CN104479624B - 一种低模量有机硅密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低模量有机硅密封胶及其制备方法，密封胶包括如下的组分：端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液、含氢聚硅氧烷乳液、填料、乳化剂及水；端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液中的端乙烯基聚二甲基硅氧烷每分子平均含有至少两个乙烯基基团，含氢聚硅氧烷乳液中的含氢聚硅氧烷每分子平均含有至少两个Si‑H基团，低模量有机硅密封胶的制备方法是分别制备端乙烯基聚二甲基硅氧烷、含氢聚硅氧烷乳液，然后将这两种乳液与气相二氧化硅、乳化剂、填料、水混合即得。本发明的有益效果：采用有机硅聚合物作为基础材料制备具有粘弹性的低模量有机硅密封胶，该密封胶固化后具有1000％以上的伸长率、强度小于0.1MPa、极低的模量、特别适用于建筑保温发泡材料的粘结密封。
Description
技术领域
本发明涉及密封胶领域，尤其涉及一种低模量有机硅密封胶，适用于建筑接缝密封，特别适用于低抗拉强度基材，如发泡聚苯乙烯板接缝、混凝土的接缝。
背景技术
在建筑、工业及日常生活中需要大量使用密封剂对接缝进行密封，如门窗、衣柜、仪器等等。密封剂有多种类型：有机硅密封类、丙烯酸类、聚氨酯类、氯丁橡胶类等等。这些密封剂多数会固化成弹性体或塑性体，在接缝中产生密封作用，当接缝发生变化时，已固化的密封剂跟随接缝变化，达到密封效果。当固化的密封剂随接缝变化时，会产生形变应力，作用在被粘基材的粘接面上。当被粘基材的抗拉强度低时，这种形变应力会将被粘接基材拉坏，导致密封失效，例如被粘基材是混凝土，低强度发泡基材，这种破坏常常发生。通常的解决办法是使用低拉伸模量的密封胶。这种密封胶在混凝土道路上得到成功应用。但是对于低强度发泡材料，这种低模量密封胶还是会产生较大应力对其造成破坏。在寒冷地区采用有机发泡板作外墙保温，以保持室内温度，达到节能目的。这种外墙加发泡板的保温方法节能效果显著、成本低，在寒冷地区大量使用。这种技术在大量使用过程中需要对板材之间的接缝进行密封，如果不进行密封，则会在接缝处产生对流传热通路，使保温能力大大降低。由于这种发泡板材的抗拉强度极低，密封胶因变形产生的应力会将粘接面破坏，起不到密封效果。一种解决方法是用不固化的膏状物填充，如丙烯酸酯密封膏。但是这些物质在寒冷的气候条件下会变硬，起不到密封效果。
通常为降低密封胶的弹性模量、提高伸长率会采用高分子量的聚合物、添加增塑剂、使用扩链剂等方法。在实际应用中聚合物的分子量不能太大，因为大分子量的聚合物粘度也相应高，过高的粘度造成应用问题，通常利用硅氢加成反应固化的密封胶都是制成双组份形式，一个组份中含乙烯基硅烷聚合物及金属铂铬合物；另一组份含硅氢基团聚合物，使用时将两个组份混合，乙烯基基团与硅氢基团在金属铂铬合物的催化下发生加成反应而聚合成弹性体。双组份产品使用起来较为麻烦，尤其是在施工现场使用时更加不方便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明采用有机硅聚合物作为基础材料制备具有粘弹性的低模量有机硅密封胶，该密封胶固化后具有1000％以上的伸长率、强度小于0.1MPa、极低的模量、特别适用于建筑保温发泡材料的粘结密封。
本发明采用的技术方案如下：一种低模量有机硅密封胶，它包括如下的组分：端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液、含氢聚硅氧烷乳液、填料、乳化剂及水；所述的端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液中的有机聚硅氧烷每分子平均含有至少两个乙烯基基团，所述的含氢聚硅氧烷乳液中的有机聚硅氧烷每分子平均含有至少两个Si-H基团。
所述的端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液按重量份数由以下组分组成：
碱胶 0.005-0.02份
二甲基硅氧烷线性体 80-120份
乙烯基封头剂 0.008-0.012份
铂铬合物 0.001-0.005份
烷基酚聚氧乙烯醚 1-5份
MQ树酯 0.1-5份
水 80-120份
碱胶由氢氧化锂0.005- 0.015份与二甲基硅氧烷线性体50-150份制备而成。
所述的含氢聚硅氧烷乳液按重量份数由以下组分组成：
含氢硅油 80-120份
烷基酚聚氧乙烯醚 1- 6份
水 80-120份。
所述的填料为气相二氧化硅及碳酸钙，二氧化硅起触变剂及乳液稳定剂作用，碳酸钙填充到密封胶应用时，可获得良好的触变性能、加工性能、补强性能和粘结性能。
所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
所述的铂铬合物为金属铂铬合物。
作为本发明的优化方案，还可通过对含氢聚硅氧烷中氢的含量及位置进行调节，可调节密封胶的粘性及弹性。采用两端含氢聚硅氧烷多时，密封剂有较好的弹性；采用侧链含氢的聚硅氧烷多时，密封胶有较好的强度。
低模量有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述的低模量有机硅密封胶的制备方法包括以下步骤：
（a）制备端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液：先将氢氧化锂0.005- 0.015份与50-150份二甲基硅氧烷线性体份预反应制成碱胶，备用；然后取出备用的碱胶0.01份与100份二甲基硅氧烷线性体、乙烯基封头剂0.008-0.012份、铂铬合物0.001- 0.005份、MQ树酯0.1-5份混合均匀，然后加入烷基酚聚氧乙烯醚1-5份搅拌，加入水80-120份乳化均匀，加热至90-100度，反应3小时制成端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液；
（b）含氢聚硅氧烷乳液制备：将含氢硅油80-150份、烷基酚聚氧乙烯醚1- 6份、水80-150份这三种材料放入乳化机中乳化，制成含氢聚硅氧烷乳液；
（c）低模量有机硅密封胶的制备：将上述（a）、（b）步骤中制得的乳液与气相二氧化硅、碳酸钙、烷基酚聚氧乙烯醚及水混合均匀后，即得低模量有机硅密封胶。
本发明的有益效果为：
（1）本发明采用乳液聚合的方法，可以得到大分子量的聚合物，同时解决了粘度问题。本发明密封胶在使用时，含乙烯基聚硅氧烷与含氢聚硅氧烷乳液破乳而混合。在金属铂铬合物的催化作用下发生硅氧加成反应，使密封胶固化成弹性体；
（2）本发明将含乙烯基硅烷聚合物及含硅氢基团聚合物分别制成乳液，将两种乳液混合，由于乙烯基硅烷聚合物及含硅氢基团聚合物分别在不同的液滴中，没有接触，所以不会发生硅氢加成反应，当密封胶在应用时，乳液破乳，加成反应发生，密封胶固化成弹性体；
（3）本发明还可通过对含氢聚硅氧烷中氢的含量及位置进行调节，可调节密封胶的粘性及弹性。采用两端含氢聚硅氧烷多时，密封胶有较好的弹性；采用侧链含氢的聚硅氧烷多时，密封胶有较好的强度。用MQ树脂增加密封胶对基材的粘附力，填料采用气相二氧化硅，起触变剂及乳液稳定剂作用；
（4）本发明密封胶固化后为粘弹性，在在密封接缝中最接缝变化几乎不产生应力。由于有机硅材料的粘—温系数很低，固化的密封胶冬天不会变硬，夏天不流淌。
具体实施方式
一种低模量有机硅密封胶，它包括如下的组分：端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液、含氢聚硅氧烷乳液、填料、乳化剂及水；端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液中的有机聚硅氧烷每分子平均含有至少两个乙烯基基团，含氢聚硅氧烷乳液中的有机聚硅氧烷每分子平均含有至少两个Si-H基团。
端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液按重量份数由以下组分组成：
碱胶 0.01份
二甲基硅氧烷线性体 100份
乙烯基封头剂 0.01份
铂铬合物 0.005份
烷基酚聚氧乙烯醚（OP10）3份
MQ树酯 2份
水 100份
其中，碱胶由氢氧化锂0.01份与100份二甲基硅氧烷线性体份反应制备而成。
所述的含氢聚硅氧烷乳液按重量份数由以下组分组成：
含氢硅油 100份
烷基酚聚氧乙烯醚（OP10）3份
水 100份。
填料为气相二氧化硅及碳酸钙，二氧化硅起触变剂及乳液稳定剂作用，碳酸钙填充到密封胶应用时，可获得良好的触变性能、加工性能、补强性能和粘结性能。
乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
铂铬合物为金属铂铬合物。
低模量有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述的低模量有机硅密封胶的制备方法包括以下步骤：
（a）制备端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液：先将氢氧化锂0.01份与100份二甲基硅氧烷线性体份预反应制成碱胶，备用；然后取出备用的碱胶0.01份与100份二甲基硅氧烷线性体、乙烯基封头剂0.01份、铂铬合物0.005份、MQ树酯2份混合均匀，然后加入烷基酚聚氧乙烯醚3份搅拌，加入水100份乳化均匀，加热至90-100℃，反应3小时制成端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液；
（b）含氢聚硅氧烷乳液制备：将含氢硅油100份、烷基酚聚氧乙烯醚3份、水100份这三种材料放入乳化机中乳化，制成含氢聚硅氧烷乳液；
（c）低模量有机硅密封胶的制备：将上述（a）步骤中制得的乳液100份、（b）步骤中制得的乳液10份与气相二氧化硅20份、碳酸钙100份、烷基酚聚氧乙烯醚3份及水20份混合均匀后，即得低模量有机硅密封胶。
上面给出实施例是为了更好理解与实施本发明，有必要在此指出以上实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种低模量有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述的低模量有机硅密封胶的制备方法包括以下步骤：
（a）制备端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液：先将氢氧化锂0.005- 0.015重量份与50-150重量份二甲基硅氧烷线性体预反应制成碱胶，备用；然后取出备用的碱胶0.01重量份与100重量份二甲基硅氧烷线性体、乙烯基封头剂0.008-0.012重量份、铂络合物0.001- 0.005重量份、MQ树酯0.1-5重量份混合均匀，然后加入烷基酚聚氧乙烯醚1-5重量份搅拌，加入水80-120重量份乳化均匀，加热至90-100度，反应3小时制成端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液；
（b）含氢聚硅氧烷乳液制备：将含氢硅油80-120重量份、烷基酚聚氧乙烯醚1- 6重量份、水80-120重量份这三种材料放入乳化机中乳化，制成含氢聚硅氧烷乳液；
（c）低模量有机硅密封胶的制备：将上述（a）步骤中制得的端乙烯基聚二甲基硅氧烷乳液取出80-120重量份、（b）步骤中制得的含氢聚硅氧烷乳液取出8-12份与填料100-140重量份、乳化剂2-5重量份及水15-25重量份混合均匀后，即得低模量有机硅密封胶。
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