KR20240045267A - 발포 실리콘 생성물의 제조 - Google Patents

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KR20240045267A
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크시티시 에이. 파탄카르
쉬-쉬 응
카일라 매트슨
티모시 몰리
조디 제이. 헤닝
니콜라스 에이. 폴릭
크리스 킨스먼
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
다우 실리콘즈 코포레이션
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Abstract

본 개시는 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 불연성 및/또는 불활성 가스인 하나 이상의 발포제를 사용하여 발포 실리콘 제품을 제조하기 위한 연속 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서 발포 실리콘 제품을 형성하는데 사용되는 다중-부분 실리콘 폼 조성물, 및 그러한 조성물로부터 형성된 생성된 발포 실리콘 제품이 또한 기술된다. 발포제는 이산화탄소, 공기 또는 질소일 수 있다.

Description

발포 실리콘 생성물의 제조
본 개시는 0℃(영℃) 및 대기압(대략 101,325 Pa)에서 불연성 및/또는 불활성 가스인 적어도 하나의 발포제를 사용하여 발포 실리콘 생성물을 제조하기 위한 연속 방법, 상기 방법에서 발포 실리콘 생성물을 형성하는 데 사용되는 다중-부분 실리콘 발포 조성물, 및 이러한 조성물로부터 형성된 생성된 발포 실리콘 생성물에 관한 것이다.
실리콘 폼은 다양한 응용에 사용된다. 역사적으로, 이들은 특히 현장 경화형 개스킷과 같은 밀봉 및 개스킷을 포함한 공간 충전 응용에 사용되었다. 그러나, 이들은, 예를 들어, 중량 감소, 밀도 감소, 내열성 증가, 안정성 증가 등을 포함하는 기존 폼과 비교되는 이들의 물리적 특성 및, 온도에 민감한 용도에 유용한, 실온 또는 그 부근에서 발포되는 능력으로 인해 자동차 응용 분야뿐만 아니라 다양한 다른 응용에서 점점 더 매력적으로 여겨지고 있다.
실리콘 폼이 사용될 수 있는 적합한 자동차 응용의 예는 시트 쿠션, 후드 아래 소음 진동 강도(NVH) 절연 응용, 도어 절연 응용을 포함하고, 예를 들어, 열적 및 전기적 절연을 위해 셀 사이의 장벽으로 기능하는, 예를 들어, 전기 차량(EV) 응용을 위한, 배터리 및 다른 전자 부품과 같은 물품을 적어도 부분적으로 덮거나 캡슐화하고, 방화 블록으로서, 열적 절연을 위한, 열적 이벤트의 전파를 최소화하기 위해, 리튬 이온 배터리 셀 사이에 압축 가능한 지지력을 제공하고, 예를 들어, 전기 자동차(EV) 응용에 향상된 난연성을 제공한다. 리튬 이온 배터리는, 수성 전해액을 사용하는 충전용 배터리와 달리, 잠재적으로 위험한 가압 가연성 액체 전해질을 갖고 있어 엄격한 안전 예방 조치가 필요하다.
위의 내용을 고려할 때, 이러한 실리콘 폼을 포텐트로 사용하여 EV 배터리 모듈에서 인접한 배터리 셀 사이의 큰 공동을 채우는 것이 매력적일 것이다. EV 배터리 팩은 여러 모듈로 구성될 수 있으며 각 모듈은 각 모듈에 수백 또는 수천 개의 리튬 이온 배터리 셀을 수용할 수 있다. 예로서, 표준 21700 리튬 이온 배터리 셀은 21mm 직경 및 70mm의 높이를 갖는다. 재료가 경화되기 전에 모든 방향으로 긴 거리를 이동해야 하므로 큰 공동을 채우는 것은 어려울 수 있다. 잠재적인 이동 경로가 길 뿐만 아니라, 재료가 흐를 때 (일반적으로 2mm 미만의) 인접한 원통형 배터리 사이의 하나 이상의 좁은 간격을 통과해야 할 수도 있다. 이러한 유형의 공동은 비드 크기가 훨씬 작고(종종 2cm 미만) 일반적으로 좁은 갭을 통과할 필요가 없는 현장 경화형 개스킷과 매우 다르다.
실리콘 폼 조성물은 거의 배타적으로 2부분 조성물로 제공되며, 혼합 후 경화 공정 중에 생성된 혼합물이 발포되게 하는 동시 가스 발생으로 경화되도록 설계된다. 역사적으로 가스 발생은 화학적 발포제, 보다 최근에는 물리적 발포제의 사용을 통해 이루어졌다.
화학적 발포제의 경우, 생성된 가스는 일반적으로 수소였으며, 이는 실리콘 결합된 수소(Si-H) 기를 갖는 화합물 및 하이드록실-작용성 성분 사이의 촉매화된 탈수축합 반응의 생성물이다. 원래, 수소 생성에 의존하는 반응은 평균 2개 이상의 -OH 기를 갖는 실리콘 중합체와 주석 촉매로 촉매되는 평균 2개 이상의 실리콘 결합 수소(Si-H) 기를 갖는 실리콘 중합체 사이에서 이루어졌다. 이로 인해 Si-O-Si 결합이 형성되고 발포를 일으키는 수소 가스(즉, 화학적 발포제)가 방출되는 반면, 선호되는 촉매 중 일부가 바람직하지 않은 독성 효과를 갖는 것으로 여겨졌기 때문에 이 공정은 인기가 없게 되었다.
따라서 점점 더, 현재 RTV 실리콘 폼 조성물의 대부분은 현재 백금족 금속 기반 촉매, 주로 백금 기반 촉매를 사용하여 제조되며, 이는 조성물의 하이드로실릴화 경화 공정 및/또는 Si-H 기를 함유한 화합물과 -OH 기를 함유한 화합물 사이의 탈수축합 반응 공정 모두를 촉매하여 결과적으로 조성물의 발포 수단으로 사용되는 수소 가스를 다시 생성한다.
그러나, 발포 공정에서 가연성 수소 가스에 대한 지속적인 의존은 잠재적인 폭발 위험을 초래하여, 특히 EV 배터리 팩과 같은 제한된 공간에서는 스파크 및/또는 고열이 존재하는 환경에서 폭발 하한과 상한(LEL 및 UEL) 사이의 농도로 존재할 경우 잠재적인 폭발 위험이 있어 잠재적으로 위험하다. 더욱이, 수소를 생성하는 데 사용되는 하이드록시 기의 공급원은 최근에 벤질 알코올 및/또는 프로판올과 같은 점점 더 작은 유기 알코올이다. 이러한 알코올 등 또는 수소 가스 생성으로 인한 부산물 중 상당수는 눈을 자극하고, 경우에 따라 가연성이 있으며 휘발성 유기 화합물(VOC)을 방출할 수 있다. 더욱이, 실리콘 폼 조성물에서의 이들의 존재는 다른 성분을 희생시키며, 즉, 이들은 비용 단열/내화성 첨가제를 희생하여 조성물에 존재한다.
물리적 발포제는 화학적 발포제를 대체하거나 이에 추가하여 사용된다. 물리적 발포제는 대기압 및 일반적으로 최소 10℃ 이상(또는 ≥ 20℃)의 적절한 온도에서 액체에서 가스 상 변화를 겪는 화합물이다. 통상적으로 이러한 물리적 발포제는 원하는 상 변화 온도가 일반적으로 대략 조성물 경화 온도 또는 그 약간 낮은 온도인 것으로 추구되기 때문에 비등점을 고려하여 사용하도록 선택된다. 통상적으로, 가장 일반적으로 사용되는 물리적 발포제는 이소부탄, 펜탄, 프로판 및 할로겐화 탄소와 같은 저비점 탄화수소이다. 그러나, 많은 물리적 발포제가 가스 상태에서 가연성이거나 심지어 폭발성이 있고 플루오로카본과 같은 물질이 환경적으로 문제가 되기 때문에 모든 물리적 발포제가 반드시 수소보다 우선시되는 것은 아니다.
예를 들어, 실리콘 폼을 형성하는 데 사용되는 대체 발포 메커니즘에는 발포를 촉진하기 위한 열 적용, 진공과 증기 사용, 및 팽창성 비드 사용이 포함되어 있지만, 어느 것도 만족스럽지 못한 것으로 나타났다.
상기를 고려할 때, 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 공기, 이산화탄소, 질소 및/또는 이들의 혼합물과 같은 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 사용하는 것이 매력적인 제안이다. 따라서, 여기에 사용된 가스는, 대기압에서, 온도 > 0℃에서 상 변화를 겪지 않는데, 이는 이전에 사용된 대부분의 물리적 발포제(모두 가연성임)와 달리 가스는 이미 0℃에서 가스 상태이기 때문이다.
본원의 개시와 관련하여 의심의 여지를 피하기 위해, 가연성 가스는 공기 중에서 연소할(탈) 수 있는 가스이며; 가연성 가스는 화염에 노출 시 주위 온도에서 쉽게 발화할 수 있는 가연성 가스이다. 따라서, 본 개시에 대해, 공기, 압축 공기 및 산소는 산화제로서 작용하고 가연성 가스와의 연소를 도울 수 있음에도 불구하고 그 자체로는 불연성이다. 수소와 같은 가연성 가스와 이전에 제안된 물리적 발포제 중 일부는 공기와 적절한 비율로 혼합되면 폭발할 수 있다. 임의의 이러한 가연성 가스, 특히 수소와 같이 정상적인 사용 시 잠재적으로 폭발할 수 있는 것으로 간주되는 가스는 본원의 사용에서 제외된다. 불활성 가스는 가연성이 아니며, 여기에는 전술한 이산화탄소 및 질소뿐만 아니라 대부분의 비활성 가스(예: 헬륨)도 포함된다.
예를 들어, EV용 리튬이온 배터리 응용과 같은 응용을 위한 실리콘 폼을 준비할 때, 공기, 이산화탄소, 질소 및/또는 이들의 혼합물과 같은 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 발포제(들)로 사용하는 것이 유리한 것 같다. 그러나, 이러한 가스를 사용한 이전의 노력은 긴 경화 시간의 필요성, 열 경화의 필요성, 예를 들어, 초임계 조건에 도달하기 위한 높은 작동 압력의 필요성 및 생성된 조성물이 유동할 수 없고 바람직하게는 장애물이 있는 큰 공동 주위에서 자체 평탄화될 수 없음과 같은 문제로 가득 찬 것으로 입증되었다. 또한, 이러한 가스를 사용하는 다단계 공정에 대한 제안이 있었지만, 이는 제조, 대량 생산 환경에서 경화성 실리콘 발포 혼합물을 큰 공동에 빠르게 분배하기 위한 요구 사항을 해결하지 못했기 때문에 연속 제조에 적합하지 않은 것으로 입증되었다. 예를 들어, WO2020028299A1에는 물리적 및 화학적으로 발포된 실리콘 폼의 정적 혼합 및 분배의 사용이 개시되어 있지만 이 공정은 사실상 배치 공정이며, 여기서 성분은 결합되고 일정 시간 동안 정적으로 혼합된 다음 나중에 분배되며, 이 방법은 연속적인 폼 분배 작업을 실행하기 위해 확장될 수 없다.
이전에 개시된 정적 혼합의 예는 중합체에서 발포제가 포화될 때까지 일정 기간 동안 부분 A와 부분 B로 지칭되는 반응 혼합물(초기에 두 부분으로 제조됨)과 접촉하는 물리적 발포제에 의존한다.
전술한 것을 고려하여, 리튬이온 배터리 응용과 같은 응용을 위한 실리콘 폼을 준비할 때, 발포제(들)로 공기, 이산화탄소, 질소 및/또는 이들의 혼합물과 같은 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 포함하는 다중-부분 실리콘 폼 조성물로부터 하이드로실릴화 경화된 실리콘 폼 물질을 형성하기 위한 연속 방법을 제공할 수 있는 기회가 남아 있다.
본 개시는 다음 성분을 포함하는 다중-부분 실리콘 폼 조성물로부터 발포 실리콘 생성물을 형성하기 위한 연속 방법에 관한 것이다:
i) 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도를 갖는 하나 이상의 폴리다이오르가노실록산 및 불포화 기가 알케닐 기, 알키닐 기 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분자당 2개 이상의 불포화 기;
ii) 분자당 2개 이상, 대안적으로 3개 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로겐실록산; (iii) 하이드로실릴화 촉매를 포함하되;
상기 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 성분 (i)과 (iii)을 포함하는 부분 A 조성물 및 성분 (i)과 (ii)를 포함하는 부분 B 조성물을 포함하고; 부분 A 및 부분 B 조성물 각각은 25℃에서 200 내지 50,000mPa.s의 점도를 갖고; 상기 방법은 다음 단계:
(a) 부분 A 조성물과 부분 B 조성물을 각자의 혼합 용기에 도입하고 혼합하는 단계;
(b) 단계 (a)의 상기 부분 A 및 부분 B 조성물을 각각 펌핑 수단을 통해 소정의 속도로 분배 밸브 수단으로 수송하는 단계;
(c) 0℃(영℃) 및 대기압에서 가스인 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 포함하는 가스 발포제를 계량 가스 밸브를 통해 소정의 속도로 상기 분배 밸브 수단으로 동시에 수송하는 단계;
(d) 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제1 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 A 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 A 조성물을 형성하는 단계;
(e) 단계 (d)와 동시에 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제2 상기 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 B 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 형성하는 단계;
(f) 단계 (d) 및 (e)의 생성물을 상기 소정의 혼합 속도로 동적 혼합기 내로 수송하여 상기 발포제로 가압된 상기 부분 A 조성물과 상기 발포제로 가압된 상기 부분 B를 혼합하여 발포를 유발하여 그 안에 상기 부분 A 및 부분 B 조성물의 발포 경화성 혼합물을 형성하는 단계; 및
(g) 상기 단계 (f)의 생성된 경화성 혼합물을 분배하여 원하는 타깃 위로 또는 속으로 흐르도록 하고, 상기 발포 경화성 혼합물이 경화된 실리콘 폼 생성물로 경화될 수 있게 하는 단계를 포함하는, 방법.
바람직하게는, 생성된 폼은 후속적으로 실온(즉, 20℃ 내지 25℃, 대안적으로 23℃ 내지 25℃) 내지 50℃의 온도에서 경화된다.
일 실시예에서, 대기압 및 일반적으로 10℃ 이상의 적절한 온도에서 액체에서 가스 상 변화를 겪는 물리적 발포제 또는 화학적 발포제가 발포제의 일부로 사용되지 않는다. 바람직하게는, 분배된 실리콘 폼 조성물은 경화성 혼합물이 완전히 경화되어 큰 공동(즉, 공동의 가장 큰 치수(예: 폭 또는 높이 또는 길이 또는 직경) 대 혼합기 출구의 직경의 비율이 10:1보다 큰(>), 대안적으로 5:1보다 큰, 대안적으로 3:1보다 큰 공동)을 채우기 전에 충분히 유동할 수 있다. 따라서 바람직하게는 분배된 실리콘 폼 조성물은 자체 평탄화된다. 자체 평탄화에 의한 의심을 피하기 위해, 작은 갭(예: 이의 기하학적 구조에 관계없이 인접한 배터리 사이의 갭) 내로 유동할 수 있어 발포 전 및/또는 발포 중에 해당 배터리 사이의 모든 갭을 완전히 채우고 경화되어 인접한 배터리 사이의 모든 빈 공곡을 채우는 단열을 형성할 수 있다는 의미이다.
일단 분배된, 실리콘 폼 조성물은 그것이 사용되는 용도에 따라 임의의 적합한 겔화 시간을 가질 수 있다. 빠른 경화가 필요한 용도의 경우 겔화 시간은 60초 또는 그 이하일 수 있지만, 유동 및 자체 평탄화 능력에 의존할 경우 더 긴 겔화 시간이 필요할 수 있고, 예를 들어, 2분 이상, 예를 들어 2~5분의 범위는 분배된 폼이 경화되기 전에 좁은 균열을 통해 흐르고 자체 평탄화되도록 하는 데 최적일 수 있다. 바람직하게는, 일단 분배된 실리콘 폼 조성물은 120초 이상(≥)의 겔화 시간을 갖는다. 의심을 피하기 위해, 겔화 시간은 겔화점에 도달하는 시간, 즉 저장 탄성률(G')과 손실 탄성률(G")이 일치하는 시간으로 정의된다. G"/G'의 값은 때때로 tan δ로 지칭되며, 겔화점은 tan δ = G"/G' = 1이 되는 때로 이해되어야 한다. G' 및 G"의 측정은 일회용 알루미늄 25mm 직경 회전 플레이트가 장착된 적합한 유량계(예: TA Instruments의 ARES G2 유량계)를 사용하여 측정하여 결정될 수 있으며 25℃에서 100Pa 응력이 사용되었다. 그런 다음 샘플을 25mm 플레이트에 분배하고 상단 플레이트를 ~1mm까지 내려 측정을 시작했다.
단계 (d) 이전에 조기 경화 및 거품 형성을 피하기 위해, 부분 A 조성물은 성분 (ii) 중 어느 것도 포함하지 않고, 부분 B 조성물은 성분 (iii) 중 어느 것도 포함하지 않는다.
본 발명은 또한 탄성중합체일 수 있는 발포 실리콘 생성물에 관한 것이다. 상기에 언급된 바와 같이, 발포 실리콘 생성물은 다중-부분 실리콘 폼 조성물의 반응 생성물을 포함한다. 다양한 실시예에서, 폼은 성분 (iii)의 존재 하에 성분 (i)과 (ii)의 반응 생성물을 포함한다. 발포 실리콘 생성물은 또한 하나 이상의 선택적인 첨가제의 존재 하에 형성될 수 있다. 그러한 첨가제는, 사용되는 경우, 다중-부분 실리콘 폼 조성물의 다른 성분에 대해 불활성이거나 또는 그들과 반응성일 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 언급된 모든 점도 측정값은 25℃에서 측정되었다. 점도는 당업계에서 이해되는 방법을 통해 결정될 수 있다.
다른 기, 예를 들어, 하이드로카빌 기와 관련하여 사용된 용어 "치환된"은 달리 지시되지 않는 한, 상기 하이드로카빌 기 내의 하나 이상의 수소 원자가 다른 치환기로 대체되었음을 의미한다. 이러한 치환기의 예는, 예를 들어, 할로겐 원자, 예를 들어, 염소, 불소, 브롬, 및 요오드; 할로겐 원자 함유 기, 예를 들어, 클로로메틸, 퍼플루오로부틸, 트리플루오로에틸, 및 노나플루오로헥실; 산소 원자; 산소 원자 함유 기, 예를 들어 (메트)아크릴릭 및 카르복실; 질소 원자; 질소 원자 함유 기, 예를 들어, 아민, 아미노-작용기, 아미도-작용기, 및 시아노-작용기; 황 원자; 및 황 원자 함유 기, 예를 들어 메르캅토 기를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
조성물의 성분:
성분 (i)
성분 (i)는 25℃에서 점도가 500 내지 75,000mPa.s이고 분자당 2개 이상의 불포화 기를 갖는 하나 이상의 폴리다이오르가노실록산이며, 불포화 기는 알케닐 기, 알키닐 기 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.
따라서, 성분 (i)의 각각의 폴리다이오르가노실록산은 하기 화학식 (I)의 다중 실록시 단위를 포함한다:
[화학식 (I)]
R'aSiO(4-a)/2
여기서 아래첨자 "a"는 0, 1, 2, 또는 3이다.
실록시 단위는, R'가 전술한 것, 대안적으로 알킬기, 전형적으로 메틸기인 경우, 약칭(축약) 명명법, 즉, "M," "D," "T," 및 "Q"로 기술될 수 있다(실리콘 명명법에 대한 추가적인 교시는 문헌[Walter Noll, Chemistry and Technology of Silicones, dated 1962, Chapter I, pages 1-9]에서 확인할 수 있음). M 단위는 a = 3인 실록시 단위, 즉, R3SiO1/2에 상응하고; D 단위는 a = 2인 실록시 단위, 즉, R2SiO2/2에 상응하고; T 단위는 a = 1인 실록시 단위, 즉, R1SiO3/2에 상응하고; Q 단위는 a = 0인 실록시 단위, 즉, SiO4/2에 상응한다. 성분 (i)의 폴리다이유기실록산과 같은 폴리오르가노실록산은 실질적으로 선형이지만 분자 내에 (전술된 바와 같이) T 단위의 존재로 인해 일정 비율의 분지를 함유할 수 있으며, 이에 따라 구조(I)에서 a의 평균 값은 약 2이다.
성분 (i)의 불포화 기는 폴리다이오르가노실록산 상의 말단에 또는 매달려서, 또는 둘 모두의 위치에 배치될 수 있다. 성분 (i)의 불포화 기는 전술한 바와 같이 알케닐 기 또는 알키닐 기 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 각각의 알케닐 기는, 존재하는 경우, 예를 들어, 2 내지 30개의 탄소 원자, 대안적으로 2 내지 24개, 대안적으로 2 내지 20개, 대안적으로 2 내지 12개, 대안적으로 2 내지 10개, 및 대안적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 알케닐 기는 비닐, 알릴, 메트 알릴, 프로페닐, 아이소프로페닐, 헥세닐 및 사이클로헥세닐 기로 예시될 수 있지만, 이로 한정되지 않는다. 각각의 알키닐 기는, 존재하는 경우, 2 내지 30개의 탄소 원자, 대안적으로 2 내지 24개, 대안적으로 2 내지 20개, 대안적으로 2 내지 12개, 대안적으로 2 내지 10개, 및 대안적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 가질 수도 있다. 알키닐 기의 예는 에티닐, 프로피닐 및 부티닐 기로 예시될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 성분 (i)의 불포화 기의 바람직한 예에는 비닐, 아이소프로페닐, 알릴, 및 헥세닐이 포함된다.
화학식 (I)에서, 상기 기재된 불포화 기 이외의 각각의 R'은 지방족 하이드로카빌 그룹, 치환된 지방족 하이드로카빌 그룹, 방향족 그룹 또는 치환된 방향족 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. 각각의 지방족 하이드로카르빌 기는 기당 1 내지 20개의 탄소, 또는 기당 1 내지 15개의 탄소, 또는 기당 1 내지 12개의 탄소, 또는 기당 1 내지 10개의 탄소, 또는 기당 1 내지 6개의 탄소를 갖는 알킬 기, 또는 사이클로헥실과 같은 사이클로알킬 기로 예시될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 알킬 기의 특정 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실, 및 옥타데실 기, 또는 메틸 및 에틸 기가 포함될 수 있다. 치환된 지방족 하이드로카르빌 기는 바람직하게는 비-할로겐화된 치환된 알킬 기이다.
지방족 비-할로겐화 오르가닐 기는 아미도 기, 이미도 기와 같은 적합한 질소 함유 기; 폴리옥시알킬렌 기, 카르보닐 기, 알콕시 기 및 하이드록실 기와 같은 산소 함유 기와 같은 치환된 기를 갖는 상기 기재된 바와 같은 알킬 기로 예시되지만, 이에 제한되지는 않는다. 추가적인 오가닐기는 황 함유 기, 인 함유 기, 붕소 함유 기를 포함할 수 있다. 방향족 기 또는 치환된 방향족 기의 예는 전술한 바와 같이 페닐 기 및 치환된 기를 갖는 치환된 페닐기이다.
성분 (i)는, 각 중합체가 전술된 바와 같은 2개 이상의 불포화 기, 통상적으로 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도를 갖는 전술된 알케닐 기를 함유하는 경우, 폴리디메틸실록산, 알킬메틸폴리실록산, 알킬아릴폴리실록산 또는 이들의 공중합체(여기서 알킬에 대한 언급은 임의의 적합한 알킬 기, 대안적으로 2개 이상의 탄소를 갖는 알킬 기를 의미함)로부터 선택될 수 있다. 이들은, 각 중합체가 분자당 필수 불포화 그룹을 2개 이상 포함하고 25℃에서 점도가 500~75,000mPa.s인 경우, 예를 들어 트리알킬 말단, 알케닐디알킬 말단 알키닐디알킬 말단일 수 있거나 임의의 다른 적합한 말단 기 조합으로 말단될 수 있다.
따라서 성분 (i)는, 예를 들어:
디알킬알케닐 말단 폴리디메틸실록산, 예를 들어 디메틸비닐 말단 폴리디메틸실록산; 디알킬알케닐 말단 디메틸메틸페닐실록산, 예를 들어 디메틸비닐 말단 디메틸메틸페닐실록산; 트리알킬 말단 디메틸메틸비닐 폴리실록산; 디알킬비닐 말단 디메틸메틸비닐 폴리실록산 공중합체; 디알킬비닐 말단 메틸페닐폴리실록산, 디알킬알케닐 말단 메틸비닐메틸페닐실록산; 디알킬알케닐 말단 메틸비닐디페닐실록산; 디알킬알케닐 말단 메틸비닐 메틸페닐 디메틸실록산; 트리메틸 말단 메틸비닐 메틸페닐실록산; 트리메틸 말단 메틸비닐 디페닐실록산; 또는 트리메틸 말단 메틸비닐 메틸페닐 디메틸실록산일 수 있다.
각각의 경우에, 성분 (i)는 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도, 대안적으로 25℃에서 500 내지 50,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 30,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 20,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 10,000mPa.s의 점도를 갖는다.
1000mPa.s 미만의 점도에 대해 (1,000~2,000,000mPa.s 범위의 점도용으로 설계된) 스핀들 Lv-4를 갖는 Brookfield™ CAP 2000+ 점도계 또는 (15~20,000mPa.s 범위의 점도용으로 설계된) 스핀들 Lv-1를 갖는 Brookfield™ CAP 2000+ 점도계와 같은 목적에 적합한 표준 장비를 사용하고 중합체 점도에 따라 전단율을 조정하여 점도를 측정할 수 있다. 모든 점도 값은 달리 명시하지 않는 한 25℃에서의 값을 기준으로 제공된다.
통상적으로, 알케닐 및/또는 알키닐 함량, 예를 들어 중합체의 비닐 함량은, ASTM E168에 따라 정량적 적외선 분석을 사용하여 결정되는 바와 같이, 성분 (i)의 분자당 둘 이상의 실리콘-결합된 알케닐 기를 함유하는 각각의 폴리다이오르가노실록산에 대해서 0.01 내지 3 중량%, 대안적으로 성분 (i)의 0.025 내지 2.5 중량%, 대안적으로 성분 (i)의 분자당 둘 이상의 실리콘-결합된 알케닐 기를 함유하는 폴리다이오르가노실록산 또는 각각의 폴리다이오르가노실록산의 0.025 내지 2.0 중량%이다.
각각의 경우에 성분 (i) 폴리다이오르가노실록산은 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도 및 상기 2개 이상의 분자당 불포화기를 갖고 부분 A 및 부분 B 조성물이 25℃에서 200 내지 50,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500내지 50,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 30,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 20,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 10,000mPa.s의 점도를 갖는 경우, 부분 A 조성물의 성분 (i)는 동일할 수 있지만, 부분 B 조성물의 성분 (i)과는 상이할 수 있다.
성분 (i)는 부분 A 조성물의 1 내지 약 99 중량%, 대안적으로 30 내지 약 99 중량%, 대안적으로 50 내지 약 99 중량%의 양으로 부분 A 조성물에 존재하고;
성분 (i)는 조성물의 1 내지 약 99 중량%, 대안적으로 30 내지 약 99 중량%, 대안적으로 50 내지 약 99 중량%의 양으로 부분 B 조성물에 존재하고;
성분 (i)는 부분 A 및 부분 B가 조성물의 1 내지 약 99 중량%, 대안적으로 30 내지 약 99 중량%, 대안적으로 50 내지 약 99 중량%의 양으로 함께 혼합할 때 전체 조성물에 존재한다.
성분 (ii)
성분 (ii)는 분자당 2개 이상, 또는 3개 이상의 실리콘 결합된 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로겐실록산 형태의 가교제이다. 성분 (ii)는 일반적으로 수소 원자가 성분 (i)의 불포화 알케닐 및/또는 알키닐 기와 반응하여 그와의 네트워크 구조를 형성하고 그럼으로써 실리콘 폼 조성물을 경화할 수 있도록 3개 이상의 실리콘-결합된 수소 원자를 함유한다. 성분 (ii)의 일부 또는 전부는 대안적으로 성분 (i)가 분자당 2개 초과의 불포화 기를 갖는 경우 분자당 2개의 실리콘 결합된 수소 원자를 가질 수 있다.
분자당 2개 이상, 또는 3개 이상의 실리콘 결합 수소 원자를 갖는 오가노하이드로겐실록산의 분자 구성은 특별히 제한되지 않으며, 이는 직쇄형, 분지형(T 기의 존재를 통해 일부 분지가 있는 직선형 사슬), 고리형 또는 실리콘 수지 기반일 수 있다.
성분 (ii)의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 점도는 중합체(I)와의 양호한 혼화성을 얻기 위해 (1,000 내지 2,000,000 mPa.s 범위의 점도용으로 설계된) 스핀들 Lv-4를 갖는 Brookfield™ CAP 2000+ 점도계 또는 (15 내지 20,000 mPa.s 범위의 점도용으로 설계된) 스핀들 Lv-1를 갖는 Brookfield™ CAP 2000+ 점도계에 따를 때 25℃에서 통상적으로 15 내지 50,000 mPa.s이며, 1000 mPa.s 미만의 점도의 경우 중합체 점도에 따라 전단 속도를 조정한다.
성분 (ii)에 사용되는 실리콘-결합된 유기 기는, 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실과 같은 알킬 기; 페닐 톨릴, 자일릴과 같은 아릴 기 또는 유사한 아릴 기; 3-클로로프로필, 3,3,3-트라이플루오로프로필, 또는 유사한 할로겐화 알킬기, 1 내지 6개의 탄소를 갖는 바람직한 알킬 기, 특히 메틸 에틸 또는 프로필 기 또는 페닐 기로 예시될 수 있다. 바람직하게는 성분 (ii)에 사용된 실리콘-결합된 유기 기는 알킬기, 대안적으로 메틸, 에틸 또는 프로필 기이다.
성분 (ii)의 분자당 2개 이상, 또는 3개 이상의 실리콘 결합 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로겐실록산의 예는 다음을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다:
(a) 트리메틸실록시-말단 메틸하이드로겐폴리실록산,
(b) 트리메틸실록시-종결된 폴리디메틸실록산-메틸하이드로겐실록산,
(c) 디메틸하이드로겐실록시-종결된 디메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 공중합체,
(d) 디메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 고리형 공중합체,
(e) (CH3)2HSiO1/2 단위, (CH3)3SiO1/2 단위, 및 SiO4/2 단위로 구성된 공중합체 및/또는 실리콘 수지,
(f) (CH3)2HSiO1/2 단위 및 SiO4/2 단위로 구성된 공중합체 및/또는 실리콘 수지,
(g) 분자당 3 내지 10개의 실리콘 원자를 갖는 메틸하이드로겐실록산 사이클릭 단독중합체;
대안적으로, 가교제인 성분 (ii)는 충전제, 예를 들어 상기 중 하나로 처리된 실리카 및 이들의 혼합물일 수 있다.
일 실시예에서 성분 (ii)는, 양 분자 말단에서 트리메틸실록시기로 캡핑된 메틸하이드로겐폴리실록산; 양 분자 말단에서 트리메틸실록시기로 캡핑된 디메틸실록산과 메틸하이드로겐실록산의 공중합체; 양 분자 말단에서 디메틸하이드로겐실록시기로 캡핑된 디메틸실록산; 양 분자 말단에서 디메틸하이드로겐실록시기로 캡핑된 디메틸실록산과 메틸하이드로겐실록산의 공중합체로부터 선택된다.
성분 (ii)의 분자당 적어도 2개, 또는 적어도 3개의 실리콘-결합된 수소 원자를 갖는 유기하이드로겐실록산은 일반적으로 다중-부분 실리콘 폼 조성물(즉, 부분 A 및 부분 B가 함께 혼합된 후)에 존재하여, 성분 (ii)의 실리콘-결합된 수소 원자의 총 수 대 성분 (i)의 알케닐 및/또는 알키닐 기의 총 수의 몰비는 0.5:1 내지 20:1이도록 한다. 이 비율이 0.5:1 미만인 경우, 양호하게-경화된 조성물이 수득되지 않는다. 상기 비율이 20:1을 초과하는 경우, 가열될 때 경화된 조성물의 경도가 증가하는 경향이 있다. 바람직하게는 성분 (ii)의 실리콘-결합된 수소 원자 대 알케닐/알키닐 기, 대안적으로 성분 (i)의 알케닐 기의 몰비가 0.7:1.0 내지 5.0:1.0, 바람직하게는 0.9:1.0 내지 2.5:1.0, 및 가장 바람직하게는 0.9:1.0 내지 2.0:1.0 범위가 되도록 하는 양이다.
성분 (ii)의 실리콘-결합된 수소(Si-H) 함량은 ASTM E168에 따라 정량적 적외선 분석을 사용하여 결정된다. 본 발명의 경우에, 규소-결합된 수소 대 알케닐(비닐) 및/또는 알키닐 비는 하이드로실릴화 경화 공정에 따를 때 중요하다. 일반적으로, 이는 다중-부분 실리콘 폼 조성물 내의 알케닐기, 예를 들어 비닐 [V]의 총 중량% 및 조성물 내의 실리콘 결합된 수소 [H]의 총 중량%를 계산함으로써 결정되고, 수소의 분자량이 1이고 비닐이 27인 것을 고려하면, 실리콘 결합된 수소 대 비닐의 몰비는 27[H]/[V]이다.
통상적으로, 성분 (i) 내의 불포화 기의 수 및 성분 (ii) 내의 Si-H 기의 수에 따라, 성분 (ii)는 실리콘 폼 조성물의 0.1 내지 10 중량%, 대안적으로 실리콘 폼 조성물의 0.1 내지 7.5 중량 %, 대안적으로 0.5 내지 7.5 중량 %, 추가로 대안적으로 실리콘 폼 조성물의 0.5 내지 5 중량%의 양으로 존재할 것이다.
다중-부분 실리콘 폼 조성물의 성분 (iii)은 백금족 금속 또는 이의 화합물을 포함하거나 이로 이루어진 하이드로실릴화 촉매이다. 이들은 일반적으로 백금족 금속(백금, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 이리듐 및 팔라듐) 또는 이러한 금속 중 하나 이상의 화합물의 촉매로부터 선택된다. 대안적으로, 하이드로실릴화 반응에서 이들 촉매의 높은 활성 수준으로 인해 백금 및 로듐 화합물이 바람직하며, 백금 화합물이 가장 바람직하다. 하이드로실릴화(또는 첨가) 반응에서 본원의 성분 (iii)와 같은 하이드로실릴화 촉매는 불포화 기, 일반적으로 알케닐기, 예를 들어 비닐과 Si-H기 사이의 반응을 촉매한다.
성분 (iii)의 하이드로실릴화 촉매는 백금족 금속, 담체, 예컨대 활성탄, 금속 산화물, 예컨대 산화알루미늄 또는 이산화실리콘, 실리카겔 또는 분말 차콜(charcoal) 상에 침착된 백금족 금속, 또는 백금족 금속의 화합물 또는 착물일 수 있다. 바람직하게는 백금족 금속은 백금이다.
성분 (iii)의 바람직한 하이드로실릴화 촉매의 예는 백금 기반 촉매, 예를 들어 백금 블랙, 백금 산화물(Adams 촉매), 다양한 고체 지지체 상의 백금, 클로로백금산, 예를 들어 헥사클로로백금산(Pt 산화 상태 IV)(Speier 촉매), 알코올(예: 이소옥탄올 또는 아밀 알코올) 용액의 클로로백금산(Lamoreaux 촉매), 및 에틸렌계 불포화 실리콘-결합 탄화수소기를 함유하는 올레핀 및 유기실록산과 같은 에틸렌계 불포화 화합물과 클로로백금산의 착물, 예를 들어 테트라-비닐-테트라메틸사이클로테트라실록산-백금 착물(Ashby 촉매)이다. 사용될 수 있는 가용성 백금 화합물은 예를 들어, 화학식 (PtCl2.(올레핀)2 및 H(PtCl3.올레핀)의 백금-올레핀 착물을 포함하고, 이와 관련하여, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알켄, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 부텐 및 옥텐의 이성질체 또는 5 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알칸, 예를 들어, 사이클로펜텐, 사이클로헥센 및 사이클로헵텐을 사용하는 것이 바람직하다. 다른 가용성 백금 촉매는 예를 들어, 화학식(PtCl2C3H6)2의 백금-사이클로프로판 착물, 헥사클로로백금산과 알코올, 에테르 및 알데하이드의 반응 생성물, 또는 이들의 혼합물, 또는 에탄올 용액 중의 중탄산나트륨의 존재 하에서의 헥사클로로백금산 및/또는 이의 전환 생성물과 비닐 함유 실록산, 예를 들어 메틸비닐사이클로테트라실록산의 반응 생성물이다. 인, 황 및 아민 리간드를 갖는 백금 촉매, 예를 들어 (Ph3P)2PtCl2; 및 sym-디비닐테트라메틸디실록산과 같은 비닐실록산과 백금의 착물이 또한 사용될 수 있다.
따라서, 성분 (iii)의 적합한 백금계 촉매의 구체적인 예는 하기를 포함한다:
(i) 미국 특허 제3,419,593호에 기재되어 있는, 에틸렌계 불포화 탄화수소기를 함유하는 유기실록산과 염화백금산과의 착물;
(ii) 6수화물 형태 또는 무수물 형태의 염화백금산;
(b) 염화백금산을 지방족 불포화 유기실리콘 화합물, 예를 들어 디비닐테트라메틸디실록산과 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득되는 백금 함유 촉매;
(iv) 미국 특허 제6,605,734호에 기술된 알켄-백금-실릴 착물, 예를 들어 (COD)Pt(SiMeCl2)2, 상기 식에서 "COD"는 1,5-사이클로옥타디엔임; 및/또는
(v) Karstedt's 촉매, 전형적으로 비닐 실록산 중합체 내의 1 중량%의 백금을 전형적으로 함유하는 백금 디비닐 테트라메틸 디실록산 착물. 역사적으로 톨루엔 및 유사한 유기 용매와 같은 용매가 대안으로 사용되어 왔지만 오늘날에는 비닐 실록산 중합체의 사용이 훨씬 선호되는 선택이다. 이들은 미국 특허 제3,715,334호 및 미국 특허 제3,814,730호에 기술되어 있다. 하나의 바람직한 실시예에서 성분 (iii)는 백금의 배위 화합물로부터 선택될 수 있다. 일 실시형태에서, 비닐 함유 실록산을 갖는 헥사클로로백금산 및 이의 전환 생성물, Karstedt's 촉매 및 Speier 촉매가 바람직하다.
하이드로실릴화 촉매의 촉매량은 일반적으로, 혼합된 부분 A 및 부분 B 조성물의 중량을 기준으로, 백금족 금속 중량의 0.01ppm 내지 250ppm(백만 부분당 부분); 또는, 혼합된 부분 A 및 부분 B 조성물의 중량을 기준으로, 0.01ppm 내지 150ppm, 대안적으로 0.01ppm 내지 100ppm, 대안적으로 0.01ppm 내지 90ppm, 대안적으로 0.01ppm, 내지 75ppm, 대안적으로 0.01ppm 내지 60ppm, 대안적으로 0.01ppm 내지 50ppm이다. 상기 범위는 상기 촉매 내의 금속 함량에만 또는 명시된 바와 같은 촉매 전체(이의 리간드를 포함함)에 관련될 수 있지만, 전형적으로 이들 범위는 상기 촉매 내의 금속 함량에만 관련된다. 상기 촉매는 단일 종으로서 또는 둘 이상의 상이한 종의 혼합물로서 첨가될 수 있다. 통상적으로, 촉매 패키지가 제공되는 형태/농도에 따라(즉, 실리콘 중합체에 함유된 경우), 존재하는 촉매/촉매 혼합물의 양은 조성물의 0.001 내지 3.0 중량%, 대안적으로 조성물의 0.001 내지 1.5 중량%, 대안적으로 조성물의 0.01 내지 1.5 중량%, 대안적으로 0.01 내지 0.1.0 중량% 범위 내일 것이다.
발포제
전술한 바와 같이, 본원의 공정에 사용되는 발포제는 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 공기, 이산화탄소, 질소 및/또는 이들의 혼합물과 같은 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 포함한다. 일반적으로 화학적 또는 물리적 발포제(즉, 전술한 바와 같은)로 지칭되는 발포제는 본 발명의 발포체를 생성하는 공정에 포함되지 않는다. 바람직하게는 사용되는 발포제는 공기, 이산화탄소, 질소 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.
앞서 정의된 바와 같이, 본원의 개시와 관련하여 의심의 여지를 없애기 위해, 가연성 가스는 공기 중에서 연소할(탈) 수 있는 가스이며; 가연성 가스는 화염에 노출시 주위 온도에서 쉽게 점화할 수 있는 연소 가능한 가스이다. 따라서, 본 개시에 대해, 공기, 압축 공기 및 산소는 산화제로서 작용하고 가연성 가스와의 연소를 도울 수 있음에도 불구하고 그 자체로는 불연성이다. 수소와 같은 가연성 가스와 이전에 제안된 물리적 발포제 중 일부는 공기와 적절한 비율로 혼합되면 폭발할 수 있다. 임의의 이러한 가연성 가스, 특히 수소와 같이 정상적인 사용 시 잠재적으로 폭발할 수 있는 것으로 간주되는 가스는 본원의 사용에서 제외된다. 불활성 가스는 전혀 가연성이 아니며, 여기에는 앞서 언급한 이산화탄소와 질소뿐만 아니라 대부분의 비활성 가스(예: 헬륨)도 포함된다.
선택적인 첨가제(들)
다중-부분 실리콘 폼 조성물은 선택적으로 추가적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 원하는 대로 부분 A 또는 부분 B 조성물, 또는 둘 모두에 존재할 수 있는 데, 상기 첨가제가 본원에 기술된 공정 동안 다중-부분 실리콘 폼 조성물이 경화 및/또는 발포되는 것을 방지하지 않는 경우이다. 다중-부분 조성물에 혼입될 수 있는 적합한 첨가제의 예에는, 예를 들어, 하이드로실릴화 반응 억제제, 수지 폼 안정제, 하나 이상의 보강 또는 비보강 충전제, 난연제, 열 전도성 충전제, 단열 첨가제, 안료 및/또는 하나 이상의 계면활성제가 포함된다.
선택적 하이드로실릴화 반응 억제제
본원에 기재된 바와 같은 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 하나 이상의 선택적 하이드로실릴화 반응 억제제를 또한 포함할 수 있다. 특히 보관 동안의 하이드로실릴화 반응 경화 과정을 방지하거나 지연시키기 위해 하이드로실릴화 반응 억제제가, 필요한 경우, 사용된다. 백금 기반 촉매의 선택적 하이드로실릴화 반응 억제제는 당업계에 잘 알려져 있으며, 하이드라진, 트리아졸, 포스핀, 메르캅탄, 유기 질소 화합물, 아세틸렌 알코올, 실릴화 아세틸렌 알코올, 말레에이트, 푸마레이트, 에틸렌계 또는 방향족 불포화 아미드, 에틸렌계 불포화 이소시아네이트, 올레핀계 실록산, 불포화 탄화수소 모노에스테르 및 디에스테르, 공액 엔-인(ene-yne), 하이드로퍼옥사이드, 니트릴, 및 디아지리딘을 포함한다. 미국 특허 제3989667호에 기재된 바와 같은 알켄일-치환된 실록산이 사용될 수 있으며, 그 중 사이클릭 메틸비닐실록산이 바람직하다.
공지된 하이드로실릴화 반응 억제제의 한 부류는 미국 특허 제3445420호에 개시된 아세틸렌계 화합물이다. 아세틸렌 알코올, 예를 들어 2-메틸-3-부틴-2-올은 25℃에서 백금 함유 촉매의 활성을 억제하는 바람직한 부류의 억제제를 구성한다. 이러한 억제제를 함유하는 조성물은 전형적으로, 실제 속도로 경화시키기 위해 70℃ 이상의 온도에서의 가열을 필요로 한다.
아세틸렌계 알코올 및 이의 유도체의 예는 1-에티닐-1-사이클로헥산올(ETCH), 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-부틴-1-올, 3-부틴-2-올, 프로파길 알코올, 1-페닐-2-프로핀-1-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐사이클로펜탄올, 3-메틸-1-펜텐-4-인-3-올, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 아세틸렌 알코올의 유도체는 적어도 하나의 규소 원자를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
존재하는 경우, 하이드로실릴화 반응 억제제 농도는 촉매(iii)의 금속 1몰당 하이드로실릴화 반응 억제제 1몰 정도로 낮을 수 있으며, 일부 경우에는 여전히 만족스러운 보관 안정성 및 경화 속도를 제공할 것이다. 다른 경우에서, 촉매 금속 1몰당 최대 억제제 500몰의 하이드로실릴화 반응 억제제 농도가 필요하다. 특정 조성물 내의 특정 하이드로실릴화 반응 억제제에 대한 최적 농도는 일상적인 실험에 의해 용이하게 결정된다. 상기 조성물 내에 존재하는 경우, 선택된 하이드로실릴화 반응 억제제가 제공되는/상업적으로 입수 가능한 농도 및 형태에 따라, 상기 억제제는 통상적으로, 상기 조성물의 0.0125 내지 10 중량 %의 양으로 존재한다.
일 실시예에서, 존재하는 경우 억제제는 1-에티닐-1-사이클로헥산올(ETCH) 및/또는 2-메틸-3-부틴-2-올로부터 선택되고 조성물의 0 초과 내지 0.1 중량%의 양으로 존재한다.
수지 폼 안정제
조성물은 수지 폼 안정제로서 유기폴리실록산 수지("수지")를 추가로 포함할 수 있다. 수지는 분지형 또는 3차원 네트워크 분자 구조를 갖는다. 실온에서, 수지상 유기폴리실록산은 액체 또는 고체 형태일 수 있으며, 선택적으로, 수지를 가용화 및/또는 분산시킬 수 있는 담체 중에 분산될 수 있다.
구체적인 실시예에서, 수지성 오르가노폴리실록산은 T 단위만을 포함하는 오르가노폴리실록산, T 단위 및 다른 실록시 단위(예: M, D 및/또는 Q 실록시 단위)를 조합하여 포함하는 오르가노폴리실록산, 또는 Q 단위 및 다른 실록시 단위(즉, M, D 및/또는 T 실록시 단위)를 조합하여 포함하는 오르가노폴리실록산으로 예시될 수 있다. 통상적으로, 수지는 T 단위 및/또는 Q 단위를 포함한다. 구체적인 예는 알케닐화 실세스퀴옥산 또는 MQ 수지, 예를 들어 비닐 말단 실세스퀴옥산 또는 MQ 수지이다.
예를 들어, 수지는 하기 화학식의 다중 단위로부터 형성될 수 있다:
R5 f''SiO(4-f'')/2
여기서, 각각의 R5는 1 내지 20개의 탄소 원자의 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소 기, 예를 들어, 알킬 기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 헥실, 옥틸, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 및 옥타데실, 또는 6 내지 20개의 탄소를 갖는 방향족 기, 예컨대 비닐, 프로페닐, n-부테닐, t-부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 옥테닐 등이고, 각 f"는 0부터 3까지이다. 수지가 T 수지인 경우, 대부분의 기는 f"를 1로 갖고, 수지가 MQ 수지인 경우, 이전에 논의된 바와 같이 f"가 0(Q 기) 또는 3(M 기)인 기로 주로 구성된다.
추가 첨가제는 또한 보강 및/또는 비보강(때때로 연장이라고 함) 충전제를 포함할 수 있다. 보강 충전제의 예는 쌀겨재 및 어느 정도까지의 탄산칼슘을 포함하여 고표면적 흄드 및 침강 실리카를 포함한다. 성분(II)의 보강 충전제는 건식 실리카 콜로이드 실리카 및/또는 침강 실리카 및/또는 적합한 실리콘 수지로 예시될 수 있다.
상대적으로 높은 표면적으로 인해 침강 실리카, 흄드 실리카 및/또는 콜로이드 실리카가 특히 바람직하며, 이는 통상적으로 적어도 50 m²/g(ISO 9277: 2010에 따른 BET 방법)이다. 표면적이 50 내지 450 m²/g(ISO 9277: 2010에 따른 BET 방법)인, 대안적으로 50 내지 300 m²/g(ISO 9277: 2010에 따른 BET 방법)인 충전제가 전형적으로 사용된다. 침강 실리카 및/또는 흄드 실리카도 미분되어 있기 때문에 바람직하다. 이러한 모든 유형의 실리카는 상업적으로 입수 가능하다.
비보강 충전제의 예는 파쇄된 석영, 규조토, 황산바륨, 산화철, 이산화티타늄 및 카본 블랙, 활석, 및 규회석을 포함한다. 단독으로 또는 상기에 더하여 사용될 수 있는 다른 충전제에는 탄소 나노튜브, 예를 들어 다중벽 탄소 나노튜브 알루미나이트, 황산칼슘(경석고), 석고, 황산칼슘, 탄산마그네슘, 점토, 예컨대 카올린, 삼수산화알루미늄, 수산화마그네슘(수활석), 흑연, 탄산구리, 예를 들어 공작석, 탄산니켈, 예를 들어 자라카이트(zarachite), 탄산바륨, 예를 들어 독중석 및/또는 탄산스트론튬, 예를 들어 스트론티아나이트가 포함된다. 또 다른 대안적 충전제는 산화알루미늄, 하기로 이루어진 군으로부터의 실리케이트를 포함한다: 감람석군; 석류석군; 알루미노규산염; 고리 규산염; 사슬 규산염; 및 시트 규산염.
충전제가 존재하는 경우 그 충전제는, 선택적으로, 소수성 처리제로 표면 처리될 수 있다. 처리제 및 처리 방법은 당업계에서 이해된다. 충전제(들)의 표면 처리는 통상적으로, 예를 들어 지방산 또는 지방산 에스테르, 예를 들어 스테아레이트를 사용하여, 또는 오르가노실란, 오르가노실록산, 또는 오르가노실라잔, 예를 들어 헥사메틸디실라잔(HMDZ)과 같은 헥사알킬 디실라잔 또는 단쇄 실록산 디올을 사용하여 수행된다. 일반적으로, 표면 처리는 충전제(들)를 소수성이 되게 하므로, 취급하기에 그리고 조성물 내의 다른 성분들과의 균질한 혼합물을 얻기에 더 쉽게 만든다. 실란, 예컨대 R7 eSi(OR6)4-e는 또한 충전제용 처리제로 사용될 수 있으며, 여기서 R7은 6 내지 20개의 탄소 원자의 치환 또는 비치환 1가 탄화수소기, 예를 들어, 헥실, 옥틸, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 및 옥타데실과 같은 알킬기이고 벤질 및 페닐에틸과 같은 아르알킬기이며, R6은 1 내지 6개의 탄소 원자의 알킬기이고, 하첨자 "e"는 1, 2, 또는 3이다.
본원에 기재된 공정에 사용되는 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 규회석, 알루미늄 삼수화물, 수산화마그네슘, 할로이사이트, 해티타이트 하이드로마그네사이트, 팽창성 흑연, 붕산아연, 운모 또는 흄드 실리카의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 난연성 충전제를 포함할 수 있다. 이들은 또한 전술한 바와 같이 보강 또는 비보강 충전제로서 기능할 것이다. 상기 난연성 충전제는, 존재하는 경우, 선택적으로 보강 충전제 및 비보강 충전제에 대해 상기 기재된 유형의 처리제로 표면 처리될 수 있다.
열전도성 충전제
본원에 기재된 공정에 사용되는 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 적어도 하나의 열 전도성 충전제를 포함할 수 있다.
임의의 적합한 열 전도성 충전제가 필요할 때 이용될 수 있다. 예에는-
금속, 예를 들어 비스무트, 납, 주석, 안티몬, 인듐, 카드뮴, 아연, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 철 및 실리콘 금속;
합금, 예를 들어 비스무트, 납, 주석, 안티몬, 인듐, 카드뮴, 아연, 은, 알루미늄, 철 및/또는 실리콘 중 하나 이상의 합금; 예를 들어, Fe-Si 합금, Fe-Al 합금, Fe-Si-Al 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Ni 합금, Fe-Ni-Co 합금, Fe-Ni-Mo 합금, Fe -Co 합금, Fe-Si-Al-Cr 합금, Fe-Si-B 합금 및 Fe-Si-Co-B 합금;
페라이트, Mn-Zn 페라이트, Mn-Mg-Zn 페라이트, Mg-Cu-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트, 및 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Cu-Zn 페라이트;
금속 산화물, 예컨대 산화알루미늄(알루미나), 산화아연, 산화실리콘, 산화마그네슘, 산화베릴륨, 산화크롬 및 산화티타늄;
금속 수산화물, 예컨대 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화바륨 및 수산화칼슘;
질화알루미늄 및 질화실리콘을 포함하는, 질화붕소와 같은 금속 질화물;
탄화붕소 및 탄화티타늄를 포함하는, 탄화실리콘과 같은 금속 탄화물; 및
금속 규화물, 예컨대 규화마그네슘, 규화티타늄, 규화지르코늄, 규화탄탈륨, 규화니오븀, 규화크롬, 및 규화텅스텐 및 규화몰리브덴.
단열 첨가제
단열 첨가제는, 통상적으로 생성되는 실리콘 폼 생성물의 단열 특성을 개선하기 위해, 다중-부분 실리콘 폼 조성물에 낮은 열전도율을 부여할 수 있는 임의의 적합한 첨가제일 수 있다. 이들은 예를 들어 에어로겔 및 팽창 펄라이트, 소성 점토, 운모 및 유리, 중합체 또는 세라믹과 같은 중공 미세구, 예를 들어, 3M의 세노스피어, 플라이애시 및 Z-light Spheres™와 같은 세라믹 미세구; 및/또는 건조 분말 형태이거나 수성 담체에 분산될 수 있는 아크릴 재료의 중합체 또는 공중합체(예: Rohon and Haas 및 Dow Chemical Company에서 상표 Rhopaque™로 판매하는 제품)와 같은 유기 중합체 복합물을 기반으로, 또는 비닐리덴 클로라이드와 아크릴로니트릴의 공중합체(예: Expancel, Inc.의 Expancel™)를 기반으로 하는 미세구를 포함할 수 있다.
선택적인 안료/착색제
본원에 기재된 바와 같은 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 필요한 경우 첨가될 수 있는 하나 이상의 안료 및/또는 착색제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 안료 및/또는 착색제는 유색, 백색, 흑색, 금속 효과 및 발광성, 예를 들어 형광성 및 인광성일 수 있다.
적합한 백색 안료 및/또는 착색제는 이산화티타늄, 산화아연, 산화납, 황화아연, 리토폰, 산화지르코늄, 산화안티몬을 포함한다.
적합한 비백색 무기 안료 및/또는 착색제는 산화철 안료, 예를 들어 침철광, 레피도크로사이트, 적철광, 마그헤마이트 및 자철석 흑색 산화철, 황색 산화철, 갈색 산화철 및 적색 산화철; 청색 철 안료; 산화크롬 안료; 카드뮴 안료, 예를 들어 카드뮴 옐로우, 카드뮴 레드, 및 카드뮴 진사; 비스무스 안료, 예를 들어 비스무스 바나데이트, 비스무스 바나데이트 몰리브데이트; 혼합 금속 산화물 안료, 예를 들어 코발트 티타네이트 그린; 크로메이트 및 몰리브데이트 안료, 예를 들어 크롬 옐로우, 몰리브데이트 레드, 및 몰리브데이트 오렌지; 군청색 안료; 산화코발트 안료; 니켈 안티몬 티타네이트; 납 크롬; 카본 블랙; 램프블랙 및 금속 효과 안료, 예를 들어 알루미늄, 구리, 산화구리, 청동, 스테인레스 스틸, 니켈, 아연 및 황동을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
적합한 유기 비백색 안료 및/또는 착색제는 프탈로시아닌 안료, 예를 들어 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린; 모노아릴리드 옐로우, 디아릴리드 옐로우, 벤즈이미다졸론 옐로우, 헤테로사이클릭 옐로우, DAN 오렌지, 퀴나크리돈 안료, 예를 들어 퀴나크리돈 마젠타 및 퀴나크리돈 바이올렛; 유기 레드, 예를 들어 금속화된 아조 레드, 비금속화된 아조 레드 및 기타 아조 안료, 모노아조 안료, 디아조 안료, 아조 안료 레이크, β-나프톨 안료, 나프톨 AS 안료, 벤즈이미다졸론 안료, 디아조 축합 안료, 이소인돌리논 및 이소인돌린 안료, 다환 안료, 페릴렌 및 페리논 안료, 티오인디고 안료, 안트라피리미돈 안료, 플라반트론 안료, 안탄트론 안료, 디옥사진 안료, 트리아릴카보늄 안료, 퀴노프탈론 안료 및 디케토피롤로 피롤 안료를 포함한다.
전형적으로, 상기 안료 및/또는 착색제는, 미립자일 때, 평균 입경이 10 nm 내지 50 μm 범위, 바람직하게는 40 nm 내지 2 μm 범위이다. 존재하는 경우, 상기 안료 및/또는 착색제는 상기 조성물의 2 중량%, 대안적으로 3 중량%, 대안적으로 5 중량% 내지 상기 조성물의 20 중량%, 대안적으로 15 중량%, 대안적으로 10 중량%의 범위로 존재한다.
계면활성제
임의의 적합한 계면활성제(들)가 본원에 기재된 방법에 사용되는 다중-부분 실리콘 폼 조성물에 이용될 수 있다. 이들은 예를 들어 하나 이상의 음이온성, 비이온성, 양쪽성 및/또는 양이온성 계면활성제, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
적합한 계면활성제(때때로 "발포 보조제"라고도 함)에는 실리콘 폴리에테르, 산화에틸렌 중합체, 산화프로필렌 중합체, 산화에틸렌과 산화프로필렌의 공중합체 및 이들의 조합이 포함된다. 다중-부분 실리콘 폼 조성물이 퍼플루오르화 폴리에테르, 즉 하기 화학식의 반복 단위를 갖는 것과 같은 유기 또는 실리콘 함유일 수 있는 플루오르화 계면활성제를 포함하는 경우/요구된다면:
또는 및 이러한 단위들의 혼합물을 갖는 것일 수 있다.
대안적으로, 플루오르화 계면활성제는 실리콘 함유 플루오르화 계면활성제, 예를 들어 불소가 결합된 유기 라디칼을 함유하는 오르가노폴리실록산, 예를 들어 하기 화학식의 반복 단위를 갖는 실록산일 수 있다:
또는 .
본원의 조성물에 플루오르화 계면활성제를 첨가하는 것은 경화된 폼 비중력을 감소시키는 데 이용될 수 있다. 일반적으로, 조성물에서 플루오르화 계면활성제의 양을 증가시키면 폼의 비중을 감소시킨다. 이는 망이 형성되고 경화되는 동안 계면활성제가 기포를 안정화시키는 느린 경화 시스템의 경우에 특히 들어맞는다.
음이온성 계면활성제는 알칼리 금속 알킬 설페이트, 예를 들어 소듐 라우릴 설페이트; 지방 알코올 에테르 설페이트(FAES); 알킬 페놀 에테르 설페이트(APES); 카르복실산, 인산 및 설폰산 및 이들의 염 유도체; 알킬 카르복실레이트; 아실 락틸레이트; 알킬 에테르 카르복실레이트; n-아실 사르코시네이트; n-아실 글루타메이트; 지방산-폴리펩티드 축합물; 알칼리 금속 설포리시네이트; 지방산의 설폰화 글리세릴 에스테르, 예를 들어 코코넛 오일 산의 설폰화 모노글리세라이드; 설폰화 1가 알코올 에스테르의 염, 예를 들어 소듐 올레일이세티오네이트; 아미노 설폰산의 아미드, 예를 들어 올레일 메틸 타우라이드의 소듐 염; 지방산 니트릴의 설폰화 생성물, 예를 들어 팔미토니트릴 설포네이트; 설폰화 방향족 탄화수소, 예를 들어 소듐 알파-나프탈렌 모노설포네이트; 나프탈렌 설폰산과 포름알데하이드의 축합 생성물; 소듐 옥타하이드로안트라센 설포네이트; 8개 이상의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 에테르 설페이트; 탄소수 8개 이상의 알킬기를 1개 이상 갖는 알킬아릴술포네이트, 나트륨도데실벤젠술포네이트, 디옥틸술포숙시네이트, 나트륨폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산염, 디페닐술포네이트 유도체, 예를 들어, 나트륨 도데실 디페닐옥사이드 디설포네이트 및 tert-옥틸페녹시에톡시폴리(39)에톡시에틸 설페이트의 나트륨염을 포함한다.
상업적으로 입수 가능하고 본원에서 유용한 음이온성 계면활성제는 다음을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다: POLYSTEP™ A4, 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-STEP™ ML40, MC48; STEPANOL™ MG; STEPAN CO., Chicago, IL에 의해 생산된 모든 것; HOECHST CELANESE에 의해 생산된 HOSTAPUR™ SAS; W.R.GRACE & CO., Lexington, Ma에 의해 생산된 HAMPOSYL™ C30 및 L30.
비이온성 계면활성제는 다음을 포함한다: 에톡실화된 알킬 폴리에틸렌 글리콜 에테르와 같은 폴리에톡실레이트; 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르; 폴리옥시알킬렌 소르비탄 에스테르; 폴리옥시알킬렌 에스테르; 폴리옥시알킬렌 알킬페닐 에테르, 에톡실화 아미드; 에톡실화 알코올; 에톡실화 에스테르; 폴리소르베이트 에스테르; 프로폭시화 알코올과 같은 폴리옥시프로필렌 화합물; 에톡실화/프로폭실화 블록 중합체 및 프로폭실화 에스테르; 알칸올아미드; 아민 산화물; 에틸렌 글리콜 에스테르, 디에틸렌 글리콜 에스테르, 프로필렌 글리콜 에스테르, 글리세릴 에스테르, 폴리글리세릴 지방산 에스테르, 소르비탄 에스테르, 자당 에스테르 및 포도당 에스테르와 같은 다가 알코올의 지방산 에스테르. 상업용 비이온성 계면활성제는 다음을 포함한다: 예를 들어, The Dow Chemical Company(Midland, Michigan)에 의해 생산된 TERGITOL™ TMN-6, TERGITOL™ 15S40, TERGITOL™ 15S9, TERGITOL™ 15S12, TERGITOL™ 15S15 및 TERGITOL™ 15S20, 및 TRITON™ X405; Croda(영국)에 의해 생산된 BRIJ™ 30 및 BRIJ™ 35; STEPAN COMPANY(Chicago, IL)에 의해 생산된 MAKON™ 10; 및 Akzo Nobel Surfactants(Chicago, IL)에 의해 생산된 ETHOMID™ O/17.
양쪽성 계면활성제는 글리시네이트, 베타인, 설타인 및 알킬 아미노프로피오네이트를 포함한다. 이들은 코코암프글리시네이트, 코코암포카복시-글리시네이트, 코코아미도프로필베타인, 라우릴 베타인, 코코아미도프로필히드록시설타인, 라우릴설타인 및 코코암포디프로피오네이트를 포함한다.
상업적으로 입수 가능하고 본원에서 유용한 양쪽성 계면활성제는, 예를 들어, SHEREX CHEMICAL CO.(Dublin, OH)에 의해 생산된 REWOTERIC™ AM TEG, AM DLM-35, AM B14 LS, AM CAS 및 AM LP를 포함한다.
양이온성 계면활성제는 다음을 포함한다: 지방족 지방 아민 및 그의 유도체, 예를 들어, 도데실아민 아세테이트, 옥타데실아민 아세테이트 및 탤로우 지방산의 아민의 아세테이트;
지방 사슬을 갖는 방향족 아민의 동족체, 예를 들어 도데실아날린; 지방족 다이아민으로부터 유도된 지방 아미드, 예를 들어 운데실이미다졸린; 이치환된 아민으로부터 유도된 지방 아미드, 예를 들어 올레일아미노다이에틸아민; 에틸렌 다이아민의 유도체;
4차 암모늄 화합물, 예를 들어, 탤로우 트라이메틸 암모늄 클로라이드, 다이옥타데실다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이도데실다이메틸 암모늄 클로라이드 및 다이헥사데실다이메틸 암모늄 클로라이드; 아미노 알코올의 아미드 유도체, 예를 들어 베타-하이드록시에틸스테아릴 아미드; 장쇄 지방산의 아민 염; 이치환된 다이아민의 지방 아미드로부터 유도된 4차 암모늄 염기, 예를 들어 올레일벤질아미노에틸렌 다이에틸아민 하이드로클로라이드; 벤즈이미다졸린의 4차 암모늄 염기, 예를 들어 메틸헵타데실 벤즈이미다졸 하이드로브로마이드; 피리디늄 및 그 유도체의 염기성 화합물, 예를 들어 세틸피리디늄 클로라이드; 설포늄 화합물, 예를 들어 옥타데실설포늄 메틸 설페이트; 베타인의 4차 암모늄 화합물, 예를 들어 다이에틸아미노 아세트산과 옥타데실클로로메틸 에테르의 베타인 화합물; 에틸렌 다이아민의 우레탄, 예를 들어, 스테아르산과 다이에틸렌 트라이아민의 축합 생성물; 폴리에틸렌 다이아민 및 폴리프로판올폴리에탄올 아민이다.
상업적으로 이용 가능하고 본원에서 유용한 양이온성 계면활성제에는, 예를 들어, ARQUAD™ T27W, ARQUAD™ 16-29, ARQUAD™ C-33, ARQUAD™ T50, ETHOQUAD™ T/13 ACETATE가 포함되며, 모두 Akzo Nobel Surfactants(Chicago, IL)에서 제조된다.
존재하는 경우, 하나 이상의 계면활성제는 일반적으로 조성물의 0.1 중량% 내지 15 중량%, 대안적으로 0.1 중량% 내지 11 중량%의 수준으로 본원의 조성물에 존재할 것이다.
부분 A 조성물 및 부분 B 조성물은 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 예로서,
부분 A 조성물은, 예를 들어, 전술한 바와 같은 성분 (i), 성분 (iii)에 따른 하나 이상의 중합체, 및 계면활성제, 안료 또는 착색제 및/또는 MQ 수지 발포체 안정제와 같은 앞서 언급한 선택적인 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
부분 B 조성물은, 예를 들어, 전술한 바와 같은 성분 (i), 성분 (ii)에 따른 하나 이상의 중합체, 및 계면활성제, 안료 또는 착색제 및/또는 MQ 수지 발포체 안정제와 같은 앞서 언급한 선택적인 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
선택적 충전제가 부분 A 또는 부분 B의 조성물에 존재하는 경우, 통상적으로 성분 (i) 중합체 및 상기 충전제를 포함하는 염기는 초기에 제조될 것이다. 필요한 경우 및 전처리되지 않은 경우, 충전제는 염기의 제조 동안 전술한 바와 같이 소수성화제로 현장에서 소수성으로 처리될 수 있다. 이어서, 염기의 제조 후에 나머지 성분을 상기 염기로 도입할 것이다. 부분 A 및 부분 B 중 하나 또는 둘 모두에 충전제가 존재하지 않는 경우, 성분은 임의의 첨가 순서로, 선택적으로 마스터 배치와 함께, 그리고 선택적으로 전단 하에 혼합될 수 있다.
각각의 부분 A 및 부분 B 조성물은 25℃에서 200 내지 50,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 50,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 30,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 20,000mPa.s, 대안적으로 25℃에서 500 내지 10,000mPa.s의 점도를 갖는다.
폼
많은 구현예에서, 발포체는 폐쇄-셀 발포체이다. 다양한 실시예에서, 상기 폼은 보다 크고 1.2 미만(<), 대안적으로 < 1.0, 대안적으로 < 0.9, 대안적으로 < 0.8, 대안적으로 < 0.7, 대안적으로 < 0.6, 대안적으로 < 0.5, 대안적으로 < 0.45, 대안적으로 < 0.4, 대안적으로 < 0.35, 대안적으로 < 0.3, 대안적으로 < 0.25, 대안적으로 < 0.2, 대안적으로 < 0.15, 대안적으로 < 0.1, 및 대안적으로 < 0.05의 비중을 갖는다.
비중이 너무 높으면, 폼은 특정 응용 분야에서 너무 무겁거나 뻣뻣할 수 있다. 밀도가 너무 낮은 경우, 폼은 특정 응용에 대해 원하는 구조적 완전성이 없을 수 있다. 폼의 비중은 당업계에서 이해되는 방법을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 폼의 비중은, 저울 및 밀도 키트를 이용하고, 이러한 저울 및 키트와 관련된 표준 지침에 따라 아르키메데스 원리를 통해 측정될 수 있다. 적합한 저울의 예는 밀도 키트가 있는 Mettler-Toledo XS205DU 저울이다.
각종 구현예에서, 발포체는 일반적으로 크기 및/또는 모양이 균일한 기공을 갖는다. 특정 실시예에서, 폼은 0보다 크고 5 밀리미터 이하(≤), 대안적으로 ≤ 2.5 밀리미터, 대안적으로 ≤ 1 밀리미터, 대안적으로 ≤ 0.5 밀리미터, 대안적으로 ≤ 0.25 밀리미터, 대안적으로 ≤ 0.1 밀리미터, 대안적으로 ≤ 0.05 밀리미터의 평균 기공 크기를 갖는다.
평균 기공 크기는 당업계에서 이해되는 방법을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 다음과 같이 수정된 ATSM 방법 D3576-15가 사용될 수 있다:(1) 스크린에 이미지를 투영하는 대신 광학 또는 전자 현미경을 사용하여 폼을 이미지화하고;(2) 30mm 선을 긋기 보다는 15개 초과의 셀에 걸쳐 있는 기지의 길이의 선을 긋는다.
다중-부분 조성물
본 개시는 또한 다중-부분 실리콘 폼 조성물, 통상적으로 2-부분 조성물(가스 발포제를 제외함)에 관한 것이다. 그러한 2-부분 조성물은 제1 부분(부분 A) 및 제2 부분(부분 B)을 포함한다. 부분 A는 적어도 성분 (i) 및 (iii)을 포함하고, 부분 B는 적어도 성분 (i) 및 (ii)를 포함하며, 부분 A에는 성분 (ii) 가교제가 없고 부분 B에는 성분 (iii) 촉매가 없다. 전술한 바와 같이, 조성물의 부분 A 및 B는 다중-부분 실리콘 폼 조성물의 조기 반응을 방지하고, 취급 및 보관의 용이함, 조성물의 용이성 등을 위해 단계 (f)에서 동적 혼합기에 들어갈 때까지 별도로 유지된다. 통상적으로, 존재하는 경우 반응 억제제는 성분 (ii)와 함께 부분 B에 존재하지만, 그렇지 않은 경우, 상기 기재된 바와 같은 조성물의 각각의 다른 선택적인 성분은 부분 A 및 부분 B 중 하나 또는 둘 모두에 포함될 수 있거나, 원하는 경우 (시스템이 3개 이상의 부분 시스템일 수 있도록) 두 부분과 별개로 하나 이상의 추가 부분에 도입될 수 있다.
방법
전술한 바와 같이, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
(a) 부분 A 조성물과 부분 B 조성물을 각자의 혼합 용기에 도입하고 혼합하는 단계;
(b) 단계 (a)의 상기 부분 A 및 부분 B 조성물을 각각 펌핑 수단을 통해 소정의 속도로 분배 밸브 수단으로 수송하는 단계;
(c) 0℃(영℃) 및 대기압에서 가스인 적어도 하나의 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)를 포함하는 가스 발포제를 계량 가스 밸브를 통해 소정의 속도로 상기 분배 밸브 수단으로 동시에 수송하는 단계;
(d) 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제1 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 A 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 A 조성물을 형성하는 단계;
(e) 단계 (d)와 동시에 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제2 상기 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 B 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 형성하는 단계;
(f) 단계 (d) 및 (e)의 생성물을 상기 소정의 혼합 속도로 동적 혼합기 내로 수송하여 상기 발포제로 가압된 상기 부분 A 조성물과 상기 발포제로 가압된 상기 부분 B를 혼합하여 발포를 유발하여 그 안에 상기 부분 A 및 부분 B 조성물의 발포 경화성 혼합물을 형성하는 단계; 및
(g) 상기 단계 (f)의 생성된 경화성 혼합물을 분배하여 원하는 타깃 위로 또는 속으로 흐르도록 하고, 상기 발포 경화성 혼합물이 경화된 실리콘 폼 생성물로 경화될 수 있게 하는 단계를 포함하는, 방법.
단계 (a)의 경우에, 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물은 이들이 단계 (b)에서 소정의 속도로 계량될 수 있는 임의의 적합한 저장 용기에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 저장 용기는 각각의 조성물이 단계 (b)에서 소정의 속도로 계량되기 전에 균질한 것을 보장하도록 설계된 혼합 용기이다. 부분 A 및 B 조성물은 단계(a)에서 혼합될 수 없도록 서로 독립적으로 저장된다. 선택적으로 각 저장 용기는 부분 A 조성물과 부분 B 조성물이 원하는 온도 범위 내에서 독립적으로 유지될 수 있도록 온도 조절이 가능하다. 원하는 경우, 공정이 유휴 상태인 동안 계량기와 탱크 사이의 재료를 순환시키기 위해 재순환 시스템이 존재할 수 있다.
단계 (b)의 경우에, 임의의 적합한 펌핑 수단이 상기 저장 용기로부터 각각의 소정의 속도(들)에서 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물을 측정하는 데 사용될 수 있다. 저장 용기 및 계량 시스템은, 예를 들어, Graco Inc.의 흐름 제어 기능을 갖춘 Graco™ PR70f, 1:1 내지 12:1, 고정 비율 분배 시스템과 같은 단일 계량 장치에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 부분 A 및 부분 B 조성물에 대한 각각의 저장 용기로부터의 소정의 유량은, 나중에 공정에서 함께 혼합할 의도된 중량 비율에 따라, 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어 부분 A 조성물 및/또는 부분 B 조성물의 유속은 초당 1 입방센티미터(cc) 초과(>), 대안적으로 초당 >10cc, 가장 대안적으로 초당 >15cc일 수 있다. 일 실시예에서, 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물은 1 : 1 중량비로 혼합되며, 이 경우에 둘 모두는 동일한 유량을 갖는다.
부분 A 및 부분 B 조성물은 각각 단계 (d) 및 (e)의 분배 밸브 수단에 (동일한 장치의 상이한 부분을 포함할 수 있는) 각각의 계량 시스템(들)으로부터 전달된다.
단계 (d)에서, 부분 A 조성물은 소정의 속도로 계량 시스템으로부터 분배 밸브로 전달된다. 부분 A 조성물이 도입되는 분배 밸브는 적어도 제1 및 제2 유체 입구 포트, 유체 수용 챔버 및 출구 포트를 포함한다. 일 실시예에서, 부분 A 조성물은 적합한 진입 밸브, 예컨대 역방향 작용 밸브를 포함하는 제1 유체 입구 포트를 통해 유체 수용 챔버로 들어간다.
유사하게, 단계 (e)에서, 부분 B 조성물은 소정의 속도로 계량 시스템으로부터 분배 밸브로 전달된다. 부분 B 조성물이 도입되는 분배 밸브는 통상적으로 부분 A 조성물에 사용되는 것과 동일하고, 또한 적어도 제1 및 제2 유체 입구 포트, 유체 수용 챔버 및 출구 포트를 포함한다. 일 실시예에서, 부분 B 조성물은 적합한 진입 밸브, 예컨대 역방향 작용 밸브를 포함할 수 있는 제1 유체 입구 포트를 통해 유체 수용 챔버로 들어간다.
단계 (c)에서, 가스 발포제는 소정의 속도로 각각의 분배 밸브 수단으로 수송된다. 0℃(영℃) 및 대기압에서 가스인 불연성 및/또는 불활성 가스(즉, 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성)라는 필수 기준을 충족하는 적합한 가스를 사용할 수 있다. 하나의 대안에서, 가스 발포제는 공기, 이산화탄소, 질소 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
발포제는 각각의 분배 밸브로 도입되어, 각각의 제2 입구 포트를 통해 부분 A 조성물 또는 부분 B 조성물을 함유하는 유체 수용 챔버를 의미한다. 선택된 가스 발포제(들)는 임의의 적합한 범위, 예를 들어, 0.689 ㎪ 내지 20.68MPa(0.1psi ~ 3000psi), 대안적으로 0.689 ㎪ 내지 6.89MPa(0.1psi ~ 1000psi), 대안적으로 0.689 ㎪ 내지 3.48MPa(0.1psi ~ 500psi), 대안적으로 0.689 ㎪ 내지 1.379Mpa(0.1psi~200psi)의 범위의 유입 가스 발포제 가스 압력으로 각각의 분배 밸브 수단에서 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물을 가압하는 데 사용된다.
각각의 분배 밸브 수단에서 가스 발포제에 대한 각각의 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물의 노출은, 예컨대 온/오프 밸브를 통한 것과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 제어될 수 있다. 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물은 분배 밸브 수단에서 임의의 적합한 체류 시간을 가질 수 있지만, 체류 시간은 바람직하게는 0.01초 내지 5분, 바람직하게는 5분 미만, 대안적으로 2분 미만 체류 시간, 대안적으로 1분 미만 체류 시간이다. 일 실시예에서, 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물은 각각의 분배 밸브 수단에서 체류 시간 전체에 걸쳐 가스 발포제에 노출되고, 이러한 상기 체류 시간은 또한 가압 시간, 즉, 각각의 조성물이 분배 밸브 수단 내의 가스 발포제에 노출되는 기간과 동일할 수 있다. 본원의 일 실시예에서, 혼합 동안 생성된 실리콘 조성물의 비중은 상기 부분 A 및 부분 B 조성물의 유입 가스 압력 및 가스 노출 타이밍을 제어함으로써 제어될 수 있다. 이는 임의의 적합한 수단에 의해, 예를 들어, 발포제의 도입을 제한함으로써, 예를 들어, 분배 밸브 수단의 최대 압력에 도달하면 분배 밸브 수단으로 추가적인 가스 발포제를 방지하고, 압력 수준이 미리 결정된 값 아래로 떨어지면 상기 가스 발포제의 도입을 재개함으로써 달성될 수 있다. 체류 시간이 더 길 수 있지만, 가압된 부분 A와 부분 B 조성물이 함께 혼합되어 이후에 폼을 필요한 목표에 도포하는 데 사용되는 폼 조성물 분배기 헤드가 막힐 수 있는 경우, 훨씬 더 긴 혼합 시간을 초래하는 경향이 있음이 밝혀졌다.
분배 밸브 수단에서 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물의 체류 시간/가압 시간이 완료되면, 생성된 각각의 가압된 부분 A 및 부분 B 조성물은 상기 가압된 부분 A 및 부분 B 조성물을 혼합하여 경화성 실리콘 폼 조성물을 형성하고 상기 조성물에서 발포가 시작되도록 하기 위해 적합한 동적 혼합기로 옮겨진다. 가압된 부분 A 및 부분 B 조성물은 통상적으로 바람직하게는 상기 전달을 돕기 위해 추가적인 가스 가압을 필요로 하지 않거나, 대안적으로 명확하게 요구한다.
각각의 분배 밸브 수단은 임의의 적절한 분배 밸브 수단일 수 있으며 실제로 위에서 사용된 분배 밸브 수단 둘 다는, 예를 들어 Graco Inc.의 Graco™ Voltex™ 2-성분 다이내믹 믹스 밸브, 모델 번호 25T670와 같은, 단일 장비의 부분을 형성할 수 있으며, 이는 상기 발포제로 가압된 생성된 부분 A 조성물과 상기 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 동적 혼합기로 각각의 배출 포트를 통해 각각의 분배 밸브 수단 밖으로 공급하도록 설계된 두 개의 분리된 분배 밸브 수단을 포함하며, 여기서 상기 둘은 혼합되어 발포가 시작되는 경화성 실리콘 폼 조성물을 형성한다.
선택적으로, 분배 밸브 수단 중 어느 하나 또는 둘 모두는 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물이 각각의 펌프에 상주하면서 원하는 온도 범위 내에서 각각 유지될 수 있도록 제어 가능할 수 있다.
상기 동적 혼합기는 상기 가압된 부분 A 및 부분 B 조성물을 혼합하고 이에 의해 발포를 야기하기 위한 임의의 적합한 동적 혼합기일 수 있다. 일 실시예에서, 동적 혼합기는, 예를 들어, Graco Inc.로부터의 Graco™ 회전 혼합기 MR 13-12와 같은, 회전 혼합기이다. 바람직하게는 동적 혼합기가 회전 혼합기인 경우, 상기 회전 혼합기는 5rpm 내지 4000rpm의 속도로 회전할 수 있다.
동적 혼합기는 폼 조성물 분배기 헤드, 예컨대, 생성된 경화성 실리콘 폼 조성물이 상기 실리콘 폼 조성물이 의도되는 타겟 상에 또는 그 내로 분배되는 분배기 헤드 등을 포함할 수 있다. 상기 폼 조성물 분배기 헤드는 고정될 수 있거나 이동성일 수 있지만, 바람직하게는 폼 조성물 분배기 헤드 및 타겟은 서로에 대해 이동할 수 있는데, 즉, 분배 수단 또는 타겟 중 하나 또는 다른 것은 특히 하나가 제자리에 고정되는 경우 다른 것에 대해 이동할 수 있다. 원하는 경우, 본원에서 폼 조성물 분배기 헤드는 적합한 분배 팁을 포함할 수 있다. 존재할 때, 원하는 경우, 분배 팁은 분배 팁 게이지를 변화시킴으로써 본원에서 생성된 실리콘 폼 생성물의 셀 크기를 제어하는 데 이용될 수 있다.
제어 밸브, 예를 들어, 압력, 온도 또는 다른 제어 밸브는 본원에서 이용되는 장치 전반에 걸쳐 이용되어, 예를 들어 본 명세서의 공정에서 상이한 지점에서 압력을 제어하기 위해 공정을 제어할 수 있다. 유리하게는, 본원에 기재된 바와 같은 공정을 사용하여 생성된 폼의 다양한 특성이 공정의 상이한 양태를 제어함으로써 제어될 수 있다고 판단되었다. 이는 생성된 폼의 물리적 특성이 예를 들어 열전도율, 음향 임피던스, 및 폼 비중력과 같은 본원에서 연속 공정에 의해 생성된 폼의 사용자에 의해 추구되는 다양한 특성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 본원에 기재된 바와 같은 연속 공정에 매우 중요할 수 있다. 따라서, 본원에 기재된 바와 같은 연속 공정으로부터 생성되는 폼의 물리적 특성을 제어하는 능력을 갖는 것은 공정이 성공적이기 위해 중요하다. 예를 들어, 생성된 실리콘 폼 생성물의 상승은 분배 온도, 유량을 변화시키고/시키거나 발포제의 농도를 변화시킴으로써 상기 연속 공정에서 제어될 수 있다.
생성된 경화성 실리콘 폼 조성물을 제조하는 데 이용되는 부분 A 및 부분 B 조성물의 초기 점도를 고려하면, 생성된 경화성 실리콘 폼 조성물은 타겟 공동 주위에서 유동할 수 있도록 설계될 수 있고, 유동이 자체 레벨로 정지하여 경화성 실리콘 폼 조성물 및 결과적으로 생성된 경화 실리콘 폼 제품에서 공극이 방지되는 경우, 예를 들어 큰 공동을 실리콘 폼으로 채우는 데 사용되는 경우이다.
폼을 생성하기 위해 수소 가스 방출에 의존하는 전통적인 화학적 발포제와 대기압 및 적절한 온도(일반적으로 최소 10℃ 이상(≥), 대안적으로 ≥ 20℃)에서 액체에서 가스 상 변화를 겪는 물리적 발포제를 사용할 필요성을 피하는 것은 본원의 공정의 사용자에게 추가적인 이점을 제공한다. 예를 들어, 상기 물리적 발포제와 관련하여, 이는 발포 공정에 사용하기 전에 그러한 발포제를 저장하기 위해 가압가능 탱크가 필요한 것에 대한 문제를 야기한다. 이들은 비용이 많이 들고 발포제를 첨가하는 것은 시간 소모적이고 위험하다. 불활성 가스가 각각의 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물 분배 밸브 수단에 직접 첨가되는 본원에서 사용된 발포제를 고려하면 이러한 필요성은 본 개시에서 회피된다. 드럼은 가압 탱크 등에 대한 필요 없이 용이하게 사용될 수 있어, 비용 절감, 유연성 향상, 무엇보다도 간단하고 안전한 작동 요구 사항으로 인해 대량 생산 시 처리량이 늘어나고 결과적으로 시간이 절약된다.
더욱이, 예를 들어, Si-H 기를 포함하는 실리콘 및/또는 실란을 사용하여 발포를 유발하기 위해 수소를 생성할 필요성을 피함으로써, 제조자는 훨씬 적은 양의 Si-H 기를 포함하는 실리콘 및/또는 실란이 필요하다는 점을 고려하여 공정 및 운송 비용을 줄일 수 있다는 이점을 얻는다. 예를 들어, 수소 발포된 폼은 용기가 부풀어오르거나 과잉 Si-H로 인한 폭발성으로 인해 운송이 매우 까다로우며, 특히 쉽게 항공으로 운송할 수 없다. 본원의 발포제를 사용하면 사용된 가스가 제조 공정 중에 수송 및 취급이 훨씬 더 용이하고 결과적으로 비용이 절감되므로 이러한 많은 문제가 해결된다.
본원의 도면은 본원에 이용되는 방법 및 하기와 같이 생성된 폼을 예시하기 위해 제공된다:
도 1은 0℃(영℃) 및 대기압(약 101,325Pa)에서 불연성 및/또는 불활성 가스인 발포제를 사용하여 실리콘 폼을 제조하기 위해 본원에 설명된 연속 공정의 개략도이다.
도 1에서, 미리 제조된 부분 A 조성물을 저장 용기(4) 내에 공급하는 데 사용되는 상기 미리 제조된 부분 A 조성물(1)의 공급원이 제공되는, 본원에 기재된 바와 같은 실리콘 폼을 제조하기 위한 연속 공정 실시예의 개략도가 제공된다. 상기 미리 제조된 부분 A 조성물을 저장 용기(5) 내에 공급하는 데 사용되는 미리 제조된 부분 B 조성물(2)의 공급원이 또한 제공된다. 저장 용기(4 및 5)는 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물을 각각 혼합하여 수송 전에 완전히 혼합되고 균질하게 하는 수단을 제공하는 혼합 용기일 수 있다.
저장 용기(4)는 계량 및 펌핑 수단(6)에 연결된다. 분배 밸브 장치(9) 내의 분배 밸브 수단에 대한 부분 A 조성물의 유동을 소정의 속도에서 제어하기 위해 계량 및 펌핑 수단(6)이 제공된다. 마찬가지로, 저장 용기(5)는 계량 및 펌핑 수단(7)에 연결된다. 분배 밸브 장치(9) 내의 상기 분배 밸브 수단에 대한 부분 A 조성물의 유동을 소정의 속도에서 제어하기 위해 계량 및 펌핑 수단(6)이 제공된다. 마찬가지로, 분배 밸브 장치(9) 내의 분배 밸브 수단에 대한 부분 B 조성물의 유동을 소정의 속도에서 제어하기 위해 계량 및 펌핑 수단(7)이 제공된다. 저장 용기(4 및 5) 둘 모두와 그의 각각의 계량 및 펌핑 수단(6 및 7)은 동일한 장비의 일부일 수 있다. 실제로, 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물 둘 모두에 대한 저장, 계량 및 펌핑 장비(4, 6, 5 및 7)는 흐름 제어 기능을 갖춘 Graco™ PR70f, 1:1 내지 12:1, 고정 비율 분배 시스템과 같은 단일 계량 장치의 2개의 동일한 저장, 계량 및 펌핑 시스템일 수 있다.
또한, 가스 발포제용 저장소(3)와, 분배 밸브 장치(9)의 분배 밸브 수단으로의 가스 발포제 유동을 제어하도록 설계된 가스 공급 제어 밸브(8)가 제공된다.
분배 밸브 장치(9)의 분배 밸브 수단은 적어도 제1 및 제2 유체 입구 포트, 유체 수용 챔버 및 출구 포트를 포함한다. 분배 밸브 장치(9)의 제1 분배 밸브 수단은, 가스 발포제로 가압된 부분 A 조성물을 제조하기 위해, 계량 및 펌핑 수단(6)으로부터 공급되는 부분 A 조성물 및 가스 공급 제어 밸브(8)를 통해 저장소(3)로부터의 가스 발포제를 수용하도록 배치된다. 마찬가지로, 분배 밸브 장치(9)의 제2 분배 밸브 수단은, 가스 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 제조하기 위해, 계량 및 펌핑 수단(7)으로부터 공급되는 부분 B 조성물 및 가스 공급 제어 밸브(8)를 통해 저장소(3)로부터의 가스 발포제를 수용하도록 배치된다.
또한, 가스 발포제로 가압된 부분 A 조성물 및 가스 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 수용하고 상기 조성물들을 혼합하여 경화성 실리콘 폼 조성물을 제조하면서, 조성물이 적어도 발포를 개시하게 하도록 설계된 혼합기 요소(10)가 제공된다. 동적 혼합기(10)는 또한 동일한 것이 혼합된 후 밸브 수단(9)으로부터 수용된 상기 경화성 실리콘 폼 조성물을 분배하기 위한 폼 조성물 분배기 헤드(미도시)를 제공한다.
사용 중에, 미리 제조된 부분 A 조성물은 미리 제조된 부분 A 조성물(1)의 공급원으로부터 저장 용기(4) 내에 수송되고, 미리 제조된 부분 B 조성물은 미리 제조된 부분 B 조성물(2)의 공급원으로부터 저장 용기(5) 내에 수송된다. 원하는 경우, 부분 A 조성물은 저장 용기(4)에서 혼합될 수 있고, 부분 B 조성물은 저장 용기(5)에서 혼합되어 그의 각각의 균질성을 유지할 수 있다. 이어서, 부분 A 조성물은 계량 및 펌핑 수단(6)을 통해 소정의 속도로 분배 밸브 장치(9) 내의 분배 밸브 수단의 제1 분배 밸브 수단으로 수송되고, 부분 B 조성물은 계량 및 펌핑 수단(7) 통해 소정의 속도로 분배 밸브 장치(9)의 분배 밸브 수단의 제2 분배 밸브 수단으로 수송된다. 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물의 소정의 유동 속도는 2개가 혼합기(10)에서 혼합되는 중량비에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 혼합기(10)에서 혼합될 부분 A 조성물 대 부분 B 조성물의 중량비가 1:1인 경우, 두 조성물의 유속은 동일하지만 비율이 다른 경우 요구되는 대로 달라질 것이다.
동시에, 가스 발포제는 또한 제1 분배 밸브 수단에서 가스 발포제로 가압된 부분 A 조성물 및 제2 분배 밸브 수단에서 가스 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 제조하기 위해 가스 공급 제어 밸브(8)를 통해 저장소(3)로부터 분배 밸브 장치(9) 내의 상기 제1 및 제2 분배 밸브 수단으로 수송된다. 생성된 가스 발포제로 가압된 부분 A 조성물 및 가스 발포제로 가압된 부분 B 조성물이 이어서 상기 분배 밸브로부터 동일한 혼합기 요소(10) 내로 수송되어 경화성 실리콘 폼 조성물을 제공하면서, 조성물이 적어도 발포 개시되도록 한다. 이어서, 생성된 경화성 실리콘 폼 조성물을 타깃 내로 또는 타깃 상에 분배하고, 발포 및 경화되도록 한다.
산업상 이용가능성
본 개시의 조성물, 폼 및 방법은 다양한 최종 적용에 유용하며 특정 용도로 제한되지 않는다. 적합한 응용의 예로는 공간 충전 응용, 자동차 응용(예: 제어 모듈용) 등이 포함된다. 발포체는 배터리 및 기타 전자 부품과 같은 물품을 적어도 부분적으로 커버하거나 캡슐화하는데 사용될 수 있다. 발포체는 또한 단열에 이용될 수 있다. 자동차 응용은 열적 및 전기적 절연을 위한 리튬 이온 배터리 셀 사이의 장벽으로서 및/또는 셀 사이의 압축성 지지의 수단으로서; 및/또는 자동차 엔진 또는 배터리의 절연 공동의 수단으로서, 및 소음 진동 강도를 줄이거나 자동차 도어 단열을 위한 수단으로서 선택될 수 있다.
더욱이, 발포체는 방화 블록으로 사용될 수 있다. 추가 대안에서, 폼은 물 배제 응용, 즉 수분 밀봉재로 사용될 수 있다. 일반적으로, 본 개시의 발포체는 다음 중 하나 이상을 포함한 종래의 발포체에 비해 바람직한 물리적 특성의 조합을 제공한다: 중량 감소, 비중 감소, 내열성 증가, 안정성 증가 등. 폼은 수소 가스 형성이 우려되는 환경에서 형성될 수 있다. 또한, 발포체는 실온 또는 그 부근에서 발포될 수 있고, 이는 온도에 민감한 적용에 있어서 유용하다.
다음 실시예는 조성물, 폼 및 방법을 설명하기 위해 제공되며, 본 발명을 설명하기 위한 것이지 제한하려는 의도는 아니다.
실시예
상이한 유형 및 양의 성분을 사용하여 다중-부분 실리콘 폼 조성물을 생성하였다. 이들은 하기에 상술되어 있다. 모든 양은 달리 지시되지 않는 한 중량%이다. 상기 논의된 바와 같이, 모든 점도는 1000mPa.s 미만의 점도에 대해 Brookfield CAP 2000+ 점도계, (1,000~2,000,000mPa.s 범위의 점도를 위해 설계된) Spindle LV-4 또는 (15~20,000 mPa.s 범위의 점도를 위해 설계된) Spindle LV-1을 사용하여 25℃에서 각각 10rpm 회전 속도로 측정된다.
중합체의 알케닐 및/또는 알키닐 함량과 중합체의 실리콘 결합 수소(Si-H) 함량은 ASTM E168에 따라 정량적 적외선 분석을 사용하여 결정되었다.
표 1a 내지 표 1d에서, 조성물은 다음을 이용하였다:
폴리디오가노실록산 1은 25℃에서 점도가 450mPa.s인 디메틸비닐 말단 디메틸실록산이고;
폴리디오가노실록산 2는 25℃에서 점도가 55,000mPa.s인 디메틸비닐 말단 디메틸실록산이고;
오르가노하이드로겐실록산 1은, ~30mPa.s의 점도 및 ~1.6 중량% SiH를 갖는, 트리메틸 말단의 메틸하이드로겐 실록산이고;
유기수소실록산 2는 ~5mPa.s의 점도 및 ~0.8% SiH를 갖는, 트라이메틸-말단 다이메틸 Me 수소 실록산이고;
촉매는 디메틸비닐 말단 디메틸 실록산의 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 복합체(백금)이고;
첨가제 1은 평균 입자 크기가 5 μm인 분쇄 실리카이고;
첨가제 2는 Dow Silicones Corporation(Midland, Michigan)에 의해 DOWSIL™ 3-9727 Profoamer로 판매되는 상업용 계면활성제이고;
첨가제 3은, 25℃에서 약 430mPa.s의 점도 및 약 0.46 중량% 비닐(vi)을 갖는, 디메틸비닐실록시 말단 디메틸 실록산; 및 25℃에서 약 45,000mPa.s의 점도 및 약 0.39 중량% Vi를 갖는, viMMQ 수지의 혼합물이고;
첨가제 4는, 25℃에서 약 20,000mPa.s의 점도를 갖는, 디메틸비닐실록시 말단 디메틸 실록산에 산화아연(12 중량%), 카본 블랙(6 중량%)의 블렌드이고; 및
첨가제 5는 메틸비닐사이클로실록산(억제제)이다.
본 실시예에서, 각 실시예 및 비교예의 부분 A 조성물은 모든 성분이 균질한 혼합물로 혼합될 때까지 주위 온도에서 성분을 혼합함으로써 표 1a 및 1c에 확인된 조성에 따라 오버헤드 혼합기에서 제조되었다.
마찬가지로, 각 실시예 및 비교예의 부분 B 조성물은 모든 성분이 균질한 혼합물로 혼합될 때까지 주위 온도에서 성분을 혼합함으로써 표 1b 및 1d에 확인된 조성에 따라 오버헤드 혼합기에서 제조되었다.
각각의 경우에, 생성된 부분 A 및 부분 B 조성물의 점도를, 25℃에서 40mm 콘 및 플레이트가 장착된, TA Instruments의 ARES-G2 유량계를 사용하여 측정하였다. 전단 스위프는 10년당 7포인트로 1에서 1000s-1까지 수행되었다. 10s-1의 전단 속도에서의 점도 값이 보고되었다. 각각의 조성물 및 생성된 조성물의 점도가 표 1a 내지 표 1d에 제공된다.
[표 1a]
Figure pct00005
[표 1b]
Figure pct00006
[표 1c]
Figure pct00007
[표 1d]
Figure pct00008
경화되었지만 발포되지 않은 생성물에 비해 경화된 폼의 비중의 백분율 변화를 결정하기 위해, 각각의 실시예의 경화되지 않은 발포되지 않은 샘플을 제조하였다. 아래의 모든 실시예 및 비교예에 대해, 함께 혼합할 때 달리 명시하지 않는 한, 부분 A 및 부분 B 조성물은 1:1 중량비로 혼합되었다.
발포제 없이 참고용 비발포 경화 생성물 샘플 제조 절차:
재료 제조:
각각의 실시예 및 비교 조성물에 대해, 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물의 (중량 기준) 동일한 양을 깨끗한 플라스틱 치과용 컵에 넣고 30초 동안 플라스틱 주걱을 사용하여 손으로 혼합하였다. 공기가 혼입된 것이 명백한 경우에, (1200rpm에서) 20초 속도 혼합을 사용하여 샘플의 공기를 제거했다.
조합된 부분 A와 B의 생성된 혼합물은 알루미늄 체이스 내로 부어졌다/옮겨졌다. 테프론 시트를 체이스의 상부에 배치한 다음, 알루미늄 지지판을 배치하였다.
이어서, 조립체를 유압 프레스로 옮기고, 30톤의 압력 하에서 실온에서 15분 동안 프레스 경화시켰다. 조립체를 프레스에서 꺼내어 실온에서 최소 1시간 동안 방치한 후, 후속 평가에 사용하기 위해 알루미늄 체이스에서 경화된 슬래브를 제거하였다. 상기에 후속하여, 생성된 경화된 샘플의 비중을 측정하였다. 모든 비중 측정은 하기에 기재된 바와 동일한 공정을 따랐다.
비중 측정 방법
하기 방정식을 사용하여 아르키메데스 원리에 기초하여, 밀도 측정 키트(Sartorius YDK01, Cole-Parmer, Vernon Hills, IL) 및 마이크로저울(Mettler AE 160, Mettler Toledo, Columbus, OH)을 사용하여 각 샘플의 비중(발포 여부에 관계없이)을 측정하였다:
여기서, ρf는 폼의 밀도이고, ρ는 탈이온수의 밀도이고(1gm/cm3), wa는 물에서 고체의 중량이고, wf는 공기에서 고체의 중량이다. 비중(SG)은 특정 온도에서 물의 밀도(ρ)에 대한 물질의 밀도(ρf)의 비율이다, 즉,
SG = ρf / ρ
발포되지 않은 샘플의 비중 결과를 본원에 기재된 공정을 사용하여 발포 후 경화된 동등한 샘플에 대한 결과와 비교하였다. 기록된 비중 결과 및 백분율 감소의 세부사항은 발포제 및 본원에 기재된 공정에 대한 공정 상세 사항과 함께 하기 표 2a 및 표 2b에 나타나 있다.
본원의 개시에 따라 제조된 각각의 발포 실리콘 생성물은 하기 공정에 따라 제조되었다:
각각의 실시예에 대해, 미리 제조된 부분 A 조성물 및 미리 제조된 부분 B 조성물을 흐름 제어 기능을 갖춘 Graco™ PR70f, 1:1 내지 12:1, 고정 비율 분배 시스템(이하, "Graco™ PR70f")의 별도의 저장 용기에 넣었다. 이어서, 각각의 조성물을 표 2a(실시예 조성물) 및 표 2b(비교 조성물)에 나타낸 바와 동일한 유량으로 상기 Graco™ PR70f 로부터 별도로 분배하고, Graco™ Voltex™ 2-성분 동적 믹스 밸브(모델 번호 25T670)로 수송하였고, 여기서 표 2a 및 표 2b에 기재된 가스 발포제는 부분 A 조성물 스트림 및 부분 B 조성물 스트림에 개별적으로 도입되었다. (표 2a 및 표 2b에 나타낸 바와 같이) 제조될 폼을 위해 선택된 발포제를 표 2a 및 표 2b에 명시된 동일한 특정 가스 압력에서 최대 1분의 동일한 시간 동안 부분 A 조성물 스트림에 도입하고 별도로 다시 부분 B 조성물 스트림에 도입하였다. 속도는 동일한 속도에서 양호한 혼합을 보장하기 위해 동일하다. 이어서, 도입된 가스 발포제에 의해 가압된 생성된 성분 A 및 성분 B 조성물을 부품 번호: 25S029, 12 요소, 4mm 출구 직경을 갖는 13mm 직경을 사용하여 Graco™ 회전 혼합기 MR 13-12로 수송하였다. 회전 혼합기를 사용하여, 상기 가압 부분 A 및 가압 부분 B 조성물을 표 2a 및 표 2b에 나타낸 회전 속도로 혼합하였다. 가압된 부분 A 및 B의 혼합은 혼합된 부분 A 및 부분 B 조성물이 회전 혼합기로부터 적절한 발포 용기로 분배되는 동안 및 그 후에 계속되는 경화 및 발포를 개시하였다. 회전 혼합기로부터 분배된 발포 조성물의 양을 또한 표 2a 및 표 2b에 나타내었다.
이어서, 발포 용기에 분배된 폼을 경화시킨 후, 상기에 논의된 테스트 및 장비를 사용하여 그의 비중에 대해 샘플을 분석하였다. 경화된 폼의 비중을 결정하고 발포되지 않은 샘플의 비중과 비교하였고, 비중의 감소(%)를 또한 하기 식에 기초하여 표 2a 및 표 2b에 나타내었다:
Figure pct00010
[표 2a]
Figure pct00011
[표 2b]
Figure pct00012
비중 결과의 경우, ≥ 20% 이상의 감소는 유의한 것으로 간주되었다. 표 2b의 비교 조성물은 25℃에서 > 50,000mPa.s 점도의 부분을 갖는 조성물을 사용하여 제조되었으며 비중 감소는 20% 미만인 반면, 본원의 개시에 따른 실리콘 폼 조성물로 제조된 모든 폼은 비중이 더 많이 감소했음을 알 수 있을 것이다. 본원의 실시예 1 내지 5 조성물 및 공정을 사용하여 생성된 폼을 분석하였고, 통상적으로 폐쇄 셀 형태를 갖는, 균일한 셀 크기를 갖는 폼을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 폼 12의 특정 분석은 생성된 폼이 약 170μm의 평균 셀 크기를 가졌음을 보여주었다.
겔화 시간((때때로 tan δ로 지칭되는) 겔화점에 도달하는 시간)(즉, 저장 계수 G'와 손실 계수 G"가 일치할 때)는 각 조성물에 대해 결정되었다. 이들 실시예에서, 각각의 실시예 및 비교예에 대한 부분 A 및 부분 B 조성물을 규정된 혼합 비에 따라 계량하고, 주걱을 사용하여 10초 동안 손으로 혼합한 다음, 3000rpm에서 10초 동안 속도-혼합하였다. G' 및 G"의 측정값은 일회용 알루미늄 25mm 직경 회전판과 100Pa 응력이 장착된 TA Instruments의 ARES G2 유량계를 사용하여 측정하여 결정되었다. 25℃에서 측정을 수행하였다. 미경화 샘플을 25mm 플레이트 상에 분배하고 상부 플레이트를 약 1mm까지 내려 측정을 시작하였다. 회전 진동은 10 rad/s의 각진동수와 1%의 전단 변형률에서 수행된다. 측정은 주기적으로 수행되었으며, 겔화 시간은 tan δ = G"/G'가 1과 동일(또는 그 미만)일 때 제1 측정값으로 기록되었으며 이는 조성물이 경화/겔화되었을 때인 것으로 간주되었다.
[표 2c]
Figure pct00013
아래 표 3에 확인된 설정을 사용하여 생성된 폼과 함께 위에 설명된 장비와 조성물 C1, C2 및 Ex.3을 사용하여 3개의 추가 폼(폼 13, 14 및 15)을 제조하였다.
[표 3]
Figure pct00014
생성된 폼은 본원에 설명된 공정을 사용하여 인접한 원통형 배터리 사이의 가변 간격을 시뮬레이션하기 위해 원통형 몰드의 좁은 간격을 채우는 데 사용할 수 있는지 여부를 평가하는 데 사용되었다. 사용된 원통형 몰드는 직경이 76mm이고 높이가 100mm였다. 7개의 원통형 블록(각각 직경 21mm, 높이 70mm)이 배터리의 위치를 시뮬레이션하는 원통형 공동 내부에 삽입되었으며, 하나의 중앙 블록이 6개의 다른 블록으로 둘러싸여 있어 이웃(들)의 각 원통형 블록 사이에 가장 좁은 곳의 너비가 약 1.0mm인 갭이 있었다.
실시예 3 조성을 사용하여 생성된 폼(폼 15)은, 회전 혼합기로부터 분배될 때, 폼이 경화된 후 원통형 블록을 제거할 때 경화된 폼에 어떠한 공극도 없이 갭을 만족스럽게 채울 수 있도록 몰드의 원통형 블록 사이의 갭을 통해 흐를 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 폼 13 및 폼 14는 각각 비교 조성물 C. 1 및 C. 2를 사용하였고, 이들 둘은, 표 1b 및 표 1d에 나타낸 바와 같이, 각각의 부분 A 및 부분 B 조성물을 1:1 중량비로 혼합함으로써 25℃에서 > 50,000mPa.s보다 큰 점도를 가졌다. 폼 15의 경우와 달리, 폼 13 및 14 둘 모두는 경화 후 원통형 블록을 제거했을 때 갭을 완전히 채울 수 없었고, 공극이 몰드 바닥에서 관찰되었다. 이는 폼 13 및 14가 몰드 내의 갭을 완전히 채우기 전에 경화됨을 나타내었다. 다시 말하면, 각각 조성 C. 1 및 C. 2로부터 제조된 폼 13 및 14는 좁은 갭을 갖는 큰 공동을 채우는 데 적합하지 않았다.
2개의 추가 폼을 제조하였다. 실시예 3의 조성으로부터 폼 16을 제조하고, 실시예 6의 조성으로부터 폼 17을 제조하였다. 상기 폼은 본 발명에 따라 제조되었다. 생성된 폼을 사용하여 좁은 갭을 갖는 큰 직사각형 공동을 채웠다. 상기 폼은 표 4에 나타낸 값을 사용하여 생성되었다. 폼 16 및 17은 각각의 폼을 사용하여 길이 250mm × 너비 2mm(갭 폭) × 높이 80mm의 치수를 갖는 좁은 갭을 갖는 큰 직사각형 공동을 채웠을 때 일단 경화되도록 방치하면 경화된 폼을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 폼 16과 폼 17는 모두 점도가 50,000mPa.s 미만인 제형을 사용하여 제조되었다(각각 실시예 3 및 실시예 6).
[표 4]
Figure pct00015
실시예 6 조성물로 제조된 폼 17은 좁은 갭을 통해 큰 공동을 채우기에는 겔화 시간 (약 110초)이 너무 빠른 것으로 나타났는데, 이는 발포 혼합물이 너무 빨리 경화되어 발포 혼합물이 전체 캐비티를 채울 수 없었기 때문이다. 그러나, 빨리 경화되는 폼을 원하는 응용에는 만족스러웠다. 실시예 3 조성물로 제조된 폼 16은 겔화 시간이 더 길어서 이와 같이 실시예에 사용된 공동을 채우는 데 사용될 수 있었다.
WO2020028299A1에 기재된 방법과 유사한 배치 발포 공정과 비교된 공정
추가의 실시예에서, 본원에 기재된 바와 같은 공정은 발포제 가스의 사전-평형화에 의존하는 비교 배치 공급 발포 절차(그러나 본 개시의 발포제를 사용함)와 비교하였다. 실시예 5의 조성이 비교 배치 공정을 사용하여 폼 18을 생성하기 위해 사용되었다. 본 개시의 발포제를 이용하였다.
비교 배치 시스템에는 부분 A 조성물의 샘플을 저장 및 혼합하기 위한 제1 연속 교반 탱크 반응기(CSTR) 및 부분 B 조성물의 샘플을 저장 및 혼합하기 위한 제2 CSTR이 제공된다.
통상적으로 질소 압력을 사용하여 조성물을 각각의 CSTR로 강제하고 0.207MPa N2의 과압을 각 CSTR의 헤드스페이스에서 유지하였다.
CO2 실린더는 각 CSTR의 헤드스페이스에 직접 연결되지만 볼 밸브를 사용하여 분리되어 있어, 원하는 대로 압력을 조정할 수 있다. 각각의 부분 A 및 부분 B CSTR의 내용물을 적절한 균질화를 보장하기 위해 실온에서 1시간 동안 혼합하였다. 이어서, 질소 과압을 사용하여 각각의 부분 A 조성물 및 부분 B 조성물을 그의 CSTR로부터 각각의 용적식 펌프(Teledyne ISCO DM100 주사기 펌프)로 3방향 밸브를 통해 이동시켜 분배를 준비하였다.
CO2를 5분 동안 각각의 CSTR의 헤드스페이스에 첨가하였다. 이 실험에서는 0.827 MPa의 압력에서 CO2가 CSTR 헤드 공간에 공급된 다음, CO2가 용적식 펌프에서 부분 A 및 부분 B와 5분(즉, 가스 평형/노출 시간) 동안 접촉하였다. 사용된 유속은 200mL/min이었다.
가스 평형화 이후, CO2를 함유하는 생성된 조성물은 3방향 밸브를 재정렬하고 펌핑함으로써 추적된 튜브(추가된 온도 제어용)를 통해 각각의 용적식 펌프로부터 혼합 블록으로 펌핑되었다. 상기 각각의 용적식 펌프는 실리콘 조성물 유량을 부피로 제어할 수 있었다.
볼 밸브 및 체크 밸브는 혼합 실리콘 폼 조성물의 역류 및 라인에서 잠재적인 폼 경화를 방지하기 위해 두 라인에서 혼합 블록의 바로 상류에 배치되었다.
이어서, 조성물을 스테인리스 스틸 정적 혼합기에서 혼합하였다(Koflo Corporation의 Koflo™ 모델 번호 3/8-40-3-12-2, 파이프 직경 3/8'', 12개 요소 및 길이 8''). CO2를 함유하는 부분 A 및 부분 B 조성물은 정적 혼합기를 통해 펌핑하고 상호 혼합되고 타깃 용기에 분배되었다. 타깃 용기는 통상적으로 폼 구조 및 밀도를 관찰하는 데 사용되는 최대 100컵이었다. 사용된 유속은 200mL/min이었다. 배치 공정은 0.59의 비중을 갖는 폼을 생성하였다.
실시예 5 조성 및 본원에 기술된 공정을 사용하여 제조된 발포체 12와 비교하면, 폼 18 및 폼 12 모두 폐쇄 셀 형태와 > 20% 비중 감소를 갖는 폼을 생성하는 것으로 나타났다. 그러나, 비교 배치 발포 공정을 사용하여 제조된 폼 18은 주사 전자 현미경 이미지(SEM)에 의해 평가될 때 불균일한 셀 크기를 갖는 폼을 생성하였다. 이는 160μm 및 450μm의 이중 모드 셀 직경을 나타냈다. 본 발명의 공정으로 생성된 폼 12는, 평균 셀 직경이 약 170μm인, SEM 이미지에 의해 관찰된 바와 같은 보다 균일한 셀 크기를 가졌다.

Claims (15)

  1. 다중-부분 실리콘 폼 조성물로부터 발포 실리콘 생성물을 형성하는 연속 방법으로서, 상기 조성물은 다음 성분:
    i) 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도를 갖는 하나 이상의 폴리다이오르가노실록산 및 불포화 기가 알케닐 기, 알키닐 기 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분자당 2개 이상의 불포화 기;
    ii) 분자당 2개 이상, 대안적으로 3개 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로겐실록산;
    (iii) 하이드로실릴화 촉매를 포함하되;
    상기 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 성분 (i)과 (iii)을 포함하는 부분 A 조성물 및 성분 (i)과 (ii)를 포함하는 부분 B 조성물을 포함하고; 상기 부분 A 및 부분 B 조성물 각각은 25℃에서 200 내지 50,000mPa.s의 점도를 갖고; 상기 방법은 다음 단계:
    (a) 부분 A 조성물과 부분 B 조성물을 각자의 혼합 용기에 도입하고 혼합하는 단계;
    (b) 단계 (a)의 상기 부분 A 및 부분 B 조성물을 각각 펌핑 수단을 통해 소정의 속도로 분배 밸브 수단으로 수송하는 단계;
    (c) 0℃ 및 대기압에서 기체인 적어도 하나의 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성을 포함하는 가스 발포제를 계량 가스 밸브를 통해 소정의 속도로 상기 분배 밸브 수단으로 동시에 수송하는 단계;
    (d) 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제1 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 A 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 A 조성물을 형성하는 단계;
    (e) 단계 (d)와 동시에 상기 가스 발포제를 내부에 도입하면서 상기 소정의 속도로 제2 상기 분배 밸브 수단을 통해 상기 부분 B 조성물을 수송하여 상기 발포제로 가압된 부분 B 조성물을 형성하는 단계;
    (f) 단계 (d) 및 (e)의 생성물을 상기 소정의 혼합 속도로 동적 혼합기 내로 수송하여 상기 발포제로 가압된 상기 부분 A 조성물과 상기 발포제로 가압된 상기 부분 B를 혼합하여 발포를 유발하여 그 안에 상기 부분 A 및 부분 B 조성물의 발포 경화성 혼합물을 형성하는 단계; 및
    (g) 상기 단계 (f)의 생성된 경화성 혼합물을 분배하여 원하는 타깃 위로 또는 속으로 흐르도록 하고, 상기 발포 경화성 혼합물이 경화된 실리콘 폼 생성물로 경화될 수 있게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 대기압 및 적어도 10℃ 이상의 온도에서 액체 대 가스 상 변화를 겪는 물리적 발포제, 또는 화학적 발포제가 이용되지 않는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발포제는 이산화탄소, 공기, 질소, 또는 이들의 둘 이상을 포함하는 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발포제는 이산화탄소를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 생성된 폼은 실온 내지 50℃의 온도에서 경화되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 실리콘 폼 조성물은 상기 경화성 혼합물이 완전히 경화되어 큰 공동, 즉, 상기 공동의 가장 큰 치수 대 상기 혼합기 출구의 직경의 비율이 10:1보다 큰(>), 대안적으로 > 5:1, 대안적으로 > 3:1인 공동을 채우기 전에 유동 가능하고/하거나 자체 평탄화되는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계(g) 동안 분배된 실리콘 폼 조성물은, 25℃에서 측정된 100Pa 응력을 사용하는 일회용 알루미늄 25mm 직경 회전 플레이트가 장착된, TA Instruments의 ARES G2 유량계를 사용하여 측정된, 120초 이상(≥)의 겔화 시간(겔화점에 도달하는 시간)을 갖는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동적 믹서는 발포체 조성물을 포함하고, 상기 발포체 헤드는 상기 실리콘 폼 조성물이 의도되는 표적 상에 또는 상기 표적 내로 분배되는 분배기 헤드를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 하이드로실릴화 반응 억제제, 수지 폼 안정제, 하나 이상의 보강 또는 비보강 충전제, 난연제, 열 전도성 충전제, 단열 첨가제, 안료 및/또는 하나 이상의 계면활성제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물의 성분 (ii)인, 상기 촉매는 100ppm 이하의 백금 금속을 포함하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는, 발포 실리콘 생성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폼은 개방 및 폐쇄 셀을 갖는 폼이거나 폐쇄-셀 폼이고, 각각의 폼은 1.2 미만의 비중을 갖는, 발포 실리콘 생성물.
  13. 다른 재료를 캡슐화하는 수단 (단열, 화재 블록 및/또는 수분 밀봉)으로서, 공간 충진 응용, 자동차 응용에서 제11항 또는 제12항에 따른 발포 실리콘 생성물의 용도.
  14. 제13항에 있어서, 상기 자동차 응용은 열적 및 전기적 절연을 위한 리튬 이온 배터리 셀 사이의 장벽으로서 및/또는 셀 사이의 압축성 지지의 수단으로서; 및/또는 자동차 엔진 또는 배터리의 절연 공동의 수단으로서, 및 소음 진동 강도를 줄이거나 자동차 도어 단열을 위한 수단으로서 선택될 수 있는, 발포 실리콘 생성물의 용도.
  15. 다중-부분 실리콘 폼 조성물로서, 다음 성분:
    i) 25℃에서 500 내지 75,000mPa.s의 점도를 갖는 하나 이상의 폴리다이오르가노실록산 및 불포화 기가 알케닐 기, 알키닐 기 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분자당 2개 이상의 불포화 기;
    ii) 분자당 2개 이상, 대안적으로 3개 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로겐실록산;
    (iii) 하이드로실릴화 촉매를 포함하되;
    상기 다중-부분 실리콘 폼 조성물은 성분 (i)과 (iii)을 포함하는 부분 A 조성물 및 성분 (i)과 (ii)를 포함하는 부분 B 조성물을 포함하고; 상기 부분 A 및 부분 B 조성물 각각은 25℃에서 200 내지 50,000mPa.s의 점도를 갖고; 상기 조성물은 0℃ 및 대기압에서 기체인 적어도 하나의 불연성, 불활성 또는 불연성이고 불활성을 포함하는 가스 발포제를 사용하여 폼으로 발포되는, 다중-부분 실리콘 폼 조성물.
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