[发明专利]用于柔性隔离泡沫的膨胀体系

说明书

一种用于隔热和隔音的柔性材料，其包含基于至少一种弹性体的膨胀聚合物(掺混物)，其中，膨胀通过分解至少两种化学发泡剂的混合物来实现，所述至少两种化学发泡剂包括放热化学发泡剂4,4'‑氧基双(苯磺酰肼)(OBSH)和至少一种吸热发泡剂。

技术领域

本发明涉及用于隔热隔音的柔性材料，所述柔性材料包含基于至少一种弹性体的膨胀聚合物(掺混物)，其中膨胀通过至少两种化学发泡剂的混合物的分解来实现，所述混合物包含放热化学发泡剂4,4'-氧基双(苯磺酰肼)(OBSH)和至少一种吸热发泡剂。

发明背景

几十年来，包含用于隔热和隔音聚合物(掺混物)的柔性膨胀材料在市场上已经成熟建立。其用于商业和住宅建筑以及各行业的工业应用。选择该材料的理由是多方面的：它们是防水的，并因此可以防止隔离下腐蚀，具有出色的隔热和隔音特性，并且由于它们的柔性、易切割性以及与单组分粘合剂的粘合性而易于施加。

由于该应用的聚合隔离泡沫主要包括两类材料，聚乙烯泡沫(PEF)和柔性弹性体泡沫(FEF)。

聚乙烯泡沫(PEF)使用物理发泡剂通过物理膨胀(发泡)过程制成。柔性弹性体泡沫(FEF)是具有高填料加载量的柔性隔离材料，其通过化学膨胀(发泡)过程获得。该材料几乎仅基于聚合物(弹性体)基底的狭窄选择。大多数该膨胀材料基于丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)或NBR/聚氯乙烯(PVC)(例如NH/AF/K-ST、KKplus)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)(如HT/AC)和聚氯丁二烯(CR)(Ultima)。膨胀型EPDM主要用于隔离较高温度，例如，太阳能应用，CR用于要求高阻燃性和低烟雾排放的应用，NBR是标准FEF最普遍的聚合物基底，例如在加热和管道以及通风和冷却应用中。由于用该材料可实现高负载，产品性能可以在宽范围内进行变化，例如，关于阻燃性、导热性、机械性能、耐水蒸气性等。

自上个世纪70年代后期以来，FEF的膨胀通过使用偶氮二酰胺(ADCA)作为化学发泡剂来实现。ADCA是最有效的发泡剂之一，并因此广泛使用，不仅用于FEF，而且用于一般的泡沫橡胶和热塑性塑料。它具有所有市售发泡剂中的最高气体产量(≈220毫升/克)，并且主要分解成氮气和二氧化碳。纯ADCA的分解开始于大于200℃(≈220℃)，但该温度可以通过使用含锌物质、尤其是ZBS(苯亚磺酸锌脱水物)和ZnO(氧化锌)在宽范围内显著降低。

在2012年12月，ECHA(欧洲化学品管理局)将ADCA添加到由于具有可能严重影响人体健康的等同关切度而授予高度关注的候选物质清单中。虽然目前对于该影响还没有明确的证据，但仍然存在风险使得ADCA的使用受限或有限制。因此，需要相同或相当性能的替代品。不幸地是，在FEF中ADCA的替代特别困难，因为该泡沫的密度非常低(至少低于70kg/m³，大多数应用低于60kg/m³或甚至低于55kg/m³)。该密度不可避免地实现了所需的性能，例如，低热导率、柔性、弯曲性等。

通常，发泡剂可以划分为两大类：吸热和放热材料。放热发泡剂释放比吸热发泡剂更大量的气体并产生更高的气体压力。该产品的分解温度在许多情况下可以通过添加加强剂(kicker)进行调节(意味着降低)。吸热发泡剂基于无机碳酸盐或碳酸氢盐，并且主要释放CO₂(二氧化碳)，并且在许多情况下还释放水。其可以通过酸(例如，柠檬酸)活化，以降低其分解温度。

市售放热发泡剂的量是非常有限的。除了ADCA外，仅五种其它物质具有商业利益：

1.OBSH(4,4’-氧代二苯磺酰肼)、

2.TSH(对甲苯磺酰肼)、

3.TSS(对甲苯磺酰氨基脲)、

4.5PT(5-苯基-1H-四唑)和

5.DNPT(N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺)。