[发明专利]硅橡胶海绵组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于成形硅橡胶海绵的硅橡胶海绵组合物，该硅橡胶海绵可用作建筑垫圈、各种海绵片、工业用辊、复印机和其它办公机器用海绵辊、隔热片等。

背景技术

硅橡胶海绵具有硅橡胶固有的物理性能，同时还显示出改进的性能包括耐热性、耐寒性、电绝缘性、阻燃性和压缩永久变形性。这种硅橡胶海绵通常通过混合热固性硅橡胶组合物与固化剂和发泡剂，然后加热发泡和固化得到。在该海绵成形工艺中的关键因素包括：有效的发泡、均一的微细孔结构、表层平滑且不粘合表面和保留硅橡胶的固有物理性能。

用于硅橡胶海绵的加工和成型方法，大多数是在可以连续成型的常压热空气中进行固化和发泡。为了在常压热空气中的成型能够形成具有均一微细孔结构的海绵，必须在橡胶的内部以细泡的形式压制住由发泡剂分解产生的气体。因此，典型地，在发泡剂分解之前，必须增稠和固化该橡胶组合物至能够抑制该发泡压力的程度。

在海绵成型时，在硅橡胶的内部通常按以下顺序发生反应：

1)用固化剂使有机聚硅氧烷组分增稠或固化形成硅橡胶海绵，和

2)分解发泡剂放出气体。

在实践中，通过调节加成交联催化剂的量来控制反应按上述顺序进行。或者，通过选择分解温度等于或低于发泡剂分解温度的有机过氧化物来提供上述反应顺序。

然而，橡胶的初期固化很难控制。就加成交联而言，每一批次该参数会随抑制剂的数量和催化剂的浓度而变化。就有机过氧化物交联而言，在寻求适应发泡剂分解温度的有机过氧化物时，该发泡剂和该有机过氧化物的分解行为必须在海绵成型的整个温度范围内都是相同的。在这两种情形中，都需要极其精细的控制。

对于硅橡胶海绵的发泡，偶氮异丁腈(AIBN)是传统上最常用的发泡剂。因为具有许多优点，包括每分子量能释放更多的氮气，完全发泡海绵需要的添加量较少和不大会抑制加成反应，所以在有机过氧化物交联和加成反应交联的固化体系中都会使用AIBN。然而，AIBN也存在不便之处，就是由它分解而产生的气体会导致不希望的安全和卫生问题，因此为了完全除去该气体，必须进行长时间的后处理。因此期望有一种安全的发泡剂。

研究各种物质用作硅氧烷的非AIBN发泡剂。在这些发泡剂中，无机盐如碳酸氢钠公开在JP-A 5-156061、JP-A 2006-083237和JP-A 2006-193609中。然而，包含碳酸氢钠作为发泡剂的海绵组合物在泡孔形状和发泡倍率方面是多变的，因为它们缺乏海绵泡孔形状的重现性，且取决于橡胶配混料的水含量，会发生异常发泡。另一个问题是分解产物，碳酸钠会留在橡胶内部。

迄今被提及的典型有机发泡剂还包括胺衍生的有机偶氮化合物如偶氮二甲酰胺(ADCA)和亚硝基化合物如N，N′-二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)(参见JP-A55-29566，它被日本专利No.3133401引作现有技术)。然而，当这些发泡剂像AIBN那样被简单地混合到硅橡胶配混料中和在热空气(即HAV成型)中发泡时，很少或没有发泡发生，。原因在于它们的分解温度高达140℃-250℃。然后，加成交联体系的交联很难控制。在具有窄分解温度范围的有机过氧化物交联体系中，交联的控制也很困难，并且硅橡胶配混料在交联之前的聚合物粘度很低，难以抑制高温HAV期间的发泡压力。由于漏气和异常膨胀，获得的海绵具有低劣的表面平滑度，且表面或多或少发粘。通过HAV交联使用ADCA或DPT制备海绵的方法包括：(1)使用硅氧烷聚合物作为基础聚合物，代替传统的乙烯基使用1-乙基-1-丁炔基或亚乙基降冰片炔基作为交联基团的方法(参见JP-A2-016132)，(2)使用硅氧烷聚合物作为基础聚合物，用环烷基基团如环己基作为交联基团的方法(参见JP-A 2-251542)，和使用具有4或更多碳原子的烃基包括至少一个活性叔碳原子作为硅-键合有机基团的聚有机基硅氧烷作为基础聚合物的方法(参见日本专利3133401)。虽然这些方法能够通过HAV形成海绵，但与二甲聚硅氧烷相比，它们存在一些缺陷，包括成本的增加，因为所述基础聚合物都是特定结构的，且模量低、压缩永久变形性差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种硅橡胶组合物，它能有效地进行常压热空气交联形成硅橡胶海绵，而不必小心控制有机聚硅氧烷交联速率，或者泡沫与有机过氧化物的精确的结合；它能形成具有均一微细泡孔结构和光滑表层的完全发泡硅橡胶海绵；和它能够容易地制备安全海绵，其中发泡剂的分解气体不含有毒的氰基化合物。