有机硅泡沫塑料的性能与应用

有机硅泡沫塑料（FP-SI）是耐高温、硬质和闭孔结构热固性泡沫塑料，按有机硅原料可分为粉状泡沫塑料和液状泡沫塑料两类。此外，还可加入阻燃剂、橡胶或PU等改性剂组成各种改性SI泡沫塑料。

1.普通SI泡沫塑料

（1）普通SI泡沫塑料的组成 主要由树脂、发泡剂、催化剂和填料等组成。

1）树脂。粉状SI泡沫塑料（又称SI发泡粉）用含硅醇基硅树脂作原料，液状SI泡沫料用含硅醇基和硅氢键的聚硅烷预聚物为原料（又称双组分SI泡沫塑料）。

2）发泡剂，常用N，N′-二亚硝基五亚甲基四胺（发泡剂H），4，4-氧代双苯磺酰肼。

3）催化剂，常用辛酸盐、环烷酸盐和胺类。

4）填料，常用硅藻土、石英粉、白土、滑石粉、氧化铝和二氧化钛等。

（2）发泡成型工艺 不同品种的料有不同发泡成型工艺：

1）SI发泡粉发泡工艺。将配方料各组分混合、粉碎成粉状料，将物料装入模具中加压加热到160℃，保持4h后即可发泡成型。制品密度可达240～510kg/m³，然后在高温下固化，去除挥发物并进行200℃×1h+225℃×1h+250×24～48h的熟化，最后在3h内冷却到室温即可。

2）液状SI泡沫塑料发泡工艺。将配方料分为两组，一组有含硅醇基和硅氢键预聚物，另一组为季铵碱催化剂及少量醇，在室温下混合经高速搅拌15～30s后立即浇注，利用季铵碱反应放出的氢气作为发泡剂，同时发生交联，一般在5min内即可完成发泡，经15min固化后即可制得密度为32～96kg/m³，闭孔率为60%的小泡孔结构泡沫体。

（3）基本性能 主要包括以下几个方面：

1）耐热性优异。粉状SI料泡孔直径小于0.2mm，连续使用温度为340℃，最高使用温度为370℃，不燃，热导率低[0.052W/（m·K）]；液状SI料热导率为0.049W/（m·K），在260℃下尺寸稳定，340℃下可使用3年。

2）力学性能良好，耐磨，吸水性低，介电常数及介质损耗因数小。(www.xing528.com)

典型SI泡沫塑料的性能指标见表14-143。

表14-143 典型有机硅泡沫塑料的性能

（4）应用 SI泡沫塑料有良好的强度、耐磨及耐热性，可作航空、火箭材料。粉状料可作喷气机和导弹中热敏元件的绝热保护材料、推进剂、机翼、机舱的填充材料和绝缘件等。液状发泡料主要用作绝热电气灌封材料。

2.改性SI泡沫塑料

（1）有机硅橡胶泡沫塑料 物料高温稳定性好，质轻，阻燃，连续使用温度可达315℃，防潮性好，电性能优良，热绝缘性好，吸收机械振动性及抗冲击性强，尤其是高频减振性更佳。可作电子元件及组合件的封装材料；能对仪器、封装件有防潮、防振、防腐蚀作用，还可作绝热夹层的填充料、防盐雾腐蚀的漂浮材料和密封材料；在医学上可作矫形外科的填充和修补材料等，其性能数据见表14-144。

表14-144 有机硅橡胶泡沫塑料的性能

（2）PU/SI泡沫塑料 由液体有机硅聚醚多元醇、聚合异氰酸酯、TC3催化剂和F11发泡剂等组分组成，可供浇塑成型硬质泡沫塑料。不同配方料性能不等。

其基本特性：热性能良好，其连续使用温度>160℃；OI值>26%，发烟密度<50；热导率为0.027W/（K·m）；密度为33～54kg/m³的料其压缩强度为0.1～0.22MPa，拉伸强度为0.15～3.0MPa，弯曲强度为0.087～0.23MPa；吸水性小，24h吸水率达0.508g/100cm²，化学稳定性良好，在汽油、甲苯、NaOH（质量分数为10%）、HCl（质量分数为3.6%）、H₂SO₄（质量分数为15%）等介质中都有良好的耐蚀能力，但对乙酸乙酯、丙酮、乙醇的耐蚀性稍差。

综上所述，PU/SI泡沫塑料是一种耐温、难燃、发烟低、憎水有一定力学性能及耐蚀性能的硬泡塑料，宜作建材或地埋管线等制品。