DE19711519A1

DE19711519A1 - Schäumbare Organosiloxankomposition

Info

Publication number: DE19711519A1
Application number: DE1997111519
Authority: DE
Inventors: Vadim Vladimirovich Severnyi; Anatolii Petrovich Kuleshov; Nadezhda Alekseevna Karugina; Spartak Timofeevich Beljaev; Alexandr Nikolaevich Polivanov; Natalia Mikhailovna Kozodaeva; Marina Mikhailovna Kozodaeva; Sergei Alexsandr Perevozchikov; Ivan Konstantinovich Shvetsov; Piter Gulko
Original assignee: OBSCHESTVENNOE OB EURO ASIAN P
Current assignee: OBSCHESTVENNOE OB EURO ASIAN P
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1997-12-11
Also published as: RU2115676C1; JPH11509886A; WO1997044381A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verfahren zur Erhaltung von schaumbaren Organosiloxan- Kompositionen mit den verbesserten Kenndaten für die Feuer- und Strahlungsfestigkeit.

Die schaumbare Organosiloxan-Komposition enthält den flüssigen Organosiloxan-Kautschuk (OK), das siliziumorganische Vernetzungsmittel (CA) und die Karbonatfüllung (KH). Als (OK) enthält sie den Kautschuk bzw. ein Gemisch von Kautschuken mit der allgemeinen Formel wie folgt:

wo:
R, R¹, R²- das unterste Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Arylradikal mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen sowie
n - eine ganze Zahl von 10 bis 1500 und
k, l - ganze Zahlen von 0 bis 500;
(n+k+l) - eine ganze Zahl von 10 bis 1500 sowie
m - eine ganze Zahl von 0 bis 10 sind;
als (CA) enthält sie eine Verbindung mit der allgemeinen Formel:
R³SiX₃, wo:
R³ - ein Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylradikal mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
× - ein Halogen oder eine Verbindung mit der allgemeinen Formel OC(O)R⁴, wo:
R⁴ - ein Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Arylradikal mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind;
als (KH) enthält sie zumindest einen Stoff aus den Verbindungen mit der allgemeinen Formel:
MxCO₃, wo:
M - NaH, NH₄, Na, Ca, Mg, Ba sowie
x - 1 oder 2 sind;
wobei dies beim nachfolgenden Verhältnis von Komponenten (in Massenanteilen) der Fall ist:
(OK) - 100
(CA) - 5-30
(KH) - 20-120

Bereich der Technik

Die vorliegende Erfindung ist zu den Methoden zur Herstellung von schäumbaren Organosiloxan-Kompositionen zu zählen, welche zur Isolierung unterschiedlicher Objekte Anwendung finden können, aber mit verbesserten Eigenschaften wie Feuerbeständigkeit und Strahlungsresistenz.

Vorheriger Stand der Technik

Bekannt sind schaumbildende Organosiloxankompositionen, welche als ein Gemisch aus Organosiloxanen, Vernetzungsmitteln und Schaumerzeugern hergestellt werden.

Die Formfestmachung der Schaumstruktur dieser Werkstoffe resultiert sich aus der Reaktion von Organohydridsiloxanen, deren Moleküle mindestens aus 2 Gruppen ≅ S-H bestehen, mit Wasser oder Verbindungen, die wiederum die Gruppen wie ≅ SiOH (US, A, 5238967) oder ≅ C-OH (US, A, 5356940) enthalten.

Diese Reaktionen verlaufen unter katalytischer Einwirkung der Platinverbindungen (US, A, 5216037) oder Basen (US, A, 4987155).

Zum Erzielen solcher Eigenschaften wie Feuerbeständigkeit dienen mehrere Verfahren, die wesentlichsten davon sind das Einführen der Platin in die Verbindungen in der Menge, die diejenige der katalytischen (US, A, 5216037) erheblich übertrifft. Eine weitere Methode besteht darin, daß herkömmliche Antipyrene (US, A, 4695597) in die Komposition eingeführt werden. Die dadurch erzeugten Schaumelastomere sind praktisch unbrennbar. Jedoch wird der Einsatz von bekannten nicht brennbaren Schaumelastomeren insbesondere dadurch erschwert, daß die in das Gemisch einzuführenden Platinverbindungen kostspielig sind.

Hinzu kommt, daß die Schaumbildung der Organosiloxankompositionen mittels Wasserstoff erfolgt, welcher sich im Verlauf der Reaktion beim Mischen der Komponenten entwickelt. Es ist bekannt, daß der Wasserstoff mit dem in der Luft enthaltenden Sauerstoff explosionsgefährliche Mischungen mit Konzentrationen in einem breiten Bereich bilden kann.

Demnach erfordert die Herstellung der bekannten schaumbildenden Organosiloxan kompositionen besondere Sicherheitsmaßnahmen. Die Beteiligung von Wasserstoff an der Strukturbildung bekannter Schaumelastomere als unabdingbare Voraussetzung läßt die letzteren nicht zur Isolierung irgendwelcher Objekte dort zum Einsatz kommen, wo das entstehende Schaumelastomer mit erhitzten Oberflächen, Funken, offenem Feuer in Berührung kommen kann.

Am meisten vergleichbar mit der vorliegenden Erfindung ist die schaumbildende Organosiloxan- Komposition, bestehend aus flüssigem Organosiloxan-Kautschuk, siliziumorganischem Vernetzungsmittel und Karbonatfüllstoff (US, A, 4705810).

In der bekannten Komposition erfolgt die Bildung einer porigen Struktur mittels Kohlenstoffdioxid (CO₂), das bei der Reaktion des Kalziumkarbonats mit Karbonsäure anfällt. Die bekannte Komposition enthält aber Verbindungen mit Gruppen ≅ SiH, welche mit Karbonsäuren unter Wasserstoffentwicklung reagieren können. Ferner erfolgt die Schäumung der bekannten Komposition bei einer Temperatur im Bereiche von 150 bis 180°C, was wiederum die Wasserstoffentwicklung fördert.

Zwar wird das Entstehungsrisiko einer explosionsgefährlichen Mischung bei der Herstellung dieser bekannten schaumbildenden Organosiloxankomposition einigermaßen reduziert.

Jedoch wird der Einsatz dieser Komposition durch die die Schaumbildung begleitende Wasserstoffentwicklung und hohe Temperaturen erschwert. Ferner vermißt man an den bekannten Kompositionen befriedigende Feuerbeständigkeit und Strahlungsresistenz.

Der letztere Umstand erschwert den Einsatz der bekannten schaumbildenden Organosiloxan- Komposition für die Herstellung der isolierenden Beschichtungen oder die Umkapselung der durch Radionuklide verunreinigten Objekte (Lagerungen oder Peganum Harmala der radioaktiven Abfälle, unter anderem derjenigen, die teilende Isotope U-235 und Pu-239 enthalten, durch Havarien an Kernobjekten verunreinigte Räume und Gelände).

Die zu diesen Zwecken verwendeten Isolierungsstoffe müssen nicht nur unbrennbar sein, sondern auch möglichst wenig brennbare und explosionsgefährliche Gase unter Einwirkung großer Strahlungsdosen von sich geben und dabei die ursprüngliche Form und Maße behalten. In einigen Fällen sollen diese Stoffe die bei Zersetzung teilender Isotope anfallenden Neutronen absorbieren können.

Offenlegung der Erfindung

Die Aufgabe, deren Lösung man sich mit der vorliegenden Erfindung zum Zweck gesetzt hat, besteht in der Entwicklung einer schaumbildenden Organosiloxan-Komposition, welche als unbrennbarer Stoff zur Isolierung einsetzbar wäre, die Bildung eines explosionsgefährlichen Gemisches im Entstehungsstadium der Schaumstruktur ausschließen und verbesserte Feuerbeständigkeit und Strahlungsresistenz haben würden.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Unbrennbarkeit der aus der Komposition resultierenden Werkstoffe, Herabsetzung der Gasentwicklung, Beibehalten der Struktur und Form während der Bestrahlung sowie fehlende Wasserstoffentwicklung bei Bildung der Schaumstruktur.

Ein weiteres Ziel ist die Steigerung der Absorptionsfähigkeit der Neutronen der Werkstoffe, die aus schaumbildenden Organosiloxan-Kompositionen entstehen.

Die oben erwähnten technischen Zwecke sind dadurch erreichbar, daß die schaumbildende Organosiloxan-Komposition, bestehend aus dem flüssigen Organosiloxan-Kautschuk, siliziumorganischem Vernetzungsmittel und Karbonatfüllstoff,
- als Organosiloxan-Kautschuk gemäß der Erfindung Kautschuk oder ein Kautschukengemisch nach der nachstehenden allgemeinen Formel enthält:

wo R, R¹, R² - niedrigster Alkylradikal mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Arylradikal mit 6-10 Kohlenstoffatomen, n - eine ganze Zahl von 10 bis 1500, k, l - ganze Zahlen von 0 bis 500, die Summe (n+k+l) - eine ganze Zahl von 10 bis 1500, m - eine ganze Zahl von 0 bis 10 bedeuten, als siliziumorganisches Vernetzungsmittel die Verbindung nach der allgemeinen Formel:

R³SiX₃ oder deren Gemische, wo

R³ - Alkylradikal mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Arylradikal mit 6-10 Kohlenstoffatomen, Arylalkylradikal mit 7-12 Kohlenstoffatomen oder Alkenylradikal mit 2-4 Kohlenstoffatomen,
X - Halogen bedeuten,
oder eine Verbindung nach der allgemeinen Formel OC(O)R⁴, enthält, wo R⁴ - Alkylradikal mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Arylradikal mit 6-12 Kohlenstoffatomen bedeuten, und als Karbonatfüllstoff zumindest einen Stoff aus den Verbindungen nach der allgemeinen Formel MxCO₃ enthält, wo M - NaH, NHR₄, Na, K, Ca, Mg, Ba, x - 1 oder 2 bedeuten, und das Komponentenverhältnis (in Masseteilchen) wie folgt ist:

Organosiloxan-Kautschuk: 100
siliziumorganisches Vernetzungsmittel: 5-30
Karbonatfüllstoff: 20-120

Es gibt noch andere Möglichkeiten, wo zweckmäßigerweise:

- die Komposition zusätzlich 60 bis 150 Teile Aluminium-Hydroxid
- die Komposition zusätzlich 0,01 bis 0,5 Teile Zinndialkyldikarboxilat nach der allgemeinen Formel: R⁵₂Sn[OC(O)R⁶]₂,enthält, wo
R⁵ - Alkylradikal mit 2-4 Kohlenstoffatomen,
R⁶ - Alkylradikal mit 8-12 Kohlenstoffatomen bedeuten,
- die Komposition zusätzlich 0,01 bis 0,3 Teile an dispersem Bor mit spezifischer Oberfläche von 3 bis 10 m²/g und Teilchengröße im Bereiche von 0,2 bis 20 µ enthält,
- Aluminium-Hydroxid in der Komposition in Pulverform mit Teilchengröße von 0,5 bis 10 µ eingesetzt wird,
- Bor als Bestandteil zumindest einer Verbindung der Gruppe B₂O₃, H₃BO₃, TiB₂, Si₃B₄, AlB der Komposition zugesetzt wird.

Die schäumbare Organosiloxan-Komposition bereitet man folgenderweise zu:
Man bereitet ein Gemisch aus Organosiloxan-Kautschuk und Karbonatfüllstoff zu, danach setzt man dem Gemisch ein Vernetzungsmittel zu. Aluminium-Hydroxid und disperses Bor setzt man dem Gemisch je nach Bedarf an entsprechenden Eigenschaften des zu erzeugenden Werkstoffes zu. Die erwähnten Zusätze sind dem Gemisch vor dem Zusetzen des Vernetzungsmittels zuzugeben.

Die in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden flüssigen Organosiloxan- Kautschuke gehören zur Klasse linearer und linear-stufiger Polyorganosiloxane, welche im Einzelnen in der Behandlung (Hochmolekuläre Verbindungen, Band XXX, N 9, Moskau, 1988, Seiten 1832-1836) beschrieben sind.

Das Zusetzen eines Vernetzungsmittels dem im voraus zubereiteten Gemisch aus flüssigem Organosiloxankautschuk und Karbonatfüllstoff verursacht eine Komponentenreaktion, welche die Vernetzung von Kautschuk und gleichzeitige Ausscheidung von HX-Sauerprodukten (Chlorwasserstoff oder Karbonsäuren) nach dem Schema ≡ SiOH + XSi ≡→≡ SiOSi + HX zur Folge hat. Die ausscheidenden HX-Produkte werden durch den in Überfluß vorhandenem Bikarbonatfüllstoff neutralisiert und geben dabei das Kohlendioxids CO₂ und entsprechende Salze ab. Die Ausscheidung von Wasserstoff und sonstiger brennbaren und explosionsgefährlichen Gase im Verkauf der oben erwähnten Reaktionen ist grundsätzlich undenkbar. Da alle obigen Reaktionen zur gleichen Zeit verlaufen, läßt das ausscheidende Kohlendioxid die Gesamtkomposition schäumen und der entstehende Schaum wird durch Kautschukvernetzung unter Bildung von Schaum-Elastomeren fixiert (gebunden).

Um das Schaumelastomer unbrennbar zu machen, kann man dem Gemisch aus flüssigen Kautschuken, Karbonatfüllstoff und Vernetzungsmitteln zusätzlich Antipyrene in Form von pulverigem Aluminiumhydroxid mit Teilchengröße von 0,5 bis 10 µ zusetzen.

Dazu kommt, daß die Antipirene noch als Nebenprodukte (Salze) entstehen können, welche üblicherweise bei der Reaktion des Karbonatfüllstoffes mit HX-Verbindungen anfallen.

Die aufgrund der vorliegenden Erfindung erhaltenen aufgeschäumten Polyorganosiloxan- Kompositionen zeichnen sich nicht nur durch hohe Wärmebeständigkeit, sondern auch durch weniger Gasentwicklung unter Bestrahlung bis 500 Mrad aus. Der anfallende feste Rückstand stellt ein Gemisch aus Silikat-Karbonaten der zur Komposition gehörenden Metalle dar, behält die ursprüngliche Form und Maße eines Schaumelastomeres (vor Bestrahlung) und sieht äußerlich wie ein fester Vulkan-Bimsstein aus.

Setzt man die angebotene aufschäumende Komposition für die Isolierung bzw. Umkapselung der radioaktiver Stoffe, welche sich teilende Radionuklide (U-235, Pu-239 usw.) enthalten, ein, kann man der Komposition Zusätze zugeben, welche für Absorption der Neutronen sorgen und den Vervielfertigungsfaktor der Neutronen auf K∞ 0,95 herabsetzen lassen, was eine nukleare Sicherheit garantiert.

Als solche Zusätze kommen borhaltige Stoffe in disperser Pulverform in Frage.

Die aufgrund dieser Erfindung erzeugten schäumenden Organosiloxan-Kompositionen zeichnen sich durch eine sehr hohe Feuerbeständigkeit aus. Die Proben dieses Werkstoffes brennen nicht, wenn man sie der Flamme des Bunsen-Brenners aussetzt, sondern lassen sich langsam an der Oberfläche mineralisieren, die Mineralisierung hört auf, wenn man die Probestücke aus der Flamme entfernt.

Nach einer anderen Verfahrenstechnik werden die aufgrund der vorliegenden Erfindung erzeugten Probestücke von Schaumelastomeren mit brennbaren Lösungsmitteln (Benzin und Petrol) durchtränkt, in Porzelanschüssel untergebracht und in Flammen gesetzt. Je nach Ausbrennen der Lösungsmittel kann man auf der Oberfläche die Bildung einer Rußschicht beobachten, nach einem vollständigen Ausbrennen der Lösungsmittel erlischt die Flamme.

Dank den oben aufgeführten Eigenschaften kann man die aufgrund der vorliegenden Erfindung erzeugten schäumbaren Organosiloxan-Kompositionen als zukunftsträchtige Werkstoffe betrachten, die für sich solche Einsatzgebiete erschließen lassen wie Herstellung von feuerbeständigen Schutzkleidung, feuerbeständigen Beschichtungen, leichten Brandschutztrennwänden für Gebäude, Schiffe, Räume, Brandschutzverdichtung der Durchbrüche nach Kabel- und Leitungsverlegung u.ä.

Was diese Werkstoffe auszeichnet, ist daß diese bei der Umwandlung der Elastomere in feste Schaumkeramik in offener Flamme praktisch keinen Rauch entwickeln lassen.

Ein klares Bild über die Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung kann man sich erst nach Studium von Beispielen der Umsetzung der Erfindung sowie Prüfergebnissen radioaktiver Flammenprüfungen machen.

Zubereitung der Kompositionen

Pro 100 Masseteilchen flüssiger Polyorganosiloxankautschuke, welche entweder als Einzelverbindungen oder als Kautschukmischungen mit oben erwähnten Werten R, R¹, R², n, m, l, k verwendet werden können, nimmt man von 20 bis 120 Teile Karbonatfüllstoff. Als solches kommt zumindest ein Stoff von den Verbindungen nach der allgemeinen Formel (M)_xCO₃ zum Einsatz, wo M - NaH, NH₄, Na, K, Ca, Mg oder Ba, und x - 1 oder 2 bedeuten. Hierbei sind die Füllstoffe in disperser Pulverform mit Teilchengröße von 1 bis 10 µ zuzusetzten.

Man kann dem Gemisch zusätzlich Aluminiumhydroxid und/oder borhaltige Stoffe in disperser Pulverform zugeben.

Das zubereitete Gemisch läßt man sorgfältig in Walzenrührwerken so lange rühren, bis man eine homogene plastische Paste mit einer Viskosität von 30 000 bis 120 000 Pa·s bekommt.

Um eine aufgeschäumte Organosiloxan-Komposition (weiterhin als Schaumelastomer bezeichnet) zu erzeugen, nimmt man pro 100 Masseteilchen Kautschuk - 5 bis 30 Masseteilchen Vernetzungsmittel, entweder als Einzelverbindungen oder als Gemisch aus Verbindungen nach der allgemeinen Formel R³ SiX₃ mit obigen R³, X. - Werten.

Um die Geschwindigkeit der Aufschäumung zu beeinflussen, kann man der Komposition noch 0,01 bis 0,5 Teile Zinndialkyldikarboxilat (z. B. Zinn-diethyldikaprilat oder Zinndibutyldilaurat) zusetzen.

15-20 sek. nach dem Umrühren der Paste und der Vernetzungsmittel stellt sich die Aufschäumung der Masse ein, welche von einer unwesentlichen Selbsterhitzung bis 35-45°C begleitet wird, wodurch die Masse ein 1,5-10faches vom ursprünglichen Volumen erreicht.

Der resultierende zähe fließfähige plastische Schaum verliert an Fließfähigkeit und oberflächige Klebrigkeit binnen von 2 bis 10 min. Die Vulkanisation geht in 20-90 min zu Ende (danach bleiben die Dichtheit und Elastizität des Schaumes konstant). Ähnlich geht die Bildung der Schaumelastomere auf beliebigen trockenen, feuchten Oberflächen sowie auf Wasseroberfläche und derjenigen der Wasserlösungen vor sich.

Beispiele für Zubereitung konkreter Kompositionen aufgrund der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter den Nummern 2 bis 6 angeführt. Im Beispiel 1 wird die Zubereitung der Komposition aufgrund eines vergleichbaren Stoffes (US, 4705810) beschrieben.

In Beispielen 2 bis 6 sind die Komponenten in Masseteilchen bewertet. Die Viskosität des Kautschuks - η ist in mPa·s gegeben.

Beispiele der Umsetzung der Erfindung Beispiel 1

Gemäß der Erfindung - vergleichbarem Stoff bereitet man die Komposition, bestehend aus Komponenten A, B und C, zu.

Zur Zubereitung der Komponente (A) nimmt man 100 Masseteilchen Dimetylpolysiloxan mit einer Viskosität von 90000 mPa·s, an Enden mittels Dimetylvinylsiloxigruppen (I) gehemmt; man vermischt diese mit 70 Masseteilchen gemahlenen Quarz mit Größe der Teilchen von 5 µ (II) und setzt dem Gemisch die Lösung H₂PtCl₆H₂O in Isopropylalkohol in der Menge zu, welche für 10^-4 Teile Pt pro 1 Teil Mischung hinreichend ist.

Dann wird die Komponente (B) der Komposition zubereitet: dazu macht man ein Gemisch aus 90 Massenteilen (I) und 10 Massenteilen des Produktes aus der Mithydrolyse von 1 Moll (C₂H₅O)₄Si und 2 Moll (CH₃)₂HSiCl in Toluol, danach wäscht man es mit Wasser und anschließend werden alle flüchtigen Produkte bei einer Temperatur bis 130°C destilliert. Dem anfallenden Gemisch setzt man 60 Massenteile (II) zu und läßt in einem mechanischen Mörser so lange rühren, bis man eine homogene Paste bekommt.

Die Komponente (C) der Komposition bereitet man wie folgt zu: dazu bereitet man ein Gemisch aus 100 Massenteilen Kalziumkarbonat mit Größe der Teilchen bis 0,5 µ und 80 Massenteilen Polydimethylsiloxan, an den Enden mittels (CH₃)₃SiO_0,5-Gruppen blockiert, mit einer Viskosität von 100 mPas zu.

Man läßt das Gemisch in einem Mörser so lange verrühren, bis man eine homogene Paste bekommt, danach setzt man 60 Massenteile Adipinsäure an.

Man mischt die Komponenten (A) und (B) im Verhältnis 1 : 1 und läßt sie sorgfältig verrühren. Pro 100 Massenteilen des Gemisches setzt man 6 Massenteile Komponente (C) zu und läßt man das Gemisch in einem mechanischen Mörser weiter verrühren. Die so erzeugte Paste unterbringt man in einem Werkzeug. Danach läßt man sie in einem thermischen Schrank bei einer Temperatur 175°C 15 min lang aushalten. Nach Aufschäumen und Abkühlen bekommt man einen homogenen elastischen Schaum mit einer Dichtheit von 0,6 g/cm³.

Beispiel 2

Aufgrund der vorliegenden Erfindung bereitet man eine Komposition zu:

Organosiloxankautschuk
-100
(n=700, k=1=0, n+k+l=700, m=0, R-CH₃, R¹-C₆H₅, η=8000) @	Vernetzungsmittel:	-20
C₆H₅SiCl₃ @	Karbonatfüllstoff	-50
Na₂CO₃ @	Aluminiumhydroxid	-150
Al(OH)₃ @	disperses Bor	-0,2
B @	Zinndialkyldikarbonat	-0,01
(C₂H₅)₂Sn[OC(O)C₇H₁₅]₂

Das in der obigen Reihenfolge zubereitete Gemisch gießt man in das Werkzeug aus Ftoroplast oder Polyethylen ein, läßt 2 bis 5 min lang aufschäumen und aushärten und ein homogenes elastisches Schaumelastomer entstehen, welches sich nach 20 bis 90 min ohne weiteres aus der Form entfernen läßt. Die Dichtheit der erzeugten Elastomer beträgt 0,24 g/cm³.

Ähnlich erfolgt das Aufschäumen der Komposition für Beispiele 3 bis 6.

Beispiel 3

Man bereitet zu ein Gemisch aus:

Organosiloxankautschuk
-100
(n=10, k=1=0, n+k+l=10, m=10, R-CH₃, R′-CH₃, R² C₆H₅, η=7200) @	Vernetzungsmittel:	-20
(Gemisch) einschl. @	CH₃, Si(CH₃COO)₃	-5
C₆H₅ SiCl₃	-15
Karbonatfüllstoff	-50
(Gemisch) einschl. @	K₂CO₃	-30
MgCO₃	-20
Aluminiumhydroxid	-100
Al(OH)₃ @	disperses Bor	-0,8
B₂O₃ @	Zinndialkyldikarbonat	-0,01
(C₂H₅)₂Sn[OC(O)C₇H₁₅]₂

Nach Aufschäumen bekommt man einen homogenen Schaum mit Dichtheit von 0,43 g/cm³

Beispiel 4

Man bereitet zu ein Gemisch aus:

Organosiloxankautschuk η=4400, einschl.
-100
a) (n=100, k=1=50, n+k+l=200, m=5, R-CH₃, R¹-CH₃, R² C₆H₅,)	-40
b) (n=300, k=1=50, n+k+l=400, m=0, R-CH₃, R¹-CH₃, R² C₆H₅,)	-40
c) (n=100, k=1=50, n+k+l=200, m=0, R-C₂H₅, R′-CH₃, R² C₆H₅,)	-20
Vernetzungsmittel:	-20
CH₃, Si(CH₃COO)₃ @	Karbonatfüllstoff	-90
(Gemisch) einschl. @	CaCO₃	-60
BaCO₃	-10
K₂CO₃	-20
Aluminiumhydroxid	-60
Al(OH)₃ @	disperses Bor	-1,2
H₃BO₃ @	Zinndialkyldikarbonat	-0,5
(C₄H₉)₂Sn[OC(O)C₁₁H₂₃]₂

Nach Aufschäumen bekommt man einen homogenen Schaum mit Dichtheit von 0,62 g/cm³

Beispiel 5

Man bereitet zu ein Gemisch aus:

Organosiloxankautschuk
-100
(n=300, k=1=50, n+k+l=400, m=0, R-CH₃, R¹-CH₃, η=1800) @	Vernetzungsmittel:	-16
(Gemisch) einschl. @	CH₃, Si(CH₃COO)₃	-8
C₂H₅, Si(CH₃COO)₃	-8
Karbonatfüllstoff	-120
(NH₄)₂CO₃ @	Zinndialkyldikarbonat	-0,3
(C₂H₅)₂Sn[OC(O)C₇H₁₅]₂

Nach Aufschäumen bekommt man einen homogenen Schaum mit Dichtheit von 0,32 g/cm³

Beispiel 6

Man bereitet zu ein Gemisch aus:

Organosiloxankautschuk η=40 000, einschl.
-100
a) (n=140, k=1=30, n+k+l=200, m=5, R-CH₃, R¹-CH₃, R² C₆H₅,)	-50
b) (n=1100, k=1=50, n+k+l=1200, m=0, R-CH₃, R¹-CH₃,)	-50
Vernetzungsmittel:	-30
(Gemisch) einschl. @	CH₂=CH)SiCl₃	-5
CH₃SiCl₃	-25
Karbonatfüllstoff	-60
(Gemisch) einschl. @	Na₂CO₃	-30
NaHCO₃	-30
Aluminiumhydroxid	-80
Al(OH)₃ @	disperses Bor	-0,8
TiB₂

Nach Aufschäumen bekommt man einen homogenen Schaum mit Dichtheit von 0,51 g/cm³

Die Ergebnisse der Bestrahlungs- und Flammenprüfungen der aufgrund der vorliegenden und vergleichbaren Erfindung erzeugten Schaumelastomer sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 aufgeführt.

Die Prüfungen erfolgten mit Proben in Größe 50×30×20 mm.

Tabelle 1

Ergebnisse der Bestrahlung

(Dose von 2 Mrad/h, Integraldose 500 Mrad)

Tabelle 2

Flammenprüfung

Wie den Prüfungsergebnissen zu entnehmen ist, weisen die aufgrund der vorliegenden Erfindung zu erzeugenden Schaumorganosiloxan-Kompositionen bessere Strahlungsresistenz im Vergleich zu herkömmlichen Kompositionen auf, bilden nach Bestrahlung einen harten festen Rückstand und sind praktisch unbrennbar. Bei der Schaumbildung entwickelt sich kein Wasserstoff.

Ferner geht aus den Prüfungen hervor, daß beim Aufschäumen einer katalysierten Komposition auf trockenem Metall, Glas, Beton, vielen Kunststoffen, organischen und Silikongummi übertreffen die aufgrund der vorliegenden Erfindung erzeugten Schaumelastomere die übliche Festigkeitsparameter. Beim Auftragen der Komposition auf das Wasser oder die wäßrigen Lösungen wird ein gänzlicher poröser Film auf der Oberfläche gebildet.

Industrielle Anwendbarkeit

Diese Erfindung kann bei der Herstellung von Materialien die beste Anwendung finden, welche unter anderem bei der Luftfahrtindustrie als feuerfeste, nicht toxische Füllungen für Spielräume, Hermetiks für Fenster, elektrische Installationen, Fußböden sowie als Brandschutzbeschichtungen für Wände ohne Einsatz von brennbaren Klebestoffen und wärme- sowie schalldämmende Materialien benutzt werden. Ferner können die entsprechend dieser Erfindung hergestellten Materialien auch für die Trennung der mit den Radionukliden verunreinigten Objekte von der Umgebung dienen.

Claims

1. Die schaumbare Organosiloxan-Komposition, welche den flüssigen Organosiloxan-Kautschuk, das siliziumorganische Vernetzungsmittel und die Karbonatfüllung enthält, zeichnet sich dadurch aus, daß dort wie folgt enthalten sind: als Organosiloxan-Kautschuk: der Kautschuk bzw. ein Gemisch von Kautschuken mit der allgemeinen Formel wie folgt: wo:
R, R¹, R²- das unterste Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Arylradikal mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen sowie
n - eine ganze Zahl von 10 bis 1500 und
k, l - ganze Zahlen von 0 bis 500;
(n+k+l) - eine ganze Zahl von 10 bis 1500 sowie
m - eine ganze Zahl von 0 bis 10 sind;
als siliziumorganisches Vernetzungsmittel: eine Verbindung mit der allgemeinen Formel wie folgt:
R³SiX₃ oder deren Gemische, wo:
R³- ein Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylradikal mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
X - ein Halogen oder eine Verbindung mit der allgemeinen Formel OC(O)R⁴, wo:
R⁴ - ein Alkylradikal mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Arylradikal mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind;
als Karbonatfüllung: zumindest ein Stoff aus den Verbindungen mit der allgemeinen Formel wie folgt:
MxCO₃, wo:
M - NaH, NH₄, Na, Ca, Mg, Ba sowie
x - 1 oder 2 sind;
wobei dies beim nachfolgenden Verhältnis von Komponenten (in Massenanteilen) der Fall ist:
Organsiloxan-Kautschuk - 100
Siliziumorganisches Vernetzungsmittel - 5-30
Karbonatfüllung - 20-120.

2. Die Komposition zum Pt. 1, welche sich dadurch auszeichnet, daß sie zusätzlich 60 bis 150 Massenanteile von Aluminiumtrihydroxid enthält.

3. Die Komposition zum Pt. 1, welche sich dadurch auszeichnet, daß dort zusätzlich 0,01 bis 0,5 Massenanteil von Zinn-Dialkyldikarboxilat mit der allgemeinen Formel R⁵₂Sn[OC(O)R⁶]₂, wo:
R⁵- Alkylradikal mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und
R⁶- Alkylradikal mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen sind,
enthalten sind.

4. Komposition zum Pt. 1, welche sich dadurch auszeichnet, daß sie zusätzlich 0,01 bis 0,3 Massenanteil von dispersem Bor mit einer spezifischen Oberfläche von 3 bis 10 m²/g und Größen der Teilchen von 0,2 bis 20 µm enthält.

5. Die Komposition zum Pt. 2, welche sich dadurch auszeichnet, daß das Aluminiumtrihydroxid in der Pulverform mit Größen der Teilchen in einem Bereich zwischen 0,5 und 10 µm eingesetzt wird.

6. Die Komposition zum Pt. 1, welche sich dadurch auszeichnet, daß sie 0,01 bis 0,3 Massenanteil der zumindest einen Verbindung aus der Gruppe: B₂O₃, H₃BO₃, TiB₂, Si₃B₄, AlB enthält.