[发明专利]一种有机硅泡沫材料的制备方法

说明书

本发明提供一种有机硅泡沫材料的制备方法，包括步骤：将巯基聚硅氧烷溶解于溶剂中，然后加入氧化剂双氧水、催化剂含碘或含溴化合物，搅拌反应，然后静置得到凝固物；将凝固物加入硫代硫酸钠水溶液中浸泡，然后经洗涤、干燥即得。本发明制备方法简单、快速、高效，无需外加发泡剂，依靠交联过程中氧化剂和催化剂反应产生的氧气为发泡剂，安全无污染。所得有机硅泡沫材料柔软、可压缩、压缩性能好，并且密度低、孔隙率高。

技术领域

本发明涉及一种有机硅泡沫材料的制备方法，属于有机硅高分子材料领域。

背景技术

有机硅泡沫材料是一类由聚硅氧烷为基本结构组成的泡沫材料。有机硅泡沫材料不仅具有有机硅材料的优异性能，如耐高低温性、电绝缘性、化学稳定性、耐老化性、憎水防潮以及生理惰性等，还具有泡沫材料优异的吸收机械振动等物理特性，是一种高性能的软质聚合物泡沫材料。与其它泡沫材料相比，有机硅泡沫材料在无毒、耐高低温、防潮、抗紫外、抗化学腐蚀、抗老化以及不易变形等方面具有明显优势，在国防装备制造、建筑、包装、环境污染治理、汽车以及电子工业等方面具有良好的应用前景。

根据发泡剂的不同，有机硅泡沫材料的发泡可以分为物理法发泡和化学法发泡。物理发泡法是将N₂、CO₂等惰性气体或者低沸点液体在高压的条件下加入到待发泡的物料当中，通过加热或者降压等条件除去气体或者液体，得到泡沫材料。化学发泡法有两种方法，一种是通过有机硅化合物之间相互反应释放出气体，如含羟基的烷烃或者是羟基封端的硅油与含氢硅油通过Si-OH与Si-H反应释放出H₂，完成发泡(参见文献：Polymer.2012,3135-3142)；又如，中国专利文献CN107434854A公开了一种有机硅泡沫材料及其制备方法，其是将含氢有机聚硅氧烷、烷氧基硅烷、三(五氟苯基)硼烷，室温下混炼均匀，化学发泡，制得有机硅泡沫材料。该发明采用Si-H与Si-OR基之间发生的化学反应，释放出氢气或烷烃制备有机硅泡沫材料。上述化学发泡法存在易燃易爆的氢气或烷烃等气体的释放，不安全且不利于环保，所得泡沫材料密度偏高、孔隙率偏低，并存在发泡程度难以控制等弊端。化学发泡法另外一种方法则是加入发泡剂如尿素、碳酸氢铵、碳酸氢钠、叠氮类化合物等物质，通过加热产生发泡气体，完成发泡(参见文献：李颖，有机硅泡沫材料的制备研究，西北工业大学，2006)。但是，上述发泡法存在工艺复杂耗时、排放有毒气体、结构/性能稳定性差、结构和性能欠佳等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种有机硅泡沫材料的制备方法。本发明以巯基聚硅氧烷为基体，双氧水为氧化剂，含碘或含溴化合物为催化剂，通过氧化剂与催化剂反应释放氧气同时来制备有机硅泡沫材料，并可以通过改变巯基聚硅氧烷的巯基含量、巯基聚硅氧烷分子量、氧化剂、催化剂以及溶剂量等来调控有机硅泡沫材料的密度和孔结构。本发明所得有机硅泡沫材料柔软、可压缩、压缩性能好，并且密度低、孔隙率高。

术语说明：

室温：25℃±5℃。

本发明的技术方案如下：

一种有机硅泡沫材料的制备方法，包括步骤：

(1)将巯基聚硅氧烷溶解于溶剂中，得混合溶液；然后加入氧化剂双氧水、催化剂含碘或含溴化合物，搅拌反应，然后静置得到凝固物；

(2)将凝固物加入硫代硫酸钠水溶液中浸泡，然后经洗涤、干燥得到有机硅泡沫材料。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述巯基聚硅氧烷结构中含有如下式I所示结构：