CN101906246A - 一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，属密封剂技术领域。原料组成为硅烷改性聚醚树脂20-45份、增塑剂10-30份、纳米活性碳酸钙20-50份、疏水型气相二氧化硅0.1-5份、颜料0.1-6份、脱水剂0.2-1.0份、附着力促进剂0.05-1.0份、紫外吸收剂0.1-1份、受阻胺类光稳定剂0.1-1份、热稳定剂0.8-4份、防老剂0.1-3份、苯基三甲氧基硅烷0.2-2份、二月桂酸二丁基锡0.2-1.0份。有益效果是解决了现有同类产品耐热性能不足的问题，产品的耐热性显著提高，可广泛用于桥梁、车辆、太阳能、电子等工业领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封剂，具体涉及一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂。该密封剂主要用于对温度有特别要求的行业，如车辆制造、航空设备、桥梁、电梯、太阳能、电子等行业。
背景技术
30多年以来，密封剂在建筑、土木、桥梁、集装箱、船舶、电气、航天等众多工程领域中得到了广泛的应用，随着工业水平的飞速发展，耐热型弹性密封剂在车辆制造、航空设备、桥梁、电梯等行业的需求逐渐加大。
目前应用最为广泛的高性能密封剂主要有三类：聚硫、硅酮和聚氨酯。其中：聚硫密封剂由于其低温固化速度慢、易老化变硬、缺乏耐久性，而且带有强烈刺激性的臭味，使用范围日益减少；聚氨酯密封剂强度高、抗撕裂、耐穿刺、耐油耐介质侵蚀，但其端NCO基对湿气十分敏感，处理不当容易影响体系的贮存稳定性，产品长期稳定贮存较难，固化时可能由于释放的二氧化碳使密封层产生气孔，深层固化速度较慢且表面易发粘，同玻璃及金属等无孔基材料表面粘结一般须底涂剂，长期耐湿及耐热老化性能也略有不足；硅酮密封剂固化快，不起泡，能与玻璃及金属等无孔表面稳定粘结，胶层耐热耐老化性能良好，但不能同其他密封剂相容且不可涂漆，撕裂强度低，耐油性不足，不耐穿刺，胶层易产生油状渗析污染混凝土、石材及其他饰物。
中国发明专利CN 101250391A公开了一种单组份耐高温硅酮密封胶，通过在聚硅氧烷主链中引入苯基，加入耐高温填料，明显提高硅酮密封胶的耐热性能。该发明提高了硅酮密封胶的耐热性能，可以在汽车发动机等处使用，但是并未从根本上改善硅酮胶不可涂漆，撕裂强度低，耐油性不足，不耐穿刺，胶层易产生油状渗析污染混凝土、石材及其他饰物的缺点。
硅烷改性聚醚密封剂是国内外新型密封剂发展的一个重要方向。在国外已经发展使用了近30年，但在国内至今尚未形成规模化工业生产。
硅烷改性聚醚密封剂的基础聚合物是硅烷改性聚醚。硅烷改性聚醚是主链为大分子聚醚，端基是含有可水解基团的硅烷基，结构上继承了端硅烷基结构和主链聚醚键结构的特点，性能上综合了聚氨酯密封剂及硅酮密封剂的优点。该密封剂具有优良的粘接性和耐老化性，表面可涂饰，弹性好，固化速度快，耐水、耐油，固化物无气泡，特别适用于需要良好耐侯性、无污染和要求优良密封性的场合，长期使用后各项性能无明显变化。
中国发明专利ZL200510132669.7提及了单组分硅烷改性聚醚密封剂，其耐候性好、强度高，可用于汽车制造业、铁路运输业等领域。
但是硅烷改性聚醚由于其主链段结构为聚醚，因此硅烷改性聚醚密封剂耐热效果比硅酮密封剂差。
发明内容
为克服硅烷改性聚醚密封剂耐热性差的不足，本发明提供一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，使得硅烷改性聚醚密封剂能够在耐热要求高的工业领域使用。
本发明是通过以下技术方案来解决问题的：一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，原料组成及重量份为：
硅烷改性聚醚树脂 20-45份
增塑剂 10-30份
纳米活性碳酸钙 20-50份
疏水型气相二氧化硅 0.1-5份
颜料 0.1-6份
脱水剂 0.2-1.0份
附着力促进剂 0.05-1.0份
紫外吸收剂 0.1-1份
受阻胺类光稳定剂 0.1-1份
热稳定剂 0.8-4份
防老剂 0.1-3份
苯基三甲氧基硅烷 0.2-2份
二月桂酸二丁基锡 0.2-1.0份。
所述硅烷改性聚醚树脂是端基为三甲氧基或甲基二甲氧基甲硅烷基的聚氧化丙烯醚，如日本Kaneka公司的S203H、S303H、SAT400硅烷改性聚醚树脂产品。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)中的任一种。
所述纳米活性碳酸钙为硬脂酸改性或者硅烷改性的活性纳米碳酸钙产品，如SPT、U1S2型。
所述颜料为钛白粉、炭黑类，根据需要单独使用或以任意配比混合使用，如R902型钛白粉、N-220型炭黑。
所述脱水剂为乙烯基三甲氧基硅烷，如美国迈图高新集团的A-171型硅烷脱水剂、德国赢创德固赛公司的VTMO型硅烷。
所述附着力促进剂是改性氨基硅烷、氨基/烷基官能化低聚硅烷，如德国赢创德固赛公司的DAMO-T型硅烷、1146型硅烷。
所述紫外吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯晴类或三嗪类，如汽巴精化的Tinuvin P、Tinuvin 1130、Tinuvin 99-2、Tinuvin 928、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 329等产品。
所述受阻胺类光稳定剂包含如汽巴精化的Tinuvin 770型产品。
所述热稳定剂为气相法二氧化钛、纳米级稀土氧化铈或气相法二氧化钛和纳米级稀土氧化铈按任意比量的混合。热稳定剂中的金属氧化物能吸收电子而使得在聚合体的热应力中形成的自由基变为无害。且具有纳米粒子的小尺寸效应、高比表面积效应、宏观量子效应等特征，能渗入到硅烷改性聚醚分子链内，增强分子的稳定性，能够增加密封剂的交联密度和分子链间的稳定性。气相法二氧化钛产品如德国赢创德固赛公司的P25、PF2型气相法二氧化钛；纳米级稀土氧化铈产品为市售现有技术产品，也可以是以纳米级稀土氧化铈为主要成分的热稳定剂，如市售的广东瑞尔硅橡胶耐高温助剂。
所述防老剂为多元受阻酚类防老剂。例如汽巴精化的1010型防老剂产品。
所述苯基三甲氧基硅烷，如德国赢创德固赛的9165型硅烷。
本发明的有益效果是：
(1)配方中使用苯基三甲氧基硅烷，将苯基引入到硅烷改性聚醚主链上，提高了硅烷改性聚醚主链的耐热性能，进而提高密封剂的耐热性能。
(2)配方中使用受阻酚类防老剂，与紫外吸收剂及光稳定剂具有协同效应，可提高密封剂的热稳定性能。
(3)单独或混合使用气相法钛白粉及纳米级稀土氧化铈，不仅提高密封剂的热稳定性，还可以改善力学强度。
(4)通过改变配方，提高了密封剂的热稳定性，进一步完善了密封剂的综合性能，拓展了硅烷改性聚醚密封剂的应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例及对比实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按下述配方跟工艺制备单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取U1S2型纳米活性碳酸钙40kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉3kg、PF2型气相二氧化钛2kg、1010型防老剂0.5kg、纳米级稀土氧化铈(广东瑞尔，商品名为硅橡胶耐高温助剂)0.8kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入S203H型硅烷改性聚醚树脂30kg、DIDP增塑剂20kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入A-171型硅烷脱水剂0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入苯基三甲氧基硅烷1.2kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表1、表2为实施例1密封剂产品性能检测结果：
表1实施例1硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表2实施1硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
对比实施例1
按下述配方跟工艺制备单组份普通硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取U1S2型纳米活性碳酸钙40kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉3kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入日S203H型硅烷改性聚醚树脂30kg、DIDP增塑剂20kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入A-171型硅烷脱水剂0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表3、表4为对比实施例1密封剂产品性能检测结果：
表3对比实施例1硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表4对比实施例1硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
实施例2
按下述配方和工艺制备单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取SPT型纳米活性碳酸钙41kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉4kg、PF2型气相二氧化钛1.8kg、1010型防老剂0.5kg、气相法二氧化钛1kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入S303H型硅烷改性聚醚树脂35kg、DOP增塑剂15kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入VTMO硅烷0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入苯基三甲氧基硅烷1.2kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表5、表6为实施例2密封剂产品性能检测结果：
表5实施例2硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表6实施例2硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
对比实施例2
按下述配方和工艺制备单组份普通硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取SPT型纳米活性碳酸钙41kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉4kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入S303H型硅烷改性聚醚树脂35kg、DOP增塑剂15kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入VTMO硅烷0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表7、表8为对比实施例2密封剂产品性能检测结果：
表7对比实施例2硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表8对比实施例2硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
实施例3
按下述配方和工艺制备单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取SPT型纳米活性碳酸钙42kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉3kg、PF2型气相二氧化钛1.8kg、1010型防老剂0.5kg、纳米级氧化铈(广东瑞尔，商品名为硅橡胶耐高温助剂)0.6kg、气相法二氧化钛0.6kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入S203H型硅烷改性聚醚树脂15kg、S303H型硅烷改性聚醚树脂20kg、DINP增塑剂15kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入VTMO硅烷0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入苯基三甲氧基硅烷1.2kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表9、表10为实施例3密封剂产品性能检测结果：
表9实施例3硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表10实施例3硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
对比实施例3
按下述配方和工艺制备单组份普通硅烷改性聚醚密封剂：按配方分别称取SPT型纳米活性碳酸钙42kg、R972型气相法二氧化硅1kg、R902型钛白粉3kg、N-220炭黑0.4kg、Tinuvin 326型紫外吸收剂0.3kg、Tinuvin 770型光稳定剂0.3kg一起放入双行星搅拌机，加热到110℃，缓慢搅拌(25-50rpm)100分钟；加入S203H型硅烷改性聚醚树脂15kg、S303H型硅烷改性聚醚树脂20kg、DINP增塑剂15kg，抽真空并加热到110℃，高速搅拌(1000rpm)150分钟，降温至40℃，加入VTMO硅烷0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入1146型硅烷附着力促进剂0.4kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，加入二月桂酸二丁基锡0.6kg，缓慢搅拌(250rpm)25分钟，出料。
表11、表12为对比实施例3密封剂产品性能检测结果：
表11对比实施例3硅烷改性聚醚密封剂技术参数
表12对比实施例3硅烷改性聚醚密封剂热空气老化后技术参数
Claims (10)
1.一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征在于原料组成及重量份为：
硅烷改性聚醚树脂 20-45份
增塑剂 10-30份
纳米活性碳酸钙 20-50份
疏水型气相二氧化硅 0.1-5份
颜料 0.1-6份
脱水剂 0.2-1.0份
附着力促进剂 0.05-1.0份
紫外吸收剂 0.1-1份
受阻胺类光稳定剂 0.1-1份
热稳定剂 0.8-4份
防老剂 0.1-3份
苯基三甲氧基硅烷 0.2-2份
二月桂酸二丁基锡 0.2-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述硅烷改性聚醚树脂是端基为三甲氧基或甲基二甲氧基甲硅烷基的聚氧化丙烯醚。
3.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述颜料为钛白粉、炭黑类，所述颜料根据需要单独使用或以任意比量混合使用。
5.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述的脱水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述附着力促进剂是改性氨基硅烷或氨基/烷基官能化低聚硅烷。
7.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述紫外吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯晴类或三嗪类。
8.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述防老剂为多元受阻酚类防老剂。
9.根据权利要求1所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述热稳定剂为气相法二氧化钛、纳米级稀土氧化铈或气相法二氧化钛和纳米级稀土氧化铈按任意比量的混合。
10.根据权利要求1、9所述的一种单组份耐热型硅烷改性聚醚密封剂，其特征是所述纳米级稀土氧化铈或是以纳米级稀土氧化铈为主要成分的热稳定剂。
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Denomination of invention: Single-component heat resistant type silane modified polyether sealant Effective date of registration: 20180903 Granted publication date: 20120725 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Xuzhou Xiguan sub branch Pledgor: Jiangsu CUMT Dazheng Surface Engineering Technology Co.,Ltd. Registration number: 2018320000164 |
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