CN105348808A - 双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，按重量计包括：A组分：100份下式(I)的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷
Description
技术领域
本发明涉及一种室温硫化硅橡胶，更具体而言，涉及一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物。
背景技术
室温硫化硅橡胶是开发于二十世纪六十年代的一种新型的有机硅弹性体，主要包括缩合与加成这两种固化方式，与加成型硅橡胶相比，缩合型室温硫化硅橡胶最显著的特点是在室温下无须加热、加压即可固化，使用极其方便。此外，其对大部分基材都具有良好的附着力，因此，已广泛用于不同行业的粘接密封、防护涂料、灌封保护等方面。
双组分缩合型室温硫化硅橡胶普遍用于各种电子元器件的灌封，因其具有非常优异的粘接性和整体固化性能，适用于大面积模块的灌封，特别是电源模块。固化后，室温硫化硅橡胶形成柔性的弹性体，再加上与各元器件的紧密粘接，能有效的保护元器件，起到防潮、防震、防污的作用。但是，普通的缩合型硅橡胶固化以后在高温(一般大于80℃)、密闭的环境下会产生还原现象，即固化好的弹性体硬度大幅度下降，甚至又还原成液体状态。这会影响元器件模组的电性能、密封性、防水性等，极大地限制了其更大规模的应用。
因此，仍需要一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶，至少部分地解决目前存在的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，按重量计包括：
A组分，包括：
100份下式(I)的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷
其中n＝100-2000，优选为200至1500，更优选为500至1200，
补强剂30-80份
增塑剂5-20份
B组分，包括：
交联剂1-15份
增粘剂1-5份
催化剂0.05-5份
C组分，包括：
抗还原剂10-30份
其中，所述其他组分(除α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷外)各自基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计，
所述B组分中各组分的总和为3-13重量份，优选5-12.5重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
有益效果：通过试验发现，通过添加抗还原剂，制备的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物在高温、密闭的环境下没有观察到还原现象，即胶体在高温、密闭的环境下仍能保持稳定。
具体实施方式
下文中，将更详细地描述本发明。
在本文中，术语“室温”是指20℃-35℃的温度。
本发明使用的术语“还原”是指固化好的弹性体硬度大幅度下降，甚至又重新变成液体状态的现象。
本发明的目的在于提供一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，按重量计包括：
A组分，包括：
100份下式(I)的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷
其中100-2000，优选为200至1500，更优选为500至1200，
补强剂30-80份
增塑剂5-20份
B组分，包括：
交联剂1-15份
增粘剂1-5份
催化剂0.05-5份
C组分，包括：
抗还原剂10-30份
其中，所述其他组分(除α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷外)各自基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计，
所述B组分中各组分的总和为3-13重量份，优选5-12.5重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
[A组分]
在本发明的一个优选实施方案中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷由下式(I)表示
其中n＝100-2000，优选为200至1500，更优选为500至1200。
在本发明的一个优选实施方案中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为1500-6000cs(mm2/s)，优选为3000-5000cs，所述粘度按照GB/T2794-1995检测方法测得。
在本发明的一个优选实施方案中，所述补强剂可为碳酸钙、二氧化硅等，优选粒径小于10μm、更优选小于2μm的碳酸钙、二氧化硅。此外，更优选地，所述碳酸钙可用表面处理剂进行表面处理。所述表面处理通过本领域普通技术人员已知的常规方法进行。所述表面处理剂可为表面活性剂，例如脂肪酸、脂肪酸皂、脂肪酸酯有机物；偶联剂，例如硅烷偶合剂或钛酸酯偶合剂。表面处理剂的实例可为脂肪酸及其盐或其烷基酯，所述脂肪酸可为己酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一碳酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、二十二碳酸、油酸等；所述脂肪酸的盐可为其钠盐、钾盐等。在本发明中，表面处理剂的用量相对于碳酸钙的重量计优选在0.1-20重量％的范围内，更优选在1-5重量％的范围内。在本发明中，补强剂的用量为30-80重量份，优选40-70重量份，更优选为50-60重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
在本发明的一个优选实施方案中，所述增塑剂可为例如二甲基聚硅氧烷、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、对苯二甲酸乙二醇酯，其用量可为5-20重量份，优选为8-15重量份，更优选为10-12重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计；所述增塑剂的粘度优选为80-150cs，更优选为90-120cs，最优选为100-110cs，该粘度借助于布鲁克菲尔德(Brookfield)法(转子3，23℃)测得。
A组分中的各成分可以单独存放，也可以混合在一起存放。
[B组分]
在本发明的一个优选实施方案中，所述交联剂可为四乙氧基硅烷或其与四甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等的至少一种的混合物。
优选地，所述交联剂的量可为1至15重量份，优选2至13重量份，最优选3至10重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
在本发明的一个优选实施方案中，所使用的四乙氧基硅烷的用量可为至少20重量％，优选至少30重量％，最优选至少40重量％，基于交联剂的总重量计。
在本发明的一个优选实施方案中，所述增粘剂可为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或其与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、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷等的至少一种的混合物。
优选地，所述增粘剂的量可为1至5重量份，优选2至4重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
在本发明的一个优选实施方案中，所使用的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的量可为至少20重量％，优选至少30重量％，最优选至少40重量％，基于增粘剂的总重量计。
在本发明的一个优选实施方案中，所述催化剂可为二丁基二月桂酸锡或其与除二丁基二月桂酸锡以外的金属螯合物类催化剂的至少一种的混合物，所述金属螯合物类催化剂包括有机钛螯合物和有机锡螯合物。
优选地，所述催化剂的量可为0.05至5重量份，优选0.1至3重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
在本发明的一个优选实施方案中，所使用的二丁基二月桂酸锡的量可为至少20重量％，优选至少30重量％，最优选至少40重量％，基于催化剂的总重量计。
优选地，所述B组分中各组分量的总和为3-13重量份，优选为5-12.5重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
B组分中的各成分可以单独存放，也可以混合在一起存放。
[C组分]
在本发明的一个优选实施方案中，所述抗还原剂可为具有如下通
其中，R1表示取代或未取代的饱和烃基，优选直链或支链的具有1至25个碳原子的烷基、具有3-20个碳原子的环烷基、具有6-30个碳原子的芳基及其卤化物。
R2表示相同或不同的饱和烷氧基，优选直链或支链的具有1至15个碳原子的烷氧基。
本发明中使用的术语“卤化物”是指一个或多个卤素取代的烃基。所述卤素是指氟、氯、溴和碘。
优选地，R1表示取代或未取代的饱和烃基，优选直链或支链的具有1至18个碳原子的烷基、具有5-12个碳原子的环烷基、具有6-15个碳原子的芳基及其卤化物。
R2表示相同或不同的饱和烷氧基，优选直链或支链的具有1至8个碳原子的烷氧基。
特别优选地，R1为甲基或乙基。
R2为甲氧基或乙氧基。
在本发明的一个优选实施方案中，所述抗还原剂的量为10-30重量份，优选为13-25重量份，更优选为15-20重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。若存在其他物质，例如炭黑和/或其他调色剂，则其量(若为混合物，则按它们的总量计)为0.05-9重量份，优选为0.1-8重量份，更优选为0.2-7重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
任选地，在A、B和C组分中，其中之一、之二或三者中还可包括调色剂。所述调色剂可为炭黑或沉淀法白炭黑、铁黑(磁铁矿)、铁红(氧化铁)、钛白粉(二氧化钛)、靛青粉等或其任选两种的混合物。
在室温硫化硅橡胶组合物中，组分A、B和C可相互分开，直至使用时才混合。或者，B和C可混合在一起存放，使用时再与A组分一起混合。任选地，由于本发明室温硫化硅橡胶组合物的原料易得，因此也可在使用时直接将各种组分混合，而无需事先分成A、B和C三种组分，例如将各种具体组分都分开存放。本发明的混合以本领域普通技术人员已知的方式进行。本领域普通技术人员可意识到，重要的是，本发明的组合物包括上文所列明的各种具体组分，即使分成A、B和C三种组分，也只是为了包装或者实施的方便，并不意味着仅仅有这样的实施方式。所有这些可能的实施方案均在本发明范围内。
在本发明的一个优选实施方案中，将三种组分在室温下混合均匀即可固化。如果需要最终的固化产品具有特定的形状，则混合、固化在具有所需形状的模具中实施。
实施例
在下文中，通过下列实施例来阐述本发明，但不应将此理解为本发明主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例中使用的化合物或试剂为：
107胶(即α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)：购自日本信越；
二甲基聚硅氧烷：购自美国道康宁；
硬脂酸：购自印尼斯文SA；
碳酸钙：购自美国苏威；
炭黑：购自美国卡博特；
沉淀法白炭黑：购自德国德固赛；
四乙氧基硅烷：购自德国德固赛；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷：购自德国德固赛；
二丁基二月桂酸锡：购自德国高斯米特；
有机硅氧烷：购自百灵威。
是否还原的评价：
将已固化的胶体完全密封后，放入100℃烘箱烘烤168h。完毕后取出观察胶体状态，胶体变稀用×表示，说明已还原；胶体无变化用○表示，说明不还原，结果如下表1所示。
对比例1
A组分：100份107胶(即，本发明中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中n＝600，粘度为5000cs)、10份二甲基聚硅氧烷(粘度为100cs)、50份硬脂酸处理的碳酸钙(粒径小于2μm，硬脂酸用量相对于碳酸钙为2.5重量％)；
B组分：10份四乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；
C组分：无
制备过程如下：
A组分的制备过程:将各原材料逐一投入行星搅拌机中，设定温度100℃、转速30rpm、保持真空状态(压力小于0.01MPa)、分散时间1h，自然冷却后备用；
B组分的制备过程:将各原材料逐一投入行星搅拌机中，设定温度25℃、转速30rpm、保持真空状态(压力小于0.01Mpa)、分散时间0.5h，分散完毕备用；
之后，将上述制备好的A组分和B组分加入到电动搅拌机中，于60rpm、室温下搅拌3分钟，组分混合均匀得到产品，即双组分缩合型室温硫化硅橡胶。
所得产品的性能测试数据见表1。
实施例1
A组分：100份107胶(即，本发明中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中n＝600，粘度为5000cs)、10份二甲基聚硅氧烷(粘度为100cs)、50份硬脂酸处理的碳酸钙(粒径小于2μm，硬脂酸用量相对于碳酸钙为2.5重量％)；
B组分：10份四乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；
C组分：10份式II结构(其中R1为甲基，R2为甲氧基)的有机硅氧烷。
制备过程如下：
重复上述对比例1的制备过程，不同之处在于在电动搅拌机中，在加入A和B组分之后还添加了上述C组分。
所得产品的性能测试数据见表1。
实施例2
A组分：100份107胶(即，本发明中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中n＝600，粘度为5000cs)、10份二甲基聚硅氧烷(粘度为100cs)、50份硬脂酸处理的碳酸钙(粒径小于2μm，硬脂酸用量相对于碳酸钙为2.5重量％)；
B组分：10份四乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；
C组分：20份式II结构(其中R1为甲基，R2为甲氧基)的有机硅氧烷。
制备过程如下：
重复上述对比例1的制备过程，不同之处在于在电动搅拌机中，在加入A和B组分之后还添加了上述C组分。
所得产品的性能测试数据见表1。
实施例3
A组分：100份107胶(即，本发明中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中n＝600，粘度为5000cs)、10份二甲基聚硅氧烷(粘度为100cs)、50份硬脂酸处理的碳酸钙(粒径小于2μm，硬脂酸用量相对于碳酸钙为2.5重量％)；
B组分：10份四乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；
C组分：30份式II结构(其中R1为甲基，R2为甲氧基)的有机硅氧烷。
制备过程如下
重复上述对比例1的制备过程，不同之处在于在电动搅拌机中，在加入A和B组分之后还添加了上述C组分。
所得产品的性能测试数据见表1。
实施例4
A组分：100份107胶(即，本发明中所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，其中n＝600，粘度为5000cs)、10份二甲基聚硅氧烷(粘度为100cs)、50份硬脂酸处理的碳酸钙(粒径小于2μm，硬脂酸用量相对于碳酸钙为2.5重量％)；
B组分：10份四乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；
C组分：35份式II结构(其中R1为甲基，R2为甲氧基)的有机硅氧烷。
制备过程如下：
重复上述对比例1的制备过程，不同之处在于在电动搅拌机中，在加入A和B组分之后还添加了上述C组分。
所得产品的性能测试数据见表1。
表1
如表1所示，由对比例1与本发明的实施例1至3对比可知，本发明制得的双组分缩合型室温硫化硅橡胶在高温、密闭环境下没有发生还原现象，即能够保持稳定。此外，通过本发明的实施例1至4对比可见，添加的抗还原剂的量过多时达不到理想的效果，即当添加的抗还原剂的量过多时，延长了固化时间。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以进行其它多种形式的修改、替换或变更。本领域人员能够理解，本申请所描述的本发明技术方案的各个特征均可根据需要进行适当的组合。
Claims (8)
1.一种双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，按重量计包括：
A组分，包括：
100份下式(I)的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷
其中n＝100-2000，优选为200至1500，更优选为500至1200，
补强剂30-80份
增塑剂5-20份
B组分，包括：
交联剂1-15份
增粘剂1-5份
催化剂0.05-5份
C组分，包括：
抗还原剂10-30份
其中，除α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷外的其他组分各自基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计，
所述B组分中各组分的总和为3-13重量份，优选5-12.5重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
2.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述补强剂为碳酸钙、二氧化硅，优选粒径小于10μm、更优选小于2μm的碳酸钙，所述补强剂的用量为30-80重量份，优选为40-70重量份，更优选为50-60重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
3.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂为二甲基聚硅氧烷、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、对苯二甲酸乙二醇酯，其用量为5-20重量份，优选为8-15重量份，更优选为10-12重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
4.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述交联剂为四乙氧基硅烷或其与四甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的至少一种的混合物，其用量为1至15重量份，优选2至13重量份，最优选3至10重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
5.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述增粘剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或其与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、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷等的至少一种的混合物，其用量为1至5重量份，优选2至4重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
6.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡或其与除二丁基二月桂酸锡以外的金属螯合物类催化剂的至少一种的混合物，其用量可为0.05至5重量份，优选0.1至3重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
7.权利要求6的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述金属螯合物类催化剂包括有机钛螯合物和有机锡螯合物。
8.权利要求1的双组分缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征在于，所述抗还原剂为具有如下通式(II)的有机硅氧烷
其中，R1表示取代或未取代的饱和烃基，优选直链或支链的具有1至18个碳原子的烷基、具有5-12个碳原子的环烷基、具有6-15个碳原子的芳基及其卤化物，特别优选为甲基或乙基；R2表示相同或不同的饱和烷氧基，优选直链或支链的具有1至8个碳原子的烷氧基，特别优选为甲氧基或乙氧基，
所述抗还原剂的用量为10-30重量份，优选为13-25重量份，更优选为15-20重量份，基于100重量份的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷计。
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