專利名稱：制造液體硅酮橡膠的發(fā)泡成形聚合物部件的方法的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造液體硅酮橡膠的發(fā)泡成形聚合物部件的方法的使用。常用于這種聚合物的用語LSR(″液體硅酮橡膠″)在下文中使用。
背景技術(shù)：
LSR是一種兩組分的聚合物系統(tǒng)，這些組分單獨(dú)來說并不具備反應(yīng)活性的，并且可以預(yù)定可調(diào)的特性來購買到。LSR組分是糊狀的。這些組分通過專用的泵送、計(jì)量和混合技術(shù)而結(jié)合成模制成份，其可在注射成形機(jī)上加工成成形聚合物部件。在升高的溫度下(在大約150-200℃下)，LSR是交聯(lián)硅酮橡膠，即所謂的“高溫交聯(lián)硅酮橡膠”(HTV硅酮橡膠)。聚合物的交聯(lián)反應(yīng)例如可以是鉑催化添加劑的交聯(lián)作用，其中聚硅氧化烷與交聯(lián)劑(包含短的聚合鏈)在Pt催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)。交聯(lián)劑和催化劑是用于執(zhí)行交聯(lián)反應(yīng)的部分試劑，并形成交聯(lián)劑的兩種組分。
同傳統(tǒng)的交聯(lián)硅酮(合成的或天然的硅酮)比較而言，LSR的特征在于高的耐溫性，以及良好的生理性容許度，這使LSR就衛(wèi)生要求而言是無害的。LSR相對(duì)于其它介質(zhì)的穩(wěn)定性通常是令人滿意的；然而其總是比固體硅酮的穩(wěn)定性較差些，例如，如果LSR與汽油、油脂、石油或芳香族物質(zhì)發(fā)生接觸時(shí)。
同LSR的類似處理相比而言，固體硅酮的發(fā)泡以及將這種材料用作模制成分是已知的。在傳統(tǒng)的硅酮處理過程中，化學(xué)發(fā)泡劑用作固體硅酮中的添加劑。對(duì)于固體硅酮，必須在初始階段添加添加劑，這就產(chǎn)生了極高的處理費(fèi)用。而且，使用固體硅酮的模制過程通常只是部分自動(dòng)化的，并且固體硅酮的儲(chǔ)存沒有LSR那么簡單。
LSR與化學(xué)發(fā)泡劑一起使用并未成功，因?yàn)樵诩庸み^程中，首先會(huì)發(fā)生發(fā)泡劑的熱分解/降解，并且LSR的交聯(lián)反應(yīng)過于迅速，以至于不能形成質(zhì)量足夠好的泡沫。
LSR是對(duì)切變及滯留時(shí)間非常敏感的材料。出于這種原因，在已知的注射成形過程中使用螺旋運(yùn)輸帶，其只是進(jìn)行傳輸而并不攪勻或混合。在熱塑性塑料發(fā)泡注射成形的已知方法(例如EP-B-0952908)中，在注射裝置的一個(gè)或多個(gè)孔徑處添加發(fā)泡劑。在這種裝置中必須進(jìn)行強(qiáng)力混合。如果人們以這種方法類似地來處理LSR，那么強(qiáng)力混合將導(dǎo)致LSR剪斷，從而在停滯區(qū)發(fā)生過早的交聯(lián)作用。這樣，處理程序就會(huì)停滯不前。因此，在LSR中試圖類似地使用已知的方法并沒有成功。
利用物理發(fā)泡劑對(duì)LSR組分進(jìn)行分批預(yù)充填是已知的(見EP-A-0593863)。這種方法并不適合于用作與注射成形方法相結(jié)合的部分方法。注射成形類似地持續(xù)進(jìn)行，因此大部分或基本上持續(xù)進(jìn)行(例如在20秒的循環(huán)時(shí)間內(nèi)將制備的模制成分間歇式地注入到成形工具中)。盡管分批處理程序使這種結(jié)合方法可以進(jìn)行，但這將是非常昂貴的需要很多時(shí)間(根據(jù)EP-A-0593863，至少需2小時(shí))和相應(yīng)的較大容器容積。出于這種原因，分批預(yù)充填并不經(jīng)濟(jì)，因此不能用于工業(yè)實(shí)踐。
出于多方面的原因，LSR發(fā)泡將在經(jīng)濟(jì)上是有利的。LSR的材料特性部分地取決于原材料的選擇。然而，通過原材料只能在一定程度上調(diào)整LSR的特征光譜。通過發(fā)泡，就可產(chǎn)生新的材料特征，從而可以形成新的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，發(fā)泡促進(jìn)了對(duì)原材料的更高效利用。組分變得更輕，并且材料的使用更加經(jīng)濟(jì)。
所討論的應(yīng)用類似于發(fā)泡的固體硅酮，然而，物理發(fā)泡的硅酮、即LSR形成的聚合物部件具有以下的額外優(yōu)勢(shì)-借助于制造過程而非經(jīng)由專門的處理步驟(類似于在固體硅酮中添加發(fā)泡劑的化學(xué)添加劑)，對(duì)組分特性進(jìn)行調(diào)整；-更高的發(fā)泡程度，因?yàn)槲锢戆l(fā)泡劑的濃度可以更高；-化學(xué)發(fā)泡劑的分解殘留物不會(huì)有損于機(jī)械和/或生理特性。由于沒有分解殘留物殘留在聚合物中，因此例如可以達(dá)到更高的柔軟性。
還希望能夠由LSR來制造物理發(fā)泡成形聚合物部件。從DE-A-19853021中已知有一種可以制造出發(fā)泡成形聚合物部件的注射成形方法。在經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展之后，這種方法還可以用于制造由LSR形成的發(fā)泡成形部件。在之前并未公布的歐洲專利申請(qǐng)(EP 4405329)中，描述了這種專用的方法。
這種由LSR模制成分來制造發(fā)泡聚合體的方法是基本上連續(xù)(即準(zhǔn)連續(xù))的。通過專用方式，即利用物理發(fā)泡劑來浸漬的方式所制備的模制成分被注射到成形工具中。在成形工具中，在高溫下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)形成了小的泡沫泡。在其制備之前，模制成分是以兩種分開的組分形式存在的，它們分別含有用于進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的部分試劑，并且因這些部分試劑而不同。在開始制備時(shí)，這兩種組分在高壓下分別以兩股流形式進(jìn)行傳送。在這種設(shè)置下，至少其中一種組分被浸漬有物理發(fā)泡劑。在浸漬之后，仍然在高壓下將這兩股流一起進(jìn)行傳送，并混合在一起。最后，在混合過程中形成的反應(yīng)混合物經(jīng)過計(jì)量并在下降的壓力下注入到成形工具的型腔內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是應(yīng)用這種方法，該方法經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展，并表現(xiàn)為用發(fā)泡LSR來制備可用聚合物部件的一種發(fā)明。通過使用如說明書中所描述的方法，就可以制造例如這種發(fā)泡成形聚合物部件。該方法本身是所指的之前未公布的專利申請(qǐng)(EP 4405329)的主題。
由LSR制成的成形聚合物部件可通過使用本方法來生產(chǎn)，并具有5％-70％體積比的發(fā)泡程度，和/或相對(duì)于LSR制成的未發(fā)泡成形聚合物部件而降低了至少10％的肖氏硬度A(Shore A)。所制造的成形聚合物部件形成了主體，該主體在其與活化物體或與未活化物體的相互作用方面，以及在其物理特性方面，根據(jù)其用途進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明制造的成形聚合物部件的優(yōu)選實(shí)施例。


以下將借助于附圖來解釋本發(fā)明，這些附圖顯示了圖1顯示了設(shè)備的框圖，利用該設(shè)備可執(zhí)行將要使用的方法，圖2顯示了一種以縱向剖視圖和側(cè)視圖所示出的浸漬裝置，和圖3是顯微照片圖，顯示了發(fā)泡LSR的截面。
具體實(shí)施例方式
圖1以框圖顯示了可以用來執(zhí)行待使用方法的設(shè)備1。模制成分所用的組分A和B的儲(chǔ)器11和12通過泵11a，12a而與浸漬裝置2a和2b相連(也可以只有一臺(tái)浸漬裝置)。用于浸漬裝置2a，2b的實(shí)施例2通過圖2來進(jìn)行介紹。通過注射成形機(jī)、裝置2a，2b及混合裝置3，可制造出與物體相一致地形成的聚合體或成形聚合物部件。在成形工具5中，與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)地產(chǎn)生發(fā)泡。利用物理發(fā)泡流體C來浸漬這兩種組分A和B(或僅僅一種組分)，發(fā)泡流體C由泵13a(或壓縮機(jī))經(jīng)由管線132′和入口管連接器132從儲(chǔ)器13輸出到浸漬裝置2a，2b中。CO2、N2、氫化合物(例如戊烷)或所指定的氣體混合物可用作發(fā)泡流體C。
在浸漬之后，通過管線32a，32b將組分A和B傳送到混合裝置3中，在混合裝置中將組分引至一起，并在高壓下進(jìn)一步混合在一起。最后，將混合物注入到成形工具5的型腔內(nèi)，同時(shí)降低壓力。型腔被加熱，以加速交聯(lián)反應(yīng)。圖中未示出的連接裝置4包括計(jì)量裝置和節(jié)流噴嘴，并且連接在混合裝置3上。節(jié)流噴嘴向外開啟而通往成形工具5的型腔中。
浸漬裝置2包括以下部件用于圓柱形混合室21的外殼20，其中設(shè)有靜態(tài)混合器元件22以及用于待浸漬組分的連接短管20a，20b；位于外殼20和混合室21之間的由多孔材料(例如燒結(jié)的金屬顆粒)制成的管狀壁23(或套管23)?？稍趬毫ο逻M(jìn)給的發(fā)泡流體C可以通過壁23而均勻地分布在混合室21的外殼表面上。經(jīng)由短管32進(jìn)給的發(fā)泡流體C在管狀壁23的外表面之上相切地和軸向地流過環(huán)形間隙24用于冷卻劑的通道系統(tǒng)6集成在外殼20中(如箭頭7，7′所示)，在浸漬過程中，可通過該通道系統(tǒng)6從混合元件22所處理的模制成分的組分A和B中吸走熱量。
通過使用所述方法，就可以制造出發(fā)泡LSR的成形聚合物部件，其具有5％-70％體積比的發(fā)泡程度。相對(duì)于未發(fā)泡LSR的成形聚合物部件而言，其肖氏硬度(Shore A)可降低至少10％。
圖3顯示了由微觀記錄制成的圖。該記錄顯示了發(fā)泡LSR樣本的截面，并顯示了微孔8和大孔9。所示切面的尺寸為1至2平方毫米。圖中只顯示了微孔8的輪廓。在原始照片中，可以看到輪廓內(nèi)的不同陰影，這取決于剖切面相對(duì)于這些孔的位置較深的孔具有較暗的陰影，而較淺的孔具有較淡的陰影。在大孔9中還顯示了類似耳狀或外耳的內(nèi)部形貌。在圖3中樣本一個(gè)角落處顯示了周邊部分。在樣本的內(nèi)部區(qū)域中，大孔9的密度增加。通過材料優(yōu)化和工藝過程的優(yōu)化，就可以實(shí)現(xiàn)更規(guī)則的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為微孔結(jié)構(gòu)。微孔是蜂窩狀孔，在以上稱為孔，其直徑小于約0.1毫米；具有微孔結(jié)構(gòu)的泡沫材料是一種孔平均直徑(孔尺寸)小于0.1毫米的泡沫材料。
在所示樣本以及相同形狀的其它樣本上進(jìn)行硬度測(cè)量(根據(jù)ShoreA)。在這方面，可測(cè)量到硬度減小了，根據(jù)設(shè)定的發(fā)泡程度，這種硬度的減小在22％和65％之間。發(fā)泡程度就可以作為密度的降低來進(jìn)行引證。發(fā)泡程度在所示樣本中大約為50％。
由發(fā)泡LSR制成的成形聚合物部件可應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，可提高盈利能力。也可以單獨(dú)地應(yīng)用。
成形聚合物部件例如可以為用于體育器材或工作裝備的手柄。在這種裝置中，發(fā)泡LSR的觸覺特性可傳遞一種有利地刺激觸覺的握緊感覺。這種愉快的握緊感覺例如是″軟觸摸感″。此外，握緊面的摩擦特性是可以改變的，以便可為抓握的手提供牢固的握持。
另一實(shí)施例是醫(yī)用修復(fù)體或醫(yī)用植入體。具有新特性的更輕且更軟的植入體及襯墊或保護(hù)器是可行的更好的阻尼特性，對(duì)周圍(傷口)組織的更少損傷。尤其可制造乳房植入體，其中，由于發(fā)泡LSR的相匹配密度、柔性和阻尼特性，就可產(chǎn)生修復(fù)體相對(duì)于周圍身體組織的良好相容性。
成形聚合物部件可以是用于安慰幼兒和嬰兒的假奶頭或奶瓶奶嘴。由于發(fā)泡LSR的相匹配密度、柔性和阻尼特性，這種物品可使嬰兒體驗(yàn)到自然的咬感。除了這種涉及硬度的新材料特性之外，還可產(chǎn)生更節(jié)約材料的效果。
成形聚合物部件還可以設(shè)計(jì)成家用容器。具體地說，這種容器可以是烘烤模或用于制作方形冰塊的冷凍托盤(freezing tray)，其中改善了熱特性。在這里，材料的使用也更加經(jīng)濟(jì)。新制成的成形聚合物部件仍然含有未反應(yīng)的干擾單體或其它組分。通過回火處理，就可以去除這些干擾組分。由于發(fā)泡LSR中存在更有利的擴(kuò)散條件，因此減少了回火時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的成形聚合物部件的另一示例是阻尼體，其適合于在產(chǎn)生噪音的物體(如汽車)或振動(dòng)物體(如通風(fēng)機(jī))中用于減振。
成形聚合物部件在形狀上還可設(shè)計(jì)成適合于密封用途或用于補(bǔ)償制造誤差。提高的柔軟度可使新的密封概念成為可能，在這種密封概念中，提高的延展性是有用的。
成形聚合物部件還可用作管狀外套或涂層，用于印刷滾筒，以便制作工藝印刷表面，其例如采用較少的材料而有助于改善摩擦特性。
這種聚合物可以復(fù)合材料的形式、尤其是納米復(fù)合材料的形式來使用，其內(nèi)加入了導(dǎo)電添加劑。帶金屬添加劑的成形聚合物部件可用作防電磁波的屏蔽件。同已知的屏蔽件相比而言，這種屏障裝置可以減少金屬的比例。利用金屬添加劑，就可以提高成形部件的導(dǎo)電率，從而防止靜電荷。
使用所述導(dǎo)電復(fù)合材料的領(lǐng)域例如為塑料的抗靜電處理、抗靜電包裝、電磁屏蔽、微電子元器件的散熱，以及在爆炸高危區(qū)域出于安全原因而降低電操作裝置的表面電阻。
權(quán)利要求
1.一種利用液體硅酮橡膠LSR作為模制成分來制造發(fā)泡成形聚合物部件的方法的用途，在這種方法中，所述模制成分在加工處理之前是以兩種分開的組分(A，B)的形式存在的，在開始制備時(shí)，所述這些組分在高壓下以兩股流分別地進(jìn)行傳送，其中，利用發(fā)泡劑(C)對(duì)所述組分中的兩種或至少一種進(jìn)行浸漬，在浸漬之后，在高壓下將所述兩股流(32a，32b)進(jìn)一步引導(dǎo)至一起并混合在一起，最后，在降低壓力的同時(shí)，將在混合過程中形成的反應(yīng)混合物注入到成形工具的被加熱的型腔內(nèi)，在所述型腔中，與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)地進(jìn)行所述模制成分的發(fā)泡，其中，-所制成的成形聚合物部件具有5％-70％體積百分比的發(fā)泡程度，和/或-相對(duì)于未發(fā)泡LSR的成形聚合物部件而言，肖氏硬度A降低了至少10％，以及-所制成的成形聚合物部件形成了主體，所述主體在其與活化物體或與未活化物體的相互作用方面，以及在其物理特性方面根據(jù)其應(yīng)用目的而進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是沒有化學(xué)發(fā)泡劑殘留物的主體，因此其物理、化學(xué)和/或生理方面的特性未因這種殘留物而受損。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是用于體育器材或工作裝備的手柄，其中，發(fā)泡LSR的觸覺特性傳遞了一種有利地刺激觸覺的握緊感覺，和/或改進(jìn)的摩擦特性為抓握的手提供牢固的握持。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是醫(yī)用修復(fù)體，尤其是乳房植入體，其中，由于發(fā)泡LSR的相匹配密度、柔性和阻尼特性，就產(chǎn)生了所述修復(fù)體相對(duì)于周圍身體組織的良好相容性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是用于安慰幼兒和嬰兒的假奶頭或奶瓶奶嘴，其中，由于發(fā)泡LSR的相匹配密度、柔性和阻尼特性，所述成形聚合物部件可使幼兒和嬰兒體驗(yàn)到自然的咬感。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是家用容器，尤其是烘烤模子或用于制作方形冰塊的冷凍托盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件是一種阻尼元件，其適合在產(chǎn)生噪音的物體或振動(dòng)物體中用于減振。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件可制成一定的形狀，其適用于密封目的，或用于補(bǔ)償制造誤差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述成形聚合物部件可形成為用于印刷滾筒的管狀外套或涂層，從而形成工藝印刷表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述由LSR制成的成形聚合物部件制造成帶有金屬添加劑，因此所述成形部件可用作電磁波屏蔽件，或者因此而提高所述成形部件的導(dǎo)電率，以防止靜電荷。
全文摘要
通過使用一種利用液體硅酮橡膠LSR作為模制成分來制造發(fā)泡成形聚合物部件的方法，就可制造出聚合物部件，其具有5％－70％體積的發(fā)泡程度，和/或相對(duì)于未發(fā)泡LSR的成形聚合物部件而言，肖氏硬度A降低了至少10％。在這種方法中，模制成分在處理之前是以兩種分開的組分(A，B)形式存在的。在這種方法中，利用發(fā)泡劑(C)對(duì)所述組分進(jìn)行浸漬。在浸漬之后，在高壓下將所述組分引導(dǎo)并混合在一起。最終在降低的壓力下，將混合過程中形成的反應(yīng)混合物注入到成形工具的型腔內(nèi)，在所述型腔內(nèi)，所述模制成分在發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的同時(shí)進(jìn)行發(fā)泡。所制造的成形聚合物部件可形成主體，所述主體根據(jù)其應(yīng)用目的而進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)B29C70/00GK1853896SQ20061007482
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者S·哈比比-奈尼 申請(qǐng)人:蘇舍化學(xué)技術(shù)有限公司