JPH08259720A - シリコーン発泡体の製造方法 - Google Patents

シリコーン発泡体の製造方法

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JPH08259720A
JPH08259720A JP8632695A JP8632695A JPH08259720A JP H08259720 A JPH08259720 A JP H08259720A JP 8632695 A JP8632695 A JP 8632695A JP 8632695 A JP8632695 A JP 8632695A JP H08259720 A JPH08259720 A JP H08259720A
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JP
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foam
curing agent
silicone foam
producing
gas
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JP8632695A
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English (en)
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Kazuhiko Tomaru
一彦 都丸
Tsutomu Yoneyama
勉 米山
Ryuichi Handa
隆一 半田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】発泡セルを、極めて細かく均一な大きさとする
ことのできるシリコーン発泡体の製造方法、及び、発泡
体としての性能に優れると共に、金型成型によって均一
な寸法の発泡体を得ることのできるシリコーン発泡体の
製造方法を提供すること。 【構成】反応して発泡に関与するガスを発生しない主剤
と硬化剤の2液からなる硬化性液状オルガノポリシロキ
サン組成物の前記主剤及び硬化剤を別々に輸送して両液
を混合すると同時に、2〜100kgf/cm2 の圧力
で気体を圧入しながら、回転子の回転数が100rpm
以上の強制攪拌機で混合した後、均一に分散した混合物
を吐出し硬化させることを特徴とする、シリコーン発泡
体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコーン発泡体の製造
方法に関し、特に、均一で発泡セルの細かいシリコーン
発泡体の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】シリコーン発泡体は、ゴム強度、耐熱性、
耐寒性及びゴム弾性が良好であることから、自動車エン
ジンの周囲に設けられるシール剤や断熱材、電気・電子
部品用のシール剤、ガスケット用材、プリンタ用の各種
のロール用材又は建築ガスケット用材等として使用され
ている。このようなシリコーンポリマーの発泡体を得る
方法としては、シリコーンポリマーに有機過酸化物と発
泡剤を加えて加熱し、発泡硬化させる方法、主剤と硬化
剤からなる2液型のシリコーン発泡組成物を混合し、反
応により発生する水素ガスを利用する方法が知られてい
る。前者は強度のある発泡剤を得やすいが、液状組成物
での使用が難しく、作業性や用途に制限がある。
【0003】後者は装置を用いて効率的に作業すること
が可能であるが、このようにして得られるシリコーン発
泡体における発泡は、化学反応により発生した水素ガス
によるためにその制御が難しく、発泡セルの径が200
〜2,000μmと粗くなり、かつその大きさがバラツ
クので、断熱性やクッション性等の発泡体としての性能
が不十分となる上、金型内で発泡させて得られる発泡体
の場合には、寸法にもバラツキが生じるという欠点があ
った。
【0004】そこで、このような欠点を改善するため
に、最近では、シリコーン発泡組成物中に気体を圧入
し、細かく均一な発泡セルを形成させる方法が提案され
ている(特開平6−200066号公報)。しかしなが
ら、上記の方法でも、基本的に化学反応により発生した
水素ガスを利用しているため、十分に細かく且つ均一な
大きさの発泡セルとすることができず、発泡体の性能も
十分でない上、金型成型によって、均一な寸法の発泡体
を得ることができないという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、上記の欠点を解決するために鋭意検討した結果、反
応により発生するガスを利用せず、強制攪拌機を用いて
特定の圧力で気体を硬化性液状オルガノポリシロキサン
組成物中に分散させた場合には、極めて細かく均一な発
泡セルとすることができるので、得られる発泡体の性能
が優れる上、金型成型によって得られた場合にも、均一
な寸法の発泡体となることを見出し、本発明に到達し
た。
【0006】従って、本発明の第1の目的は、発泡セル
を、極めて細かく均一な大きさとすることのできるシリ
コーン発泡体の製造方法を提供することにある。本発明
の第2の目的は、発泡体としての性能に優れると共に、
金型成型によって均一な寸法の発泡体を得ることのでき
るシリコーン発泡体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、反応して発泡に関与するガスを発生しない主剤と硬
化剤の2液からなる硬化性液状オルガノポリシロキサン
組成物の前記主剤及び硬化剤を別々に輸送して両液を混
合すると同時に、2〜100kgf/cm2 の圧力で気
体を圧入しながら、回転子の回転数が100rpm以上
の強制攪拌機で混合した後、均一に分散した混合物を吐
出し硬化させることを特徴とする、シリコーン発泡体の
製造方法によって達成された。
【0008】本発明で使用する、硬化性液状オルガノポ
リシロキサン組成物は、主剤と硬化剤の2液からなる組
成物であり、該2液を混合することによって硬化する液
状オルガノポリシロキサン組成物である。本発明で使用
する硬化性オルガノポリシロキサン組成物は単に混合、
硬化させた場合には発泡体とならないことが必要であ
る。これは化学反応により発生するガスを発泡に利用す
ると発泡体のセルのコントロールが難しくなるからであ
る。また、一液タイプを用いるとポットライフが短く、
作業性が著しく悪くなる。
【0009】本発明において使用する組成物は、上記条
件を満たす限り特に制限されるものではないが、下記
(A)、(B)、(C)および(D)成分からなる付加
反応硬化性液状オルガノポリシロキサン組成物を使用す
ることが好ましく、特に、混合時に発泡・硬化させる観
点から、(B)成分と(C)成分が別になっているもの
が好ましい。従って、(C)成分に(A)成分及び
(D)成分を混合した混合物を主剤とし、(B)成分又
は(B)成分に必要に応じて(A)成分及び(D)成分
を混合した混合物を硬化剤とすることが好ましい。
【0010】(A)1分子中に少なくとも2個のアルケ
ニル基を有し、25℃における粘度が100〜200,
000cStであるオルガノポリシロキサン:100重
量部 (B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個
以上有するオルガノハイドロジエンポリシロキサン:前
記(A)成分に含まれるアルケニル基1個あたり、ケイ
素原子に結合した水素原子を0.6〜6.0個供給する
のに充分な量 (C)白金族金属系触媒:触媒量 (D)BET比表面積が少なくとも50m2 /gである
微粉末シリカ:5〜70重量部
【0011】前記(A)成分であるオルガノポリシロキ
サンは、1分子中に少なくとも2ケのアルケニル基を有
することが必要であり、下記化1及び/又は化2で表さ
れる化合物が好ましい。
【化1】
【化2】
【0012】上記化1及び化2中のR1 は、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基等の、炭素原子数が1
〜6のアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール
基;クロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノ
エチル基等の、炭素原子数が1〜6のアルキル基の炭素
原子に結合した水素原子の一部又は全部を、ハロゲン原
子又はシアノ基で置換した基の中から選択される、同一
であっても異なっていても良い置換又は非置換の1価の
炭化水素基(但し、脂肪族不飽和炭化水素基を除く)で
あり、メチル基、フェニル基、トリフロロプロピル基が
好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0013】R2 はビニル基、アリル基等のアルケニル
基であり、特にビニル基が好ましい。アルケニル基は1
分子中に少なくとも2個含有される。mは50〜2,0
00の数、nはn/mが0〜0.1の数である。このよ
うなオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は、
前記した如く、100〜200,000cStであるこ
とが好ましい。100cSt未満では得られる発泡体の
機械的強度が不足し、200,000cStを超える
と、気体を混合組成物中に分散させることが困難とな
る。
【0014】前記(B)成分であるオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサンは、ケイ素原子に直結した水素原子
を少なくとも2ケ有することが必要であり、一般式R3a
bSiO(4-(a+b)/2で表される。上記一般式中のR3
は、同一であっても異なっていてもよい、置換又は非置
換の一価の炭化水素基(但し、脂肪族不飽和炭化水素基
を除く)、aは0〜2の数、bは1〜3の数、及びa+
bは1〜3の何れかの数である。
【0015】R3 の具体例としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等
のアルキル基が挙げられる。これらの基の中でも、入手
が容易であるという観点から、特にR3 がメチル基であ
るオルガノハイドロジエンポリシロキサンを使用するこ
とが好ましい。
【0016】前記(C)成分である白金族金属系触媒
は、(A)成分と(B)成分との付加反応を促進する作
用を有するものである。白金族金属系触媒としては、白
金又は白金系化合物、白金錯体等が挙げられる。具体的
には、白金黒又は白金をシリカ又はカーボンブラック等
に担持させたものや、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコ
ール溶液、塩化白金酸とオレフイン又はビニルシロキサ
ンとの錯体等の白金化合物が挙げられる。
【0017】(C)成分の添加量は、(A)、(B)及
び(C)成分の総重量に対して、白金金属として0.1
〜200ppmであることが好ましく、特に1〜50p
pmであることが好ましい。0.1ppm未満では付加
反応が遅くなり、200ppmを超えても反応促進効果
は少なく、却って不経済となる。前記(D)成分である
微分末シリカは充填材であり、発泡体を補強する作用を
有するものであるが、含有させる量によっては発泡状態
を大きく左右させるものである。
【0018】微粉末シリカの具体例としては、フューム
ドシリカ(エロジル200:日本アエロジル株式会社製
の商品名)等の微粉末シリカ、湿式シリカ、又はこれら
を、ハロゲン化シラン、シラザン若しくは低分子シロキ
サン等で表面処理したシリカ等が挙げられる。これらの
中でも、得られる発泡体の強度を高める観点から、前記
した如く、BET比表面積が少なくとも50m2 /g、
好ましくは100〜400m2 /gである微粉末シリカ
を使用する。
【0019】その他の充填材として、酸化亜鉛、酸化マ
グネシウム、炭酸カルシウム、沈降性シリカ、二酸化チ
タン、酸化アルミニウム、石英粉末、タルク、ベントナ
イト、アスベスト、ガラス繊維等の無機充填材、及び/
又は有機繊維等の有機充填材を添加しても良い。更に、
必要に応じて、前記(A)成分と(B)成分との付加反
応を制御するためのアルコール系化合物やビニル基含有
低分子シロキサン等、顔料、染料等の着色剤、ベンガ
ラ、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、ポリエーテル等の
チクソトロピー性付与剤、防錆剤、粘度調節剤を前記組
成物に添加しても良い。
【0020】本発明で使用される硬化性液状オルガノポ
リシロキサン組成物の25℃における粘度は、好ましく
は1,000cp〜10,000,000cpであり、
より好ましくは5,000cp〜5,000,000c
pである。1,000cpより粘度が低いと発泡体とし
たときの強度が損なわれることがあり、10,000,
000cpより粘度が高いと気体を圧入することが困難
となり、発泡体が得られないことがある。
【0021】本発明で使用する強制攪拌機は、少なくと
も、主剤、硬化剤及び圧縮気体を別々に導入する孔、並
びに混合・分散した組成物を排出する孔を有すると共
に、組成物中に気体を分散させるための混合室を有する
密閉性のタンク内に、導入された組成物及び気体を攪拌
するための回転子を有する装置である(図1参照)。こ
の強制攪拌機は、主剤タンク及び硬化剤タンクから別々
に輸送された主剤及び硬化剤並びに導入された圧縮気体
を、密閉又は半密閉状態で攪拌・混合することによって
組成物中に分散させる作用をする。
【0022】次に、本発明の製造方法を図に従って更に
詳細に説明する。図1は、本発明の製造方法に使用す
る、強制攪拌混合機の一例を示す断面概略図である。図
2は、本発明の製造方法の全体構成を示した構成概略図
である。図中の符号7は硬化剤を貯蔵する硬化剤タン
ク、8は主剤を貯蔵する主剤タンク、9は硬化剤又は主
剤を輸送する定量ポンプ、1は主剤及び硬化剤を混合・
攪拌すると共に気体を均一に分散する強制攪拌混合機、
2は強制混合攪拌機に組み込まれた、周囲に複数の羽根
を有し、回転して主剤及び硬化剤を混合すると共に気体
を混合物中に均一に分散する回転子である。また、10
は強制攪拌混合機1に気体を圧送するコンプレッサー又
は気体ボンベである。
【0023】シリコーン発泡体の製造に際しては、先
ず、硬化剤及び主剤(原料)を硬化剤タンク7及び主剤
タンク8にそれぞれ投入した後、減圧ポンプ(図示せ
ず)によってタンク7,8内を減圧して原料を脱泡す
る。脱泡された硬化剤及び主剤はそれぞれ強制攪拌機1
に、定量ポンプ9によって定量的に輸送される。強制攪
拌機1内に輸送された硬化剤及び主剤は回転子2によっ
て強制攪拌混合される。
【0024】この際に、コンプレッサー又は気体ボンベ
10から強制攪拌機1内に気体が圧入され、硬化剤と主
剤との混合物中に均一に分散される。用いる気体は、硬
化剤又は主剤と反応しないものであれば特に限定される
ものではなく、適宜選択することができる。このような
気体としては、例えば、空気、窒素ガス、二酸化炭素、
ヘリウム、アルゴン等が挙げられるが、これらの中で
も、経済性の観点から空気を使用することが好ましい。
【0025】前記混合物に分散させる気体の量は、混合
時の溶液の容量に対して、容積比で1:10〜10:1
であることが好ましく、より好ましくは5:10〜1
0:1である。気体の容積比が1:10を超えると得ら
れる発泡体の機械的強度が低下し、10:1未満である
と発泡体としての断熱性、計量性、クッション性等の性
能が低下することがある。
【0026】前記攪拌混合時の回転子2の回転数は10
0rpm以上であることが必要であり、好ましくは10
0〜6,000rpm、より好ましくは500〜5,0
00rpmである。100rpm未満であると混合や分
散が不十分となって良好な発泡体が得られない。6,0
00rpmを超えても混合・分散を向上させる効果は変
わらず、却って不経済となることがある。
【0027】攪拌・混合時の攪拌混合機内の圧力は、2
〜100kgf/cm2 、好ましくは10〜50kgf
/m2 である。2kgf/cm2 未満では、分散する気
体の前記溶液比が、混合液に対して10:1未満となり
やすく、100kgf/cm2 を超えると1:10を超
えやすくなる。
【0028】このようにして気体が均一に混入された混
合組成物を、大気中又は金型中(図3参照)に吐出し、
室温で放置して硬化発泡させても良いが、硬化反応を促
進する観点から、80〜200℃に加熱することが好ま
しい。尚、金型内に吐出する場合の注入量は金型の内容
積と同量となるようにすることが好ましい。以上のよう
にすることによって、細かく均一な発泡セルを有し、金
型に対応した均一な寸法とすることのできる、性能の良
好な発泡体を得ることができる(図4参照)。
【0029】
【発明の効果】本発明の製造方法は特定の容量比及び圧
力で気体を硬化性液状オルガノポリシロキサン組成物の
混合物に圧入し、強制攪拌機で混合しているので、極め
て細かく均一な大きさの発泡セルを有するシリコーン発
泡体を製造することができる。従って、得られる発泡体
は、性能が良好であるのみならず、金型成型品とした場
合には、金型に対応した均一な寸法の発泡体となる。
【0030】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。 実施例1.表1に示した主剤及び硬化剤を硬化剤タンク
7及び主剤タンク8に各々投入し、該タンク内を真空ポ
ンプで減圧して主剤及び硬化剤を脱泡した後、モーノポ
ンプ9(兵神装備株式会社製)を用いて50g/分の輸
送速度で強制攪拌混合機1の混合室19内に別々に輸送
し、回転子5の回転数を5,000rpmとして1分間
攪拌混合した。
【0031】この攪拌の際、コンプレッサー10から3
0kg/cm2 の圧縮空気を前記混合室19に導入した
後、密閉状態としたのち、圧縮空気の供給を停止して下
部のバルブを開き、得られた混合物を、脱気孔が開いた
金型の注入孔からその内部に吐出させ、注入終了後脱気
孔及び注入孔を閉じた。次いで、ヒーターで金型を12
0℃で30分間加熱した後、脱型してシリコーン発泡体
のロールを得た(図4参照)。
【0032】得られた発泡体ロールの硬度(アスカー
C)を測定したところ50であり、比重は0.3であっ
た。また、得られたロールの断面を光学顕微鏡で測定し
たところ、ロール中の発泡セルの直径は約50μmであ
り、均一なものであった。また、得られた発泡体のロー
ルは、金型に対応した均一な寸法のものであった。
【0033】
【表1】
【0034】実施例2.表1に示した主剤及び硬化剤を
硬化剤タンク7及び主剤タンク8に各々投入し、該タン
ク内を真空ポンプで減圧して脱泡した後、モーノポンプ
9(兵神装備株式会社製)を用いて、30g/分の輸送
速度で強制攪拌混合機1の混合室内に別々に輸送し、回
転子5の回転数を500rpmとして1分間攪拌混合し
た。この攪拌の際、高圧窒素ボンベから20kg/cm
2 の圧縮窒素ガスを前記混合室に導入した後半密閉状態
とした。
【0035】次いで、圧縮空気の供給を停止した後、下
部のバルブを開き、得られた混合物を容器内(図5参
照)に吐出させた。この容器をオーブンに入れ、120
℃で30分間加熱してシリコーン発泡シートを得た。得
られた発泡シートの硬度(アスカーC)を測定したとこ
ろ40であり、引張強さは15kg/cm2 、伸びは2
00%、及び、比重は0.5であった。また、得られた
発泡シートの断面を光学顕微鏡で測定したところ、発泡
シート中の発泡セルの直径は約50μmであり、均一な
ものであった。また、得られた発泡シートは、容器に対
応した均一な寸法のものであった。
【0036】比較例1.回転子の回転数を50rpmに
変えると共に窒素ガスの圧力を1kg/cm2に変えた
他は、実施例2と全く同様にしてシートを成形したとこ
ろ、発泡性のシートは得られなかった。
【0037】実施例3.表2に示した組成からなる主剤
及び硬化剤を図2に示す材料タンクに投入し、真空ポン
プにより減圧脱泡させた。次に、それぞれを50g/分
の輸送速度で、モーノポンプ(兵神装備(株))を用い
て図1に示す強制攪拌機1((株)オートマシン開発)
に輸送し、回転子5を3,500rpmで回転させて、
1分間攪拌混合した。このときコンプレッサーにより、
混合室に30kg/cm2 の圧力で圧搾空気を圧入し、
バルブ6は閉めた状態とした。
【0038】次に圧搾空気の供給を止め、バルブ6を開
いた後、図3に示す金型内に、混合物を注入孔より注入
した(このとき、予め、脱気孔バルブ16は開の状態と
しておき、注入終了後に閉の状態とした)。注入孔バル
ブ13を閉じた10分後に脱型したところ、図4に示す
シリコーン発泡体ロールが得られた。ロールの硬度は4
0(アスカーC)であり、比重は0.3であった。ま
た、その発泡セルは直径約50μmと細かく均一なもの
であった。
【0039】
【表2】
【0040】実施例4.表2に示した組成の主剤及び効
果剤を図2に示す材料タンクに投入し、真空ポンプによ
って減圧脱泡させた。次に、それぞれを30g/分の輸
送速度で図1に示す強制攪拌混合機1に輸送し、回転子
5を2,000rpmで回転させて攪拌混合した。この
とき、高圧窒素ボンベにより、圧搾窒素を混合室に20
kg/cm2 の圧力で圧入し、バルブ6はわずかに開け
た状態とした。次に、混合物を図5に示す容器に吐出さ
せた。30分後に脱型したところシリコーン発泡体シー
トが得られた。得られたシートは、硬度が30(アスカ
ーC)、引張強さが15kg/cm2 、伸びが300%
であり、比重は0.5であった。
【0041】実施例5.回転子5の回転数3,500r
pmを7,000rpmとした他は、実施例3と全く同
様にしてシリコーン発泡体ロールを得た。得られたロー
ルの硬度は40(アスカー)であり、比重は0.3であ
った。またその発泡セルは直径約50μmと細かく均一
なものであった。
【0042】比較例2.実施例3で用いた主剤及び効果
剤と同じ主剤及び硬化剤を用い、それぞれを30g/分
の輸送速度で図1に示す強制攪拌混合機1に輸送し、回
転子5を50rpmで回転させ攪拌混合した。このと
き、高圧窒素ボンベにより、圧搾窒素を混合室に20k
g/cm2 の圧力で圧入し、バルブ6はわずかに開けた
状態とした。次に、混合物を図5に示す容器に吐出させ
た。30分後に脱型したところ、わずかに気泡を含有し
たシリコーンシートが得られたが、発泡体は得られなか
った。
【0043】比較例3.回転子5の回転数2,000r
pmを80rpmとした他は実施例4と全く同様にした
ところ、わずかに気泡を含有したシリコーンシートが得
られたが、発泡体は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用する強制攪拌機の1例を示した断
面概略図である。
【図2】本発明の製造方法の全体構成を示した構成概略
図である。
【図3】実施例1で使用したシリコーン発泡体ロールを
成形するための金型の断面概略図である。
【図4】実施例1で得られたシリコーン発泡体ロールの
断面概略図である。
【図5】実施例2で使用したシリコーン発泡体シート用
成形容器及びその容器で成形されたシートの断面概略図
である。
【符号の説明】
1 強制攪拌混合機 2 主剤導入孔 3 硬化剤導入孔 4 圧搾気体導入孔 5 回転子 6 混合組成物吐出用バルブ 7 硬化剤タンク 8 主剤タンク 9 定量ポンプ 10 コンプレッサー又は気体ボンベ 11 心金 12 金型 13 注入孔 14 脱気孔 15 注入孔用バルブ 16 脱気孔用バルブ 15 シリコーン発泡体のロール 17 容器 18 シリコーン発泡体のシート 19 混合室
フロントページの続き (72)発明者 半田 隆一 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応して発泡に関与するガスを発生しな
    い主剤と硬化剤の2液からなる硬化性液状オルガノポリ
    シロキサン組成物の前記主剤及び硬化剤を別々に輸送し
    て両液を混合すると同時に、2〜100kgf/cm2
    の圧力で気体を圧入しながら、回転子の回転数が100
    rpm以上の強制攪拌機で混合した後、均一に分散した
    混合物を吐出し硬化させることを特徴とする、シリコー
    ン発泡体の製造方法。
  2. 【請求項2】 吐出を金型内に行わせる、請求項1に記
    載されたシリコーン発泡体の製造方法。
  3. 【請求項3】 硬化性液状オルガノポリシロキサン組成
    物が、 (A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有
    し、25℃における粘度が100〜200,000cS
    tであるオルガノポリシロキサン:100重量部、 (B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個
    以上有するオルガノハイドロジエンポリシロキサン:前
    記(A)成分に含まれるアルケニル基1個あたり、ケイ
    素原子に結合した水素原子を0.6〜6.0個供給する
    のに充分な量、 (C)白金族金属系触媒:触媒量、及び (D)BET比表面積が少なくとも50m2 /gである
    微粉末シリカ:5〜70重量部からなる、請求項1又は
    2に記載されたシリコーン発泡体の製造方法。
JP8632695A 1995-03-17 1995-03-17 シリコーン発泡体の製造方法 Pending JPH08259720A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014167067A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Inoac Gijutsu Kenkyusho:Kk シリコーンフォームシートの製造方法

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