CN103146339A - 脱醇型快固化有机硅密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种脱醇型快固化有机硅密封胶及其制备方法，属于高分子材料技术领域。其是由以下按重量份数配比的原料构成：107硅油100份、补强填料10-200份、硅烷偶联剂0.1-1份、催化剂0.01-0.5份和交联剂5-7份。优点：施胶深度5㎜可在24h内完成固化，因此具有优异的固化速度；由于拉伸强度和断裂伸长率分别可达2MPa和200-500%以上，因此具有极致的力学性能；由于在150℃下经1000h不黄变并且不开裂，因此具有拔萃的抗老化性能；由于贮存时间可达9-12个月，因而具有理想的稳定性；可适用于太阳能组件边框的密封；提供的制备方法由于工艺步骤简短并且工艺要求不苛刻，因而能满足工业化放大生产要求。

Description

脱醇型快固化有机硅密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种脱醇型快固化有机硅密封胶，并且还涉及其制备方法。

背景技术

脱醇型有机硅密封胶在公开的中国专利文献中可见诸，典型的如发明专利授权公告号CN101768420B推荐的“一种耐湿热、贮存稳定的脱醇型有机硅密封胶”，该专利的组分组成（按重量计）为：低分子量硅油0-200份、填料0-300份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、钛酸酯催化剂1-20份、混合交联剂1-20份和增粘剂0-10份。该专利方案由于直接使用α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物，因此在生产过程中存在粘度高峰，瞬间粘度升高几倍，并且生产工艺比较复杂，对设备的伤害较大，对此在第十五届全国有机硅学术交流会论文集中《烷氧基封端单组份室温硫化硅橡胶胶粘剂》中已经提及。此外，由于该专利使用钛酸酯作催化剂，而钛酸酯为棕黄色液体，因此不具有透明效果，使应用范围受到限制。

鉴于上述已有技术，本申请人作了积极而有益的探索，形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于显著加快固化速度、有利于显著延长贮存时间、有益于显著改善力学性能和有便于体现良好的抗老化性能的脱醇型快固化有机硅密封胶。

本发明的另一任务在于提供一种脱醇型快固化有机硅密封胶的制备方法，该方法工艺步骤简短、在制备过程中没有粘度高峰并且工艺要求不苛刻而藉以满足工业化放大生产要求以及能够使获得的脱醇型快固化有机硅密封胶全面体现所述的固化速度快、贮存时间长、力学性能优异以及抗老化性能良好的效果。

为体现完成本发明的首要任务，本发明提供的技术方案是：一种脱醇型快固化有机硅密封胶，其是由以下按重量份数配比的原料构成：107硅油100份、补强填料10-200份、硅烷偶联剂0.1-1份、催化剂0.01-0.5份和交联剂5-7份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的107硅油是粘度为5000-80000CP的双端羟基聚二甲基硅氧烷。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的补强填料为碳酸钙、气相白炭黑或二氧化硅，其中：所述碳酸钙和二氧化硅的粒径为3000-5000目的粉体并且含水量小于0.1%，而所述的气相白炭黑是由气相法合成的并且含水率小于0.6%的二氧化硅。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的硅烷偶联剂为KH792、KH560和/或550。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的催化剂为有机锡催化剂。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的有机锡催化剂为二丁基二醋酸锡或二丁基二月桂酸锡。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或四甲氧基硅烷。

为体现完成本发明的另一任务，本发明提供的技术方案是：一种脱醇型快固化有机硅密封胶的制备方法，包括以下步骤：

A）制备107封端硅油，将按重量份数称取的107硅油100份和交联剂5-7份投入反应容器中反应,并且控制反应温度和反应时间,在反应结束后升温并且抽真空,控制升温温度和控制抽真空时间,抽真空后在保护气体的保护下冷却至室温，得到107封端硅油；

B）制备成品，将由步骤A）得到的107封端硅油与按重量份数称取的补强填料10-200份混合后在抽真空状态下搅拌，并且控制抽真空的真空度和搅拌时间，接着加入按重量份数称取的硅烷偶联剂0.1-1份和催化剂0.01-0.5份，并且继而抽真空搅拌，控制继而抽真空的真空度和控制继而搅拌时间，然后通保护气体至常压后包装，得到脱醇型快固化有机硅密封胶。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤A）中所述的控制反应温度和反应时间是将反应温度控制为75-85℃，将反应时间控制为110-130min；所述的控制升温温度是将升温温度控制为135-145℃，所述的控制抽真空时间是将抽真空时间控制为55-65min，所述抽真空的真空度低于-0.1MPa；所述的保护气体为氮气。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤B）中所述的控制抽真空的真空度是控制真空度低于-0.1MPa，所述控制搅拌时间是将搅拌时间控制为18-22min；所述的控制继而抽真空的真空度是控制真空度低于-0.1MPa，所述的控制继而搅拌时间是将继而搅拌时间控制为18-22min；所述的保护气体为氮气。

本发明提供的技术方案施胶深度5㎜可在24h内完成固化（已有技术中的单组份脱醇型胶24h固化2.5㎜），因此具有优异的固化速度；由于拉伸强度和断裂伸长率分别可达2MPa和200-500%以上，因此具有极致的力学性能；由于在150℃下经1000h不黄变并且不开裂，因此具有拔萃的抗老化性能；由于贮存时间可达9-12个月，因而具有理想的稳定性；由于对外部环境适应性好，因此可适用于太阳能组件边框的密封；提供的制备方法由于工艺步骤简短并且工艺要求不苛刻，因而能满足工业化放大生产要求。

具体实施方式

实施例1：

A）制备107封端硅油（也可称合成107封端硅油），将按重量份数称取的并且粘度为5000CP的双端羟基聚二甲基硅氧烷100份和甲基三甲氧基硅烷5份投入反应容器内，在搅拌状态下并且在80℃的反应温度下反应120min，在反应结束后升温至140℃并且抽真空至真空度低于-0.1MPa，抽真空时间为60min，以抽去未反应的交联剂即抽去未反应的甲基三甲氧基硅烷，抽真空后在氮气保护气体下冷却至室温，得到107封端硅油；

B）制备成品，将由步骤A）得到的107封端硅油与按重量份数称取的粒径为5000目并且含水量即含水率小于0.1%的碳酸钙10份混合后进行抽真空搅拌，即在抽真空状态下搅拌，抽真空的真空度为-0.1MPa，搅拌20min，接着加入按重量份数称取的KH792 0.5份和二丁基二月桂酸锡0.05份，并且继而抽真空搅拌即在抽真空状态下搅拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，继而搅拌的时间为20min，然后由氮保护气体破真空后，包装，得到成品，即得到脱醇型快固化有机硅密封胶。

实施例2：

A）制备107封端硅油（也可称合成107封端硅油），将按重量份数称取的并且粘度为5000CP的双端羟基聚二甲基硅氧烷100份和甲基三甲氧基硅烷7份投入反应容器内，在搅拌状态下并且在75℃的反应温度下反应130min，在反应结束后升温至135℃并且抽真空至真空度低于-0.1MPa，抽真空时间为65min，以抽去未反应的交联剂即抽去未反应的甲基三甲氧基硅烷，抽真空后在氮气保护气体下冷却至室温，得到107封端硅油；

B）制备成品，将由步骤A）得到的107封端硅油与按重量份数称取的粒径为3000目并且含水量即含水率小于0.1%的碳酸钙100份混合后进行抽真空搅拌，抽真空的真空度为低于-0.1MPa，搅拌18min，接着加入按重量份数称取的KH792 0.3份和二丁基二月桂酸锡0.03份，并且继而抽真空搅拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，继而搅拌的时间为22min，然后由氮保护气体破真空后，包装，得到成品，即得到脱醇型快固化有机硅密封胶。

实施例3：

仅将步骤A）中的双端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度改为2000CP，将交联剂改用重量份数为5.5份的乙烯基三甲氧基硅烷，将反应温度和时间分别改为85℃和110min，将反应结束后的升温温度改为145℃，将抽真空时间改为55min；仅将步骤B）中的补强填料改用由气相法合成的并且含水率小于0.6%的二氧化硅，该二氧化硅的重量份数为200份，将抽真空搅拌的时间改为22min，将硅烷偶联剂改用KH792与KH560的组合，其中，KH792的重量份数为0.3份，而KH560的重量份数为0.4份，将催化剂二丁基二醋酸锡的重量份数改为0.02份，将继而搅拌的时间改为18min，其余均同对实施例1的描述。

实施例4：

仅将步骤A）中的双端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度改为5500CP，并且将交联剂改用重量份数为6份的甲氧基硅四烷；将步骤B）中的补强填料改用粒径为4000目并且含水率小0.1%的粉体二氧化硅，二氧化硅的重量份数为150份，将硅烷偶联剂改用KH550，并且重量份数为0.1份，将催化剂的重量份数改为0.01份，其余均同对实施例1的描述。

实施例5：

仅将步骤A）中的双端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度改为80000CP，并且将交联剂甲氧基硅四烷的重量份数改为6.5份；仅将步骤B）中的补强填料改用由气相法合成的并且含水水率小0.6%的二氧化硅，该二氧化硅的重量份数为50份，将硅烷偶联剂改用重量份数各为0.33份的KH792、KH560和KH550（合计0.99份），将催化剂的重量份数改为0.5份，其余均同对实施例1的描述。

对由上述实施例1至5得到的脱醇型快固化有机硅密封胶进行性能测试：

为了考察制得的单组份深层固化快有机硅太阳能组件胶的深层固化速度，将胶打在用聚四氟乙烯制成的斜槽内，固化24小时后观察胶的固化深度；在PE膜（聚乙烯膜）上打上2mm厚的胶，在温度为25℃湿度为50%的环境下固化，观察胶片能从PE膜上剥离的时间。为了考察制得的单组份深层固化快有机硅太阳能组件胶的力学性能，在PE膜上打上2mm厚的胶，在温度为25℃湿度为50%的环境下固化72小时后，按GB/T528-1988进行拉伸强度测试。

测试结果：

Claims (10)

1.一种脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于其是由以下按重量份数配比的原料构成：107硅油100份、补强填料10-200份、硅烷偶联剂0.1-1份、催化剂0.01-0.5份和交联剂5-7份。

2.根据权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的107硅油是粘度为5000-80000CP的双端羟基聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的补强填料为碳酸钙、气相白炭黑或二氧化硅，其中：所述碳酸钙和二氧化硅的粒径为3000-5000目的粉体并且含水量小于0.1%，而所述的气相白炭黑是由气相法合成的并且含水率小于0.6%的二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH792、KH560和/或550。

5.根据权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的催化剂为有机锡催化剂。

6.根据权利要求5所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的有机锡催化剂为二丁基二醋酸锡或二丁基二月桂酸锡。

7.根据权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶，其特征在于所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或四甲氧基硅烷。

8.一种如权利要求1所述的脱醇型快固化有机硅密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A）制备107封端硅油，将按重量份数称取的107硅油100份和交联剂5-7份投入反应容器中反应,并且控制反应温度和反应时间,在反应结束后升温并且抽真空,控制升温温度和控制抽真空时间,抽真空后在保护气体的保护下冷却至室温，得到107封端硅油；

B）制备成品，将由步骤A）得到的107封端硅油与按重量份数称取的补强填料10-200份混合后在抽真空状态下搅拌，并且控制抽真空的真空度和搅拌时间，接着加入按重量份数称取的硅烷偶联剂0.1-1份和催化剂0.01-0.5份，并且继而抽真空搅拌，控制继而抽真空的真空度和控制继而搅拌时间，然后通保护气体至常压后包装，得到脱醇型快固化有机硅密封胶。

9.根据权利要求8所述的脱醇型快固化有机硅密封胶的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的控制反应温度和反应时间是将反应温度控制为75-85℃，将反应时间控制为110-130min；所述的控制升温温度是将升温温度控制为135-145℃，所述的控制抽真空时间是将抽真空时间控制为55-65min，所述抽真空的真空度低于-0.1MPa；所述的保护气体为氮气。

10.根据权利要求8所述的脱醇型快固化有机硅密封胶的制备方法，其特征在于步骤B）中所述的控制抽真空的真空度是控制真空度低于-0.1MPa，所述控制搅拌时间是将搅拌时间控制为18-22min；所述的控制继而抽真空的真空度是控制真空度低于-0.1MPa，所述的控制继而搅拌时间是将继而搅拌时间控制为18-22min；所述的保护气体为氮气。