[發明專利]彈性無機-有機混合泡沫體

有效

• 申請號: 200980114658.2
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN102015580A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: T·烏蘭諾法;K·哈恩;C·莫克;A·阿爾特海德;H-J·亨勒;M·蘭弗特;C·庫杰特
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 吳曉萍;鐘守期

本發明涉及一種制備彈性硅酸鹽泡沫體的方法，還涉及由所述方法得到的泡沫體和所述泡沫體的用途。

通常使用基于聚苯乙烯、聚烯烴或聚氨酯的泡沫體進行絕熱和隔音。但在不添加阻燃添加劑情況下，這些泡沫體具有相對較高的易燃性和可燃性。

由于其化學構成，三聚氰胺-甲醛泡沫體已具有良好的耐火性質。為改進耐火性質，例如用銨鹽(EP-A?1?146?070)或硅酸鈉(WO2007/023118)充滿開孔三聚氰胺樹脂泡沫體的孔結構(cell?scaffold)。

DE-A?21?65?912描述了一種通過使用揮發性有機發泡劑使硅酸鹽水溶液與供酸(acid-donating)固化劑一起發泡、并使泡沫固化來制備泡沫體的方法。所述開孔泡沫體的密度在20和900g/l之間。

DE-A?32?44?523描述了原位泡沫體的制備方法，其中在壓力下使堿金屬硅酸鹽溶液與固化劑溶液和液態發泡氣體混合。使用的固化劑為供酸羧酸酯。

US?3,737,332描述了一種具有較高密度的閉孔泡沫體，其可通過向氧化鋁漿體中鼓入空氣、然后在540至1500℃范圍內的溫度下進行干燥和煅燒而獲得。閉孔特性通過用脂肪酰胺穩定氧化鋁漿體實現。接著高溫煅燒以固定孔壁中的氧化鋁顆粒并使泡沫體更穩定。

以上提及的基于硅酸鹽的無機泡沫體本身具有較低易燃性。但一般而言，其具有相對較高的密度和脆性。

WO?03/018476描述了一種密度低于25kg/m³且基于SiO₂∶Al₂O₃摩爾比為20∶1至1∶1的硅鋁酸鹽的彈性無機泡沫體。但較高的鹽含量會在制備過程中導致鏈終止反應，且機械穩定性仍舊不足。所述泡沫體的致斷伸長小于1％。

WO?2007/048729描述了一種密度低于25kg/m³且意欲用于絕熱或隔音的低硅酸鈉泡沫體。該開孔泡沫體如下獲得：在低于50℃的溫度下將平均直徑在1至100nm范圍內的SiO₂顆粒的分散體與一種表面活性劑和一種發泡劑混合，并通過加熱至60至100℃范圍內的溫度或通過降壓使所述混合物發泡。通過在高于200℃的溫度的燒結操作提供泡沫體的機械穩定性。

目前尚未公布的歐洲專利申請07106945.4提出用堿金屬氫氧化物使SiO₂膠態顆粒進行部分水解以增強發泡性。

由于其較高的熱穩定性、不燃性和較低揮發物含量，具有較低密度的無機柔性泡沫體在多個用途方面受到關注。但對于很多應用，目前提出的泡沫體仍未表現出需要的彈性。

DE?10?2004?006?563?A1描述了一種通過添加有機硅化合物使無定形硅鋁酸鹽與表面活性劑發泡、并使用作為用于硅鋁酸鹽的固化劑的堿金屬硅酸鹽溶液使泡沫固化來制備有機-無機混合泡沫體的方法。使用的發泡劑為過氧化物或鋁。據稱所述混合泡沫體具有降低的吸水性、增加的抗磨損性和改善的吸聲性。

WO?2008/007187描述了一種混合材料，其包含一種發泡的聚合物(更特別是聚氨酯)和一種無機粘合劑(如石膏或水泥)，且具有良好的絕熱和隔音作用、水蒸汽滲透性、良好的耐火性質、以及對混凝土和砂漿的有效粘結。

因此，本發明的目標是提供一種不燃性泡沫體，其除了良好的絕熱和隔音性質外，還具有改善的彈性，因此易于處理和加工。另一個目標是制備所述泡沫體的方法即使不使用能量密集的燒結步驟也能得到足夠的機械強度。

因此，發現了一種通過使包含以下物質的混合物發泡制備硅酸鹽泡沫體的方法：

1重量％至90重量％、優選10重量％至80重量％、更優選40重量％至70重量％的平均粒徑在1至100nm范圍內的SiO₂顆粒A)的水分散體，

1重量％至45重量％、優選5重量％至30重量％、更優選10重量％至20重量％的聚合物B)的水溶液，

5重量％至50重量％、優選10重量％至50重量％、更優選20重量％至35重量％的發泡劑C)，

1重量％至5重量％、優選2重量％至3重量％的乳化劑D)，

0.01重量％至5重量％、優選0.1重量％至1重量％的對聚合物B)有反應活性的交聯劑E)。

溶解于或分散于水中的組分A)和B)的重量百分比基于這些組分的固體計。

一種制備本發明的硅酸鹽泡沫體的優選方法包含以下步驟：

(a)將平均粒徑在1至100nm范圍內的SiO₂顆粒A)的水分散體與聚合物B)的水溶液混合，