專利名稱：具有阻燃和疏油/疏水性能的開孔泡沫及其生產(chǎn)方法
具有阻燃和疏油/疏水性能的開孔泡沫及其生產(chǎn)方法本發(fā)明涉及一種包含具有基本開孔的泡沫基質(zhì)和施加于泡沫基質(zhì)的主 要含有氟碳樹脂和/或硅樹脂的浸漬劑層的泡沫，該泡沫具有改善的阻燃性 能。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種生產(chǎn)這種泡沫的方法。包含各種材料的開孔泡沫例如用于建筑物和車輛的隔熱和隔聲。此夕卜， 開孔泡沫用于在機械工程領(lǐng)域?qū)ρb置和設(shè)備隔聲和隔熱。為防止泡沫;故水或油完全浸泡，DE-A 100 11 388 ^Hf了通過用疏水組 分如氟代烷基酯涂覆泡沫骨架而使蜜胺樹脂泡沫疏水和疏油?？山柚浣n蜜胺樹脂泡沫的方法例如由EP-A0 451 535已知。為此， 首先將粘合劑施加于蜜胺樹脂泡沫表面，隨后使蜜胺樹脂泡沫與粘合劑一 起通過相反旋轉(zhuǎn)的輥之間的間隙，其中設(shè)定輥之間的間隙，以使其小于未 受影響的蜜胺樹脂泡沫的厚度。產(chǎn)生疏油和/或疏水效果的添加劑可以已經(jīng) 加入粘合劑中。導(dǎo)致阻燃性能改善的浸漬并沒有由EP-A 0 451 535已知。本發(fā)明的目的是提供具有疏水和/或疏油性能且額外顯示改善的阻燃 性能的開孔泡沫。該目的通過一種包含具有基本開孔的泡沫基質(zhì)和施加于泡沫基質(zhì)的主 要含有氟碳樹脂和/或硅樹脂的浸潰劑層的泡沫實現(xiàn)，其中該浸漬劑層額外 包含至少一種阻燃物質(zhì)。適合本發(fā)明目的的泡沫例如為其中泡沫基質(zhì)由蜜胺-甲醛縮聚物構(gòu)成 的泡沫基質(zhì)。其它合適的泡沫為其中泡沫基質(zhì)為脲醛縮聚物的泡沫和其中 泡沫基質(zhì)為開孔聚氨酯泡沫的泡沫。泡沫基質(zhì)優(yōu)選由蜜胺-甲醛縮聚物構(gòu) 成。在特別優(yōu)選的蜜胺-甲醛縮聚物中，用于生產(chǎn)泡沫基質(zhì)的蜜胺-甲醛的 比例為1:1.2-1:4。這類蜜胺-甲醛泡沫例如由EP-B 0 071 672已知。因此，泡沫通過4吏蜜 胺-曱醛縮合產(chǎn)物的水溶液發(fā)泡而生產(chǎn)，其中溶液包含乳化劑、酸性硬化劑和發(fā)泡劑，優(yōu)選Q-C7烴。隨后，將蜜胺-曱醛縮合物在升高溫度下固化。為賦予泡沫疏水和/或疏油性能，用包含氟碳樹脂或硅樹脂的市售浸漬劑處理。這防止泡沫;故液體水或油完全浸泡。在浸漬劑中，氟碳樹脂和/或硅樹脂優(yōu)選以在水或揮發(fā)性有機溶劑如甲 醇、乙醇、丙酮或戊烷中的乳化液滴形式存在。水優(yōu)選作為乳化劑，因為 它是不可燃的。為了額外使泡沫耐火或改善其阻燃性，額外用至少一種阻燃物質(zhì)浸漬 泡沫。為了節(jié)省浸漬步驟，優(yōu)選用至少一種阻燃劑和氟碳樹脂和/或硅樹脂的 混合物浸漬泡沫。所用阻燃物質(zhì)為通常的阻燃劑。阻燃劑為加入可燃性材料中以賦予它 們對防止著火更好的保護的化學(xué)化合物。阻燃劑使由低強度火源如香煙、 蠟燭或電故障引起著火的風(fēng)險最小化。當(dāng)點燃阻燃材料時，阻燃劑燃燒并 經(jīng)常防止火向其它部分傳播。由于化學(xué)或物理作用，阻燃劑產(chǎn)生阻燃或防止燃燒的機制。化學(xué)作用 阻燃劑通常中斷在氣相中自由基鏈燃燒反應(yīng)或建立保護材料防止氧氣的碳 化層并對熱源形成屏障(膨脹)。阻燃劑的物理作用尤其借助由于能量消耗過程的冷卻而產(chǎn)生，由添加 劑和/或化學(xué)釋放水引發(fā)的所述能量消耗過程將基材溫度冷卻至低于維持 燃燒過程所需的溫度。最后，物理作用也可借助稀釋產(chǎn)生，此時惰性物質(zhì)和釋;^文非燃燒性氣體的添加劑將泡沫上方的燃燒氣體中的氧氣濃度降低至 燃燒停止的程度。取決于活性元素，將阻燃劑分為卣素化合物(溴和氯化合物)，磷化合 物，氮化合物，膨脹體系，礦物材料(基于鋁和鎂)以及硼砂、Sb20;j和納米 復(fù)合材料。為改善塑料的阻燃性能，例如使用氫氧化鋁、溴化物、氯化磷 化合物、非卣化的磷化合物，氯化石蠟、氫氧化鎂、蜜胺和硼酸鹽。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的合適阻燃劑例如描述于手冊"Flammschutzmittel， h3ufig gestellte Fragen，, of the European Flame Retardants Association, 2004年1月。5適合本發(fā)明目的的阻燃物質(zhì)例如為基于第i-in主族金屬、鋅和銨的硅 酸鹽、硼酸鹽、氫氧化物和磷酸鹽的阻燃劑。第i-m主族金屬優(yōu)選為鈉、 鉀。鈣、鎂或鋁。阻燃物質(zhì)特別優(yōu)選選自硅酸鈉、硅酸鉀、氫氧化鎂、氫 氧化鋁、硼酸鈉、硼酸鉀、硼酸鎂、硼酸鋅以及(聚)磷酸銨、(聚)磷酸鈉、 (聚)磷酸鉀、(聚)磷酸鉀和(聚)磷酸鋁。在一個實施方案中，浸漬劑層優(yōu)選由包含阻燃物質(zhì)和氟碳樹脂或硅樹 脂的混合物構(gòu)成。為此，將合適的話可以呈與一種或多種溶劑一起的乳液 形式的還未固化的氟碳樹脂或硅樹脂首先與阻燃物質(zhì)混合，隨后用該混合 物浸漬泡沫。此外，至少一種聚合物M體可以作為粘合劑存在于混合物中。粘合劑的加入將阻燃物質(zhì)固定在泡沫孔柱(strut)上，從而防止干燥后的浸漬泡沫在進(jìn)一步加工中釋放灰塵。優(yōu)選不含甲酪的粘合劑，尤其是熱固性丙烯酸酯粘合劑，其例如由BASF以商品名Acrodu,銷售。由于這些 粘合劑的熱固化(交聯(lián))性能，阻燃、疏水且疏油的泡沫半成品(foam blank) 可在模壓機或深沖壓工具中根據(jù)需要成型。開孔泡沫半成品的聲學(xué)性能(隔 音)并不受粘合劑、疏水和疏油組分和阻燃物質(zhì)的損害，相反通常甚至得到 改善。此外，如此處理的泡沫半成品可覆蓋由高膨體(high bulk)非織造物 或棉非織造物制成的空氣滲透性非織造物并壓縮。這種進(jìn)一步加工的形式 尤其用于在汽車工業(yè)中生產(chǎn)吸聲^t制品。為防止粘合劑過早固化，泡沫半 成品的干燥溫度必須不超過100-150。C。在模壓機或深沖壓工具中壓縮或壓 花以生產(chǎn)模制品在150-240。C,優(yōu)選170-230。C下進(jìn)行。常規(guī)的自交聯(lián)M體僅包含小比例的反應(yīng)性共聚單體；在大多數(shù)情況 下，這些共聚單體為釋放曱醛Amol或Mamol單體。另一方面，優(yōu)選的熱 固性丙烯酸酯粘合劑溶液或*體包含顯著比例的酸和醇組分，它們在加 熱時以酯化反應(yīng)相互交聯(lián)。很高的交聯(lián)密度是熱成型泡沫組分的熱固性特 征的原因。優(yōu)選的熱固性丙烯酸酯粘合劑溶液或^t體不包含任何對健康 有害的成分，因而與基于環(huán)氧化物、酚醛樹脂和脲趁樹脂的粘合劑相比還 具有衛(wèi)生的優(yōu)點。熱固性丙烯酸酯粘合劑的M體如Acrodu,^體作為 粘合劑還具有其它優(yōu)點用其生產(chǎn)的模制品與用熱固性丙烯酸酯粘合劑溶 液如Acrodur⑧溶液生產(chǎn)的模制品相比具有更高的彈性和部分疏水特征。在另一實施方案中，浸漬以兩段進(jìn)行。在第一段中，用阻燃物質(zhì)和粘 合劑浸漬泡沫基質(zhì)。然后在第二步中，將氟碳樹脂和/或硅樹脂層施加至孔 柱上以使泡沫疏水化/疏油化。在優(yōu)選實施方案中，在單個浸漬步驟中，用包含氟碳樹脂或硅樹脂、粘合劑和阻燃物質(zhì)的混合物浸漬泡沫?；旌衔锿ǔ０?-30重量％氟碳樹 脂或硅樹脂以及10-70重量％阻燃物質(zhì)。剩佘的重量份基本由粘合劑和水 或揮發(fā)性有機物質(zhì)構(gòu)成。特別優(yōu)選具有低含量氟碳樹脂或硅樹脂和高含量 阻燃物質(zhì)的混合物以獲得良好的防火保護。浸漬使開孔泡沫的密度增加了 10-2000%。特別優(yōu)選密度增加 100-1000%。在泡沫密度為約10g/l的蜜胺樹脂泡沫的情況下，特別優(yōu)選浸 漬泡沫密度為20-100g/l。其中浸漬劑層由包含阻燃物質(zhì)和氟碳樹脂或硅樹脂的混合物構(gòu)成的本 發(fā)明泡沫通過包含下列步驟的方法生產(chǎn)(a) 將至少 一種阻燃物質(zhì)和樹脂以及任選至少 一種其它聚合物混合，(b) 將混合物施加至泡沫或用混合物浸泡泡沫，(c) 將泡沫和混合物一起壓縮以將混合物引入泡沫孔中，(d) 干燥泡沫，其中步驟(b)和(c)以首先步驟(b)然后步驟(c)而依次進(jìn)行。將混合物施加至泡沫并壓縮泡沫可例如如EP-A 0 451 535所述進(jìn)行。 為此，使泡沫在兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的輥之間通過，其中選擇輥之間的間隙 從而使泡沫在每種情況下被壓縮。將浸漬泡沫的混合物供至相互水平的輥 上，從而在泡沫通過輥之間的位置形成液體池。由于輥的旋轉(zhuǎn)運動和泡沫 壓縮，將包含在液體池中的混合物壓入泡沫中?；旌衔锇饬伺菽?，因 而在固化后形成閉合表面。在施加混合物并壓縮泡沫之后，優(yōu)選將如此浸漬的泡沫在干燥箱中于 40-200 。C的溫度下干燥。為進(jìn)一步增加浸漬泡沫的密度，也可使已在第一段中浸漬的泡沫多次 通過相同的浸漬工藝。這樣，包封柱的層的厚度以及密度在每步中增加。在一個方法變型中，生產(chǎn)本發(fā)明泡沫的方法包括下列步驟(a) 將至少一種阻燃物質(zhì)施加至泡沫或用至少一種阻燃物質(zhì)浸泡泡沫，隨 后壓縮或浸軋以使阻燃物質(zhì)在泡沫中均勻分配，(b) 將樹脂施加至泡沫或用樹脂浸泡泡沫，和(c) 壓縮或浸軋(padding)泡沫以使樹脂在來自步驟(a)的負(fù)載至少一種阻燃 物質(zhì)的泡沫中均勻分配。除了施加浸漬泡沫的物質(zhì)并隨后壓縮之外，同樣可以用浸漬泡沫的物 質(zhì)浸泡泡沫并隨后壓縮。為了浸泡，例如使泡沫通過包含至少一種浸漬泡 沫的物質(zhì)的浴。然而，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的且可借助其浸泡泡沫的 任何其它方法都是可接受的。在另一方法變型中，可以首先施加阻燃物質(zhì)和粘合劑或用該混合物浸 泡泡沫并隨后壓縮。在另一浸漬步驟中，隨后施加氟碳樹脂或硅樹脂乳液 并再次壓縮泡沫。在該兩段方法中用阻燃物質(zhì)層和疏油/疏水物質(zhì)層浸漬泡 沫之后，將泡沫在40-200。C的溫度下干燥。也可首先用阻燃物質(zhì)浸潰泡沫并壓縮，然后在施加其次的氟碳樹脂或 珪樹脂層之前干燥泡沫。在兩種實施方案中，壓縮優(yōu)選如EP-A 0 451 535所述經(jīng)由4吏泡沫通過 兩個相反旋轉(zhuǎn)的平行輥之間的限定間P求而進(jìn)行。除使泡沫通過兩個相反旋轉(zhuǎn)輥之間的間隙之外，也可通過在輸送帶上 輸送浸漬泡沫并擠壓輥而向泡沫施加浸漬所需的壓力，其中該輥的旋轉(zhuǎn)圓 周(cumferential)速率等于泡沫移動到泡沫上的速率。此外，例如可通過將 泡沫置于將沖頭壓至泡沫上的壓機中而向泡沫施加壓力。然而，此時不能 連續(xù)壓縮。壓縮也可借助本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何其它裝置進(jìn)行。 在兩種實施方案中，浸漬泡沫的樹脂優(yōu)選以在揮發(fā)性溶劑中的乳液存在。合適的溶劑例如為水或揮發(fā)性醇如曱醇或乙醇。樹脂特別優(yōu)選以含水乳液存在。還可借助上述開孔泡沫的隨后浸漬生產(chǎn)可才艮據(jù)DIN 4102歸為建筑材 料類A2的最終部件。這允許熱聲組件在安全相關(guān)的建筑領(lǐng)域以墻或天花 板的形式的新應(yīng)用，尤其是天花板可與例如由金屬、石膏板、碳纖維或玻璃纖維非織造物和織造織物等構(gòu)成的不可燃性覆蓋物組合，其中墻或天花 板可以是有結(jié)構(gòu)的和平坦的。不可燃性芯元件尤其是與防火板或防火條如由購自BASF AG的 Palusol⑧構(gòu)成的那些結(jié)合也可用于阻燃性門元件，其中所述防火板或防火 條優(yōu)選與本發(fā)明浸漬泡沫芯粘合，需要的話該不可燃性芯元件與優(yōu)選由金 屬材料制成的不可燃性框結(jié)構(gòu)或木框結(jié)合。通過上述方法浸漬的泡沫也可作為玻璃纖維或碳纖維窗簾的芯材料而 有助于防火安全。這種具有提高的防火安全的窗簾優(yōu)選用于表演或展示用 房間的遮光。由于符合按照DIN 4102的燃燒分類A2，這類窗簾也有助于 公共建筑如醫(yī)院、劇院、電影院、多官能房間等的防火安全。特定煙毒性的降低增加了在鐵路車輛和船只建筑中以墻、天花板、空 氣調(diào)節(jié)裝置和通風(fēng)裝置的隔熱聲形式的可能的用途范圍。 實施例l.對比實施例對未浸漬的蜜胺-甲醛泡沫檢測燃燒行為和在液體水存在下的行為。按 照DIN 4102確定燃燒分類。發(fā)現(xiàn)燃燒分類為B1。與液體水接觸時，泡沫 被完全浸泡并在表面上沉下。 實施例用濃度為5重量％的氟碳樹脂乳液和濃度為30重量％的包含硅酸鈉的 粘合劑的混合物浸漬蜜胺-甲酪開孔泡沫并在卯。C下干燥。在干燥后密度增 加150%。如此浸漬的泡沫滿足按照DIN 4102的燃燒分類A2的要求并漂 在水上。
權(quán)利要求
1.一種包含具有基本開孔的泡沫基質(zhì)和施加于該泡沫基質(zhì)的主要含有氟碳樹脂和/或硅樹脂的浸漬劑層的泡沫，其中該浸漬劑層額外包含至少一種阻燃物質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i的泡沫，其中所述阻燃物質(zhì)選自第i-m主族金屬、 鋅和銨的硅酸鹽、硼酸鹽、氫氧化物和磷酸鹽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的泡沫，其中所述第I-III主族金屬為鈉、鉀、鈣、鎂或鋁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的泡沫，其中所述阻燃物質(zhì)選自硅酸鈉、硅酸 鉀、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鈉、硼酸鉀、硼酸鎂、硼酸鋅、(聚)磷酸 銨、(聚)磷酸鈉、(聚)磷酸鉀、(聚)磷酸鉤和(聚)磷酸鋁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項的泡沫，其中所述浸漬劑層由包含阻燃 物質(zhì)、氟碳樹脂或硅樹脂以及任選至少 一種其它聚合物的混合物構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的泡沫，其中所述浸漬劑層由分開的層， 即包含氟碳樹脂或硅樹脂的層和包含與阻燃物質(zhì) 一起的至少 一種其它聚合 物的層構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的泡沫，其中所述至少一種其它聚合物為熱固性丙 晞酸酯溶液或^"R體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的泡沫，其中所述泡沫可通過在180-240。C的溫度 下熱壓縮而永久成型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的泡沫，其中所述泡沫基質(zhì)由蜜胺-甲醛 縮聚物構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的泡沫，其中用于生產(chǎn)所述泡沫基質(zhì)的蜜胺與甲 醛的比例為1:1.2-1:4。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的泡沫，其中所述泡沫基質(zhì)為脲醛泡沫。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的泡沫，其中所述泡沫基質(zhì)為聚氨酯開 孔泡沫。
13. —種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求5的泡沫的方法，包括下列步驟(a) 將至少 一種阻燃物質(zhì)和樹脂以及任選至少 一種其它粘合劑混合，(b) 將混合物施加至泡沫或用混合物浸泡泡沫，和(c) 將泡沫和混合物一起壓縮以將混合物引入泡沫孔中，(d) 干燥泡沫，其中步驟(b)和(c)以首先步驟(b)然后步驟(c)而依次進(jìn)行。
14. 一種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求6的泡沫的方法，包括下列步驟(a) 將至少一種阻燃物質(zhì)施加至泡沫或用至少一種阻燃物質(zhì)浸泡泡沫，隨 后壓縮或浸軋以使阻燃物質(zhì)在泡沫中均勻分配，(b) 將樹脂施加至泡沫或用樹脂浸泡泡沫，和(c) 壓縮或浸軋泡沫以使樹脂在來自步驟(a)的負(fù)載阻燃物質(zhì)的泡沫中均勻 分配，其中步驟(b)和(c)能同時進(jìn)行或首先步驟(b)然后步驟(c)而依次進(jìn)行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中首先向所述泡沫施加阻燃物質(zhì)，然 后施加樹脂。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中在用氟碳樹脂和/或硅樹脂在第二步 中進(jìn)一步浸漬之前，首先壓縮施加了至少一種阻燃物質(zhì)的泡沫。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項的方法，其中所述樹脂以在揮發(fā)性溶 劑中的乳液存在。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的泡沫在具有特別高的防火保護要求 的場所中構(gòu)建具有熱聲效應(yīng)的元件的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含具有基本開孔的泡沫基質(zhì)和施加于該泡沫基質(zhì)的主要含有氟碳樹脂或硅樹脂的浸漬劑層的泡沫。該浸漬劑層額外包含至少一種阻燃物質(zhì)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種生產(chǎn)本發(fā)明泡沫的方法。
文檔編號C08J9/42GK101248124SQ200680030823
公開日2008年8月20日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者H·褒姆伽特爾 申請人:巴斯夫歐洲公司