WO1997044381A1 - Foamable organosiloxane composition - Google Patents

Foamable organosiloxane composition Download PDF

Info

Publication number
WO1997044381A1
WO1997044381A1 PCT/RU1996/000194 RU9600194W WO9744381A1 WO 1997044381 A1 WO1997044381 A1 WO 1997044381A1 RU 9600194 W RU9600194 W RU 9600194W WO 9744381 A1 WO9744381 A1 WO 9744381A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon atoms
radical
general formula
composition
organosiloxane
Prior art date
Application number
PCT/RU1996/000194
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Vadim Vladimirovich Severnyi
Anatolii Petrovich Kuleshov
Nadezhda Alekseevna Karugina
Spartak Timofeevich Belyaev
Alexandr Nikolaevich Polivanov
Natalia Mikhailovna Kozodaeva
Marina Mikhailovna Kozodaeva
Sergei Alexandrovich Perevozchikov
Ivan Konstantinovich Shvetsov
Piter Gulko
Original Assignee
Obschestvennoe Obiedinenie 'euro-Asian Physical Society'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obschestvennoe Obiedinenie 'euro-Asian Physical Society' filed Critical Obschestvennoe Obiedinenie 'euro-Asian Physical Society'
Priority to JP9537968A priority Critical patent/JPH11509886A/en
Publication of WO1997044381A1 publication Critical patent/WO1997044381A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/02Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by the reacting monomers or modifying agents during the preparation or modification of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C09D5/185Intumescent paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/14Macromolecular materials
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/301Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/307Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/34Disposal of solid waste
    • G21F9/36Disposal of solid waste by packaging; by baling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to methods for producing expandable organosiloxane compositions with improved fire and radiation resistance, which can be used for the isolation of various objects.
  • Foaming organosiloxane compositions are known that are prepared by mixing organosilanes of the oceans, crosslinking agents and foaming agents.
  • an expandable organosiloxane composition comprising liquid organosiloxane rubber, an organosilicon crosslinking agent, and a carbonate filler (LZ, A, 4705810).
  • the formation of the porous structure is carried out by carbon dioxide (CO2), which is formed by the reaction of calcium carbonate and carboxylic acids.
  • CO2 carbon dioxide
  • the known composition there are compounds with groups ⁇ 5. ⁇ , capable of reacting with carboxylic acids with the release of hydrogen.
  • foaming of the known composition is carried out at temperatures of 150-180 ° C, which also contributes to the evolution of hydrogen.
  • Insulating materials used for such purposes should emit the smallest possible amount of fire and explosive gases when exposed to large doses of radiation, while maintaining their original shape and size. In some cases, such materials must be capable of absorbing neutrons produced during the decay of fissile isotopes. Disclosure of Invention
  • the problem to which the present invention is directed is the creation of a foamable organosiloxane composition with improved fire and radiation resistance, which would be applicable as an insulating non-combustible material, as well as eliminating the possibility the formation of an explosive gas mixture at the stage of formation of the foam structure.
  • the technical result achieved by the present invention is to ensure the incombustibility of the materials obtained from the composition, to reduce gas emission, to preserve the structure and shape when exposed to radiation, as well as the absence of hydrogen evolution from the composition at the stage of formation of the foam structure.
  • An additional technical result is an increase in the absorption capacity for neutrons in materials obtained from expandable organosiloxane compositions.
  • an expandable organosiloxane composition comprising a liquid organosiloxane rubber, an organosilicon crosslinking agent and a carbonate filler according to the invention contains rubber or a mixture of rubbers of the general formula as organosiloxane rubber:
  • K, K. 1 , ⁇ ? is a lower alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms
  • n is an integer from 10 to 1500
  • k 1 is an integer from 0 to 500.
  • the sum ( ⁇ + k + 1) is an integer a number from 10 to 1500
  • t is an integer from 0 to 10
  • as an organosilicon crosslinking agent contains a compound of the general formula: K 1 ZX. ⁇ or mixtures thereof, where
  • K. 3 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, an arylalkyl radical with 7 to 12 carbon atoms or alk ⁇ ⁇ 194 is a nyl radical with 2 to 4 carbon atoms
  • X is a halogen or a compound of the general formula ⁇ (0) ⁇ 4 , where K 4 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 12 carbon atoms, as the carbonate filler contains at least one substance from compounds with the general formula MxCOi, where M is NaH, 4 , Na, K, Ca, M ⁇ , Ba, x - 1 or 2, with the following ratio of components (in May. parts ): organosiloxane rubber - 100 organosilicon crosslinking agent - 5 - 30 carbonate filler - 20 - 120.
  • composition would additionally contain from 60 to 150 parts of aluminum hydroxide,
  • composition would additionally contain from 0.01 to 0.5 parts of tin dialkyl dicarboxylate of the general formula:
  • K 5 is an alkyl radical with 2 to 4 carbon atoms
  • K 6 is an alkyl radical with 8 to 12 carbon atoms
  • composition would additionally contain from 0.01 to 0.3 parts of dispersed boron with a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g and particle sizes in the range of 0.2 to 20 ⁇ m,
  • aluminum hydroxide would be used in the form of a powder with particle sizes in the range from 0.5 to 10 microns,
  • composition would boron be introduced into the composition as a part of at least one compound from the group: B? Oz, NZOz, ⁇ 2 , Z ⁇ zVd, ⁇ 1 ⁇ .
  • the expandable organosiloxane composition is prepared as follows.
  • the liquid organosiloxane rubber and the carbonate filler are mixed, after which a crosslinking agent is added to the mixture.
  • a crosslinking agent is added to the mixture.
  • Aluminum hydroxide and dispersed boron are introduced into the mixture, depending on the need to increase the corresponding properties of the resulting material.
  • these additives are introduced into the mixture before the introduction of a crosslinking agent.
  • Liquid organosiloxane rubbers used in the present invention belong to the class of linear and linear ladder polyorganosiloxanes. described, in particular, in the work (High-molecular compounds, volume XXX, ⁇ 9, Moscow, 1988, p. 1832 - 1836).
  • a crosslinking agent is introduced into a pre-prepared mixture of liquid organosiloxane rubber and a carbonate filler, a reaction of the components occurs, which leads to the crosslinking of the rubber and the simultaneous release of acidic HX products (hydrogen chloride or carboxylic acids) according to the scheme ⁇ 5 ⁇ + -> ⁇ ⁇ + ⁇ .
  • HX products at the moment of isolation are neutralized due to the reaction with a bicarbonate filler, which is in excess, forming carbon dioxide CO; and corresponding salts.
  • a bicarbonate filler which is in excess, forming carbon dioxide CO; and corresponding salts.
  • the evolution of hydrogen or other combustible or explosive gases during the above reactions is fundamentally impossible. Since all of the above reactions proceed simultaneously, the absorbing carbon dioxide foams the total composition, and the resulting foam is fixed by crosslinking the rubber to form a foam elastomer.
  • flame retardants in the form of aluminum hydroxide powder with particle sizes from 0.5 to 10 microns can be added to the mixture of liquid rubbers, carbonate filler and crosslinking agents.
  • flame retardants can form as by-products (salts). formed during the reaction of a carbonate filler with HX compounds.
  • the foamed polyorganosiloxane compositions obtained in accordance with the present invention in addition to high heat resistance, have very little gas evolution when exposed to radioactive radiation of up to 500 Mrad.
  • the resulting solid residue is a mixed silicate-carbonate of the metals that make up the composition, while it retains the original size and shape of the foam elastomer before irradiation and in appearance resembles a strong volcanic pumice.
  • the proposed expandable composition is used to isolate or encapsulate radioactive substances containing fissile radionuclides ( ⁇ -235, ⁇ -239, etc.)
  • additives that provide neutron absorption and reduce the coefficient can be introduced into the composition ⁇ ⁇ / ⁇ 96 / 00194 of neutron multiplication up to ⁇ ⁇ 0.95, ensuring nuclear safety.
  • a boron-containing substance in the form of a dispersed powder is used.
  • the expandable organosiloxane compositions of the present invention have a high degree of fire resistance. Samples of this material placed in the Bunsen burner flame do not ignite, but undergo slow mineralization from the surface, which ceases after removal of the samples from the flame. According to another embodiment of the fire tests, the samples of the foam elastomers obtained according to the present invention were impregnated with combustible solvents (gasoline and kerosene), placed in porcelain cups and set on fire. As these solvents burned out, soot deposits formed on the surface of the samples, and the flame went out after the completion of the burning of the solvents.
  • combustible solvents gasoline and kerosene
  • compositions For 100 mass parts of liquid polyorganosiloxane rubbers, with the above general formula, which can be used either as individual compounds or as a mixture of rubbers with various values of K, K 1 , K 2 , p, t, 1, k given above, from 20 to 120 parts of a carbonate filler, in which at least one substance is used from compounds with the general formula ( ⁇ ) ⁇ , where M is ⁇ aH, ⁇ 4 , ⁇ a, K, Ca, ⁇ or Ba, and x is ⁇ Y ⁇ 97 1 y ⁇ ⁇
  • the fillers are introduced in the form of dispersed powders with particle sizes from 1 to 10 microns.
  • Additives in the form of dispersed powders of aluminum hydroxide and / or boron-containing substances can be added to the mixture.
  • the resulting mixture is thoroughly mixed on roller mixers to obtain a homogeneous plastic paste with a viscosity of 30,000 to 120,000 Pa s.
  • foamelastomer a foamed organosiloxane composition
  • parts of rubber from 5 to 30 parts by mass of crosslinking agents, which are used either as individual compounds or as a mixture of compounds with the general formula ⁇ . 3 8 ⁇ z with the above values of K. 3 , X.
  • tin dialkyl dicarboxylates for example, tin diethyl dicaprylate or tin dibutyl dilaurate
  • foaming of the mass begins, accompanied by a slight self-heating up to 35 - 45 ° ⁇ , as a result of which its volume will increase by 1.5 - 10 times.
  • the resulting viscous plastic foam gradually over a period of 2 to 10 minutes. loses fluidity and surface stickiness. The complete completion of vulcanization takes place in 20 - 90 minutes. (after the specified time, the density and elasticity of the foam remain constant). Similarly, the formation of foam elastomer proceeds on any dry, wet surfaces, as well as on the surface of water and aqueous solutions.
  • Example 1 describes the preparation of a composition in accordance with the closest analogue (from, 4705810).
  • the closest analogue is preparing a composition consisting of components A, B and C.
  • component (A) 100 mass parts of dimethylpolysiloxane with a viscosity of 90,000 mPa-s blocked at the ends of dimethylvinyl ⁇ ⁇ 97/44381 8 ⁇ / ⁇ 96 / 00194 siloxanes (I); mixed since May 70th. parts of ground quartz with particle sizes up to 5 ⁇ m (II) and a solution of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - ⁇ in isopropyl alcohol is added to the mixture in an amount providing 10 4 parts of ⁇ for 1 part of the mixture. The mixture is stirred in a mechanical mortar until a homogeneous paste is obtained. Prepare a component of composition (B) by mixing on May 90. part (I) from May 10. h.
  • composition (C) by mixing on May 100, including calcium carbonate with particle sizes up to 0.5 ⁇ m, from May 80, including pouring revenge on the ocean, blocked at the ends of ( ⁇ ) ⁇ , 5 - in groups, with a viscosity of 100 mPas ,.
  • composition is prepared by mixing:
  • Organosiloxane rubber - 100
  • Carbonate Filler - 50
  • Aluminum hydroxide - 150 ⁇ 1 ( ⁇ ) s
  • Tin dialkyl dicarboxylate - 0.01
  • the mixture in the form of a liquid paste is poured into a mold of PTFE or polyethylene.
  • foaming and curing of the mixture occurs with the formation of a uniform elastic foam elastomer, which is easily removed from the mold after 20 - 90 minutes.
  • the density of the obtained elastomer is 0.24 g / cm 3 .
  • Foaming compositions of Examples 3-6 are similarly prepared.
  • Organosiloxane rubber - 100
  • Carbonate Filler - 50
  • Crosslinking agent - 20 ⁇ 8 ⁇ ( ⁇ ) ⁇
  • Example ⁇ 5. Prepare the composition by mixing:
  • Organosiloxane rubber - 100
  • Carbonate Filler - 120
  • Tin dialkyl dicarboxylate - 0.3 ( ⁇ 2 ⁇ 5 ) 2 ⁇ [ ⁇ (0) ⁇ 7 ⁇ 5] 2
  • Crosslinking agent - 30 (mixture), including
  • the expandable organosiloxane compositions obtained in accordance with the present invention have an order of magnitude better radiation resistance than the known compositions, form a solid solid residue after irradiation, and are practically not subject to fire. When foam is formed, hydrogen evolution is absent.
  • the adhesive strength of the foam elastomers. obtained in accordance with the present invention exceeds its cohesive ⁇ ⁇ 97/44381 1 ⁇ ⁇ / ⁇ 96 / 00194 strength.
  • the present invention can be best used in the manufacture of materials used, in particular, in the aviation industry as flame-retardant, non-toxic gap fillers, trench sealants, electrical wiring, floors, fire-resistant wall coatings without the use of combustible adhesives, as well as thermo and soundproof materials.
  • the materials prepared in accordance with the present invention can also be used to isolate objects contaminated with radionuclides from the external environment.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

The present invention relates to methods for producing foamable organosiloxane compositions having improved fire-resistance ratings and radiation resistance. This foamable organosiloxane composition comprises a liquid organosiloxane rubber (OR), an organosilicon cross-linking agent (CA) and a carbonate filler (CF). This composition uses as OR a rubber or mixture of rubbers corresponding to general formula (I) where R, R?1 and R2¿ each represent a lower alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms; n is an integer between 10 and 1500 while k and l are integers between 0 and 500. This composition uses as CA a compound of the general formula R3SiX3 where R3 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, an arylalkyl radical with 7 to 12 carbon atoms or an alkenyl radical with 2 to 4 carbon atoms. X represents halogen or a compound of the general formula OC(O)R4 where R4 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 12 carbon atoms. This composition finally uses as CF one or more substances chosen from the compounds corresponding to the general formula M¿x?CO3 where M is NaH, NH4, Na, K, Ca, Mg or Ba, and x is 1 or 2. Those components are selected according to the following amounts in parts per weight: 100 of OR; from 5 to 30 of CA; and from 20 to 120 of CF.

Description

ВСПЕНИВАЕМАЯ ОРГАНОСИЛОКСАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Область техники FOAMABLE ORGANOSILOXANE COMPOSITION
Настоящее изобретение относится к методам получения вспениваемых орга- носилоксановых композиций с улучшенными показателями огнестойкости и радиационной стойкости, которые могут применяться для целей изоляции различных объектов.The present invention relates to methods for producing expandable organosiloxane compositions with improved fire and radiation resistance, which can be used for the isolation of various objects.
Предшесгауюιщш уровень техники Известны вспениваемые органосилоксановые композиции, получаемые сме- шением органосил океанов, сшивающих агентов и пенообразователей.BACKGROUND OF THE INVENTION Foaming organosiloxane compositions are known that are prepared by mixing organosilanes of the oceans, crosslinking agents and foaming agents.
Формирование пенистой структуры таких материалов осуществляется в результате реакции органогидридсилоксанов, содержащих в молекуле не менее 2-х групп ≡ 5-Η с водой или соединениями, содержащими группировки ≡ 8ЮΗ (из, А, 5238967) или = С-ОН (из, А, 5356940). Данные реакции протекают при каталитическом воздействии соединений платины Сиз, А, 5216037) или оснований (из, А, 4987155).The foam structure of such materials is formed as a result of the reaction of organohydride siloxanes containing at least 2 ≡ 5-Η groups in a molecule with water or compounds containing ≡ 8≡Η groups (from, A, 5238967) or = С-ОН (from, A, 5356940). These reactions proceed under the catalytic effect of platinum compounds Cis, A, 5216037) or bases (from, A, 4987155).
Придание огнестойкости таким композициям может осуществляться несколькими методами, основными из которых являются введение в состав соединений платины в количествах существенно превышающих каталитические (из, А. 5216037). Другим методом является введение в композицию традиционных ан- типиренов (из, А. 4695597). Получаемые пеноэластомеры являются практически негорючими. Однако применение известных негорючих пеноэластомеров затруднено, в частности, вследствие высокой стоимости вводимых в композицию соединений платины. Кроме того, вспенивание органосилоксановых композиций осуществляется водородом, выделяющимся в результате реакций при смешении компонентов. Как известно, водород способен образовывать с кислородом, содержащимся в воздухе, взрывоопасные смеси в широком диапазоне концентраций.Giving fire resistance to such compositions can be carried out by several methods, the main of which are the introduction of platinum in the composition of compounds in quantities significantly exceeding catalytic (from, A. 5216037). Another method is the introduction of traditional antipyrenes into the composition (from, A. 4695597). The resulting foam elastomers are practically non-combustible. However, the use of known non-combustible foam elastomers is difficult, in particular, due to the high cost of platinum compounds introduced into the composition. In addition, the foaming of organosiloxane compositions is carried out by hydrogen, which is released as a result of reactions when the components are mixed. As you know, hydrogen is able to form explosive mixtures with a wide range of concentrations with oxygen contained in air.
Таким образом, получение известных вспениваемых органосилоксановых композиций требует принятия специальных мер предосторожности. Присутствие водорода в качестве обязательного фактора при формировании структуры известных пеноэластомеров не позволяет, кроме того, применять их при изоляции каких-либо объектов, где возможен контакт образующегося пеноэластомера с нагретыми поверхностями, искрами, открытым огнем. ννθ 97/44381 2 ΡСΤ/ΙШ96/00194Thus, the preparation of known expandable organosiloxane compositions requires special precautions. The presence of hydrogen as an indispensable factor in the formation of the structure of known foam elastomers does not allow, in addition, to use them in the isolation of any objects where contact is possible foaming elastomer with heated surfaces, sparks, open flames. ννθ 97/44381 2 ΡСΤ / ΙШ96 / 00194
Наиболее близким к настоящему изобретению является вспениваемая орга- носилоксановая композиция, содержащая жидкий органосилоксановый каучук, кремнеорганическιш сшивающий агент и карбонатный наполнитель (ΙЛЗ, А, 4705810). В известной композиции формирование пористой структуры осуществляется углекислым газом (СОг), образующимся при реакции карбоната кальция и карбо- новых кислот. Однако в известной композиции присутствуют соединения с группами ≡ 5.Η, способные реагировать с карбоновыми кислотами с выделением водорода. Кроме того, вспенивание известной композиции осуществляется при тем- пературах 150 - 180 ° С, что также способствует выделению водорода.Closest to the present invention is an expandable organosiloxane composition comprising liquid organosiloxane rubber, an organosilicon crosslinking agent, and a carbonate filler (LZ, A, 4705810). In the known composition, the formation of the porous structure is carried out by carbon dioxide (CO2), which is formed by the reaction of calcium carbonate and carboxylic acids. However, in the known composition there are compounds with groups ≡ 5.Η, capable of reacting with carboxylic acids with the release of hydrogen. In addition, foaming of the known composition is carried out at temperatures of 150-180 ° C, which also contributes to the evolution of hydrogen.
Таким образом, при получении этой известной вспениваемой органо- силоксановой композиции снижается в определенной мере риск образования взрывоопасной смеси.Thus, upon receipt of this known expandable organosiloxane composition, the risk of the formation of an explosive mixture is reduced to a certain extent.
Однако, выделение при ненобразовании водорода и высокие температуры вспенивания затрудняют использование данной композиции. Кроме того, известная композиция не обладает удовлетворительными показателями огнестойкости и радиационной стойкости.However, hydrogen evolution and high foaming temperatures make it difficult to use this composition. In addition, the known composition does not have satisfactory fire resistance and radiation resistance.
Последнее обстоятельство препятствует использованию известной вспениваемой органосилоксановой композиции при изготовлении изолирующих покры- тий или капсулировании объектов загрязненных радионуклидами (склады или могильники радиоактивных отходов, в т.ч. содержащих делящиеся изотопы ΤЛ-235 и Ρи-239, помещения и площадки, загрязненные в результате аварий на ядерных объектах).The latter circumstance prevents the use of the known expandable organosiloxane composition in the manufacture of insulating coatings or encapsulation of objects contaminated with radionuclides (storage facilities or repositories of radioactive waste, including those containing fissile isotopes ΤЛ-235 and Ρи-239, rooms and sites contaminated as a result of accidents at nuclear facilities).
Используемые для таких целей изолирующие материалы, помимо негорю- чести, должны выделять возможно меньшее количество пожаро и взрывоопасных газов при воздействии больших доз радиации, сохраняя при этом первоначальную форму и размеры. В ряде случаев такие материалы должны обладать способностью к поглощению нейтронов, образующихся при распаде делящихся изотопов. Раскрытие изобретенияInsulating materials used for such purposes, in addition to incombustibility, should emit the smallest possible amount of fire and explosive gases when exposed to large doses of radiation, while maintaining their original shape and size. In some cases, such materials must be capable of absorbing neutrons produced during the decay of fissile isotopes. Disclosure of Invention
Задачей на решение которой направлено настоящее изобретение является создание вспениваемой органосилоксановой композиции с улучшенными показателями огнестойкости и радиационной стойкости, которая была бы применима в качестве изолирующего негорючего материала, а также исключение возможности образования взрывоопасной газовой смеси на стадии формирования пенистой структуры.The problem to which the present invention is directed is the creation of a foamable organosiloxane composition with improved fire and radiation resistance, which would be applicable as an insulating non-combustible material, as well as eliminating the possibility the formation of an explosive gas mixture at the stage of formation of the foam structure.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является обеспечение негорючести материалов, получаемых из композиции, снижение га- зовыделения, сохранение структуры и формы при воздействии на них радиации, а также отсутствие выделения водорода из композиции на стадии формирования пенистой структуры.The technical result achieved by the present invention is to ensure the incombustibility of the materials obtained from the composition, to reduce gas emission, to preserve the structure and shape when exposed to radiation, as well as the absence of hydrogen evolution from the composition at the stage of formation of the foam structure.
Дополнительным техническим результатом является повышение поглощающей способности для нейтронов у материалов, получаемых из вспениваемых органосилоксановых композиций.An additional technical result is an increase in the absorption capacity for neutrons in materials obtained from expandable organosiloxane compositions.
Указанные выше технические результаты достигаются тем, что вспениваемая органосилоксановая композиция, содержащая жидкий органосилоксановый каучук, кремнийорганический сшивающий агент и карбонатный наполнитель, согласно изобретению в качестве органосилоксанового каучука содержит каучук или смесь каучуков общей формулы:The above technical results are achieved in that an expandable organosiloxane composition comprising a liquid organosiloxane rubber, an organosilicon crosslinking agent and a carbonate filler according to the invention contains rubber or a mixture of rubbers of the general formula as organosiloxane rubber:
Figure imgf000005_0001
где К, К.1, Κ? - низший алкильный радикал с 1 - 6 атомами углерода или арильный радикал с 6 - 10 атомами углерода, п - целое число от 10 до 1500, к,1- целые числа от 0 до 500. сумма (η+к+1) - целое число от 10 до 1500, т - целое число от 0 до 10, в качестве кремнийорганического сшивающего агента содержит соединенн е общей формулы: К1 ЗϊХ .ι или их смеси, где
Figure imgf000005_0001
where K, K. 1 , Κ ? is a lower alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, n is an integer from 10 to 1500, k, 1 is an integer from 0 to 500. the sum (η + k + 1) is an integer a number from 10 to 1500, t is an integer from 0 to 10, as an organosilicon crosslinking agent, contains a compound of the general formula: K 1 ZX.ι or mixtures thereof, where
К.3 - алкильный радикал с 1 - 6 атомами углерода, арильный радикал с 6 - 10 атомами углерода, арилалкильный радикал с 7 - 12 атомами углерода или алке- ΡС Κ 194 нильный радикал с 2 - 4 атомами углерода, X - галоген или соединение обшей формулы ΟС(0)Κ4 , где К4 - алкильный радикал с 1 - 6 атомами углерода или арильный радикал с 6 - 12 атомами углерода, в качестве карбонатного наполнителя содержит по крайней мере одно веще- ство из соединений с общей формулой МхСОι , где М - ΝаН, ΝΗ4, Νа, К, Са, Мβ, Ва, х - 1 или 2, при следующем соотношении компонентов (в мае. частях): органосилоксановый каучук - 100 кремнийорганический сшивающий агент - 5 - 30 карбонатный наполнитель - 20 - 120.K. 3 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, an arylalkyl radical with 7 to 12 carbon atoms or alk ΡС Κ 194 is a nyl radical with 2 to 4 carbon atoms, X is a halogen or a compound of the general formula ΟС (0) Κ 4 , where K 4 is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 12 carbon atoms, as the carbonate filler contains at least one substance from compounds with the general formula MxCOi, where M is NaH, 4 , Na, K, Ca, Mβ, Ba, x - 1 or 2, with the following ratio of components (in May. parts ): organosiloxane rubber - 100 organosilicon crosslinking agent - 5 - 30 carbonate filler - 20 - 120.
Возможны варианты осуществления, в которых целесообразно, чтобы:Embodiments are possible in which it is advisable that:
- композиция дополнительно содержала бы от 60 до 150 ч. гидроокиси алюминия,- the composition would additionally contain from 60 to 150 parts of aluminum hydroxide,
- композиция дополнительно содержала бы от 0,01 до 0,5 ч. диалкилдикар- боксилата олова обшей формулы:- the composition would additionally contain from 0.01 to 0.5 parts of tin dialkyl dicarboxylate of the general formula:
Κ.5 ?Зη[ΟС(0)Κ.6]2 , гдеΚ. 5 ? Зη [ΟС (0) Κ. 6 ] 2 , where
К5 - алкильный радикал с 2 - 4 атомами углерода, К6 - алкильный радикал с 8 - 12 атомами углерода,K 5 is an alkyl radical with 2 to 4 carbon atoms, K 6 is an alkyl radical with 8 to 12 carbon atoms,
- композиция дополнительно содержала бы от 0.01 до 0,3 ч. дисперсного бо- ра с удельной поверхностью от 3 до 10 м2/г и размерами частиц в диапазоне от 0,2 до 20 мкм,- the composition would additionally contain from 0.01 to 0.3 parts of dispersed boron with a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g and particle sizes in the range of 0.2 to 20 μm,
- в композиции гидроокись алюминия применялась бы в виде порошка с размерами частиц в диапазоне от 0,5 до 10 мкм,- in the composition, aluminum hydroxide would be used in the form of a powder with particle sizes in the range from 0.5 to 10 microns,
- бор вводили бы в композицию в составе по меньшей мере одного соедине- ния из группы: В? Оз, НзВОз, ΤϊΒ2, ЗϊзВд, Α1Β.- would boron be introduced into the composition as a part of at least one compound from the group: B? Oz, NZOz, ΤϊΒ 2 , ZϊzVd, Α1Β.
Вспениваемую органосилоксановую композицию готовят следующим образом.The expandable organosiloxane composition is prepared as follows.
Смешивают жидкий органосилоксановый каучук и карбонатный наполιш- тель, после чего в смесь добавляют сшивающий агент. Гидроокись алюминия и дисперсный бор вводят в смесь в зависимости от необходимости повышения соответствующих свойств у получаемого материала. Причем указанные добавки вводятся в смесь до введения сшивающего агента.
Figure imgf000007_0001
The liquid organosiloxane rubber and the carbonate filler are mixed, after which a crosslinking agent is added to the mixture. Aluminum hydroxide and dispersed boron are introduced into the mixture, depending on the need to increase the corresponding properties of the resulting material. Moreover, these additives are introduced into the mixture before the introduction of a crosslinking agent.
Figure imgf000007_0001
Используемые в настоящем изобретении жидкие органосилоксановые каучу- ки, относятся к классу линейных и линейно -лестничных полиорганосилоксанов. описанных, в частности, в работе (Высокомолекулярные соединения, том XXX, Ν 9, Москва, 1988, с.1832 - 1836). При введении сшивающего агента в заранее приготовленную смесь жидкого органосилоксанового каучука и карбонатного наполнителя происходит реакция компонентов, приводящая к сшиванию каучука и одновременному выделению кислых продуктов НХ (хлористого водорода или карбоновых кислот) по схеме ≡ 5ЮΗ + -> ≡ ЗЮЗϊ +ΗΧ. Продукты НХ в момент выделения нейтралиэу- ются за счет реакции с бикарбонатным наполнителем, находящемся в избытке, образуя при этом углекислый газ СО; и соответствующие соли. Выделение водорода или других горючих или взрывоопасных газов в ходе вышеуказанных реакций принципиально невозможно. Поскольку все вышеуказанные реакции протекают одновременно, вьщеляющийся углекислый газ вспенивает суммарную ком- позицию, а образующаяся пена фиксируется за счет сшивания каучука с образованием пеноэластомера.Liquid organosiloxane rubbers used in the present invention belong to the class of linear and linear ladder polyorganosiloxanes. described, in particular, in the work (High-molecular compounds, volume XXX, Ν 9, Moscow, 1988, p. 1832 - 1836). When a crosslinking agent is introduced into a pre-prepared mixture of liquid organosiloxane rubber and a carbonate filler, a reaction of the components occurs, which leads to the crosslinking of the rubber and the simultaneous release of acidic HX products (hydrogen chloride or carboxylic acids) according to the scheme ≡ 5ΗΗ + -> ≡ ЗЗЗϊ + ΗΧ. HX products at the moment of isolation are neutralized due to the reaction with a bicarbonate filler, which is in excess, forming carbon dioxide CO; and corresponding salts. The evolution of hydrogen or other combustible or explosive gases during the above reactions is fundamentally impossible. Since all of the above reactions proceed simultaneously, the absorbing carbon dioxide foams the total composition, and the resulting foam is fixed by crosslinking the rubber to form a foam elastomer.
Для придания пеноэластомеру негорючести в смесь жидких каучуков , карбонатного наполнителя и сшивающих агентов могут дополнительно вводиться антипиреновые добавки в виде порошка гидроокиси алюминия с размерами час- тиц от 0,5 до 10 мкм.In order to make the foam elastomer incombustible, flame retardants in the form of aluminum hydroxide powder with particle sizes from 0.5 to 10 microns can be added to the mixture of liquid rubbers, carbonate filler and crosslinking agents.
Помимо этого антипирсны могут образовываться в качестве побочных продуктов (солей) . образующихся при реакции карбонатного наполнителя с соединениями НХ.In addition, flame retardants can form as by-products (salts). formed during the reaction of a carbonate filler with HX compounds.
Вспененные полиорганосилоксановые композиции, полученные в соот- ветствии с настоящим изобретением, помимо высокой термостойкости, обладают весьма незначительным газовыделением при воздействии на них радиоактивного излучения до 500 Мрад. Образующийся твердый остаток представляет собой смешанные силикат-карбонаты металлов, входящих в состав композиции, при этом он сохранияет исходные размеры и форму пеноэластомера до облучения и по внешнему виду похож на прочную вулканическую пемзу.The foamed polyorganosiloxane compositions obtained in accordance with the present invention, in addition to high heat resistance, have very little gas evolution when exposed to radioactive radiation of up to 500 Mrad. The resulting solid residue is a mixed silicate-carbonate of the metals that make up the composition, while it retains the original size and shape of the foam elastomer before irradiation and in appearance resembles a strong volcanic pumice.
Если предлагаемую вспениваемую композицию использовать для изоляции или капсулирования радиоактивных веществ, содержащих в своем составе делящиеся радионуклиды (υ-235, Рιι -239 и т.п.) в состав композиции могут вводиться добавки, обеспечивающие поглощение нейтронов и снижающие коэффициент β ΡСΤ/κυ96/00194 размножения нейтронов до значений Κ∞< 0,95, обеспечивающих ядерную безопасность .If the proposed expandable composition is used to isolate or encapsulate radioactive substances containing fissile radionuclides (υ-235, Рιι-239, etc.), additives that provide neutron absorption and reduce the coefficient can be introduced into the composition β ΡСΤ / κυ96 / 00194 of neutron multiplication up to Κ∞ <0.95, ensuring nuclear safety.
В качестве таких добавок используют борсодержащее вещество в виде дисперсного порошка. Вспениваемые органосилоксановые композиции по настоящему изобретению обладают высокой степенью огнестойкости. Образцы данного материала , помещенные в пламя горелки Бунзена, не воспламеняются, а подвергаются медленной минерализации с поверхности, которая прекращается после удаления образцов из пламени. По другому варианту огневых испытаний, образцы пеноэластомеров, полученные согласно настоящему изобретению, пропитывались горючими растворителями (бензином и керосином), помещались в фарфоровые чашки и поджигались. По мере выгорания указанных растворителей на поверхности образцов наблюдалось образование налета копоти, при этом после завершения горения рас- творителей пламя гасло.As such additives, a boron-containing substance in the form of a dispersed powder is used. The expandable organosiloxane compositions of the present invention have a high degree of fire resistance. Samples of this material placed in the Bunsen burner flame do not ignite, but undergo slow mineralization from the surface, which ceases after removal of the samples from the flame. According to another embodiment of the fire tests, the samples of the foam elastomers obtained according to the present invention were impregnated with combustible solvents (gasoline and kerosene), placed in porcelain cups and set on fire. As these solvents burned out, soot deposits formed on the surface of the samples, and the flame went out after the completion of the burning of the solvents.
Указанные выше свойства вспениваемых органосилоксановых композиций, получаемых в соответствии с настоящим изобретением, позволяет рассматривать их как перспективные материалы для изготовления огнестойкой защитной одежды, огнезащитных покрытий, огнепреградительных легких перегородок в зданиях, судах, помещениях, ог незащитной герметизации проемов после прокладки в них кабелей, проводов и т.п.The above properties of the expandable organosiloxane compositions obtained in accordance with the present invention allow us to consider them as promising materials for the manufacture of fire-resistant protective clothing, fire-retardant coatings, fire-retardant lightweight partitions in buildings, ships, rooms, fireproof sealing of openings after laying cables and wires in them etc.
Важной особенностью таких материалов является практическое отсутствие дымообразовання при превращении пеноэластомеров под действием открытого пламени в прочную пенокерамику. Особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятными при последующем рассмотрении примеров реализации изобретения, а также результатов огневых и радиационных испытаний.An important feature of such materials is the practical absence of smoke formation during the transformation of foam elastomers under the action of an open flame into a durable foam ceramic. Features and advantages of the present invention will become more clear upon subsequent consideration of examples of implementation of the invention, as well as the results of fire and radiation tests.
Приготовление композиций. На 100 массовых частей жидких полиорганосилоксановых каучуков, с ука- занной выше обшей формулой, которые могут применяться либо в виде индивидуальных соединений либо в виде смеси каучуков с различными вышеприведенными значениями К, К1, К2 , п, т, 1, к, берут от 20 до 120 ч. карбонатного наполнителя, в качестве которого применяют по меньшей мере одно вещество из соединений с общей формулой (Μ)χСΟз, где М - ΝаН, ΝΗ4, Νа, К, Са, Μ§ или Ва, а х - \УΟ 97 1 у Ρ ΚPreparation of compositions. For 100 mass parts of liquid polyorganosiloxane rubbers, with the above general formula, which can be used either as individual compounds or as a mixture of rubbers with various values of K, K 1 , K 2 , p, t, 1, k given above, from 20 to 120 parts of a carbonate filler, in which at least one substance is used from compounds with the general formula (Μ) χСΟз, where M is ΝaH, ΝΗ 4 , Νa, K, Ca, Μ§ or Ba, and x is \ YΟ 97 1 y Ρ Κ
1 или 2. При этом наполнители вводятся в виде дисперсных порошков с размерами частиц от 1 до 10 мкм.1 or 2. In this case, the fillers are introduced in the form of dispersed powders with particle sizes from 1 to 10 microns.
В смесь могут дополнительно вводиться добавки в виде дисперсных порошков гидроокиси алюминия и/или боросо держащих веществ. Полученную смесь тщательно перемешивают на валковых смесителях до получения однородной пластичной пасты с вязкостью от 30000 до 120000 Па с.Additives in the form of dispersed powders of aluminum hydroxide and / or boron-containing substances can be added to the mixture. The resulting mixture is thoroughly mixed on roller mixers to obtain a homogeneous plastic paste with a viscosity of 30,000 to 120,000 Pa s.
Для получения вспененной органосилоксановой композиции (далее пеноэ- ластомер) берут на 100 мае. частей каучука от 5 до 30 массовых частей сшивающих агентов, которые применяются либо в виде индивидуальных соединений, либо в виде смеси соединений с общей формулой Κ.38ϊΧз с вышеприведенными значениями К.3, X.To obtain a foamed organosiloxane composition (hereinafter, the foam elastomer), they are taken as of May 100. parts of rubber from 5 to 30 parts by mass of crosslinking agents, which are used either as individual compounds or as a mixture of compounds with the general formula Κ. 3 8ϊΧz with the above values of K. 3 , X.
Для регулирования скорости вспенивания в состав композиций могут также дополнительно вводиться от 0,01 до 0,5 ч. диалкилдикарбоксилатов олова (например, диэтшιдикаприлат олова или дибутилдилаурат олова). Через 15 - 20 секунд после смешения пасты и сшивающих агентов начинается вспенивание массы, сопровождающееся незначительным саморазогревом до 35 - 45 ° С, в результате чего ее объем увеличиватся в 1,5 - 10 раз.From 0.01 to 0.5 parts of tin dialkyl dicarboxylates (for example, tin diethyl dicaprylate or tin dibutyl dilaurate) can also be added to the composition to control the foaming rate. After 15 to 20 seconds after mixing the paste and cross-linking agents, foaming of the mass begins, accompanied by a slight self-heating up to 35 - 45 ° С, as a result of which its volume will increase by 1.5 - 10 times.
Образовавшаяся вязкотекучая пластичная пена постепенно в течение 2 - 10 мин. теряет текучесть и поверхностную липкость. Полное завершение вулканиза- ции происходит за 20 - 90 мин. ( после указанного времени плотность и упругость пены остаются постоянными). Аналогичным образом образование пеноэластомера протекает на любых сухих, влажных поверхностях, а также на поверхности воды и водных растворов.The resulting viscous plastic foam gradually over a period of 2 to 10 minutes. loses fluidity and surface stickiness. The complete completion of vulcanization takes place in 20 - 90 minutes. (after the specified time, the density and elasticity of the foam remain constant). Similarly, the formation of foam elastomer proceeds on any dry, wet surfaces, as well as on the surface of water and aqueous solutions.
Примеры приготовления конкретных композиций, в соответствии с настоя- щим изобретением, даны ниже под номерами от 2 до 6. В примере 1 описано приготовление композиции в соответствии с ближайшим аналогом (из, 4705810).Examples of the preparation of specific compositions in accordance with the present invention are given below under the numbers 2 to 6. Example 1 describes the preparation of a composition in accordance with the closest analogue (from, 4705810).
В примерах 2 - 6 значения компонентов приведены в массовых частях. Вязкость каучука - η дана в мПа-с.In examples 2 to 6, the values of the components are given in mass parts. Rubber viscosity η is given in MPa-s.
Примеры реализации изобретения Пример Ν 1.Examples of the invention Example Ν 1.
В соответствии с изобретением - ближайшим аналогом готовят композицию, состоящую из компонентов А, В и С.In accordance with the invention, the closest analogue is preparing a composition consisting of components A, B and C.
Для приготовления компонента (А) берут 100 массовых частей диметилполи- силоксана с вязкостью 90000 мПа-с, блокированного по концам диметилвинил- \УΟ 97/44381 8 ΡСΤ/ΙШ96/00194 силоксшрушιами ( I ); смешивают с 70 мае. ч. молотого кварца с размерами частиц до 5 мкм ( II ) и добавляют в смесь раствор Н^РϊСΙб-бНгО в изопропиловом спирте в количестве, обеспечивающем 10 4 ч. Рϊ на 1 ч. смеси. Смесь перемешивают в механической ступе до получения однородной пасты. Готовят компонент композиции (В) путем смешения 90 мае. ч. (I) с 10 мае. ч. продукта согидролиза в толуоле 1 моля (СгГЬО^Зι и 2 молей (СНзЬНЗϊСΙ, от которого после промывки водой отгоняют все летучие продукты до температуры 130 ° С. К полученной смеси добавляют 60 мае. ч. (И) и перемешивают смесь в механической ступе до получения однородной пасты. Готовят компонент композиции ( С ) путем смешения 100 мае. ч. карбоната кальция с размерами частиц до 0,5 мкм с 80 мае. ч. полили мсти л сил океана, блокированного по концам (СΗз)зЗЮο,5 - группами, с вязкостью 100 мПас,.To prepare component (A), 100 mass parts of dimethylpolysiloxane with a viscosity of 90,000 mPa-s blocked at the ends of dimethylvinyl \ УΟ 97/44381 8 ΡСΤ / ΙШ96 / 00194 siloxanes (I); mixed since May 70th. parts of ground quartz with particle sizes up to 5 μm (II) and a solution of Н ^ РϊСΙ б- бНгО in isopropyl alcohol is added to the mixture in an amount providing 10 4 parts of Рϊ for 1 part of the mixture. The mixture is stirred in a mechanical mortar until a homogeneous paste is obtained. Prepare a component of composition (B) by mixing on May 90. part (I) from May 10. h. of the product of cohydrolysis in toluene 1 mole (Cr2O3 ^ 3 and 2 moles (CH3CH3C3, from which, after washing with water, all volatile products are distilled off to a temperature of 130 ° C. May 60 is added to the resulting mixture and the mixture is stirred in mechanical step until a homogeneous paste is obtained.Prepare the component of composition (C) by mixing on May 100, including calcium carbonate with particle sizes up to 0.5 μm, from May 80, including pouring revenge on the ocean, blocked at the ends of (СΗз) ЗЗЮο, 5 - in groups, with a viscosity of 100 mPas ,.
Перетирают смесь в механической ступе до однородной пасты, после чего добавляют в нее 60 мае. ч. адипиновой кислоты. Смешивают компоненты ( А ) и ( В ) в соотношении 1 : 1 и тщательно их перемешивают. К 100 мас.ч. полученной смеси добавляют 6 мае. ч. компонента ( С ) и вновь перетирают в механической ступе. Полученную пасту помещают в форму и выдерживают в термошкафу при температуре 175 ° С в течение 15 мин. После вспенивания и охлаждения получают однородную эластичную пену с плот- ностью 0,6 г/ см3.Grind the mixture in a mechanical mortar to a homogeneous paste, after which they are added to it on May 60. including adipic acid. Mix components (A) and (B) in a ratio of 1: 1 and mix them thoroughly. To 100 parts by weight the resulting mixture was added on May 6th. including component (C) and again fray in a mechanical mortar. The resulting paste is placed in a mold and kept in a heating cabinet at a temperature of 175 ° C for 15 minutes. After foaming and cooling, a uniform elastic foam with a density of 0.6 g / cm 3 is obtained.
Пример Ν 2.Example Ν 2.
В соответствии с настоящим изобретением готовят композицию смешением:In accordance with the present invention, a composition is prepared by mixing:
Органосилоксановый каучук: - 100Organosiloxane rubber: - 100
(п = 700, к=1=0, п +к+1 = 700,т=0, К. - СНз, К1 - С6Η5, η = 8000) Сшивающий агент: - 20(n = 700, k = 1 = 0, n + k + 1 = 700, t = 0, K. - CH3, K 1 - C 6 Η 5 , η = 8000) Crosslinking agent: - 20
Карбонатный наполнитель: - 50Carbonate Filler: - 50
Νа?СΟзΝa? SΟz
Гидроокись алюминия: - 150 Α1(ΟΗ)зAluminum hydroxide: - 150 Α1 (ΟΗ) s
Дисперсный бор: - 0,2Dispersion Boron: - 0.2
ВIN
Диалкилдикарбоксилат олова: - 0,01Tin dialkyl dicarboxylate: - 0.01
?Ι 15).?Зη[ΟС(0)С7Ηι5|: 97/443 1 д ΡСΤ/ΙШ96/00194? Ι 1 5 ).? Зη [ΟС (0) С7Ηι 5 |: 97/443 1 d ΡСΤ / ΙШ96 / 00194
Приготовленную в соответствии с изложенной выше последовательностью стадий смесь в виде жидкой пасты выливают в форму из фторопласта или полиэтилена. В течение 2 - 5 минут происходит вспенивание и отверждение смеси с образованием однородного эластичного пеноэластомера, который легко извлекает- 5 ся из формы через 20 - 90 минут. Плотность полученного эластомера составляет 0,24 г/см3.Prepared in accordance with the above sequence of steps, the mixture in the form of a liquid paste is poured into a mold of PTFE or polyethylene. Within 2 - 5 minutes, foaming and curing of the mixture occurs with the formation of a uniform elastic foam elastomer, which is easily removed from the mold after 20 - 90 minutes. The density of the obtained elastomer is 0.24 g / cm 3 .
Аналогичным образом получают вспениваемые композиции по примерам 3- 6.Foaming compositions of Examples 3-6 are similarly prepared.
Пример Ν 3. Ю Готовят композицию смешением:Example Ν 3. Yu Prepare the composition by mixing:
Органосилоксановый каучук: - 100Organosiloxane rubber: - 100
(η= 10, к=1=0, п +к+1= 10. т = 10, К. - СНз , К.1 - СНз, К26Η5, η=7200)(η = 10, k = 1 = 0, n + k + 1 = 10. m = 10, K. - CH3, K. 1 - CH3, K 2 -C 6 Η 5 , η = 7200)
Сшивающий агент: - 20Crosslinking Agent: - 20
1 *ι (смесь), в том числе1 * ι (mixture), including
СгЬ5.(СΗзСΟΟ)з - 5Cr5. (C3CC3) s - 5
С6Η53-СЬ - 15C 6 Η 5 3-C - 15
Карбонатный наполнитель: - 50Carbonate Filler: - 50
(смесь), в том числе 0 Κ2СΟз - 30 меСОз - 20(mixture), including 0 Κ 2 СΟз - 30 меСОз - 20
I идроокись алюминия: - 100I aluminum oxide: - 100
ΑΙ(ΟΗ)ιΑΙ (ΟΗ) ι
Дисперсный бор: - 0,8 5 Β?ΟзDispersed boron: - 0.8 5 Β? Οз
Диашсилдикарбоксилат олова: - 0,01Tin dihydroxycarboxylate: - 0.01
?Η5)23ηΙΟС(0)С7Ηϊ5]2 ? Η 5 ) 23 η ΙΟС (0) С 7 Ηϊ5] 2
После вспенивания композиции получается однородная пена с плотностью 0 0, 43 г/см3.After foaming the composition, a homogeneous foam with a density of 0, 43 g / cm 3 is obtained.
Пример Ν 4.Example Ν 4.
Готовят композицию смешением:Prepare the composition by mixing:
Смесь органосилоксановых каучуков η = 4400, в том числе - 100 \νθ 97/44381 1 0 ΡСΤ/Κϋ96/00194
Figure imgf000012_0001
Κ.-СΗз, К'-СНз. Кг-СеРЬ) - 40 б)(η=300, к=1=50, п+к +1=400, т=0, Κ.-СΗ3, Κ'-СΗ3, Κ26Η5) - 40 в)(η=100. к=1=50, п+к +1=200, т=0, Κ-С2Η5, К'-СНз, Κ26Η^) - 20
A mixture of organosiloxane rubbers η = 4400, including 100 \ νθ 97/44381 1 0 ΡСΤ / Κϋ96 / 00194
Figure imgf000012_0001
Κ.-СΗз, К'-СНз. Kr-CEPB) - 40 b) (η = 300, k = 1 = 50, n + k + 1 = 400, t = 0, Κ.-СΗ 3 , Κ'-СΗ 3 , Κ 26 Η 5 ) - 40 c) (η = 100. K = 1 = 50, n + k + 1 = 200, m = 0, Κ-C 2 Η 5 , K'-CH3, Κ 2 -C 6 Η ^) - 20
Сшивающий агент: - 20 СΗз8ϊ(СΗзСΟΟ)зCrosslinking agent: - 20 СΗз8ϊ (СΗзСΟΟ) з
Карбонатный наполнитель: - 90Carbonate Filler: - 90
(смесь), в том числе(mixture), including
СаСОз - 60CaCO3 - 60
ВаСОз - 10 Κ2СΟз - 20VasOz - 10 Κ 2 СΟз - 20
Гидроокись алюминия: - 60Aluminum hydroxide: - 60
Α1(ΟΗ)зΑ1 (ΟΗ) s
Дисперсный бор: - 1,2Dispersion Boron: - 1.2
ПзВОз Диалкилдикарбоксилат олова: - 0,5PZvoz tin dialkyl dicarboxylate: - 0.5
4Η9)2Зη[ΟС(0)С11Η2зЬ4 Η9) 2 З η [ΟС (0) С 11 Η 2 зЬ
После вспенивания композиции получается однородная иена с плотностью,62 г/см3.After foaming the composition, a homogeneous yen with a density of 62 g / cm 3 is obtained.
Пример Ν 5. Готовят композицию смешением:Example Ν 5. Prepare the composition by mixing:
Органосилоксановый каучук: - 100Organosiloxane rubber: - 100
(η=300,
Figure imgf000012_0002
0,Κ - СНз , К1 - СНз, η = 1800)
(η = 300,
Figure imgf000012_0002
0, Κ - СНз, К 1 - СНз, η = 1800)
Сшивающий агент: - 16Crosslinking Agent: - 16
(смесь), в том числе СΗ38ϊ(СΗзСΟΟ)з - 8(mixture), including СΗ 3 8ϊ (СΗзСΟΟ) з - 8
С2Η5Зϊ(СΗзСΟΟ)з - 8С 2 Η 5 Зϊ (СΗзСΟΟ) з - 8
Карбонатный наполнитель: - 120Carbonate Filler: - 120
(ΝΗ4)2СΟз(ΝΗ 4 ) 2 СΟз
Диалкилдикарбоксилат олова: - 0,3 (С2Η5)2Зη[ΟС(0)С7Ηϊ5]2 Tin dialkyl dicarboxylate: - 0.3 (С 2 Η 5 ) 2 Зη [ΟС (0) С7Ηϊ5] 2
После вспенивания композиции получается однородная пена с плотностью,32 г/см3.After foaming the composition, a uniform foam with a density of 32 g / cm 3 is obtained.
Пример Ν 6.Example Ν 6.
1 отовят композицию смешением: \νθ 97/44381 1 1 ΡСΤ/ΙШ96/001941 will take the composition by mixing: \ νθ 97/44381 1 1 ΡСΤ / ΙШ96 / 00194
Смесь органосилоксановых каучуков η = 40000, в том числе - 100 а)
Figure imgf000013_0001
Ε.-СΗ3, К '-СНз, Κ2-СбΗ5)) - 50
Figure imgf000013_0002
1200, т=0, К-СНз, К'-СНз,) - 50
A mixture of organosiloxane rubbers η = 40,000, including 100 a)
Figure imgf000013_0001
Ε.-СΗ 3 , К '-СНз, Κ 2- СбΗ 5) ) - 50
Figure imgf000013_0002
1200, t = 0, K-CH3, K'-CH3,) - 50
Сшивающий агент: - 30 (смесь), в том числеCrosslinking agent: - 30 (mixture), including
(СΗ2 = СΗ)ЗϊС1з - 5(СΗ 2 = СΗ) ЗϊС1з - 5
СНзЗϊСΙз - 25SNZZϊSΙz - 25
Карбонатный наполнитель: - 60Carbonate Filler: - 60
(смесь), в том числе Νа2СΟз - 30(mixture), including Νа 2 СΟз - 30
ΝаНСОз - 30НСаНСОз - 30
Гидроокись алюминия: - 80Aluminum hydroxide: - 80
Αϊ(ΟΗ)3 Дисперсный бор: - 0,8 Τ.Β2 Αϊ (ΟΗ) 3 Dispersion bur: - 0.8 Τ.Β 2
После вспенивания композиции получается однородная пена с плотностью 0,51 г/см3.After foaming the composition, a uniform foam with a density of 0.51 g / cm 3 is obtained.
Результаты радиационных и огневых испытаний образцов пеноэластомеров, полученных в соответствии с настоящим изобретением и по изобретению - бли- жайшему аналогу, приведены в таблице 1 и таблице 2.The results of radiation and fire tests of samples of foam elastomers obtained in accordance with the present invention and according to the invention, the closest analogue, are shown in table 1 and table 2.
Испытания проводились с образцами материалов размерами 50x30x20 мм. The tests were carried out with samples of materials measuring 50x30x20 mm.
\νθ 97/44381 ΡСΤ/ΙШ96/П0194\ νθ 97/44381 ΡСΤ / ΙШ96 / П0194
1212
Таблица 1. Результаты радиационных испытанийTable 1. Results of radiation tests
(мощность дозы 2 Мрад/час, интегральная доза 500 Мрад)(dose rate 2 Mrad / hour, integral dose 500 Mrad)
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
- при дозе до 100 Мрад - at a dose of up to 100 Mrad
Таблица 2. Результаты огневых испытаний.Table 2. Fire test results.
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
* - после полного сгорания топлива* - after complete combustion of fuel
Как следует из результатов испытаний, получаемые в соответствии с настоящим изобретением вспениваемые органосилоксановые композиции обладают на порядок лучшими, чем известные композиции показателями радиационной стойкости, образуют после облучения твердый прочный остаток и практически не подвержены возгоранию. При образовании пены отсутствует выделение водорода.As follows from the test results, the expandable organosiloxane compositions obtained in accordance with the present invention have an order of magnitude better radiation resistance than the known compositions, form a solid solid residue after irradiation, and are practically not subject to fire. When foam is formed, hydrogen evolution is absent.
Кроме того, как показали испытания, при вспенивании катализированной композиции на сухих металлах, стекле, бетоне, многих видах пластмасс, органических и силиконовых резинах адгезионная прочность пеноэластомеров. полученных в соответствии с настоящим изобретением, превышает его когезионную \νθ 97/44381 1 ^ ΡСΤ/ΙШ96/00194 прочность. При нанесении композиции на воду или водные растворы на поверхности образуется сплошная пористая пленка. Промышленная применимость Настоящее изобретение может быть наилучшим образом применено при из- готовлении материалов, используемых, в частности, в авиационной промышленности в качестве огнестойких нетоксичных заполнителей зазоров, герметиков для окоп, электропроводки, полов, противопожарных покрытий для стен без использования горючих клеев, а также термо и звукоизолирующих материалов. Приготовленные в соответствии с настоящим изобретением материалы могут также ис- пользоваться для изоляции от внешней среды объектов, загрязненных радионуклидами. In addition, as tests have shown, when foaming the catalyzed composition on dry metals, glass, concrete, many types of plastics, organic and silicone rubbers, the adhesive strength of the foam elastomers. obtained in accordance with the present invention exceeds its cohesive \ νθ 97/44381 1 ^ ΡСΤ / ΙШ96 / 00194 strength. When the composition is applied to water or aqueous solutions, a continuous porous film forms on the surface. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be best used in the manufacture of materials used, in particular, in the aviation industry as flame-retardant, non-toxic gap fillers, trench sealants, electrical wiring, floors, fire-resistant wall coatings without the use of combustible adhesives, as well as thermo and soundproof materials. The materials prepared in accordance with the present invention can also be used to isolate objects contaminated with radionuclides from the external environment.

Claims

\УΟ 97/44381 15 ΡСΤ/κυ96/00194ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ \ UΟ 97/44381 15 ΡCΤ / κυ96 / 00194Formula of the INVENTION
1. Вспениваемая органосилоксановая композиция, содержащая жидкий органосилоксановый каучук, кремнийорганический сшивающий агент и карбонатный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве органосилоксанового каучука содержит каучук или смесь каучуков обшей формулы:1. Foaming organosiloxane composition containing liquid organosiloxane rubber, an organosilicon crosslinking agent and a carbonate filler, characterized in that as organosiloxane rubber contains rubber or a mixture of rubbers of the General formula:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
15 где К, К1, К2 - низший алкильный радикал с 1 - 6 атомами углерода или арильный радикал с 6 - 10 атомами углерода, п - целое число от 10 до 1500, к, 1 - целые числа от 0 до 500, сумма (η+к+1) - целое число от 10 до 1500, ш - целое число от 0 до 10, в качестве кремнийорганнческого сшивающего агента содержит соединение 20 общей формулы: 1ч 3 ЗϊХ з или их смеси, где15 where K, K 1 , K 2 is a lower alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, n is an integer from 10 to 1500, k, 1 are integers from 0 to 500, the sum (η + k + 1) - is an integer from 10 to 1500 m - an integer from 0 to 10, as kremniyorganncheskogo crosslinker comprises a compound of the general formula 20: 1h ZϊH 3 h or mixtures thereof, wherein
К ч - алкильный радикал с ! - 6 атомами углерода, арильный радикал с 6 - 10 атомами углерода, арилоалкильный радшеал е 7 - 12 атомами углерода или алкι- нильный радикал с 2 - 4 атомами углерода, X - галоген или соединение с общей формулой ОСЮЖ4 , где К4 - алкильный радикал с 1 - 6 атомами углерода илиK h - alkyl radical c! - 6 carbon atoms, an aryl radical with 6 to 10 carbon atoms, an aryloalkyl radical 7 to 12 carbon atoms or an alkylene radical with 2 to 4 carbon atoms, X is halogen or a compound with the general formula OSL 4 , where K 4 is alkyl a radical with 1 to 6 carbon atoms or
25 арильный радикал с 6 - 12 атомами углерода, в качестве карбонатного наполнителя содержит по крайней мере одно вещество ιη соединений с общей формулой МхСОз , где М - ΝаН. ΝΙΙα, Νа, К, Са, Μ&, Ва, х - 1 или 2. при следующем соотношении компонентов (в мае. частях): Зо органосилоксановый каучук - 100 кремнийорганический сшивающий агеш - 5 - 30 карбонатный наполнитель - 20 - 120. \ΥΟ 97/44381 1 β ΡСΤ/ΙШ96/0019425 an aryl radical with 6 to 12 carbon atoms, as a carbonate filler, contains at least one substance ιη compounds with the general formula MxCO3, where M is ΝaH. ΝΙΙα, Νa, K, Ca, Μ &, Ba, x - 1 or 2. with the following ratio of components (in May. Parts): 3 organosiloxane rubber - 100 organosilicon crosslinking ages - 5 - 30 carbonate filler - 20 - 120. \ ΥΟ 97/44381 1 β ΡСΤ / ΙШ96 / 00194
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит от 60 до 150 ч. гидроокиси алюминия.2. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises from 60 to 150 parts of aluminum hydroxide.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит от 0,01 до 0,5 ч. диалкилдшсарбоксилата олова общей формулы:
Figure imgf000018_0001
3. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises from 0.01 to 0.5 parts of tin dialkylsulfarboxylate of the general formula:
Figure imgf000018_0001
К5 - алкильный радикал с 2 - 4 атомами углерода, К6 - алкильный радикал с 8 - 12 атомами углерода.K 5 is an alkyl radical with 2 to 4 carbon atoms, K 6 is an alkyl radical with 8 to 12 carbon atoms.
4. Композиция по π.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит от 0,01 до 0,3 ч. дисперсного бора с удельной поверхностью от 3 до 10 м2/г и разме- рами частиц в диапазоне от 0,2 до 20 мкм.4. The composition according to π.1, characterized in that it further comprises from 0.01 to 0.3 parts of dispersed boron with a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g and particle sizes in the range from 0.2 to 20 microns.
5. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что гидроокись алюминия применяют в виде порошка с размерами частиц в диапазоне от 0,5 до 10 мкм.5. The composition according to claim 2, characterized in that the aluminum hydroxide is used in powder form with particle sizes in the range from 0.5 to 10 microns.
6. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит от 0,01 до 0,3 мае. ч. по меньшей мере одного соединения из группы: Β2 Οз, НзВОз. ТϊВ?, 8ϊзΒ4, Α1Β. 6. The composition according to p. 1, characterized in that it contains from 0.01 to 0.3 may. including at least one compound from the group: Β 2 Οз, НзВОз. TϊV ?, 8ϊϊΒ 4 , Α1Β.
PCT/RU1996/000194 1996-05-20 1996-07-16 Foamable organosiloxane composition WO1997044381A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9537968A JPH11509886A (en) 1996-05-20 1996-07-16 Foamed organosiloxane composition

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109675 1996-05-20
RU96109675A RU2115676C1 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Organosiloxane foam composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997044381A1 true WO1997044381A1 (en) 1997-11-27

Family

ID=20180581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU1996/000194 WO1997044381A1 (en) 1996-05-20 1996-07-16 Foamable organosiloxane composition

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPH11509886A (en)
DE (1) DE19711519A1 (en)
RU (1) RU2115676C1 (en)
WO (1) WO1997044381A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5770699A (en) * 1998-07-29 2000-02-21 Orbit Technologies, Inc. Method for encapsulation and stabilization of hazardous and radioactive mixed wastes using polysiloxane
WO2000039220A1 (en) * 1998-12-23 2000-07-06 Obschestvennoe Obiedinenie 'evrazyskoe Fizicheskoe Obschestvo' Composition for producing a silicone elastomer curable at room temperature and method for producing said elastomer
EP1785186B1 (en) * 2004-06-07 2014-09-03 National Institute for Materials Science Adsorbent for radioelement-containing waste and method for fixing radioelement
CZ298995B6 (en) * 2006-04-25 2008-03-26 Ústav jaderného výzkumu Rež, a.s. Solidification method of radioactive and harmful waste
JP5667740B2 (en) * 2008-06-18 2015-02-12 東レ・ダウコーニング株式会社 Curable organopolysiloxane composition and semiconductor device
EP3095809A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-23 HILTI Aktiengesellschaft Foamable, multi-component composition forming an insulating layer and its use

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU309029A1 (en) * METHOD OF OBTAINING HEAT-RESISTANT FOAMS!
SU338107A1 (en) * 1966-07-06 1975-09-25 Low-weight elastic compound
US4460712A (en) * 1983-12-23 1984-07-17 Dow Corning Corporation Compositions producing aminofunctional silicone foams and coatings
US5225452A (en) * 1991-12-21 1993-07-06 Dow Corning Gmbh Silicone foam forming composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU309029A1 (en) * METHOD OF OBTAINING HEAT-RESISTANT FOAMS!
SU338107A1 (en) * 1966-07-06 1975-09-25 Low-weight elastic compound
US4460712A (en) * 1983-12-23 1984-07-17 Dow Corning Corporation Compositions producing aminofunctional silicone foams and coatings
US5225452A (en) * 1991-12-21 1993-07-06 Dow Corning Gmbh Silicone foam forming composition

Also Published As

Publication number Publication date
DE19711519A1 (en) 1997-12-11
RU2115676C1 (en) 1998-07-20
JPH11509886A (en) 1999-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0116223B1 (en) Method for preparing flame resistant polysiloxane foams and foams prepared thereby
US4438028A (en) Fire retardant and compounds based thereon
US4686244A (en) Intumescent foamable compositions
US3923705A (en) Method of preparing fire retardant siloxane foams and foams prepared therefrom
KR860001648B1 (en) Method for preparing refractory
CN111378285B (en) High-strength high-flame-retardant organic silicon foam material and preparation method thereof
JP2007530745A (en) Self-ceramic composition for fireproof protection
DE1694303A1 (en) Foamable two component composition
JPS6243435A (en) Fire-resistant silicone foam composition
US4719249A (en) Intumescent foamable compositions
JPH0347657B2 (en)
US4719251A (en) Silicone water base fire barriers
WO1997044381A1 (en) Foamable organosiloxane composition
DK155609B (en) NOT FLAMMABLE FOAM BASED ON PHENOL RESIN AND FURAN RESIN AND ITS USE AS BUILDING MATERIAL
JP3130257B2 (en) Non-combustible refractory composition and non-combustible refractory foamed plastic
JPH0573158B2 (en)
WO1997044380A1 (en) Method for producing foamable organosilicon compositions
JPS5935938A (en) Fire-resisting heat-insulating sheet
JPS631998B2 (en)
EP0127569B1 (en) Method for preparing inorganic foamed materials
JPH0596678A (en) Heat resistant insulating material
CN116463054A (en) Preparation method of flame-retardant heat-insulating organosilicon foaming coating
EP0529872A1 (en) Foam coated with silicone rubber
KR800000415B1 (en) Granulated fire retardant materials
JPH0920835A (en) Heat-resistant foaming composition

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref country code: US

Ref document number: 1996 737395

Date of ref document: 19961108

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1997 537968

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN JP KR UA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA