高阻燃性低密度泡沫的製作方法

2023-12-03 10:19:56 1

專利名稱：高阻燃性低密度泡沫的製作方法
高阻燃性低密度泡沬本發明涉及一種通過固化含有一種水性組合物的打制泡沫(beatenfoam)或吹制 泡沫(blown foam)來製備泡沫的方法，所述水性組合物含有A) 40-95重量份的水含量為40_90重量％的鹼金屬矽酸鹽溶液，B) 0-60重量份的水含量為0-30重量％的粉狀鹼金屬矽酸鹽，C) 0-15重量份的表面活性劑，D) 5-40重量份的固體含量為10-60重量％的聚合物水性分散系，並涉及可通過所 述方法得到的泡沫，及該泡沫作為隔熱板的用途。基於矽鋁酸鹽的無機泡沫在例如EP-A 1423346和WO 2007/048729中有公開。WO 2007/023089描述了，可發性聚苯乙烯(EPS)可通過使用基於添加有疏水性聚 合物分散系的矽酸鹽水溶液的粘合劑而粘結至泡沫板上。所述泡沫板的特點是具有阻燃 性。由於主要含無機組分的含水粘合劑體系的高密度，所得板的密度顯著高於不含粘合劑 的標準EPS板的密度。其結果是，更高的密度導致了所得模塑材料具有較差的處理性和較 差的隔熱性。本發明的一個目標是提供一種具有高阻燃性和低密度的泡沫和一種製備該泡沫 的方法。相應地，找到了上述方法和可通過該方法得到的泡沫。使用40-95重量份、優選50-70重量份的鹼金屬矽酸鹽溶液，特別是水含量為 40-90重量％、優選50-70重量％的水玻璃溶液，作為組分A。使用0-60重量份、優選30-50重量份的粉狀鹼金屬矽酸鹽，特別是水含量為0_30 重量％、優選1-25重量％的水玻璃粉，作為組分B)。優選使用組成為M2O(SiO2)n(其中M =鈉或鉀，並且η = 1-4)的水溶性鹼金屬矽 酸鹽或其混合物作為鹼金屬矽酸鹽。有利的是使用0-15重量份、優選1-10重量份的表面活性劑或多種表面活性劑的 組合作為組分C)來製備和穩定由粘合劑生成的泡沫。表面活性劑體系應與聚合物分散系相容。適於製備和穩定鹼性介質中和高電解質 濃度下的水性泡沫(aqueous foam)的表面活性劑體系特別有利。可使用的表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性 劑或兩性離子表面活性劑(ambivalent surfactant)，或其混合物。既可使用低分子量表面 活性劑也可使用聚合物表面活性劑。非離子表面活性劑有例如，環氧烷(特別是環氧乙烷、環氧丙烷和/或環氧丁烷) 與醇、胺、酚、萘酚或羧酸的加合物。有利地使用環氧乙烷和/或環氧丙烷與含至少10個碳 原子的醇的加合物作為表面活性劑，所述加合物中對於每摩爾醇包含通過加成反應引入的 3-200mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷。所述加合物含有嵌段或無規分布形式的烷撐氧單 元。非離子表面活性劑的實例有％ mol環氧乙烷與Imol牛油脂肪醇的加合物、9mol環氧乙 烷與Imol牛油脂肪醇的反應產物，及SOmol環氧乙烷與Imol牛油脂肪醇的加合物。其他可商購得到的非離子表面活性劑包括，每摩爾醇具有5-12mol乙撐氧、特別是具有7mol乙撐氧的羰基合成醇或齊格勒醇(Ziegleralcohol)的反應產物。其他可商購 得到的非離子表面活性劑可通過蓖麻油的乙氧基化而得到。例如對於每摩爾蓖麻油通過加 成反應引入12-80mol環氧乙烷。其他可商購得到的產物有例如，18mol環氧乙烷與Imol牛 油脂肪醇的反應產物、IOmol環氧乙烷與lmol C13/C15-羰基合成醇的加合物或7-8mol環氧 乙烷與lmol C13/C15-羰基合成醇的反應產物。其他適宜的非離子表面活性劑有酚烷氧基化物，例如與9mol環氧乙烷反應的對 叔丁基酚，或lmol C12/C18-醇和7. 5mol環氧乙烷的反應產物的甲基醚。其他適宜的非離子表面活性劑有烷氧基化的、優選乙氧基化的矽氧烷。本發明優 選通過短鏈矽氧烷(二甲聚矽氧烷(dimethicone))與高摩爾比例的環氧乙烷反應得到的 水溶性矽氧烷表面活性劑。上述表面活性劑可轉化成相應的硫酸單酯，例如通過用硫酸酯化。所述硫酸單酯 以鹼金屬鹽或銨鹽的形式被用作陰離子表面活性劑。適宜的陰離子表面活性劑有，例如，環 氧乙烷和/或環氧丙烷與脂肪醇的加合物的硫酸單酯的鹼金屬鹽或銨鹽、烷基苯磺酸或烷 基酚醚硫酸酯的鹼金屬鹽或銨鹽。所述類型的產物可商購得到。陽離子表面活性劑也是適宜的。其實例有6. 5mol環氧乙烷與Imol油胺的反應產 物被硫酸二甲酯季銨化、二硬脂基二甲基氯化銨、月桂基三甲基氯化銨、十六烷基溴化吡啶 鐺和被硫酸二甲酯季銨化的硬脂酸三乙醇胺酯。由於會與陰離子矽酸根相互作用，獨有陽 離子表面活性劑通常不適於泡沫的穩定。陽離子表面活性劑與陰離子穩定的聚合物膠乳的 結合會導致分散系不穩定。表面活性劑在水性組合物中優選以0. 1-15重量份的量存在，特別優選以1-10重 量份的量存在，每種情況均基於所述水性組合物的重量計。可使用穩定劑、增稠劑、填充劑或成核劑或其混合物作為本發明方法中的助劑。可 有利地使用額外的觸變劑，其例如可控制待發泡的粘合劑的粘度。這些添加劑可具有有機 或無機性質。常用的添加劑有，例如，頁矽酸鹽、聚磷酸鹽、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。如 果這些添加劑對燃燒性能沒有不利作用，則較為有利。增稠劑被用於例如優化泡沫結構和改善泡沫穩定性。適宜的增稠劑為已知用於該 目的並能顯著增加水性體系粘度的所有天然及合成聚合物。它們可為水溶脹性或水溶性的 合成或天然聚合物。粉狀超吸收劑也適宜用作增稠劑。優選使用的填充劑有，白堊、膨潤土、滑石、石膏、氧化鋁、氫氧化鋁、硼酸和硼酸 鹽、水泥、矽膠或二氧化矽、活性炭、石墨、氧化鈣、氧化鋅、鋁磷酸鹽(aluminophosphate)、 硼磷酸鹽(borophosphate)，色素例如二氧化鈦和氧化鐵，或其混合物。也可使用膨脹型添 加劑，例如可膨脹石墨或碳水化合物。為增加泡沫的熱穩定性和阻燃性，可向水性組合物中添加粘土礦物作為助劑。特 別適宜的粘土礦物為含有水鋁英石Al2 [SiO5] &03 · η Η20、高嶺石Al4 [(OH)81 Si4O1J、多水高 嶺土 Al4[(OH)81 Si4O1J ·2Η20、蒙脫土(綠土)(Al，Mg，Fe)2[ (OH21 (Si，AD4O1J .Naa33 (H2O)4、 蛭石(AlJe，Mg) [(OH2 (Si，AD4O1J · M^135(H2O)4或其混合物的礦物。特別優選使用高 嶺土。通常，如果使用粘土礦物的話，基於固體計，水性組合物中粘土礦物與鹼金屬矽酸鹽 的重量比在1 2至2 1的範圍內。為改善填充劑的分布和增加流動性，可添加分散劑(例如BASF SE的Sokalan型分散劑)。所述水性組合物可含有拒水型添加劑，例如石蠟、矽氧烷、硬脂酸鋁等。使用這些 添加劑時，應該確保它們不會導致消泡。助劑在水性組合物中的存在量優選在0.01-80重量份範圍內，特別優選在 0. 05-10重量份範圍內並且還優選在0. 1-5重量份範圍內，每種情況均基於水性組合物的
重量計。為具有更好的發泡性，也可通過添加電解質或特種表面活性劑或通過改變？札溫 度或濃度來增加粘度。使用5-40重量份、優選10-30重量份的固體含量為10_60重量％、優選20_50重 量％的聚合物分散系作為組分D)。在本發明方法中，優選使用在乾燥之後會產生玻璃化轉變溫度在-60至+100°C 範圍內、優選在-30至+80°C範圍內、特別優選在-10至+60°C範圍內的乾燥聚合物膜的聚 合物水性分散系作為水性組合物的組分D)。所述玻璃化轉變溫度可通過示差掃描量熱法 (DSC)進行測定。也可使用嵌段共聚物的分散系，或具有兩個以上玻璃化轉變溫度的不同聚合物分 散系的混合物。例如，可獲得低成膜溫度與高機械穩定性、更高的相容性或高疏水性的結
I=I O例如，基於以下單體的聚合物適宜作為組分D)例如乙烯基芳族單體，例如α -甲 基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基苯乙烯、乙烯基甲苯、1，
2-二苯基乙烯、1，1_二苯基乙烯；烯烴，例如乙烯或丙烯；二烯烴，例如1，3_ 丁二烯、1，
3-戊二烯、1，3-己二烯、2，3-二甲基丁二烯、異戊二烯、戊間二烯或異戊二烯；α，β -不飽 和羧酸，例如丙烯酸和甲基丙烯酸；其酯，特別是其烷基酯，例如丙烯酸的C1,烷基酯，特別 是丙烯酸的丁基酯，優選丙烯酸正丁酯，和甲基丙烯酸的C1,烷基酯，特別是甲基丙烯酸甲 酯(MMA)；或羧醯胺(carboxamide)，例如丙烯醯胺和甲基丙烯醯胺。如果合適，所述聚合物可含有1-5重量％的共聚單體，例如(甲基)丙烯腈、(甲 基)丙烯醯胺、脲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙 酯、丙烯醯胺基丙磺酸、羥甲基丙烯醯胺或乙烯基磺酸的鈉鹽。所述聚合物優選由一種或多種單體苯乙烯、丁二烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸 (V4烷基酯、甲基丙烯酸(V4烷基酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺和羥甲基丙烯醯胺組成。特別適宜的聚合物為丙烯酸酯樹脂，根據本發明將其以聚合物水性分散系形式使 用，如果合適，還可添加基於水泥、石灰膠結料或石膏的水力粘合劑(hydraulic binder) 0 適宜的聚合物分散系可例如通過烯鍵式不飽和單體例如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯 的自由基乳液聚合而得到，如WO 00/50480中所述。特別優選純丙烯酸酯或由單體苯乙烯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲 基丙烯酸、丙烯醯胺或羥甲基丙烯醯胺組成的苯乙烯-丙烯酸酯。所述聚合物分散系以本身已知的方式製備，例如優選在水相中，通過乳液聚合、懸 浮聚合或分散聚合而製備。所述聚合物也可通過溶液聚合或本體聚合而製備，如果合適，將 其粉碎，然後可將該聚合物顆粒以常規方式分散在水中。在聚合過程中，伴隨使用常規用於 各聚合方法的引發劑、乳化劑或懸浮助劑、調節劑或其他助劑；並且所述聚合可在常規反應
5器中在各方法常規所用的溫度和壓力下連續實施或分批實施。所述水性組合物優選由組分A)、B)和D)；或A)、C)和D)；或A)、B)、C)和D)組 成，組分A)和B)合計100份。為製備本發明方法所用的水性組合物，組分A)、B)、C)和D)可以任意所需順序混
I=I O根據本發明方法的另一種改進，可在固化前向打制或吹制的泡沫中添加含熱塑性 聚合物的泡沫顆粒。通過添加所述泡沫顆粒，可改進無機泡沫的隔熱能力。所述泡沫顆粒可在泡沫形成之前或之後添加到水性組合物中。優選地，最後將所 述泡沫顆粒與製備的A)、B)、C)和D)的混合物混合。在由組分A)、B)、C)和D)製備打制泡沫的變型方案中，優選首先製備打制泡沫，然 後將其與泡沫顆粒混合。在含有組分A)、B)、C)和D)的吹制泡沫的變型方案中，優選將所述泡沫顆粒添加 到組分A)、B)、C)和D)的水性組合物中，然後使該混合物發泡。所用泡沫顆粒優選為膨脹的聚烯烴，特別是膨脹的聚丙烯(EPP)、膨脹的聚乙烯 (EPE)或可發性苯乙烯聚合物(EPS)的預膨脹顆粒。也可使用不同泡沫顆粒的結合。它們 優選為熱塑性物質。也可使用交聯型聚合物，例如輻射交聯的聚烯烴泡沫體。基於苯乙烯聚合物的泡沫顆粒可通過將EPS用熱的空氣或蒸汽在預膨脹器中預 膨脹至所需密度而得到。通過在壓力預膨脹器中或連續預膨脹器中膨脹一次或幾次，可由 此達到低於10g/l的最終堆積密度。為製備具有高隔熱能力的隔熱板，特別優選使用預膨脹的例如EP-B981574和 EP-B 981575中公開的含有不熱固體(例如炭黑、鋁、石墨或二氧化鈦，特別是平均顆粒大 小在1-50 μ m粒徑範圍內的石墨)的可發性苯乙烯聚合物，所述不熱固體的含量基於EPS 計為0. 1-10重量％、特別是2-8重量％。此外，可使用基於α -甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物(AMSAN)的具有高耐溶劑性的 泡沫顆粒或基於苯乙烯聚合物和聚烯烴的多相混合物的彈性泡沫顆粒。在所述過程中，也可使用回收泡沫模製品的粉碎泡沫顆粒。為製備本發明的泡沫 模製品，可將所述粉碎的回收泡沫材料以100%的量或例如以2-90重量％、特別是5-25重 量％的比例與新制產品一起使用，並且基本不損害強度和機械性能。可對所述泡沫顆粒進行表面浸漬以例如改進與含水體系的結合。通過向水性組合物中添加泡沫顆粒，可得到含基本為有機的泡沫顆粒和由水性組 合物形成的基本為無機的泡沫基質的雜混型泡沫。優選含有50-99體積％、優選60-80體 積％的熱塑性聚合物泡沫顆粒和1-50體積％、優選20-40體積％的基於矽酸鹽的泡沫的雜 混型泡沫，該泡沫通過固化含有上述水性組合物的打制泡沫或吹制泡沫而得到。基於矽酸鹽的泡沫的密度通常低於1000kg/m3，優選在100_500kg/m3範圍內。根 據雜混型泡沫中泡沫顆粒的比例，該雜混型泡沫的密度在10-1000kg/m3範圍內，優選在 100-300kg/m3 範圍內。可通過多種方式向待發泡的粘合劑或向正在形成的泡沫中引入泡孔氣體。水性組合物的發泡優選通過機械作用、特別是剪切而實現，特別優選通過劇烈攪 拌或混合，包括與空氣混合而實現。但是，根據本發明，也可通過分散一種微小氣泡形式的惰性氣體來使所述組合物發泡。例如可藉助擊打、振蕩、攪拌或抖動裝置來將氣泡引入水性 組合物中。此外，也可通過使氣體流出液封口這樣一種過程或通過利用流動中的湍動現象來 使所述組合物發泡。此外，在金屬絲或篩網上形成薄片也可被用於該目的。如果合適，也可 將這些不同方法相互組合。適宜的惰性氣體有例如，氮氣、二氧化碳、氦氣、氖氣和氬氣。為製備打制泡沫，將氣體、優選空氣，如果合適與添加劑一起，並且在聚合物泡沫 顆粒引入之前，引入水性組合物中。這可例如通過一種適宜的混合器、分散器或多孔膜來實 現。然後可將熱塑性泡沫顆粒，例如預膨脹的EPS顆粒，引入在模具中形成或自由發泡的打 制泡沫中，或者——如果合適——壓入。特別是在泡沫顆粒的比例相對較高的情況下，建議 壓入。降至大氣壓之後會導致體積增加的氣態物質也可作為物理髮泡劑加壓添加到粘 合劑中。也可使用由於壓力或溫度的改變而轉變為氣態聚集物的液體。所述物質在基本水 性的粘合劑中可以均相溶液存在(例如甲醇、乙醇、異丙醇、CO2、甲酸甲酯或甲酸乙酯)，或 可形成獨立的相，例如戊烷等。對於多相體系，使用分散劑是有利的。也可使用例如通過化學分解過程而產生氣體的化學發泡劑；例如碳酸鹽、疊氮化 物、醯胼、氫氧化物或過氧化物。氣體的釋放可通過一種、兩種或更多種組分的反應來實現， 並可通過改變環境條件例如溫度而引發。其他實例有酸或酸酐與碳酸鹽相結合或異氰酸酯 與水結合。為防止由粘合劑得到的水性泡沫的毀壞，有利的是進行固化以固定泡沫結構。固 化可以多種方式實現。例如，無機部分的固化可通過凝膠化和SiA的形成來實現，其理想地會在泡沫形 成後導致固化。常規用於水玻璃的固化方法，例如藉助甘油三乙酸酯、甘油二乙酸酯等的酯 固化，含鋁鹽、CO2的引入，或由酸酐形成酸，均可用於該目的。還有利的是，通過有機體系產生固化，所述有機體系也可是產生拒水性的體系的 一部分。有利的是這些體系可溶於或可分散於水性介質中。所述體系的實例有自交聯分散 系，例如酯形成或水分散性異氰酸酯與官能分散系或溶解的反應物的結合。特別有利的是使用官能度大於1的交聯型異氰酸酯。可通過添加少量低聚醇/多 元醇來控制反應的開始。通過同時消除CO2，異氰酸酯還可同時用作含水玻璃的無機泡沫的 發泡劑和固化劑。以該方式，可得到特別熱穩定的泡沫。特別有利的是，所述交聯在低於顆粒泡沫的軟化溫度時實施。該反應可通過選擇 反應物、其濃度和催化劑進行調節。例如，水分散性異氰酸酯可與氨基官能化聚合物反應， 與伯胺的反應速率明顯高於與仲胺的反應速率。但是，這兩個反應均比與水的反應進行得 快。對已發泡的組合物的加熱優選在烘箱、乾燥箱中，以熱氣流、通過紅外輻射或通過 微波輻射進行。所述微波輻射不僅適於固化泡沫而且還適於組分A)、B)和C)的乾燥或仍溼潤的 水性組合物的發泡或之後的發泡，如果合適，所述水性組合物中已添加有泡沫顆粒。在本發明方法的一個優選的實施方案中，將發泡的組合物在加熱之前，首先轉化 為一種模製品。在另一個優選的實施方案中，將所述水性組合物在發泡之前轉化為一種模製品，然後在該模製品中進行發泡。通過隨後對該模製品中發泡的組合物進行加熱，可隨後 得到具有確定的三維結構的泡沫樣結構。泡沫板的厚度、長度和寬度可在較寬的範圍內變化，並通過模具的尺寸和夾緊壓 力進行限定。泡沫板的厚度通常為l-500mm、優選10-300mm。根據DIN 53420，泡沫模製品的密度通常為10_500kg/m3、優選30_300kg/m3。發泡的粘合劑的固化和乾燥可任選地藉助烘箱或在熱氣流中連續地或分批地進 行。泡沫的固化優選以空氣或氮氣在0-80°C溫度實施。此外，固化和/或發泡可通過暴露 於微波輻射而進行。或者抑或另外地，燒結和/或發泡可在微波能入射的情況下連續或分批地進行。 通常，使用頻率範圍為0. 85-100GHZ、優選0. 9-lOGHz的微波，輻射時間為0. 1-15分鐘。由 此，也可製得厚度大於5cm的泡沫板。對待固化的混合物的輻射可在一個處理室中進行。對於分批過程，處理室的所有 面都是封閉的。對於連續過程，混合物在連續傳送帶上傳輸通過輻射源。如果預膨脹的泡 沫顆粒還含有一種可在低於水的汽化溫度下沸騰的發泡劑，則得到的蒸汽可用於隨後EPS 珠的發泡。在厚度大於5cm的泡沫板的製備中，特別優選通過微波輻射使含有泡沫顆粒的泡 沫進行後固化。由於材料密度和所添加的任何泡沫顆粒的隔熱效果，材料的完全熱固化 (基質材料的交聯)明顯延緩。本發明的雜混型泡沫可通過不同的方法變型來得到。一種使用打制泡沫的優選方 法(Al)包含以下步驟i)使可發性苯乙烯聚合物預膨脹，從而得到泡沫顆粒，ii)由組分A)、B)、C)和D)的水性組合物製備打制泡沫或吹制泡沫，iii)將步驟i)中預膨脹的泡沫顆粒添加到步驟ii)中製備的泡沫中，iv)將得到的泡沫用空氣或氮氣在80°C範圍的溫度下固化或通過微波進行固化。可通過本發明方法得到的無機泡沫的特徵在於，具有高阻燃性和低密度。無需在 模具中進行高壓壓制。使用微波輻射製備本發明雜混型泡沫的另一種方法m包含以下步驟i)向組分A)、B)、C)和D)以及——如果合適——其他助劑的水性組合物中添加 泡沫顆粒，ii)通過在模具中乾燥步驟i)中的混合物而形成一種模製品，iii)通過微波輻射使所述模製品發泡，iv)如果合適，對所述模製品進行後固化。通過添加熱塑性泡沫顆粒而得到的純無機的泡沫通常具有良好的阻燃性、機械性 能和耐磨性。為得到所述材料，根據本發明的另一個實施方案，可首先通過本發明方法使用 泡沫顆粒製備一種泡沫，並在固化之後將泡沫顆粒移出。這可通過使顆粒泡沫熱分解或通 過用適宜溶劑萃取而進行。優選對熱塑性泡沫顆粒進行萃取。根據所需的無機泡沫性能，對顆粒泡沫的熱分解或萃取可甚至在具有高密度的矽 酸鹽基質中實現。適宜的含顆粒泡沫的板在例如W02007/023089或PCT/EP2007/060541中 有描述。
除去有機組分，留下基本無機的泡沫結構，該結構的空腔通過之前使用的有機泡 沫顆粒的粒度來預先確定。如果使用EPS泡沫顆粒，可製得0. 4-10mm、優選l_6mm的空腔。通過對含有固化的打制或吹制泡沫的本發明雜混型泡沫中的泡沫顆粒進行熱分 解或萃取，可製備其支撐(strut)具有發泡結構的無機泡沫模製品。以該方式得到的泡沫模製品(「消失模泡沫(lost foam) 」)優選例如通過酸催化 或熱燒結進行後固化。除本文所述的建築應用外，上述這類泡沫體還可作為「篩網」用於高溫應用。通過 使用不同的泡沫顆粒尺寸，實際上可極精確地確立篩網尺寸。適宜的溶劑有，例如二氯甲烷或甲苯，特別用於將優選使用的含有可發性聚苯乙 烯的泡沫顆粒從無機基質中溶出。由於泡沫顆粒在無機泡沫中的重量比通常較小，因此少 量的溶劑就足夠了。所述溶劑可例如通過以索格利特萃取器(Soxhlet apparatus)進行萃 取而循環利用。本發明方法適於製備簡單或複雜形狀的泡沫製品，例如板材、塊材、管材、棒材、型 材等。優選製備可之後被鋸成或切割成段的板材或塊材。它們可用在例如建築業中用來使 外壁或屋頂隔熱。它們特別優選用作製備夾層元件的芯層，所述夾層元件例如用於建造冷 藏庫或倉庫的所稱的結構隔熱板(SIP)。其他可能的用途有，將泡沫板用作木板、外露天花板(visible ceilingpanel)、冷 藏容器(cold container)和活動房屋的替代品。由於傑出的耐火性，它們還適於空運。
實施例實施例1 泡沫中的泡沫(含有表面活性劑的打制泡沫)將40份水玻璃粉(Portil N)和4份表面活性劑(Lutensol GD70)分批添 加到60份水玻璃溶液(37%濃度，Woellner矽酸鈉)中。用攪拌器(Ultraturrax)將該溶 液打制為泡沫。然後以較低的速度摻入5份分散體(Acronal SD 70 。然後向每Ig EPS (密度為10g/l)中添加50g上述溶液(EPS 塗層的體積比約為76 24)。在40°C過夜形成一種極均勻的密度約270g/l的硬化泡沫。實施例2 泡沫中的泡沫(含有表面活性劑的微波泡沫)隨後將根據實施例1得到的泡沫在微波輻射(600W)下暴露約lmin，該泡沫繼而進 行進一步發泡，並且密度降至約200g/l。實施例1和2也在添加2-10份Lutensol ⑶70和添加2-8份EPS的情況下進行。實施例3 泡沫中的泡沫(不含表面活性劑) 將40份水玻璃粉(Portil N)和5份分散體(Acronal SD 705)分批添加到 60份水玻璃溶液(37%濃度，Woellner矽酸鈉)中。用攪拌器(Ultraturrax)將該溶液打 制為泡沫。然後向每Ig EPS(密度為10g/l)中添加50g上述溶液(EPS:塗層的體積比約 為 76 24)。在40°C過夜形成一種極均勻的密度約250g/l的硬化泡沫。實施例4 不含EPS的打制泡沫將40份水玻璃粉(Portil N)和8份Lutensol ⑶70分批添加到60份水玻璃溶液(37%濃度，Woellner矽酸鈉)中。用攪拌器(Ultraturrax)將該溶液打制為泡沫。 然後摻入5份分散體(Acronal SD 70 。短暫穩定之後，得到一種總密度約300g/l的 泡沫。實施例5 水性水玻璃溶液的打制泡沫將8份Lutensol ⑶70添加到60份水玻璃溶液(37%濃度，Woellner矽酸鈉) 中。用攪拌器(Ultraturrax)將該溶液打制為泡沫。短暫穩定之後，得到一種總密度約40g/ 1的泡沫。實施例6:微波泡沫將40份水玻璃粉(Portil N)和5份分散體(Acronal SD 705)分批添加到 60份水玻璃溶液(37%濃度，Woellner矽酸鈉)中。然後將該溶液倒入一個圓形模具(約 5cm直徑，4mm厚度)中並乾燥。貯存約2周之後，將該固體盤在微波輻射下暴露30-60秒。 根據貯存時間或輻射時間，從而得到250-100g/l的密度。實施例7 通過溶劑萃取得到的無機泡沫將IOg分散體(Acronal S790)添加到120g水玻璃溶液(37%濃度，Woellner 矽酸鈉)和80g水玻璃粉(Portil N)的混合物中。將46g預膨脹的EPS(密度為10g/l) 手工混入184g該混合物中。將經塗布的泡沫顆粒(EPS 塗層的重量比為1 4)引入一個 鋁模具中並在70°C壓縮50%持續60分鐘。切割出邊長為5 X 5cm的試驗試樣，並用二氯甲 烷徹底萃取其中存在的有機物質。
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權利要求
1.一種通過固化含有一種水性組合物的打制或吹制泡沫來製備泡沫的方法，其中所述 水性組合物含有A)40-95重量份的水含量為40-90重量％的鹼金屬矽酸鹽溶液，B)0-60重量份的水含量為0-30重量％的粉狀鹼金屬矽酸鹽，C)0-15重量份的表面活性劑，D)5-40重量份的固體含量為10-60重量％的聚合物水性分散系。
2.權利要求1的方法，其中所述固化用空氣或氮氣在0-80°C的溫度進行。
3.權利要求1的方法，其中所述固化和/或發泡通過暴露於微波輻射而進行。
4.權利要求1-3中任一項的方法，其中乾燥聚合物膜的玻璃化轉變溫度在-60至 +100°C的範圍以內。
5.權利要求1-4中任一項的方法，其中在固化前向所述打制或吹制泡沫中添加含有熱 塑性聚合物的泡沫顆粒。
6.權利要求5的方法，其中所用的泡沫顆粒為膨脹的聚烯烴或可發性苯乙烯聚合物的 預膨脹顆粒。
7.權利要求5或6的方法，其中將所述熱塑性泡沫顆粒在固化之後用溶劑萃取。
8.一種通過權利要求1-7的方法得到的泡沫。
9.一種雜混型泡沫，含有50-99體積％的熱塑性聚合物的泡沫顆粒和1-50體積％的基 於矽酸鹽的泡沫，其中所述雜混型泡沫的密度在10-1000kg/m3範圍以內。
10.權利要求8的泡沫作為隔熱板的用途。
全文摘要
一種通過硬化由水性組合物製成的機械泡沫或化學泡沫來製備泡沫的方法，其中所述水性組合物含有A)40-95重量份的水含量為40-90重量％的鹼金屬矽酸鹽溶液，B)0-60重量份的水含量為0-30重量％的粉狀鹼金屬矽酸鹽，C)0-15重量份的表面活性劑，D)5-40重量份的固體含量為10-60重量％的聚合物水性分散系；可通過所述方法得到的泡沫；及該泡沫作為隔熱板的用途。
文檔編號C04B38/10GK102089259SQ200980107585
公開日2011年6月8日 申請日期2009年3月2日 優先權日2008年3月4日
發明者A·阿爾特海德, B·內爾斯, B·施米德, K·哈恩 申請人:巴斯夫歐洲公司