CN104559758A - 一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液及其制备方法，按重量份计，硅烷改性聚醚密封胶用底涂液由有机硅树脂5～15份、硅烷交联剂2～10份、催化剂1～10份、硅烷偶联剂1～15份、有机溶剂40～80份组分制备得到；其中，硅烷交联剂为含烷氧基的硅烷交联剂。本发明的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液可直接涂敷在被粘结基材上，数分钟后在基材表面进行施胶工艺，可增强硅烷改性聚醚密封胶与基材之间的粘结强度，即使基材长时间泡水，硅烷改性聚醚密封胶也完全粘结在基材上。此外，本发明所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液的制备方法非常简单，储存稳定性好。

Description

一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子密封材料领域，具体涉及一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液及其制备方法。

背景技术

硅烷改性聚醚密封胶是随着近代建筑从刚性结构向柔性(框架式)结构发展而发展起来的新一代弹性密封胶，因其兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处，表现出具有的优良耐候性、耐久性，高的抗形变位移能力，良好的粘结性、涂饰性、环境友善性、低玷污性及低黏度和优良作业性等优点，已越来越得到国内建筑行业的关注。

随着现代建筑技术的发展，住宅工业化因其具有缩短工期、提高安全性、节能环保、节约成本、稳定建筑质量、降低人工费用等优势，已成为住宅技术发展的必然趋势。住宅工业化中用到的构件是一种可在工厂内加工完成的预制钢筋混凝土构件，构件的制作过程包括模板的制作与安装，混凝土的制备与运输，构件的浇注振捣及养护，脱模与堆放等。硅烷改性聚醚胶除了上述的优点外，还具有独特的应力缓和技术，非常适合住宅工业化构件板块间的接缝密封。构件在加工过程中经常需要使用到表面处理剂和脱模剂，脱模剂是以矿物油为主要原料，添加蜡等材料配制而成，矿物油能够和水泥混凝土中的碱发生皂化发应，生成“金属皂”，即使是单纯的矿物油残留，也会影响密封胶的粘结性；同时预制板在被制成后，为了保护其表面，有时也会涂刷表面处理剂，这也会对密封胶的粘结造成困难；还有影响粘结效果的是构件是由水泥混凝土浇注而成，是一种多孔性的建筑材料，如果泡水一段时间后，水会慢慢渗透到聚醚密封胶的粘结面并破坏其界面层，从而导致硅烷改性聚醚密封胶粘结失效。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，可增强硅烷改性聚醚密封胶与基材之间的粘结强度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，按重量份计，由以下组分制备得到：

有机硅树脂5～15份，例如5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份；

硅烷交联剂2～10份，例如2.2份、2.5份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；

催化剂1～10份，例如1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.5份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；

硅烷偶联剂1～15份，例如1.3份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、14份；

有机溶剂40～80份，例如42份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份；

其中，所述硅烷交联剂为含烷氧基的硅烷交联剂。

所述有机硅树脂、硅烷交联剂及硅烷偶联剂在催化剂的作用下于有机溶剂环境中发生聚合反应，可制得本发明所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

优选地，按重量份计，所述硅烷改性聚醚密封胶用底涂液由以下组分制备得到：

有机硅树脂的学名聚硅氧烷树脂，是一种主链由硅氧原子交替组成、硅原子上带有有机基团支链的热固性树脂。本发明所述的有机硅树脂为MQ树脂，又名MQ硅树脂，是一类非常独特的聚硅氧烷，价廉易得的水玻璃是其主要生产原料。MQ硅树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节(Q)与单官能度硅氧烷链节(M)构成的有机硅树脂，其摩尔质量一般为1000～8000g/mol，分子结构中M链节与Q链节的量之比及M的结构决定树脂的性质和应用范围。

优选地，所述有机硅树脂选自甲基MQ硅树脂和/或甲基乙烯基MQ硅树脂。甲基MQ硅树脂(ME-MQ)，是一种白色粉末状或固含量60％的二甲苯溶液。通过引入含不同官能团侧基的封端单体，可以制得含甲基、甲基乙烯基、乙烯基、H基、苯基等不同基团的MQ树脂，从而赋予MQ树脂特殊的性能。将乙烯基引入MQ树脂制得的甲基乙烯基MQ硅树脂，可显著提高其固化性能，可调节对基材的粘附力。乙烯基含量高，可形成“集中交联”，从而具有更好补强效果。进一步地，按摩尔比计，所述甲基MQ硅树脂中的M/Q＝0.7～1.0，例如0.72、0.75、0.78、0.8、0.82、0.84、0.85、0.9、0.92、0.95，所述甲基乙烯基MQ硅树脂中的M/Q＝0.6～1.2，例如0.62、0.65、0.68、0.7、0.72、0.75、0.78、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15；按质量分数计，所述甲基乙烯基MQ硅树脂中的乙烯基含量为0.1～10％，例如0.12％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.5％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％。

其中，所述硅烷交联剂选自具有以下结构式的硅烷中的一种或至少两种：

上述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆为烃基或烷氧基，且所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆中至少有三个为烷氧基，所述m为聚合度，本发明中硅烷交联剂的聚合度m＝0、1、2或3。

其中，所述催化剂为钛酸酯和/或配合物。采用钛酸酯作为催化剂具有高效、环保、经济的优点。配合物催化剂即络合催化剂，起催化作用的是有过渡金属元素构成的中心离子或原子与周围具有孤对电子的配体组成的络合物。

进一步地，所述催化剂选自单烷氧基型钛酸酯、多烷氧基型钛酸酯、二烷氧基钛双(β-二酮酯)配合物、钛酸二元醇(β-二酮酯)配合物中的一种或至少两种；所述单烷氧基型钛酸酯即钛酸甲酯。优选地，所述多烷氧基型钛酸酯为钛酸乙酯、钛酸异丁酯或钛酸异丙酯。

硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl₃)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。本发明所述的硅烷偶联剂为氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、 β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少两种。

本发明所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液的制备过程中，通常来讲，所述有机溶剂并不直接参与反应。但有机溶剂往往并非绝对惰性，对交联剂、偶联剂等具有诱导分解作用，会影响聚合反应的反应速率、影响所得底涂液的溶解性能以及凝胶效应。因此，根据有机硅树脂的溶解性能及底涂液的用途，本发明从甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮中选择一种或至少两种作为有机溶剂。

本发明的目的之二在于提供一种制备上述硅烷改性聚醚密封胶用底涂液的方法，按重量份将各组分充分搅拌，即可制得所述硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明公开了一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，按重量份计，由有机硅树脂5～15份、硅烷交联剂2～10份、催化剂1～10份、硅烷偶联剂1～15份、有机溶剂40～80份组分制备得到；其中，硅烷交联剂为含烷氧基的硅烷交联剂。本发明的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液可直接涂敷在被粘结基材上，数分钟后在基材表面进行施胶工艺，可增强硅烷改性聚醚密封胶与基材之间的粘结强度，即使基材长时间泡水，硅烷改性聚醚密封胶也完全粘结在基材上。此外，本发明的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液的制备方法非常简单，储存稳定性好。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

将甲基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝0.8)10份、正硅酸乙酯5份、钛酸异丁酯5份、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷5份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5份、甲苯70份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

实施例2

将甲基乙烯基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝0.8、乙烯基含量为2wt％)8份、正硅酸丙酯5份、钛酸异丙酯5份、β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷6份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷6份、乙酸乙酯70份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

实施例3

将甲基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝0.7)8份、甲基三乙氧基低聚物(聚合度为2)5份、二异丙氧基钛双(β-二酮酯)配合物5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷2份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷8份、丁酮70份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

实施例4

将甲基乙烯基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝0.9、乙烯基含量为5wt％)6份、甲基三乙氧基低聚物(聚合度为3)3份、钛酸二元醇(β-二酮酯)配合物2份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3份、异氰酸丙基三甲氧基硅烷3份、乙酸乙酯45份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

实施例5

将甲基乙烯基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝1.1、乙烯基含量为8.5wt％)10份、甲基三乙氧基低聚物(聚合度为2)3份、钛酸甲酯8份、巯丙基三甲氧基硅烷2份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷4份、氯丙基三甲氧基硅烷4份、二甲苯60 份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

实施例6

将甲基MQ硅树脂(摩尔比M/Q＝0.95)14份、正硅酸丙酯8份、钛酸异丙酯8份、巯丙基三甲氧基硅烷7份、氯丙基三乙氧基硅烷7份、丁酮60份充分搅拌，制得硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。

将实施例1、2、3制得的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液分别涂覆在预制钢筋混凝土构件表面上，几分钟后分别使用硅烷改性聚醚密封胶A、B(硅烷改性聚醚密封胶A、B分别根据表1所列配方并按照本技术领域常规方法制备得到)在该表面上施胶，常温养护21天、泡水7天后进行手拉剥离实验，结果见表2。

表1硅烷改性聚醚密封胶

注：表1中各组分均按重量份计

表2手拉剥离实验

从表2得知，直接将硅烷改性聚醚密封胶涂覆在预制钢筋混凝土构件表面上，常温养护21天、泡水7天后，手拉剥离实验中几乎完全脱落，而采用本发明所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液预先涂覆在预制钢筋混凝土构件表面上，几分钟后再将硅烷改性聚醚密封胶涂覆在该表面上，常温养护21天、泡水7天后，手拉剥离实验中几乎没有硅烷改性聚醚密封胶的脱落现象，硅烷改性聚醚密封胶完全粘结在预制钢筋混凝土构件表面上。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，按重量份计，由以下组分制备得到：

其中，所述硅烷交联剂为含烷氧基的硅烷交联剂。

2.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，按重量份计，由以下组分制备得到：

3.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述有机硅树脂为MQ硅树脂。

4.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述有机硅树脂选自甲基MQ硅树脂和/或甲基乙烯基MQ硅树脂；

优选地，按摩尔比计，所述甲基MQ硅树脂中的M/Q＝0.7～1.0，所述甲基乙烯基MQ硅树脂中的M/Q＝0.6～1.2；按质量分数计，所述甲基乙烯基MQ硅树脂中的乙烯基含量为0.1～10％。

5.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述硅烷交联剂选自具有以下结构式的硅烷中的一种或至少两种：

其中，所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆为烃基或烷氧基，且所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆中至少有三个为烷氧基，所述m＝0、1、2或3。

6.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述催化剂为钛酸酯和/或配合物。

7.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述催化剂选自单烷氧基型钛酸酯、多烷氧基型钛酸酯、二烷氧基钛双(β-二酮酯)配合物、钛酸二元醇(β-二酮酯)配合物中的一种或至少两种；

优选地，所述多烷氧基型钛酸酯为钛酸乙酯、钛酸异丁酯或钛酸异丙酯。

8.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少两种。

9.根据权利要求1所述的硅烷改性聚醚密封胶用底涂液，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮中的一种或至少两种。

10.一种制备如权利要求1-9中任一项所述硅烷改性聚醚密封胶用底涂液的方法，其特征在于，按重量份将各组分充分搅拌，即可制得所述硅烷改性聚醚密封胶用底涂液。