CN102516925A - 一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶制备，将α，ω-二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，中空玻璃微珠20～50份和阻燃剂30～50份以及其它填料依次加入到真空搅拌机内，在真空度0.06～0.08MPa，温度100～150℃条件下搅拌4～6小时；然后将所得基料搅拌机内，再依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。制备的密封胶具有良好的阻燃性、耐燃性、良好的保温性能、耐辐射性能也大大增加，是核电和建筑业优良的密封封堵材料。

Description

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种密封胶及其制备方法，特别涉及一种保温防火密封胶，属于防火材料技术领域。

背景技术

因特殊环境的要求，防火密封胶必须具有耐射线、耐臭氧、耐寒、耐老化、耐高温、阻燃等高性能。现有的密封胶虽可以满足某些领域的应用要求，但不能满足特殊环境的要求，不能同时具备阻燃、耐高温、耐辐射等特殊性能，因此，本领域迫切需要研制出不仅具有阻燃、防火性能，同时还具有耐高温和耐辐射性能的密封胶，以满足在核电、建筑物防火密封、电缆穿墙阻燃密封等领域的应用性能要求。

硅酮密封胶由于具有优异的耐射线、耐臭氧、耐寒、耐老化性，而被广泛应用。中国专利文献公开了一种硅酮密封胶，专利名称为“中性硅酮石材密封胶及其制造方法”，专利号为“01107167.2”，该硅酮密封有具有较好的粘接性，但其耐火阻燃性能及耐辐射性能较差。

为了提高硅酮密封胶的阻燃性及耐辐射性能，国内外均作了相在的研究。如美国GE公司就研发了一种硅酮密封胶，其在填充白炭黑、不含Si-H键中硅胶中加入铂络合物，使其自熄时间及燃烧消耗的组份都有显著减少，但其阻燃性改善不佳。对此又在此基础上，加入其他材料与铂络合物共同作用。如炭黑、氢氧化铈、氢氧化铝、碳酸锰等，但其阻燃性耐辐射性能依然无法达到要求。

为了解决上述技术问题，中国专利2010105330974公开了名称为“一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶及其制备方法”的文献，通过单组份的硅酮与其他材料共同使用，提高密封胶的阻燃性，该密封胶虽提高了阻燃性，但其耐辐射性依然较差。现有技术中，为了提高密封胶耐辐射性，通常是添加抗辐射剂，如稀土原料(氧化铈、氧化铋等)，以上制备硅酮胶的技术不仅提高了成本较大，造成稀土原料的浪费，且密封胶的耐辐射性能依然较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，该密封胶耐辐射性、阻燃性能优异，且具有良好的保温性能；另外，该其制备方法操作方便。

为了解决上述技术问题，本发明一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，该密封胶的原料配比按重量份计为：

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，α，ω-二羟基聚硅氧烷结构式为

n＝50～2000，R1＝CH₃-或CH₃CH₂-，R2＝CH₃-或CH₃CH₂-，R1＝R2或者R1≠R2，25℃时粘度为60000～90000cp。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，甲基硅油的粘度为800～1000cp。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，中空玻璃微珠与通常的填料相比其几何尺寸是较为完整的中空球体，粒度为10～180μm，壁厚为1～3μm，具有很好的自由流动性。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、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中的至少一种或多种。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，催化剂为有机锡系催化剂：可以是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡以及一些有机锡系螯合物中的至少一种或多种。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，交联剂可以为：酰氧基硅烷、烷氧基硅烷、酮肟基硅烷等，优选甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种或多种。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其中，填料为纳米碳酸钙、硅微粉、气相白炭黑中的至少一种或多种。

上述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)将α，ω-二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，中空玻璃微珠20～50份和阻燃剂30～50份以及其它填料依次加入到真空搅拌机内，在真空度0.06～0.08MPa，搅拌转速为20～50rpm，温度100～150℃条件下搅拌4～6小时；得基料，

(2)室温下，将上述基料依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，搅拌转速为20～50rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、阻燃性及抗辐射性能好。本发明中填有中空玻璃微珠，使硅酮密封胶的阻燃性能及抗辐射性有了显著提高。

2、生产成本低。中空玻璃微珠的价格明显低于稀土元素的价格，从而降低了企业的生产成本；且由于的中空玻璃微珠密度小、基料中的其他原料可适当减少，从而，大大降低了企业的生产成本。

3、保温性能优越。本硅酮密封胶的保温性能较好，可应用于其他行业中，因此，扩大了该密封胶的使用范围。

4、使用方便。该密封胶与空气中的水分接触后即可硫化成弹性体，因此，使用方便。

5、环保。该密封胶对使用的基材无腐蚀作用，且遇火时不会产生有毒有害气体，因此，对环境无污染。

具体实施方式

下面结构具体实施例对本发明作进一步说明。

空心玻璃微珠，又叫中空玻璃微珠，是由无机材料构成的。按化学成份有：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。其粒径十到几百微米，壁厚几个微米，为内部充斥CO2等气体的封闭微型球体。中空玻璃微珠与通常的填料相比，其几何尺寸是较为完整的中空球体，粒度为10～180μm，壁厚为1～3μm，它们象轴承一样互相之间能够滚动，具有很好的自由流动性；且具有质轻、低导热、无毒、不燃、化学稳定性好、高分散等优点。

实施例一

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷90份，甲基硅油20份，中空玻璃微珠20份和超细氢氧化铝30份以及纳米碳酸钙30份，依次加入到真空搅拌机内，在真空度0.06MPa，搅拌转速为50rpm，温度100℃条件下搅拌6小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为10μm，壁厚为1μm。甲基硅油的粘度为800cp

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，催化剂二月桂酸二丁基锡2份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷10份，在真空度0.06MPa，搅拌转速为50rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应40分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例二

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷100份，甲基硅油30份，中空玻璃微珠25份和超细氢氧化镁40份，硅微粉20份，在真空度0.07MPa，温度120℃，搅拌转速为30rpm条件下，搅拌5小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为100μm，壁厚为2μm，甲基硅油的粘度为850cp

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份，催化剂辛酸亚锡3份，交联剂乙烯基三丁酮肟基硅烷15份，在真空度0.07MPa，搅拌转速为40rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应80分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例三

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷110份，甲基硅油40份，中空玻璃微珠50份和阻燃剂超细氢氧化铝30份和聚磷酸铵与季戊四醇阻燃剂10份，搅拌转速为30rpm，气相白炭黑30份？？？在真空度0.08MPa，温度150℃，搅拌速度为30rpm条件下，搅拌4小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为180μm，壁厚为3μm，甲基硅油的粘度为900cp。

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5份，催化剂二醋酸二丁基锡5份，交联剂苯基三丁酮肟基硅烷20份，在真空度0.08MPa，搅拌速度为40rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例四

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷90份，甲基硅油20份，中空玻璃微珠20份和超细氢氧化铝30份以及纳米碳酸钙10份；硅微粉20份，炭黑5份，依次加入到真空搅拌机内，在真空度0.06MPa，搅拌速度30rpm，温度100℃条件下搅拌6小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为10μm，壁厚为1μm。甲基硅油的粘度为950cp。

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份及γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2，催化剂二月桂酸二丁基锡2份二辛酸二丁基锡及1份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷10份及苯基三丁酮肟基硅烷5份，在真空度0.06MPa，搅拌速度40rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应40分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例五

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷100份，甲基硅油30份，中空玻璃微珠25份和超细氢氧化镁30份，纳米碳酸钙20份；气相白炭黑5份炭黑5份，在真空度0.07MPa，温度120℃条件下，搅拌速度40rpm搅拌5小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为100μm，壁厚为2μm，甲基硅油的粘度为1000cp。

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份及γ-氨丙基三甲氧基硅烷2份，催化剂辛酸亚锡3份及二辛酸二丁基锡1份，交联剂乙烯基三丁酮肟基硅烷15份及甲基三丁酮肟基硅烷2份，在真空度0.07MPa，搅拌速度40rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应80分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例六

一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，按重量份计为：将α，ω-二羟基聚硅氧烷110份，甲基硅油40份，中空玻璃微珠50份和GE公司环保硅系阻燃剂10份和氢氧化铝20份，硅微粉30份，炭黑6份，在真空度0.08MPa，温度150条件下，搅拌速度40rpm的条件下，搅拌4小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为180m，壁厚为3μm，甲基硅油的粘度为870cp。

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份及γ-氨丙基三甲氧基硅烷1份，催化剂二醋酸二丁基锡1份及二辛酸二丁基锡3份，交联剂苯基三丁酮肟基硅烷20份，在真空度0.08MPa，搅拌速度30rpm的条件下，再次搅拌，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。其性能见表1

实施例七

将α，ω-二羟基聚硅氧烷95份，甲基硅油25份，中空玻璃微珠45份和超细氢氧化铝阻燃剂50份以及，硅微粉10份，纳米碳酸钙20份；炭黑5份，加到真空搅拌机内，在真空度0.06MPa，搅拌速度50rpm的条件下，温度110条件下搅拌6小时；得基料，中空玻璃微珠粒度为180μm，壁厚为3μm。甲基硅油的粘度为920cp。

室温下，将上述基料依次加入偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷5份，催化剂二月桂酸二丁基锡5份，交联剂甲基三丁酮肟基硅烷20份，在真空度0.08MPa，搅拌速度40rpm的条件下，的条件下，再次搅拌，搅拌反应100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。

交联剂可以为：酰氧基硅烷、烷氧基硅烷、酮肟基硅烷等。

表1是产品性能测试结果：

Claims (10)

1.一种单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征是该密封胶的原料配比按重量份计为：

2.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于α，ω-二羟基聚硅氧烷结构式为n＝50～2000，R1＝CH₃-或CH₃CH₂-，R2＝CH₃-或CH₃CH₂-，R1＝R2或者R1≠R2，25℃时粘度为60000～90000cp。

3.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于甲基硅油的粘度为800～1000cp。

4.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于中空玻璃微珠粒度为10～180μm，壁厚为1～3μm。

5.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于阻燃剂可以是超细氢氧化铝、超细氢氧化镁、聚磷酸铵与季戊四醇阻燃剂和硅系阻燃剂，可以是其上述原料中的一种或者几种组合。

6.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、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中的至少一种或多种。

7.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于催化剂为有机锡系催化剂：可以是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡以及一些有机锡系螯合物中的至少一种或多种。

8.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于交联剂，优选甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种或多种。

9.根据权利要求1所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶，其特征在于填料为炭黑、纳米碳酸钙、硅微粉、气相白炭黑中的至少一种或多种。

10.一种权利要求1至8任一项所述单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将α，ω-二羟基聚硅氧烷90～110份，甲基硅油20～40份，中空玻璃微珠20～50份和阻燃剂30～50份以及填料加入到真空搅拌机内，在真空度0.06～0.08MPa，温度100～150℃条件下搅拌4～6小时；得基料。

(2)室温下，将上述基料加入再次搅拌，再依次加入偶联剂1～5份，催化剂1～5份，交联剂10～20份，在真空度0.06～0.08MPa，搅拌反应40～100分钟，制得单组份室温硫化硅酮保温耐火密封胶。