化中の排出を防ぐ。一緒にした混合体
は、反応して前述のようにフロスの形成を助ける水素ガ
スを発生し、混合体に存在する反応性流体から架橋エラ
ストマー重合体を形成する。この実施例は成分の分配お
よび混合をするために発泡剤の圧力を利用してフオーム
を貯蔵および形成さす便利な手段を提供する。
液化発泡剤(6)は、混合体の残部と不利に反応しない
炭化水素または過フツ化炭化水素タイプの周知エーロゾ
ル推進剤のいずれでもよい。その発泡剤は、密閉容器に
ある間は混合体に可溶性または分散性であつて密閉容器
から大気中へ解放される際にガスであるところの物質で
ある。エーロゾル推進剤は技術的に周知である。それら
はイソブタン、プロパン、ジクロロジフルオロメタン、
およびトリクロロフルオロメタンのような物質であつ
て、密閉容器内の圧力下にある間は液体であるが大気中
に解放されたとき膨張してガスになる。混合体が大気中
解放されるときに、所望量の泡立ちを得るために発泡剤
の混合物を組成物に使用することができる。望ましい推
進剤は混合体100重量部に添加される1〜30重量部の推
進剤である。
特に、前述のように液化発泡剤を使用してフオームの生
成を助ける場合の本発明法は生じる種々の反応を注意深
くバランスさせる必要がある。混合体は容器内にある間
は液体である。白金触媒の存在下でのSiラジカル上のビ
ニルとSi上の水素間の反応は、含まれる分子の官能性に
依存して重合体の連鎖拡張または架橋またはその両方を
与えうる≡Si−C−Si≡結合を生成する。類似反応はSi
上の水酸基とSi上の水素原子間に生じて、水素と≡Si−
O−Si≡結合を生成する。これらの反応は、フロスが膨
張してかつ弾性フオームが得られるような安定な形にあ
る間に流体成分をエラストマーに変化させるのに十分速
く生じなければならない。プロフオーマーは安定なフロ
スの生成を助ける。フロスが不安定または成分が適当な
速度で反応しないと、フロスはこわれるか、或いは硬化
過程で過剰の流体がフロスから排出することになる。プ
ロフオーマーの添加はフロスのこわれを防止する。
本発明法の一実施態様は使用する組成物に炭素原子1〜
12を有するアルコールを添加する。そのアルコールは白
金触媒の存在下でSi上の水素原子と反応してさらに余分
の水素ガスを生成する。一価のアルコールを使用すると
きは、対応する架橋結合を生成しないので、得られるフ
オームはアルコールが存在しなかつた場合よりも少ない
架橋結合を有する傾向にある。アルコールを含むフオー
ムはそれが存在しないときよりも低密度を有する傾向に
ある。
本発明法の独特な実施態様は(A)の混合体の成分
(7)としてラウリル・アルコールを使用する。プロフ
オーマー(5)と、(A)の混合体における(7)のア
ルコールとしてのラウリル・アルコールとの併用は異常
に低い弾性(Bashore弾性)を有するフオームを生成す
る。この異常に低い弾性は実施例6で示したようにラウ
リル・アルコールのためである。ラウリル・アルコール
の望ましい量は混合体の1.5〜5重量%である。
本発明の方法によつて製造したフオームは、本質的に不
燃性繊維および硫黄を含まないカーボン・ブラツクから
なる難燃性添加物を添加することによつて難燃性を改善
することができる。2〜10重量%の難燃性添加物が存在
することが望ましく、1〜5重量%の不燃性繊維と1〜
5重量%の硫黄を含まないカーボンブラツクが望まし
い。不燃性繊維は、フオームが火炎にさらされたときに
形成されるチヤーの保持を助けて黒焦げになつた表面下
のフオームを保護すると考えられる。不燃性繊維は炭素
繊維、セラミツク繊維、およびアラミド繊維のような繊
維から選ぶ、そしてセラミツク繊維が望ましい。繊維が
混合体全体に均一かつ容易に分布できるように、繊維は
5μ以下の平均直径と100mm以下の長さの繊維にすべき
である。
添加するカーボンブラツクは白金触媒で硬化されるシリ
コーン・エラストマーに添加物として使用する普通の無
硫黄のカーボンブラツクのいずれでもよい。硫黄は硬化
を妨げるのでカーボンブラツクは硫黄を含まないものを
用いる。
生成するフオームをさらに改良するために、さらに別の
成分を(A)の混合体に添加することができる。メチル
ビニルシクロシロキサンのような白金触媒抑制剤は、混
合体がフロスを形成し始める前に混合を完了できるよう
に反応速度を遅くするために使用される。発煙シリカ、
ケイソウ土、粉砕石英、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、繊
維質のチタン酸カリウム、または他の周知充てん材のよ
うな充てん材もシリコーン・エラストマー用の混合体に
添加することができる。使用する充てん材の最大量は
(A)の混合体の粘度に依存する。
本発明の方法がビニル含有ポリジオルガノシロキサン
(1)、ヒドロキシル化ポリジオルガノシロキサン
(2)、白金触媒(3)、有機水素シロキサン(4)、
およびプロフオーマー(5)を使用するとき、得られる
フオームは主に独立(又は不連続)気泡である。その実
施態様が液化発泡剤(6)を使用すると、フオームは連
続および不連続気泡を含む。実施態様がアルコール
(7)を使用すると、フオームは連続および不連続気泡
を含む、そして密度が低い程、連続気泡の割合が増す。
本発明の方法によつて得られるフオームの性質を改良す
るために、1983年11月27日付け米国特許第4,418,157号
に記載されているような樹脂質共重合体を添加すること
ができる。本発明において、かかる樹脂質共重合体は得
られたフオームの密度および圧縮性を増大させた。
本発明のフオームはクツシヨン、絶縁、シーリング、吸
音、等に使用することができる。それらは、密封壁に有
用であると共に火災の拡大を押えるように難燃性にする
ことができる。座席クツシヨンに作製したとき、それら
は自消性にすることができる。それらは火災のとき、有
毒ガスを殆んど発生しない。
次の実施例は説明のために示すものであつて、特許請求
の範囲に適切に記載されている本発明を限定する意味に
取るべきではない。実施例における部は全て重量部であ
る。
実施例 1 第1の組成物は、25℃で約30パスカル・秒の程度および
約0.08重量%のビニル含量を有するジメチルビニルシロ
キシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン46.5部、樹脂共重
合体が約1.8重量%のビニル基を有するようにトリオル
ガノシロキシ単位がトリメチルシロキシ単位とジメチル
ビニル単位であるところのSiO2単位の1モル当り約0.7
モルのトリオルガノシロキシ単位のモル比のトリオルガ
ノシロキシ単位とSiO2単位とのベンゼン可溶性樹脂共重
合体16部、約5μの平均粒径を有する粉砕石英37.5部、
および触媒に0.7重量%の白金を提供するためにジビニ
ルテトラメチルジシロキサンとポリジメチルシロキサン
のクロロ白金酸錯体からなる白金触媒0.13部を一緒に混
合することによつて調製した。
第2の組成物は、25℃で約0.04パスカル・秒の粘度と約
3.25重量%の水酸基含量を有する水酸基末端封鎖ポリジ
メチルシロキサン4部と、約1.6重量%のSi−結合水素
原子含量を有するトリメチルシロキシ末端封鎖ポリメチ
ル水素シロキサン1部を一緒に混合することによつて調
製した。
比較試料は、第1の組成物100gと第2の組成物18gを30
〜60秒間均一に混合されるまで混合し、次にその混合物
を室温で泡立たせ、フオームに硬化させることによつて
調製された。試料は硬化、不連続気泡フオームから除去
して物理的性質を測定した。圧縮性は試料をその圧さの
25%圧縮するのに必要な荷重である。3.5mm×7.5mm×2.
5〜5mmの試料を各試料から切断して、Bashore式弾性試
験機に入れてASTM D2632の方法に基いて試験した。試料
は、試験時の上面がフオーム形成時に容器に接する下面
となるように弾性試験機に入れた。それらの結果を第I
表に示す。
本発明の特許請求の範囲内のフオームは、前記第1の組
成物100gと改良された第1の組成物を生成するためにプ
ロフオーマー10gとを混合することによつて調製した。
そのプロフオーマーは、本質的にトリメチルシロキシ単
位とSiO4/2単位からなり各SiO4/2単位に対して約0.77の
トリメチルシロキシ単位の比とキシレン中75重量%溶液
として約2.8重量%の水酸基含量を有する固体、ベンゼ
ン可溶性樹脂共重合体3,584gと、F(CF2)nCH2CH2Si
(CH3)Cl23,595g(式中のは6〜8、計算した分子量
は442)と、トルエン1,920gを、触媒としてトリフルオ
ロメタン・スルホン酸1.28gを使用して反応させること
によつて調製した。その樹脂共重合体溶液およびフツ素
化シランはかくはん機、凝縮器および窒素パージを備え
た丸底フラスコに入れた。最初、トルエンの1/2を添加
してかくはんを開始した。トルエンの残部を添加し、次
いで触媒を添加した。フラスコを加熱して、内容物が60
℃に達したとき、温度を安定化した。反応を60℃で1時
間継続させた後、混合体を重炭酸ナトリウム120gを徐々
に添加することによつて中和した。混合体が中性になつ
たと、25℃において約0.02パスカル・秒の粘度を有する
トリメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン流
体を添加した。その混合体を室温に冷却し、ろ過してナ
トリウム塩を除去した。次にろ液をストリツプし、真空
下80℃で存在する揮発物質の除去を開始した。温度が約
110℃になるまでストリツピングを継続した、圧力は約1
30パスカルであつた。生成物は25℃で約4.8パスカル・
秒の粘度および約8500の重量平均分子量を有した。
F(CF2)nCH2CH2Si(CH3)Cl2はE.I.デュポン・ドヌム
ール社から入手したF(CF2)nCH=CH2の試料を減圧下
で最初に蒸留して同族体の混合物(は6、8、10また
は12の値を有したもの)を生成することによつて調製し
た。留出物の平均分子量は422g/モルであつた。蒸留し
たオレフインは次に亜鉛末8重量%と混合し約80℃にお
いて1時間加熱した、その時点で減圧下において液体部
分を蒸留した。8.4kPaで54℃〜4.7kPaで120℃において
沸騰する留分を集めて気相クロマトグラフイーで分析し
た。その留分はF(CF26CH=CH23重量%、F(CF28
CH=CH237重量%、F(CF210CH=CH222重量%、およ
びF(CF212CH=CH24重量%を含有していることがわ
かつた。平均分子量の計算値は442であつた。
64.5gずつに分与したこの留分の3部分はそれぞれ密封
管内でイソプロパノール溶液中クロロ白金酸200μの
存在下でメチル・ジクロロシラン23gと反応させた。そ
の密封管を115℃で5時間加熱した。得られた生成物を
一緒にして減圧下で蒸留した。圧力2.9kPaで71℃から圧
力0.133kPaで温度150℃までに沸騰する留分を集めて分
析した。反応物を基準にして収率86%の留分は平均分子
量544g/モルを示した。その留分はF(CF2)nCH2CH2Si
(CH3)Cl2の中で=6の同族体38%、=8の同族体
35%、=10の同族体19%、および=12の同族体4%
を含有することがわかつた。
フオームは、前記改良した第1の組成物110gと第2の組
成物18gを30〜60秒間均一になるまで混合し、その混合
物を室温で泡立たせ、フオームに硬化させた。その混合
物はビニルとSi−結合水酸基の和1モル当りSi−結合水
素原子約1.87モルを有した。フロスの形成前の混合物は
25℃で約50パスカル・秒の粘度を有した。改良された不
連続気泡フオームの試料を取り出し、前記のように試験
した、得られた結果を第I表に示す。
第 I 表 比較フオーム 改良フオー
セル・サイズの範囲(mm) 0.2〜2.5 0.1〜1.0
平均セル・サイズ(mm) 0.4 0.2
セルの数/10mm 22 35
密度(Kg/m3) 416 400
圧縮性(kPa) 72 41
弾性(Bashore) 54 56
プロフオーマーを含む組成物はより小さくかつ均一なセ
ル(気泡)を有した。そのフオームは軟かい、すなわち
同一弾性を有しながら圧縮しやすかつた。
実施例 2 実施例1のジメチルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメチ
ルシロキサン62.4部、実施例1の粉砕石英37.5部および
白金触媒0.13部を一緒に混合することによつて異なる第
1の組成物を調製した。この組成物は実施例1の第1の
組成物に類似するが、ベンゼン可溶性樹脂共重合体をさ
らに別のポリジメチルシロキサンと置換した。
比較例は、前記第1の組成物100gと実施例1の第2の組
成物18gを30〜60秒間均一になるまで一緒に混合し、次
にその混合を室温で泡立たせて、フオームに硬化させる
ことによつて調製した。フオームから試料を採取して、
実施例1のように評価した、それらの結果を第II表に示
す。
前述の第1の組成物100gと実施例1のプロフオーマー15
gとを最初に混合することによつて、本発明の特許請求
の範囲内のフオームを調製した。この改良した第1の組
成物115gと実施例1の第2の組成物18gを30〜60秒間均
一になるまで混合し、次に室温で泡立たせ、硬化させる
ことによつてフオームを調製した。混合後の粘度は25℃
で100パスカル・秒以下であつた。試料を採用して前述
のように試験し、第II表に示す結果を得た。
第 II 表 比較フオーム 改良フオー
セル・サイズの範囲(mm) 0.1〜3.0 0.1〜1.0
平均セル・サイズ(mm) 0.4 0.2
セルの数/10mm 21 30
密度(Kg/m3) 304 288
圧縮性(kPa) 14〜17 3.4
弾性(Bashore) 55 38
プロフオーマーを有する組成物はより小さくて、均一な
セルを有した。そのフオームは極めて小さな荷重で圧縮
された。
実施例 3 第1の組成物は、25℃で約0.4パスカル・秒の粘度を有
するジメチルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロ
キサン33.6部、約13.5パスカル・秒の粘度と約0.08%の
水酸基含量を有する水酸基末端封鎖ポリジメチルシロキ
サン43.8部、実施例1の粉砕石英16.8部、および実施例
1の白金触媒0.5部を混合することによつて調製した。
第2の組成物は、前記水酸基末端封鎖ポリジメチルシロ
キサン60.7部、前記粉砕石英16.7部、実施例1の水酸基
末端封鎖ポリジメチルシロキサン11.6部、実施例1のポ
リメチル水素シロキサン8.8部、および約0.75重量%のS
i−結合水素原子含量と共に平均5つのメチル水素シロ
キサン単位と3つのジメチルシロキサン単位を有するト
リメチルシロキシ末端封鎖ポリシロキサン2.2部を混合
することによつて調製した。
比較例は第1の組成物20gと第2の組成物20gを一緒に30
〜60秒間均一になるまで混合し、次にフロスを形成さ
せ、不連続気泡のフオームに硬化させることによつて調
製した。そのフオームから試料を取つて、実施例1のよ
うに試験した、得られた結果を第III表に示す。
前記第1の組成物20gと実施例1のプロフオーマー4gを
最初に混合することによつて、本発明の特許請求の範囲
内のフオームを調製した。この改良した第1の組成物は
次に第2の組成物20gと30〜60秒間均一になるまで混合
し、続いて室温でフロスを形成させそして不連続気泡の
フオームに硬化させた。その混合体は25℃で約5.5パス
カル・秒の粘度を有した。この混合体はビニル基とSi−
結合水酸基の和に対するSi−結合水素原子の比が約5.6:
1であつた。試料を取つて試験した、それらの結果を第I
II表に示す。
第 III 表 比較フオーム 改良フオー
セル・サイズの範囲(mm) 0.2〜1.5 0.1〜0.8
平均セル・サイズ(mm) 0.7 0.3
セルの数/10mm 18〜24 >40
密度(Kg/m3) 449 384
圧縮性(kPa) 48〜51 48
弾性(Bashore) 75 65
プロフオーマーを含有した混合体はプロフオーマーを含
まない混合物よりも小さくて均一なセルを有した。
実施例 4 第1の組成物は実施例1の第1の組成物15gと実施例1
のジメチルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキ
サン10gを混合することによつて調製した。
比較例は前記第1の組成物と実施例1の第2の組成物を
混合することによつて調製した。その混合体を均一にな
るまでかくはんした後、室温でフロスを形成させ、硬化
させ、実施例1のように試験した、得られた結果を第IV
表に示す。
前記量の第1の組成物と第1の組成物を改良するために
実施例1のプロフオーマー0.625gを最初に混合すること
によつて、本発明の特許請求の範囲内のフオームを調製
した。この改良した第1の組成物と前記第2の組成物を
混合し、得られたフオームを前記のように試験した、得
られた結果を第IV表に示す。その混合体は25℃で約50パ
スカル・秒の粘度を有した。このフオームはビニル基と
水酸基の和に対するSiに結合した水素原子の比が1.98:1
であつた。
第 IV 表 比較フオーム 改良フオー
セル・サイズの範囲(mm) 0.4〜1.5 0.1〜1.0
平均セル・サイズ(mm) 0.4 0.2
セルの数/10mm 14 30
密度(Kg/m3) 256 272
圧縮性(kPa) 8.3 14
弾性(Bashore) 55 56
プロフオーマーを含有する混合体は平均して小さいセル
を有し、単位体積当りより多数のセルを有するフオーム
を与えた。
実施例 5 エーロゾル容器を用いてフオームを調製できるように液
化発泡剤を含有した発泡性組成物を調製した。
第1の組成物は、25℃で約5パスカル・秒の粘度と約0.
12重量%の水酸基含量を有する水酸基末端封鎖ポリジメ
チルシロキサン27.8g、25℃で約0.5パスカル・秒の粘度
と約0.49重量%のビニル含量を有するジメチルビニルシ
ロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン21.6g、および
0.42重量%の白金を有する白金含有触媒0.47gを一緒に
混合することによつて調製した。その触媒は、触媒およ
びその製造法を示すWillingによる1968年12月31日付け
米国特許第3,419,593号の方法に従つて、1分子当り平
均3つのフツ素化シロキサン単位を含有するジメチルビ
ニルシロキシ末端封鎖ポリメチル(3,3,3−トリフルオ
ロプロピル)シロキサン55.5部とクロロ白金酸六水和物
1部とを反応さすことによつて調製した。この混合体
も、米国特許第2,676,182号においてDaudtおよびTyler
によつて記載されている種類のものであつて約0.7:1の
モル比の(CH33SiO1/2単位とSiO2単位およびキシレン
中50重量%溶液として存在する約3重量%の水酸基を含
有する樹脂質、ベンゼン可溶液オルガノシロキサン共重
合体に、一般式F(CF2)nCH2CH2OH(の平均値が8で
あつて、E.I.デュポン・ドヌムール社からZonyl BAフ
ルオロアルコールとして市販されている)の同族体フル
オロアルコールの混合体10部を添加し、次に水酸化カリ
ウムの1Nエタノール溶液1部を添加することによつて調
製されたフツ素化プロフオーマー1.4gを含有した。得ら
れた混合体は次に120〜130℃において約2.5時間加熱し
た後、放冷した。次に反応混合体中に存在する酸性副産
物を中和するために固体の二酸化炭素を添加した。その
混合物は次に25℃で約0.01パスカル・秒の粘度を有する
トリメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン10
0部と混合した。減圧下で加熱することによつてキシレ
ンおよび他の揮発性物質を除去した。そのプロフオーマ
ーは(CH33SiO1/2およびSiO4/2単位、Si−結合水酸基
単位および式F(CF28CH2CH2OSiO3/2のフツ素化シロ
キサン単位を含有した。水酸基とSiO4/2単位を除くプロ
フオーマー中の全ての単位と、前記SiO4/2単位とのモル
比は0.7:1〜1:1であつた、25℃で0.01パスカル・秒の粘
度を示す水酸基末端封鎖ポリジメチルシロキサンにおけ
るプロフオーマーの10重量%溶液の表面張力は25℃で2.
2×10-4ニユートン/cm以下であつた、そしてこの溶液は
光学透明性を達成するために0〜5重量%の0−キシレ
ンの添加を必要とした。25℃で5パスカル・秒以下の粘
度を有するこの混合体はエーロゾル容器に入れ、弁を付
加し、該弁を介して18mlのイソブタンをその容器に注入
した。次にその容器を振とうしてイソブタンを混合体の
全体に混合させた。
第2の組成物は、前記水酸基末端封鎖ポリジメチルシロ
キサン26g、ジメチルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメ
チルシロキサン21.6g、実施例3の水素含有トリメチル
シロキシ末端封鎖ポリオルガノシロキサン2.8gおよび前
記フツ素化プロフオーマー1.4gを混合することによつて
調製した。25℃で5パスカル・秒以下の粘度を有するこ
の混合体をエーロゾル容器に入れ、弁を付加し、該弁を
介してイソブタン18mlを容器に注入した。次にその容器
を振とうしてイソブタンを混合体の全体に混合させた。
次に各エーロゾル容器の弁を静ミキサーに連結されてい
るT形継手へ連結した。弁を同時にプレスすることによ
つて、各缶からの材料はT形継手に排出し、一緒に静ミ
キサーを移動し、そこで混合された。静ミキサーから排
出する際に、材料は泡立つた。そのフロスは約2分でゲ
ル化し、6分で硬化し少し粘着性の表面を有した。硬化
フオームから切断した試料は約248Kg/m3の密度を有し
た。その混合体はビニル基と水酸基の和に対するSiに結
合した水素原子の比2.5:1を有した。
実施例 6 第1の組成物は、組成物にラウリル・アルコール2.32g
も混合したことを除いて、プロフオーマーを含む実施例
2の被改良第1組成物と同一であつた。
次に、本発明の特許請求の範囲内のフオームはこの第1
の組成約102,32gと実施例1の第2の組成物18gを30〜60
秒間均一となるまで一緒に混合し、その混合体を室温で
泡立たせ、硬化させて連続気泡のフオームを生成させる
ことによつて調製した。フロス形成前の混合体は25℃で
75パスカル・秒以下の粘度であつた。実施例1のように
試料を採取し、経験した、得られた結果を第V表に示
す。実施例2の改良組成物から得たフオームの結果も示
す。組成物へのラウリル・アルコールの添加は極めて低
い弾性を有するフオームを生成した。かかる「デツド」
フオーム緩衝および吸音用に有用である。
実施例 7 実施例6におけるようにプロフオーマーとラウリル・ア
ルコールを含有するが、異なる混合方法を用いて一連の
フオームを調製した。第1の組成物は実施例1のように
調製した。
第2の組成物は実施例2の水酸基末端封鎖ポリジメチル
シロキサン44g、実施例2のポリメチル水素シロキサン1
4.7g、ラウリル・アルコール8.8gおよび実施例1のプロ
フオーマー32.4gを一緒に混合することによつて調製し
た。
第1のフオームは上記第1の組成物100gと上記第2の組
成物35.3gを混合し、その混合体を室温で泡立たせ、フ
オームに硬化させることによつて調製した。
第2のフオームは上記第1の組成物100gと上記第2の組
成物44gを混合し、その混合体を室温で泡立たせ、フオ
ームに硬化させることによつて調製した。
第3のフオームは上記第1の組成物100g、ラウリル・ア
ルコール3.5g、および上記使用のプロフオーマー22.5g
を一緒に混合することによつて調製した。これらの成分
を十分に混合した後、実施例1の第2の組成物27gを混
和し、その混合体を室温で泡立たせ、フオームに硬化さ
せた。
各フオームの試料を採取して、実施例1におけるように
Bashoreの弾性を試験した、得られた結果は次の通りで
ある:フオーム Bashoreの弾性 1 53 2 47 3 46 4 9 低い弾性を有するフオームを得るためには、ヒドロキシ
ル化ポリジオルガノシロキサン(2)と有機水素シロキ
サン(4)の混合体を添加する前に、ビニル含有ポリジ
オルガノシロキサン(1)と白金触媒(3)の第1の組
成物にラウリル・アルコールとプロフオーマーを添加し
なければならない。
実施例 8 比較用組成物は、本発明におけるようなプロフオーマー
とフツ素化シロキサンを使用して調製したフオーム間の
相違を説明するために調製した。
第1および第2の組成物は実施例1におけるように調製
した。
対照フオームは、第1の組成物100gと第2の組成物18g
を一緒に30〜60秒間均一に混合されるまで混合し、その
混合体を室温で泡立たせ、フオームに硬化させることに
よつて調製した。実施例1のように試料を採取し、試験
した、それらの結果を第VI表に示す。
本発明の特許請求の範囲内のフオームは、改良された第
1の組成物を与えるべく最初に上記第1の組成物100gと
実施例1のプロフオーマー10gとを混合することによつ
て調製した。フオームは改良された第1の組成物110gと
上記第2の組成物18gを混合し、対照フオームにおける
ように発泡させることによつて調製した。その混合体は
25℃で50パスカル・秒以下の粘度を有した。フオームを
前述のように試験した、得られた結果を第VI表に示す。
比較用組成物は上記第1の組成物100gと25℃で0.3パス
カル・秒の粘度を有するトリメチルシロキシ末端封鎖ポ
リトリフルオロプロピル(メチル)シロキサン10gを混
合することによつて調製した。この比較用組成物は次に
前記第2の組成物18gと混合して対照フオームのように
発泡させた。比較用フオームの試験結果を第VI表に示
す。
第2の比較用フオームは前記第1の組成物100gと25℃で
1.0パスカル・秒を有するトリメチルシロキシ末端封鎖
ポリトリフルオロプロピル(メチル)シロキサン流体10
gと混合することによつて調製した。この第2の比較用
組成物は次に前記第2の組成物18gと混合して対照フオ
ームにおけるように発泡させた。前述のように試験した
第2の比較用フオームの結果を第VI表に示す。
そのプロフオーマーはフオームに対してフツ素化シロキ
サン流体の場合よりも異なる作用を有した。フオームの
密度はフツ素化シロキサン流体を添加したとき対照フオ
ームと比較して上昇したが、プロフオーマーを添加した
とき密度は低下した。フツ素化シロキサン流体を添加す
ると圧縮性は上昇または同一にとどまつたが、プロフオ
ーマーを添加すると圧縮性は低下した。また、そのプロ
フオーマーはフオームにより均一なセルを与えた。
実施例 9 フオームの耐炎性を改善するための添加物を含有したフ
オームを調製した。
組成物1Aは、25℃で約0.08パスカル・秒の粘度および約
1.7重量%の水酸基含量を有する水酸基末端封鎖ポリジ
メチルシロキサン流体52.4部、実施例1のジメチルビニ
ルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン47部、実施
例1の白金触媒1.77部、以下に記載するプロフオーマー
15.09部、標準プロパノール7.55部、実施例1のジメチ
ルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン75重
量%と、実施例1の樹脂共重合体のキシレン中60重量%
溶液25重量%との混合体25.15部(該混合体は使用前に
キシレンを除去する)、および約2〜3μの平均直径と
平均約40mm(100mm以下の長さ)の長さを有するセラミ
ツク短繊維9部を混合することによつて調製した。
プロフオーマーは、最初に実施例5のZonyl BAフルオ
ロアルコール5部、キシレン33部および1Nの水酸化カリ
ウム0.25部をガラス・フラスコ内で混合することにより
作つた。この混合体を還流温度に加熱した後、実施例5
の樹脂質、ベンゼン可溶性オルガノシロキサン重合体の
キシレン混合体中72重量%固体62部を添加漏斗を介して
徐々に添加した。この混合体は組立てたDean−Starkの
ウオータートラツプで約1時間還流して、樹脂の水酸基
およびフルオロアルコールの凝縮により生成した水を除
去した。次にそのフラスコを冷却し、酸処理粘土1部を
混和して水酸化カリウムを中和した。次に25℃で約0.01
パスカル・秒の粘度を有するトリメチルシロキシ末端封
鎖ポリジメチルシロキサン50部を混和し、その内容物を
加熱してキシレンを除去した。次に残留流体を冷却し、
ろ過して粘土およびカリウム塩を除去した。ろ液はシリ
コーン流体中プロフオーマーの50%溶液であつた。
組成物1Bは組成物1Aと同様に調製したが、セラミツク繊
維の量を15部に増大した。
組成物2は、25℃で約48パスカル・秒の粘度および約0.
057重量%の水酸基を有する水酸基末端封鎖ポリジメチ
ルシロキサン52.4部と実施例1のポリメチル水素シロキ
サン33部を混合することによつて調製した。
組成物1Aまたは1Bと第VII表に示した量の組成物を一緒
に混合することによつて調製した。フオーム2では、表
記のように三水和アルミニウムを添加した、フオーム3
および5ではカーボンブラツクを添加した。それぞれの
場合に混合体は室温でフロスを形成させて硬化させた。
室温で24時間後に、フオームを容器から取り出して難燃
性を試験した。試料は約10cm直径そして約3〜5cmの厚
さであつた。プロパン握りトーチは広がりノズルを備え
ていた。各試料をひよう量し、発泡中の最上面を鉛直位
置に保ち、試料表面に可視炎の先端で2分間プロパンの
火炎にさらした。次にその火炎を除去し、試料をさらに
5分間燃焼または消火させた。次にその試料をひよう量
して、重量損失を計算した。各試料を24時間そのままに
して、再ひよう量し、重量損失を計算し、それらの結果
を第VII表に示す。成分としてセラミツク繊維とカーボ
ンブラツクの両方を有するこれらのフオームは火炎を除
去した後消火する最少の重量損失であつた。三水和アル
ミニウムもカーボンブラツクも有さない試料はくすぶる
傾向にあつた、そして7分後に重量損失があつた。
実施例 10 添加物の組合せ効果を比較するために、耐炎性を改善す
る添加物を含有するさらに別のフオームを調製した。
組成物1Cは実施例9の組成物1Aに類似するが、セラミツ
ク繊維の量を20部に増大して調製した。
組成物1Dは実施例9の組成物1Aに類似するがセラミツク
繊維5部を使用して調製した。
組成物1B、1C、または1Dと第VIII表に示した量の組成物
2を混合することにより一連のフオームを調製した。フ
オーム6では、セラミツク繊維は存在する唯一の難燃性
材であつた。フオーム7では、セラミツク繊維とカーボ
ンブラツクの両方が存在するようにカーボンブラツクを
添加した。フオーム8では、三水和アルミニウムを添加
したので、セラミツク繊維と三水和アルミニウムの両方
が存在した。それぞれの場合に、室温で混合体にフロス
を形成させ、硬化させた。
24時間の硬化後、それらの容器からフオームを取り出
し、実施例9におけるように試験した結果を第VIII表に
示す。
これらの結果の比較は、最高の耐燃性を得るためにはセ
ラミツク繊維とカーボンブラツクの両方が必要であるこ
とを示す。フオーム6に添加したセラミツク繊維の量お
よびフオーム8に添加した三水和アルミニウムの量のフ
オーム7に添加したセラミツク繊維とカーボンブラツク
の合計量より多いが、フオーム7は7分間の燃焼に際し
て最少の重量損失を有したそしてその時間後にさらに重
量損失を示さなかつた。
実施例 11 160Kg/m3以下の密度を有する難燃性フオームを調製して
試験した。
第1の組成物は、25℃で約48パスカル・秒の粘度および
約0.057重量%の水酸基を有する水酸基末端封鎖ポリジ
メチルシロキサン流体14.28部、25℃で約0.08パスカル
・秒の粘度および約1.7重量%の水酸基含量を有する水
酸基末端封鎖ポリジメチルシロキサン流体5.7部、25℃
で約30パスカル・秒の粘度と約0.08重量%のビニル含量
を有するジメチルビニルシロキシ末端封鎖ポリジメチル
シロキサン1.5部、上記ジメチルビニルシロキシ末端封
鎖ポリジメチルシロキサン5重量%とキシレン中実施例
1の樹脂共重合体の60重量%溶液25重量%との混合体2.
72部(該混合体は使用前にキシレンを除去するためにス
トリツプされる)、実施例1のプロフオーマー2.25部、
標準プロパノール1.29部、実施例1の白金触媒0.3部、
実施例9の短いセラミツク繊維0.85部およびカーボンブ
ラツク1.20部を混合することによつて調製した。
フオームは、上記第1の組成物と、約1.6重量%のSi−
結合水素原子含量を有するトリメチルシロキシ末端封鎖
ポリメチル水素シロキサン6.15部とを一緒に30〜60秒間
均一になるまで混合し、その混合体を室温でフロスを形
成させ、フオームに硬化させることによつて調製した。
硬化後、試料を最も連続的気泡のフオームから採取し
て、前述のように物理的性質と難燃性を測定した。
第2のフオームは上記と同じ方法で調製したが、セラミ
ツク繊維の量を1.53部に増大させた。このフオームを調
製し前述のように試験した結果を第IX表に示した。
両方のフオームは160Kg/m3より極めて低い密度を有し
た。そして良好な耐燃性を有し、火炎にさらしたときの
重量損失は少なくかつ火炎から除去したときのさらに別
の重量損失は少なかつた。 第 IX 表 フオーム 第1 第2 セラミツク繊維(%) 2.3 4.1 カーボンブラツク(%) 3.3 3.3 密度(Kg/m3) 68.9 68.9 圧縮性(kPa) 25% 0.9 2.0 65% 4.3 6.9 弾性(Bashore) 3 18 重量損失% 7分後 5.94 3.73 24時間後 5.74 3.76

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)本質的に、 (1)1分子当り少なくとも平均2つのビニル基を有
    し、該有機基を1基当り1〜6の炭素原子を有するアル
    キル基、フエニル基およびビニル基からなる群から選ん
    だビニル含有ポリジオルガノシロキサン、 (2)1分子当り1〜2.5のSi−結合水酸基を有し、1
    基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル基およびフエ
    ニルからなる群から選んだ有機基を1Si原子当り平均少
    なくとも1つを有するヒドロキシル化ポリジオルガノシ
    ロキサン、 (3)全混合体100万重量部当り5〜200重量部の白金を
    与えるのに十分な量の白金触媒、 (4)1分子当り平均少なくとも3つのSi−結合水素原
    子と、1Si原子当り平均1つ以下のSi−結合水素原子
    と、1基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル基、お
    よびフエニル基からなる群から選んだ有機基を有する有
    機水素シロキサン、 (5)本質的に、SiO4/2単位、Si−結合水酸基、(C
    H33SiO1/2単位、およびRaR′bSiO(4−a−b)/2
    よびR″〔Si(R′)bO(3−b)/2からなる群か
    ら選んだフッ素含有単位、およびそれらの混合体〔式中
    のRは少なくとも4つの過フッ素化炭素原子を含有する
    一価の有機ラジカルであって、少なくとも2つのメチレ
    ン単位のシーケンスまたは該少なくとも2つのメチレン
    単位のシーケンスに順次結合される酸素原子によって前
    記フッ素含有単位のSi原子に結合される、R′は炭素原
    子1〜3を含有するアルキル基である、R″は少なくと
    も4つの過フッ素化炭素原子を含有する二価の有機基で
    あって、炭素原子または酸素原子によって前記フッ素含
    有単位のSi原子に結合される、は1または2、
    0、1または2、そしての和は3または3以下、
    但しRおよびR″が酸素原子を介してSiに結合されたフ
    ッ素含有単位を表わすときのオルガノシロキサン共重合
    体は任意に式GSiO3/2(式中のGは、1分子当り平均少
    なくとも1つの末端水酸基を有し、ポリエーテル、ポリ
    オキシアルキレン・グリコール、エチレン不飽和アルコ
    ールのホモポリマーおよびエチレン不飽和アルコールと
    エチレン不飽和炭化水素との共重合体からなる群から選
    んだ線状有機重合体の水酸基から水素原子を除去するこ
    とによって得られた残基を表わす)の反復単位を含む;
    水酸基およびSiO4/2単位以外の全ての単位とSiO4/2単位
    とのモル比は0.7〜1.1:1であり、前記フッ素含有単位お
    よび全てのGSiO3/2単位の濃度は、 (a)25℃において0.08パスカル・秒の粘度を示す水酸
    基末端封鎖ポリジメチルシロキサン中(5)の10重量%
    溶液に、25℃において2.2×10-4ニユートン/cm以下の表
    面張力を与え、かつ (b)光学透明性を得るために前記10重量%溶液に0〜
    100重量%のキシレンを添加する必要のあるのに十分で
    ある〕 からなる樹脂質、ベンゼン可溶性オルガノシロキサン共
    重合体から本質的になるプロフオーマー、および (6)任意であるが、大気圧以上の圧力下に閉じ込めら
    れている液化発泡剤を含む混合体を大気圧下の領域に解
    放することに伴ひフォームを形成するのに十分な量の液
    化発泡剤、 (7)任意であるが、1〜12の炭素原子を有するアルコ
    ール、および (8)任意であるが、本質的に不燃性繊維および硫黄を
    含まないカーボンブラックからなる難燃性添加物、 から成り、 ビニル基、Si−結合水酸基およびC−結合水酸基の和に
    対するSi−結合水素原子のモル比が0.5:1〜40:1となる
    のに十分な有機水素が存在する成分を混合し、得られた
    混合物が25℃において100パスカル・秒以下の粘度を有
    し、 (B)前記混合物を室温においてフロスを形成させ、そ
    して弾性シリコーン・フオームに硬化させることからな
    ることを特徴 とする弾性シリコーン・フオームの製造方法。
  2. 【請求項2】前記プロフオーマー(5)が(A)工程で
    得られた混合物の全量量の1〜20%の量で存在すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. 【請求項3】前記配合成分は、最初2つの部に分けて貯
    蔵し、成分(3)は成分(1)および/または(2)の
    全てまたは一部分と共に一方の部であり、成分(4)は
    成分(1)および(2)の残りと共に他方の部にあり、
    成分(5)はいずれかの部または両方の部にあり;貯蔵
    後該2つの部を混合して前記(A)工程を与えることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】(5)のフッ素含有単位RaR′bSiO
    (4−a−b)/2(式中のRはF(CnF2n)(CH22OC
    であり;R′はメチルであり;は1;は0、1、または
    2;は0または1である)を有するものであって、該フ
    ッ素含有単位の各々におけるは同一または異なる整数
    を表わし、の平均値が4〜20であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】が0であり、(5)が本質的に(CH33
    SiO1/2単位、SiO4/2単位および0.2〜4重量%のSi−結
    合水酸基からなるオルガノシロキサン共重合体と、式F
    (CF2)nCH2CH2Si(CH3)bCl3-b(式中のnはシランの
    間で変わり、4〜14の整数を表わす)の同族シランの混
    合体との反応生成物であることを特徴とする特許請求の
    範囲第4項に記載の方法。
  6. 【請求項6】が1であり、(5)が本質的に(CH33
    SiO1/2単位、SiO4/2単位、および0.2〜4重量%のSi−
    結合水酸基からなるオルガノシロキサン共重合体と一般
    式F(CF2)n(CH22OHの同族フッ素含有アルコール
    の混合体との反応生成物であり、該アルコールの各分子
    におけるは4〜14の偶数で整数を表わすことを特徴と
    する特許請求の範囲第4項に記載の方法。
  7. 【請求項7】成分(6)が各部と混和され、得られた混
    合体を貯蔵のために大気圧以上の圧力下に閉じこめ;貯
    蔵後2つの部分を混合して(A)部とし、工程(B)に
    おいて大気圧に解放することを特徴とする特許請求の範
    囲第3項に記載の方法。
  8. 【請求項8】(A)工程で得られた混合物の重量を基準
    にして1〜10重量%の成分(7)を(A)工程で得られ
    た混合物に混和することを特徴とする特許請求の範囲第
    2項に記載の方法。
  9. 【請求項9】アルコール(7)がラウリル・アルコール
    であることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の
    方法。
  10. 【請求項10】本質的に、前記配合成分(1)、
    (3)、(5)、および(7)からなる第1の組成物が
    本質的に前記配合成分(2)および(4)からなる第2
    の組成物と混和されて、20以下のBashore弾性を有する
    連続気泡フオームを生成することを特徴とする特許請求
    の範囲第9項に記載の方法。
  11. 【請求項11】(A)工程で得られた混合物の重量を基
    準にして2〜10重量%の成分(8)を(A)工程で得ら
    れた混合物に混和することを特徴とする特許請求の範囲
    第2項に記載の方法。
  12. 【請求項12】成分(8)が本質的に1〜5重量%のセ
    ラミック繊維と1〜5重量%のカーボンブラックからな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方
    法。
  13. 【請求項13】弾性シリコーン・フォームの密度が160k
    g/m3以下であることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    に記載の方法。
  14. 【請求項14】(A)工程で得られた混合物の重量を基
    準にして1〜10重量%の成分(7)を(A)工程で得ら
    れた混合物に混和することを特徴とする特許請求の範囲
    第13項に記載の方法。
  15. 【請求項15】(A)工程で得られた混合物の重量を基
    準にして2〜10重量%の成分(8)を(A)工程で得ら
    れた混合物に混和することを特徴とする特許請求の範囲
    第14項に記載の方法。
  16. 【請求項16】(A)本質的に、 (1)1分子当り少なくとも平均2つのビニル基を有
    し、該有機基を1基当り1〜6の炭素原子を有するアル
    キル基、フエニル基およびビニル基からなる群から選ん
    だビニル含有ポリジオルガノシロキサン、 (2)1分子当り1〜2.5のSi−結合水酸基を有し、1
    基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル基およびフエ
    ニルからなる群から選んだ有機基を1Si原子当り平均少
    なくとも1つを有するヒドロキシル化ポリジオルガノシ
    ロキサン、 (3)全混合体100万重量部当り5〜200重量部の白金を
    与えるのに十分な量の白金触媒、 (4)1分子当り平均少なくとも3つのSi−結合水素原
    子と、1Si原子当り平均1つ以下のSi−結合水素原子
    と、1基当り1〜6の炭素原子を有するアルキル基、お
    よびフエニル基からなる群から選んだ有機基を有する有
    機水素シロキサン、 (5)本質的に、SiO4/2単位、Si−結合水酸基、(C
    H33SiO1/2単位、およびRaR′bSiO(4−a−b)/2
    よびR″〔Si(R′)bO(3−b)/2からなる群か
    ら選んだフッ素含有単位、およびそれらの混合体〔式中
    のRは少なくとも4つの過フッ素化炭素原子を含有する
    一価の有機ラジカルであって、少なくとも2つのメチレ
    ン単位のシーケンスまたは該少なくとも2つのメチレン
    単位のシーケンスに順次結合される酸素原子によって前
    記フッ素含有単位のSi原子に結合される、R′は炭素原
    子1〜3を含有するアルキル基である、R″は少なくと
    も4つの過フッ素化炭素原子を含有する二価の有機基で
    あって、炭素原子または酸素原子によって前記フッ素含
    有単位のSi原子に結合される、は1または2、
    0、1または2、そしての和は3または3以下、
    但しRおよびR″が酸素原子を介してSiに結合されたフ
    ッ素含有単位を表わすときのオルガノシロキサン共重合
    体は任意に式GSiO3/2(式中のGは、1分子当り平均少
    なくとも1つの末端水酸基を有し、ポリエーテル、ポリ
    オキシアルキレン・グリコール、エチレン不飽和アルコ
    ールのホモポリマーおよびエチレン不飽和アルコールと
    エチレン不飽和炭化水素との共重合体からなる群から選
    んだ線状有機重合体の水酸基から水素原子を除去するこ
    とによって得られた残基を表わす)の反復単位を含む;
    水酸基およびSiO4/2単位以外の全ての単位とSiO4/2単位
    とのモル比は0.7〜1.1:1であり、前記フッ素含有単位お
    よび全てのGSiO3/2単位の濃度は、 (a)25℃において0.08パスカル・秒の粘度を示す水酸
    基末端封鎖ポリジメチルシロキサン中(5)の10重量%
    溶液に、25℃において2.2×10-4ニユートン/cm以下の表
    面張力を与え、かつ (b)光学透明性を得るために前記10重量%溶液に0〜
    100重量%のキシレンを添加する必要のあるのに十分で
    ある〕 からなる樹脂質、ベンゼン可溶性オルガノシロキサン共
    重合体から本質的になるプロフオーマー、および (6)任意であるが、大気圧以上の圧力下に閉じ込めら
    れている液化発泡剤を含む混合体を大気圧下の領域に解
    放することに伴ひフォームを形成するのに十分な量の液
    化発泡剤、 (7)任意であるが、1〜12の炭素原子を有するアルコ
    ール、および (8)任意であるが、本質的に不燃性繊維および硫黄を
    含まないカーボンブラックからなる難燃性添加物、 から成り、 ビニル基、Si−結合水酸基およびC−結合水酸基の和に
    対するSi−結合水素原子のモル比が0.5:1〜40:1となる
    のに十分な有機水素が存在する成分を混合し、得られた
    混合物が25℃において100パスカル・秒以下の粘度を有
    し、 (B)前記混合物を室温においてフロスを形成させ、そ
    して弾性シリコーン・フオームに硬化させることによっ
    て製造された 弾性シリコーン・フォーム。
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