CN104388042B - 一种加成型硅橡胶组合物 - Google Patents

一种加成型硅橡胶组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种加成型硅橡胶组合物，所述加成型硅橡胶包括A、B、C、D、E、F和G成分，其成分加入量按重量份数计包括：A：有机聚硅氧烷，20～50份；B：乙烯基封端的聚硅氧烷，100份；C：含氢硅油，1～10份；D：抑制剂，0.02份；E：铂金催化剂，以A和B的总重量为基准，铂金催化剂的用量按铂金(Pt)计为1～500ppm；F有机钛化合物，3～5份；G硅烷偶联剂，3～5份。本发明所提供的加成型硅橡胶组合物制备简单，易操作，能在室温固化放置7天后或120℃加热30min后对铝、铜、不锈钢、陶瓷等基材产生粘连性。

Description

一种加成型硅橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种加成型硅橡胶，更具体地，涉及一种加成型硅橡胶组合物。
背景技术
加成型硅橡胶是有机硅橡胶中的重要一类，是指含乙烯基的聚硅氧烷(乙烯基硅油)与交联剂含硅氢键的聚硅氧烷(含氢硅油)在铂系催化剂的作用下，于室温或加热条件下通过硅氢加成反应形成的具有三维网状结构的弹性体。
加成型硅橡胶虽然开发历史较短，但以其性能优点成为硅橡胶领域一个十分活跃的发展方向。加成型硅橡胶在硫化过程中不产生副产物、线收缩率小、对金属基材没腐蚀性，具有优良的耐候、耐水、耐老化等性能，能在-65℃～200℃的温度范围内长期使用，在航天航空、电子电气、化工、仪表机械等工业领域获得了广泛的应用。
但是，由于加成型硅橡胶是高饱和的非极性橡胶，分子表面能很低，因此与其它材料之间的粘结力非常低，导致防水能力较差，金属器件、线路板等容易被空气中的湿气腐蚀生锈。
为了提高与接触基材的粘接性,通常需预先对基材进行底涂处理或添加增粘剂。而添加特殊增粘剂的加成型硅橡胶一般需在高温固化才能达到一定的粘接效果。JP8311340A中使用了含环氧基的硅烷化合物和季铵盐作为增粘剂，在120℃加热1h后可对铝、铜、玻璃、有机树脂等有良好的粘接性。JP2000073341A在加成型硅橡胶中添加了含硅氢基和β-二酮基的硅氧烷低聚物，100℃加热1h后可与铝、铜、不锈钢等金属及PBT、PET、环氧树脂等塑料形成粘接，都能达到内聚破坏。以上硅橡胶都需实现加热的情况下使用，限制了应用。
发明内容
本发明根据目前加成型硅橡胶技术的不足，提供一种加成型硅橡胶组合物。
本发明提供的加成型硅橡胶组合物能够在室温或加热的条件下固化并能对一般的金属基材产生粘接性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种加成型硅橡胶组合物，所述加成型硅橡胶包括A、B、C、D、E、F和G成分，其成分加入量按质量份数计包括：
A：有机聚硅氧烷，其乙烯基含量为0.03～0.4wt％，20-50份；
B：乙烯基封端的聚硅氧烷，其乙烯基含量为0.05～0.4wt％，100份；
C：含氢硅油，其含氢量为0.4～0.8wt％，其加入量必须使C成分中的硅氢键的摩尔的量与A和B成分中的乙烯基的摩尔的量之比为0.5-4；
D：抑制剂，0.02份；
E：铂金催化剂，以A和B的总重量为基准，铂金催化剂的用量按铂金(Pt)计为1～500ppm；
F有机钛化合物，3-5份；
G硅烷偶联剂，3-5份；
所述组分A的结构式如式(I)所示：
式(I)中，R1相同或不同，表示甲基或苯基；R2相同或不同，表示甲基或乙基；n为整数；
所述组分B的结构式如式(II)所示：
式(II)中，R3相同或不同，表示甲基或苯基；n为整数；
所述组分G的结构式如式(III)所示：
式(III)中，R4相同或不同，表示甲基或乙基；n为整数；
优选地，所述组分A粘度为在25℃下400～100000mPa·s；所述组分B中粘度为在25℃下400～100000mPa·s；所述组分C中粘度为在25℃下50～1000mPa·s。
优选地，所述抑制剂为乙炔基环己醇、环状乙烯基硅氧烷、四乙烯基四甲基环四硅氧烷或苯并三唑。
优选地，所述铂金催化剂为铂黑、氯化铂、氯铂酸与一元醇的络合物、氯铂酸与烯烃类的络合物、铂乙烯基硅氧烷的螯合物或乙酰乙酸铂。
更优选地，所述有机钛化合物为钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、二甲氧基甲基乙酰乙酸钛、二异丙氧基乙酰丙酮钛、二异丙氧基乙基乙酰乙酸钛或二异丙氧基甲基乙酰乙酸钛。
本发明所述组合物能在室温固化后放置7天后或120℃加热30min后对铝、铜、不锈钢、陶瓷等基材产生良好的粘接性，弥补了目前加成型硅橡胶领域添加特殊增粘剂需在高温固化下才能达到一定的粘接效果。并且在使用前不需要事先混合，操作简单且效果好。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明所述的加成型硅橡胶组合物制备简单，易操作，在使用前无需混合，提高了效率。
2.本发明所述的加成型硅橡胶组合物可在室温固化条件下实现粘接，无需加热，节约资源。
3.在乙烯基封端的聚硅氧烷中加入一定量的有机聚硅氧烷，可在加热固化或室温固化条件下实现粘接，且硅橡胶的粘度符合使用标准。
具体实施方式
在本发明中，份都以重量份数计，除非另有指出。
在本发明中，室温指温度为25℃，粘度值均为在25℃下测定；
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
所有本发明提供的实施例中，提供的原材料均可从市面采购获得；
粘接性的评价为将加成型硅橡胶组合物涂布在各种基材上，在120℃加热30min后或室温下放置7天后，用小刮刀把固化后的硅橡胶从基材上剥离，硅橡胶与基材完全剥离时用×表示，硅橡胶与基材部分剥离时用△表示，硅橡胶与基材不剥离或硅橡胶本体破坏时用○表示。
实施例1
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为20000mPa·s，乙烯基含量为0.03％，R1为苯基；R2为乙基)20份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为400mPa·s，乙烯基含量为0.4％，R3为甲基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％)4份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯3份，硅酸甲酯3份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
实施例2
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为100000mPa·s，乙烯基含量为0.05％，R1为甲基；R2为乙基)30份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为1000mPa·s，乙烯基含量为0.27％，R3为苯基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％，)4份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯3份，硅酸甲酯3份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
实施例3
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为5000mPa·s，乙烯基含量为0.15％，R1为甲基；R2为乙基)40份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为5000mPa·s，乙烯基含量为0.15％，R3为甲基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％)6份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯4份，硅酸甲酯4份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
实施例4
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为400mPa·s，乙烯基含量为0.4％，R1为甲基；R2为乙基)50份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为100000mPa·s，乙烯基含量为0.05％，R3为苯基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％)7份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯5份，硅酸甲酯5份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
比较例1
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为20000mPa·s，乙烯基含量为0.03％，R1为苯基；R2为甲基)15份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为400mPa·s，乙烯基含量为0.4％，R3为苯基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％)4份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯3份，硅酸甲酯3份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
比较例2
将具有式(I)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为400mPa·s，乙烯基含量为0.4％，R1为苯基；R2为乙基)60份，具有式(II)结构的有机聚硅氧烷(粘度约为10000mPa·s，乙烯基含量为0.05％，R3为苯基)100份，含氢硅油(粘度约为80mPa·s，含氢量为0.6％)7份，作为反应抑制剂的乙炔基环己醇0.02份混合搅拌5min后，加入钛酸丁酯5份，硅酸甲酯5份，铂金催化剂(Pt的浓度为3000ppm)0.3份，再混合搅拌10min后得到硅橡胶组合物。将该组合物涂布在各基材上，并分别在120℃加热30min及室温下放置7天这两种固化方式下固化，然后测试粘接性。
通过对比例1和2中加成型硅橡胶的粘连性试验(见表1)，可知A的加入量若小于20％，则达不到粘接的效果；若大于50％，则组合物固化后表面会发粘，容易沾染灰尘，且硬度和力学强度低，虽然有粘接性，但由于胶体偏软故很容易将其剥离。
表1加成型硅橡胶组合物的粘接性
*表中⑴表示固化方式⑴：120℃加热30min；
表中⑵表示固化方式⑵：室温下放置7天。
*比较例2的组合物固化后表面发粘。

Claims (5)

1.一种加成型硅橡胶组合物，其特征在于，所述组合物包括A、B、C、D、E、F和G成分，其成分加入量按重量份数计包括：
A：有机聚硅氧烷，其乙烯基含量为0.03~0.4wt%，20-50份；
B：乙烯基封端的聚硅氧烷，其乙烯基含量为0.05~0.4wt%，100份；
C：含氢硅油，其含氢量为0.4~0.8wt%，其加入量必须使C成分中的硅氢键的摩尔的量与A和B成分中的乙烯基的摩尔的量之比为0.5~4；
D：抑制剂，0.01~0.05份；
E：铂金催化剂，以A和B的总重量为基准，铂金催化剂的用量按铂金（Pt）计为1～500ppm；
F：有机钛化合物，3~5份；
G：硅烷偶联剂，3~5份；
所述A组分的结构式如式（I）所示：
式（I）
式（I）中，R1相同或不同，表示甲基或苯基；R2相同或不同，表示甲基或乙基；n为整数；
所述组分B的结构式如式（II）所示：
式（II）
式（II）中，R3相同或不同，表示甲基或苯基；n为整数；
所述组分G的结构式如式（III）所示：
式（III）
式（III）中，R4相同或不同，表示甲基或乙基。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分A粘度为在25℃下400～100000mPa·s；所述组分B粘度为在25℃下400～100000mPa·s；所述组分C粘度为在25℃下50~1000mPa·s。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述抑制剂为乙炔基环己醇、环状乙烯基硅氧烷、四乙烯基四甲基环四硅氧烷或苯并三唑。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述铂金催化剂为铂黑、氯化铂、氯铂酸与一元醇的络合物、氯铂酸与烯烃类的络合物、铂乙烯基硅氧烷的螯合物或乙酰乙酸铂。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机钛化合物为钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、二甲氧基甲基乙酰乙酸钛、二异丙氧基乙酰丙酮钛、二异丙氧基乙基乙酰乙酸钛或二异丙氧基甲基乙酰乙酸钛。
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