CN103275625A - 一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂及其制备方法。它是将α-氰基丙烯酸乙酯、增稠剂、稳定剂、增塑剂与粘接促进剂加入到无水无氧的反应器中，在干燥的氮气气氛保护下，40~80℃下混合0.5~4小时，冷却至室温后，再通入干燥二氧化硫气体并搅拌0.5~2小时制备得到。本发明一方面克服了普通快速固化胶粘剂与硫化硅橡胶粘接性差的缺点，另一方面克服了室温硫化硅橡胶（RTV）粘接硫化硅橡胶存在固化周期长、生产效率低的缺点，本发明公开的硫化硅橡胶快速互粘胶粘剂具有固化速度快、固化周期短、胶粘剂对于硫化硅橡胶粘接强度大的优点，可实现硫化硅橡胶制品的就地成型。

Description

一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及精细化工领域，尤其涉及一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是有机硅产品中产量最大、品种牌号最多的门类。根据硫化方式的不同，硅橡胶分为加成硫化、缩合硫化和过氧化合物引发硫化三大类。硫化后的硅橡胶具有优异的耐高低温、耐紫外辐射、耐候及适宜的力学性能，广泛应用于建筑密封、电子电气绝缘保护、国防军工、航空航天等众多领域。随着全球石油价格的大幅提高，从石化产品出发制备得到的合成橡胶价格不断上涨，由于硅橡胶与石化行业关联度小且性能优异，因此硅橡胶替代合成橡胶已逐渐变成现实。在建筑密封领域，高温硫化挤出成型的硅橡胶密封条正逐渐取代硫化三元乙丙橡胶（EPDM）或热塑性三元乙丙橡胶（EPDM/PP）密封条成为建筑密封型材。

密封条主要采用挤出成型工艺生产制造，由于建筑门窗尺寸不同，因此建筑用密封条必须采用现场胶接粘合才能保证合适的尺寸及满意的密封效果。众所周知，与天然橡胶及其它合成材料相比，有机硅聚合物表面能非常低，使用各种商品化的胶粘剂对密封条断面进行粘接时，胶粘剂对于硫化硅橡胶粘接性差，难以获得满意粘接性能的门窗密封条，严重影响门窗的密闭性能；使用缩合型硅橡胶粘合剂虽然可以有效粘接硫化硅橡胶断面，但缩合型硅橡胶固化周期长且易受大气湿度影响，生产效率低，根本无法满足门窗密封条现场施工所需就低成型技术需求。

瞬间固化的胶粘剂（俗称502胶）是以α-氰基丙烯酸乙酯为主要成分，通过添加增塑剂、增稠剂、稳定剂等组分制备得到的一种瞬间固化的胶粘剂。瞬间固化的胶粘剂可在水分或阴离子作用下，3秒内即可固化，可实现大多数合成橡胶与合成橡胶、金属与金属以及金属与合成橡胶之间的快速粘接，这种固化速率是门窗密封条就地成型所期望的。如前所述，由于硅橡胶表面能很低，因此市售的瞬间固化胶粘剂无法应用于硫化硅橡胶与硫化硅橡胶之间以及硫化硅橡胶与其它合成材料之间的有效粘接。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂及其制备方法。

硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，以重量份计其组分包括：

α-氰基丙烯酸乙酯         100

增稠剂：                          3~12

稳定剂：                          1.0 ×10^-3~5.0×10^-1

增塑剂：                          3.0~30.0

粘接促进剂：                  1.0 ×10^-2~10.0。

所述的增稠剂为甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯或聚甲基丙烯酸异丁酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。

所述的稳定剂为对苯二酚、五氧化二磷、对甲苯磺酸、2，4-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。

所述的增塑剂为磷酸三甲酚酯、邻磷酸三甲酚酯、间磷酸三甲酚酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二乙醋中的至少一种。

所述的粘接促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三正丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种。

硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂制备方法包括如下步骤：

1）将100份重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、3~12重量份的增稠剂、1.0 ×10^-3~5.0×10^-1重量份的稳定剂、3.0~30.0重量份的增塑剂、1.0 ×10^-2~2.0重量份的粘接促进剂加入无水无氧的反应釜中，在干燥氮气保护下，于40~80℃下混合搅拌0.5~4小时后冷却至室温；

2）停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌0.5~2小时，将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

与现有瞬间固化胶粘剂和缩合型硅橡胶粘合剂技术相比，本发明的有益效果是：

1）接触空气后，产品固化速度快，30秒之内可完全固化；

2）产品对于硫化硅橡胶与硫化硅橡胶之间可实现有效粘接，剥离强度高，胶粘剂T剥离强度试验中达到内聚破坏；

3）产品制备方法简单，生产设备均为常规设备，并且生产过程中无三废产生；

4）产品尤其适用于硅橡胶密封条断面的快速粘接，提高生产效率，满足就地成型粘接工艺需要。

具体实施方式

硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，以重量份计其组分包括：

α-氰基丙烯酸乙酯         100

增稠剂：                          3~12

稳定剂：                          1.0 ×10^-3~5.0×10^-1

增塑剂：                          3.0~30.0

粘接促进剂：                  1.0 ×10^-2~10.0。

所述的增稠剂为甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯或聚甲基丙烯酸异丁酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。

所述的稳定剂为对苯二酚、五氧化二磷、对甲苯磺酸、2，4-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。

所述的增塑剂为磷酸三甲酚酯、邻磷酸三甲酚酯、间磷酸三甲酚酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二乙醋中的至少一种。

所述的粘接促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三正丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种。

硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂制备方法包括如下步骤：

1）将100份重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、3~12重量份的增稠剂、1.0 ×10^-3~5.0×10^-1重量份的稳定剂、3.0~30.0重量份的增塑剂、1.0 ×10^-2~2.0重量份的粘接促进剂加入无水无氧的反应釜中，在干燥氮气保护下，于40~80℃下混合搅拌0.5~4小时后冷却至室温；

2）停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌0.5~2小时，将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

2）  停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌0.5~2小时，将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但实施例不是对本发明保护范围的限制，实施例中所用的原料均为市购产品。

实施例1

在无水无氧的反应釜中，通入干燥的高纯氮气，搅拌下加入100重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、3重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、0.002重量份的对苯二酚、30重量份的磷酸三甲酚酯、0.01重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。加料完毕后升温至40℃，4小时后降温至室温。停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌2小时，然后将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

以模压成型的高温硫化硅橡胶作为被粘材料，将制备的胶粘剂均匀涂敷在一片硅橡胶试片表面后，将另一片硅橡胶试片叠加在涂敷胶粘剂的硅橡胶试片上并采用指压方式略微用力，30秒后松开手指，胶粘剂已固化，两片硅橡胶试片已粘接在一起。粘接的硅橡胶试片室温下放置24小时后，按国标GB/T 2791-1995对胶粘剂进行T剥离强度试验，测得剥离强度值为12.31KN/m，观察破坏的粘接界面，结果表明为硅橡胶内聚破坏。

实施例2

在无水无氧的反应釜中，通入干燥的高纯氮气，搅拌下加入100重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、7重量份的聚甲基丙烯酸正丁酯、0.1重量份的五氧化二磷、15重量份的邻苯二甲酸二丁酯、0.1重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷。加料完毕后升温至60℃，2小时后降温至室温。停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌1小时，然后将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

以模压成型的高温硫化硅橡胶作为被粘材料，将制备的胶粘剂均匀涂敷在一片硅橡胶试片表面后，将另一片硅橡胶试片叠加在涂敷胶粘剂的硅橡胶试片上并采用指压方式略微用力，30秒后松开手指，胶粘剂已固化，两片硅橡胶试片已粘接在一起。粘接的硅橡胶试片室温下放置24小时后，按国标GB/T 2791-1995对胶粘剂进行T剥离强度试验，测得剥离强度值为13.48KN/m，观察破坏的粘接界面，结果表明为硅橡胶内聚破坏。

实施例3

在无水无氧的反应釜中，通入干燥的高纯氮气，搅拌下加入100重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、12重量份的聚对苯二甲酸二烯丙酯、0.5重量份的对甲苯磺酸、3重量份的癸二酸二乙醋、2.0重量份的乙烯基三异丙氧基硅烷。加料完毕后升温至80℃，0.5小时后降温至室温。停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌0.5小时，然后将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

以模压成型的高温硫化硅橡胶作为被粘材料，将制备的胶粘剂均匀涂敷在一片硅橡胶试片表面后，将另一片硅橡胶试片叠加在涂敷胶粘剂的硅橡胶试片上并采用指压方式略微用力，30秒后松开手指，胶粘剂已固化，两片硅橡胶试片已粘接在一起。粘接的硅橡胶试片室温下放置24小时后，按国标GB/T 2791-1995对胶粘剂进行T剥离强度试验，测得剥离强度值为10.72KN/m，观察破坏的粘接界面，结果表明为硅橡胶内聚破坏。

实施例4

在无水无氧的反应釜中，通入干燥的高纯氮气，搅拌下加入100重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、9重量份的聚邻苯二甲酸二烯丙酯、0.25重量份的2，4-二叔丁基-4-甲基苯酚、18重量份的间磷酸三甲酚酯、0.25重量份的乙烯基三乙氧基硅烷、5重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷。加料完毕后升温至60℃，2.5小时后降温至室温。停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌1.5小时，然后将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

以模压成型的高温硫化硅橡胶作为被粘材料，按国标GB/T 2791-1995对制备的胶粘剂进行T剥离强度试验，测得剥离强度值为13.36KN/m，观察破坏的粘接界面，结果表明为硅橡胶内聚破坏。

实施例5

在无水无氧的反应釜中，通入干燥的高纯氮气，搅拌下加入100重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、2重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、6重量份的聚对苯二甲酸二烯丙酯、0.15重量份的2，4-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.05重量份的对苯二酚、5重量份的邻苯二甲酸二辛酯、20重量份的磷酸三甲酚酯、1.5重量份的乙烯基三乙氧基硅烷、8.5重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。加料完毕后升温至55℃，3.5小时后降温至室温。停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌1.0小时，然后将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。

以模压成型的高温硫化硅橡胶作为被粘材料，按国标GB/T 2791-1995对制备的胶粘剂进行T剥离强度试验，测得剥离强度值为12.06KN/m，观察破坏的粘接界面，结果表明为硅橡胶内聚破坏。

Claims (6)

1.一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，其特征在于以重量份计其组分包括：

α-氰基丙烯酸乙酯    100

增稠剂：             3~12

稳定剂：             1.0 ×10^-3~5.0×10^-1

增塑剂：             3.0~30.0

粘接促进剂：         1.0 ×10^-2~10.0。

2.根据权利要求1所述的一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，其特征在于所述的增稠剂为甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯或聚甲基丙烯酸异丁酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，其特征在于所述的稳定剂为对苯二酚、五氧化二磷、对甲苯磺酸、2，4-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，其特征在于所述的增塑剂为磷酸三甲酚酯、邻磷酸三甲酚酯、间磷酸三甲酚酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二乙醋中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂，其特征在于所述的粘接促进剂为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三正丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种。

6.一种如权利要求1所述的硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将100份重量份的α-氰基丙烯酸乙酯、3~12重量份的增稠剂、1.0 ×10^-3~5.0×10^-1重量份的稳定剂、3.0~30.0重量份的增塑剂、1.0 ×10^-2~2.0重量份的粘接促进剂加入无水无氧的反应釜中，在干燥氮气保护下，于40~80℃下混合搅拌0.5~4小时后冷却至室温；

2）停止通入干燥氮气后，室温下通入干燥的二氧化硫气体并搅拌0.5~2小时，将反应釜内的物料装入密闭的容器中，得到硫化硅橡胶快速互粘的胶粘剂。