CN102391819A - 快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由A、B两组分构成的快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂及其制备工艺，A组分包括：含硅烷封端预聚物，增塑剂，触变剂，紫外线吸收剂，紫外线稳定剂，水份清除剂，为易进行水解反应硅烷偶联剂或恶唑烷类水分清除剂；促进剂，固化剂，着色剂，增量填料，为超细碳酸钙、超细滑石粉、经表面处理的碳酸钙或硅微粉；补强填料；B组分包括：含硅烷封端预聚物，增塑剂，触变剂，助催化剂，表面活性剂，吸水剂材料。本发明的双组份体系的的组分A与组分B的重量比范围比较广，且混合时允许一定量的混合误差和计量误差。并且B组分的混入量较小，可最大限度的保持与A组分单独固化时的性能相当，并且将会粘合的影响降到最小。

Description

快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂及其制备工艺

技术领域

本发明涉及双组份密封粘接剂，特别涉及一种快固化高强度耐湿热老化性能的双组份密封粘接剂。

 

背景技术

含硅烷封端预聚物的密封粘接剂，在土木建筑、交能运输、汽车、电子电器、机械、化工、轻工等领域广泛使用，主要应用于金属与金属、金属与非金属之前的粘接及密封。通常人们多选用单组分型密封粘接剂，是因为单组份使用方便，灵活性好，对施胶设备的要求低，并且使用时不会有混合误差和计量误差的发生。但是，由于单组分型的产品硫化时，是由表层向内层逐步进行的，其固化机理属于湿固化型，因此固化速度对气候的依赖性很大，也就是说它的固化速率受到温度及湿度的双重影响，特别是冬季，温度湿度都比低，其深度硫化的时间将会非常长，这导致单组分型的产品的使用受到了限制。

双组分型的产品的正好可以克服单组分体系的这一缺点，当胶施工时，其表层与内部可同时发生硫化，且硫化速度基本一致，致使体系达到深度硫化的目的。双组份体系的硫化速度主要取决于催化剂和助催化剂种类及用量。通过选择和调节体系中催化剂和助催化剂种类及用量，可有效地调节和控制产品的硫化速度和操作时间，大大减少产品对气候的依赖。同时，通过在体系中引入合适黏附促进剂，可使双组分密封粘接剂对金属或非金属基材具有良好的黏附性能，并使其中各工业领域中获得更广泛的应用。

常规的双组分密封粘接剂体系中的第一组份含有基础树脂，此基础树脂上含有一种可反应性交联基团；第二组份中含有交联剂或硬化剂，其含有可以与第一组份中的反应性基团进行反应的官能团。这种体系的缺点是它们对混合的误差很敏感，因此只有当两种组份以正确的比例充分混合后，才能得到理想的固化性能。

发明内容

本发明的目的在于配制一种高固化速度耐湿热老化性能好的双组分密封粘接剂体系，可以很好克服单组分的体系的深度交联固化的问题；通过高沸点增塑剂、耐热性的填料、抗氧化剂等原材料的选择，并进行合理的实验设计寻找最佳的配比组合，避免传统双组分体系对混合比例的严格要求。

为了实现本发明的目的，特提供一种快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂,由A组分和B组分构成，

所述A组分包括：

含硅烷封端预聚物，为硅烷封端的聚醚或烷封端的聚氨酯；

增塑剂，为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类及低分子量聚醚； 

触变剂，为聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油或有机膨润土；

紫外线吸收剂，为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类；

紫外线稳定剂，为受阻胺类光稳定剂：

水份清除剂，为易进行水解反应硅烷偶联剂或恶唑烷类水分清除剂；

促进剂，为γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

固化剂，为二月桂酸二丁锡、改性锡类催化剂或有机锡化合物与烷基胺的复合催化剂；

着色剂，为二氧化钛、炭黑或铁黑；

增量填料，为超细碳酸钙、超细滑石粉、经表面处理的碳酸钙或硅微粉；

补强填料，为气相二氧化硅或炭黑；

所述B组分包括： 

含硅烷封端预聚物，为硅烷封端的聚醚祸硅烷封端的聚氨酯；

增塑剂，为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类或分子量聚醚；

触变剂，为聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油有机膨润土；

助催化剂，为去离子水；

表面活性剂，为两性活性剂、阳离子活性剂或阴离子活性剂；

吸水剂材料，为亲水性树脂或亲水性无机填料；

所述A组份各成份的重量份数比如下：

硅烷封端的聚合物                   33.5份

邻苯二甲酸二辛酯                   13.6份

碳酸钙                             40.8份

二氧化钛                            6.1份

聚酰胺触变剂                        2.5份

紫外线吸收剂                       0.15份

紫外线稳定剂                       0.15份

气相二氧化硅                        2.3份

乙烯基三甲氧基硅烷                  0.3份

N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷     0.5份

改性有机锡                           0.1份

所述B组份的各成份的重量份数比如下：

硅烷封端的聚合物                  16.6份

邻苯二甲酸二辛酯                  25份

碳酸钙                            47.9份

去离水                            8.5份

亲水二氧化硅                      1.25份

表面活性剂                        0.35份

稳定剂                            0.4份

所述A组和所述B组分中的增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异癸酯。

本发明还提出一种快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂的制备工艺，所述A组份制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、补强填料、抗氧稳定剂、紫外线吸收剂和稳定剂后，在真空保护下共混10～15分钟，再加入增量填料及触变剂，在60～90℃下真空保护共混1小时。降温到50℃后加入功能性硅烷助剂、改性有机锡，真空搅拌30分钟后，得到分散均匀具有触变性的A组份产品；

所述B组份制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、吸水性填料、去离子水、表面活性剂等，在真空保护下共混20-30分钟，然后进行气泡脱除后即可得到膏状的B组份产品。

与以往技术相比的有益效果：

本发明的双组份体系的的组分A与组分B的重量比范围比较广，且混合进允许一定量的混合误差和计量误差。并且B组分的混入量较小，可最大限度的保持与A组分单独固化时的性能相当，并且将会粘合的影响将到最小。

同时，B组分可以作为一个通用的组分，与不同类型的A组分进行混搭使用，促进A组分一体固化的同时，不降低A组分原有的粘接性能及机械性能。配比范围更灵活，B组份的用量灵活且用量小，从而更小程度上减少A\B混合后，性能更接近甚至优于A组份单独固化时的性能。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

制备工艺：                            

A组份：制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、补强填料、抗氧稳定剂、紫外线吸收剂和稳定剂后，在真空保护下共混10～15分钟，再加入增量填料及触变剂，在60～90℃下真空保护共混1小时。降温到50℃后加入功能性硅烷助剂、改性有机锡，真空搅拌30分钟后，得到分散均匀具有触变性的A组份产品。

B组份：制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、吸水性填料、去离子水、表面活性剂等，在真空保护下共混20-30分钟，然后进行气泡脱除后即可得到膏状的B组份产品。

A组分和B组分按体积比为10:1混合。

组分：

1、使用的含硅烷封端预聚物包括：硅烷封端的聚醚、硅烷封端的聚氨酯

2、增塑剂是邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类及低分子量聚醚等。如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等

3、触变剂是聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油、有机膨润土等。

4、紫外线吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等。例如氰特公司产品：UV-3638、UV-2337、UV-5365、UV-5411、UV-24、UV-531、UV-9、UV-1084、UV-1164等；汽巴精化产品：Tinuvin P、Tinuvin 1130、Tinuvin 99-2、Tinuvin 928、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 329等。

5、紫外线稳定剂是受阻胺类光稳定剂。例如氰特公司产品：UV-3346、UV-3529、UV-3581、UV-3853、UV-3853S、UV-2908等；汽巴精化产品：Tinuvin 770、Tinuvin 292、Tinuvin 5050、Tinuvin 5055、Tinuvin 5151、Tinuvin 5060等。

6、水份清除剂是易进行水解反应硅烷偶联剂，恶唑烷类水分清除剂等。

7、促进剂是γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等。

8、固化剂是二月桂酸二丁锡、改性锡类催化剂以及有机锡化合物与烷基胺的复合催化剂等。

9、着色剂是二氧化钛、炭黑、铁黑等。

10、增量填料是超细碳酸钙、超细滑石粉、经表面处理的碳酸钙、硅微粉等。

11、补强填料是气相二氧化硅、炭黑等。

组分：

1、使用的含硅烷封端预聚物包括：硅烷封端的聚醚、硅烷封端的聚氨酯

2、增塑剂是邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类及低分子量聚醚等。如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等

3、触变剂是聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油、有机膨润土等。

4、助催化剂为去离子水

5、表面活性剂可为两性活性剂、阳离子活性剂、阴离子活性剂等。

6、吸水剂材料可为亲水性树脂、亲水性无机填料等。

实施例1

现在将参照实施例，更全面地对本发明作出描述。除非另加说明，否则实施例中的“份”均是指重量份。

A组份：

制备一种单组分硅烷改性聚醚密封胶，其含有硅烷封端的聚合物、增塑剂（邻苯二甲酸二辛酯）、碳酸钙、二氧化钛、气相二氧化硅、改性有机锡固化剂等，所述成份的重量份数比如下：

硅烷封端的聚合物                   33.5份

邻苯二甲酸二辛酯                   13.6份

碳酸钙                             40.8份

二氧化钛                            6.1份

聚酰胺触变剂                        2.5份

紫外线吸收剂                       0.15份

紫外线稳定剂                       0.15份

气相二氧化硅                        2.3份

乙烯基三甲氧基硅烷                  0.3份

N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷     0.5份

改性有机锡                           0.1份

制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入硅烷封端的聚合物、邻苯二甲酸二辛酯、二氧化钛、紫外线吸收剂和稳定剂后，在真空保护下共混10～15分钟，再加入碳酸钙及聚酰胺触变剂，在60～90℃下真空保护共混1小时。降温到50℃后加入乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、改性有机锡，真空搅拌30分钟后，得到分散均匀具有触变性的单组分硅烷改性聚醚密封胶。

B组份：

硅烷封端的聚合物                  16.6份

邻苯二甲酸二辛酯                  25份

碳酸钙                            47.9份

去离水                            8.5份

亲水二氧化硅                      1.25份

表面活性剂                        0.35份

稳定剂                            0.4份

将AB按10:1体积比进行静态混合后测试性能：

机械性能随时间的变化：

固化时间(h)	拉伸强度（MPa）	伸长率(%)	硬度(邵A)
				1	0.74	335	25
2	1.47	379	30
				1.5	1.64	389	34
3	1.74	408	34
				6.5	2.08	353	38
7.5	2.11	344	39
				168	3.08	320	48

基本性能：

（1）拉伸强度、伸长率

  按GB/T 528-1998 “硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定”评价拉伸强度与伸长率。

（2）剪切强度

    按GB-T 7124-2008“胶粘剂拉伸剪切强度的测定（刚性材料对刚性材料）”评价剪切强度。

（3）硬度邵A

  按GB/T 531-1999 “橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法”评价硬度邵A。

本发明解决了A\B两个组份混合均匀的问题，在实际应用中进行设备混合时，A、B两组份如果混合不均匀将会严重影响产品性能，本专利在设计时对重点对A、B两个组份的粘度进行了调整设计，让A\B两组份的粘度保持相当并控制在适当的数值。主要通过填料、触变性的种类及配比来调整。

 本专利还重点解决了B组份的稳定性问题，由于B组份在双组份混合时配比所占比例较少，在B组份中所包含的树脂原料为有机物，添加的助催化剂为水，两者之间不相容，在长期贮存过程中会导致水的析出，进面导致在后期使用过程中影响产品的固化。本专利通过在B组份中通过表面活性剂的选择，提高两种产品中的相容性，并加入一定的吸水剂材料，提高水量的保持率，从而有效的控制了水份的析出和流失。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂,由A组分和B组分构成，其特征在于,

所述A组分包括：

含硅烷封端预聚物，为硅烷封端的聚醚或烷封端的聚氨酯；

增塑剂，为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类及低分子量聚醚； 

触变剂，为聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油或有机膨润土；

紫外线吸收剂，为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类；

紫外线稳定剂，为受阻胺类光稳定剂：

水份清除剂，为易进行水解反应硅烷偶联剂或恶唑烷类水分清除剂；

促进剂，为γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

固化剂，为二月桂酸二丁锡、改性锡类催化剂或有机锡化合物与烷基胺的复合催化剂；

着色剂，为二氧化钛、炭黑或铁黑；

增量填料，为超细碳酸钙、超细滑石粉、经表面处理的碳酸钙或硅微粉；

补强填料，为气相二氧化硅或炭黑；

所述B组分包括： 

含硅烷封端预聚物，为硅烷封端的聚醚祸硅烷封端的聚氨酯；

增塑剂，为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类或分子量聚醚；

触变剂，为聚酰胺触变剂、氢化蓖麻油有机膨润土；

助催化剂，为去离子水；

表面活性剂，为两性活性剂、阳离子活性剂或阴离子活性剂；

吸水剂材料，为亲水性树脂或亲水性无机填料。

2.根据权利要求1所述的双组份密封粘接剂,其特征在于,所述A组份各成份的重量份数比如下：

硅烷封端的聚合物                   33.5份

邻苯二甲酸二辛酯                   13.6份

碳酸钙                             40.8份

二氧化钛                            6.1份

聚酰胺触变剂                        2.5份

紫外线吸收剂                       0.15份

紫外线稳定剂                       0.15份

气相二氧化硅                        2.3份

乙烯基三甲氧基硅烷                  0.3份

N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷     0.5份

改性有机锡                           0.1份

所述B组份的各成份的重量份数比如下：

硅烷封端的聚合物                  16.6份

邻苯二甲酸二辛酯                  25份

碳酸钙                            47.9份

去离水                            8.5份

亲水二氧化硅                      1.25份

表面活性剂                        0.35份

稳定剂                            0.4份

根据权利要求1所述的双组份密封粘接剂,其特征在于,所述A组和所述B组分中的增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异癸酯。

3.一种快固化耐湿热老化的双组份密封粘接剂的制备工艺，其特征在于：所述A组份制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、补强填料、抗氧稳定剂、紫外线吸收剂和稳定剂后，在真空保护下共混10～15分钟，再加入增量填料及触变剂，在60～90℃下真空保护共混1小时。

4.降温到50℃后加入功能性硅烷助剂、改性有机锡，真空搅拌30分钟后，得到分散均匀具有触变性的A组份产品；

所述B组份制备时，在室温下向双轴行星搅拌釜中顺序加入树脂、增塑剂、吸水性填料、去离子水、表面活性剂等，在真空保护下共混20-30分钟，然后进行气泡脱除后即可得到膏状的B组份产品。