CN105567148A - 用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，属于密封胶技术领域。该硅烷改性聚醚胶主要由端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、触变剂、紫外吸收剂、紫外稳定剂、水份清除剂、粘接促进剂、固化剂制备而成；其中端硅烷基聚醚为可水解硅烷基的聚氧化丙烯醚。该硅烷改性聚醚胶，采用兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处的端硅烷基聚醚，再配合特定的粘接促进剂，使制备得到的硅烷改性聚醚胶对水泥预制板在常温或泡水后均具有良好的粘接力，特别适合用于装配式混凝土建筑的接缝密封中。
Description
技术领域
本发明涉及密封胶技术领域，特别是涉及一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶及其制造方法。
背景技术
硅烷改性聚醚胶是随着近代建筑从刚性结构向柔性(框架式)结构的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，表现出具有优良的耐候性、耐久性，以及较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，装配式混凝土建筑因其具有工期短、安全性高、节能环保、节约成本、建筑质量稳定、人工费用低等优势，已成为住宅技术发展的必然趋势。装配式混凝土建筑是指用预制构件在工地装配而成的建筑，简而言之，就是“像搭积木一样盖房子”。其中，预制构件是指在工厂中生产出来的预制混凝土钢筋构件(PC构件)，预制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，而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”，影响密封胶的粘结性能，而即使是单纯的矿物油残留，也会影响密封胶的粘结性；同时，预制构件在被制成后，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。还有影响密封胶粘结效果的因素是：由于预制构件是以水泥混凝土浇注而成，为一种多孔性的建筑材料，如果泡水一段时间后，水会慢慢渗透到密封胶的粘结面并破坏其界面层，从而导致密封胶粘结失效。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，该硅烷改性聚醚胶对预制构件(预制混凝土钢筋构件)具有良好的粘结效果，可广泛用于装配式混凝土建筑中。
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，主要由以下重量份的原料制备而成：
所述端硅烷基聚醚为可水解硅烷基的聚氧化丙烯醚；
所述粘接促进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、和异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
上述用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，采用兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处的端硅烷基聚醚，再配合特定的粘接促进剂，由于端硅烷基聚醚的端基为含有两个以上的可水解的烷氧基的甲硅烷基，与带有氨基、环氧基、巯基或乙烯基等基团的硅烷偶联剂(即粘结促进剂)会产生良好的协同作用，使制备得到的硅烷改性聚醚胶对水泥预制板在常温或泡水后均具有良好的粘接力。
在其中一些实施例中，所述硅烷改性聚醚胶主要由以下重量份的原料制备而成：
在其中一些实施例中，所述端硅烷基聚醚具有如下结构特征：
其中，n为正整数，且所述端硅烷基聚醚的数均分子量为6000-20000。
在其中一些实施例中，所述端硅烷基聚醚的数均分子量为10000-15000。
在其中一些实施例中，所述粘接促进剂为氯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、和异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述粘接促进剂为重量份比为2-4:2-4:2-4的β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷:N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷:异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
在其中一些实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂、烷基磺酸酯类增塑剂、和聚醚多元醇类增塑剂中的至少一种；
所述增量填料为碳酸钙、硅粉、滑石粉、和高岭土中的至少一种；其中，碳酸钙可以选择重质碳酸钙、纳米活性碳酸钙(通常为粒径在25～100nm，颗粒有液相包覆的碳酸钙)等，硅粉优选粒径为2500～12500目的硅微粉；滑石粉优选粒径为1250目以上的超细滑石粉。
所述色粉为钛白粉、和炭黑中的至少一种；
所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、和有机膨润土中的至少一种；
所述紫外吸收剂为水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂、和三嗪类紫外吸收剂中的至少一种；
所述紫外稳定剂为受阻胺类光稳定剂中的至少一种；
所述水份清除剂为噁唑烷类水份清除剂；
所述固化剂为有机锡类催化剂。
在其中一些实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯、和聚丙二醇中的至少一种；
所述紫外吸收剂为巴斯夫的UV-326、UV-327、UV-328、UV-320、Tinuvin326、Tinuvin213、和Tinuvin101中的至少一种；
所述紫外稳定剂为巴斯夫的UV-3346、UV-3529、UV-3581、UV-3583、Tinuvin770、Tinuvin292、和Tinuvin5050中的至少一种；
所述水份清除剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种；
所述固化剂为辛酸亚锡、丁酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、和二醋酸二丁基锡中的至少一种。
本法明还公开了上述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶的制造方法，包括以下步骤：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌40-80min，随后，降温至40-55℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌20～30分钟，即得。
上述用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶的制造方法，具有工艺简单、安全易操作的优点，适用于工业化的批量生产。
本发明还公开了上述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶在粘结预制混凝土钢筋构件中的用途。上述硅烷改性聚醚胶，对预制混凝土钢筋构件具有良好的粘结效果，特别适合用于装配式混凝土建筑的接缝密封中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，采用兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处的端硅烷基聚醚，再配合特定的粘接促进剂，由于端硅烷基聚醚的端基一般为含有两个以上的可水解的烷氧基的甲硅烷基，与带有氨基、环氧基、巯基或乙烯基等基团的硅烷偶联剂会产生良好的协同作用，使制备得到的硅烷改性聚醚胶对水泥预制板在常温或泡水后均具有良好的粘接力。
并且还对该硅烷改性聚醚胶中的各种成分进行了优选，得到了具有最佳粘结效果的密封胶配方。
本发明的一种上述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶的制造方法，具有工艺简单、安全易操作的优点，适用于工业化的批量生产。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
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。其中：
甲基二甲氧基氧基甲硅烷基的聚氧化丙烯醚的结构式如下：
数均分子量为6000～20000。
实施例1
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
实施例2
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
实施例3
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
实施例4
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
实施例5
一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
对比例1
一种硅烷改性聚醚胶，由以下重量份的原料制备而成：
本实施例的硅烷改性聚醚胶通过以下方法制备得到：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，依次加入双行星搅拌机中，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌60min，随后，降温至50℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌30分钟，即得。
实验例
将上述实施例和对比例制备的硅烷改性聚醚胶进行水泥预制板粘结性能测试，方法如下：用各实施例和对比例制备的硅烷改性聚醚胶分别在水泥预制板试块表面上施胶，固化后，常温养护21天，或常温养护21天再泡水7天后进行手拉剥离实验，观察拉开的胶条和水泥预制板之间的粘接破坏情况，如果是内聚破坏判定为不粘接，再根据内聚破坏粘接的面积来确定粘接百分比。结果如表1所示。
表1.各实施例硅烷改性聚醚胶性能测试结果
从上述结果中可以看出，实施例1和对比例1相比，对比例1中因为没有添加粘结促进剂，其粘结效果无论是常温状态还是泡水情况下均较差。
而实施例1-5相比，采用较高数均分子量的端硅烷基聚醚与β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和异氰酸丙基三乙氧基硅烷配合制备硅烷改性聚醚胶，具有最佳的粘结效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：
所述端硅烷基聚醚为可水解硅烷基的聚氧化丙烯醚；
所述粘接促进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、和异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：
3.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，所述端硅烷基聚醚具有如下结构特征：
其中，n为正整数，且所述端硅烷基聚醚的数均分子量为6000-20000。
4.根据权利要求3所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，所述端硅烷基聚醚的数均分子量为10000-15000。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，所述粘接促进剂为氯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、和异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，所述粘接促进剂为重量份比为2-4:2-4:2-的β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷:N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷:异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂、烷基磺酸酯类增塑剂、和聚醚多元醇类增塑剂中的至少一种；
所述增量填料为碳酸钙、硅粉、滑石粉、和高岭土中的至少一种；
所述色粉为钛白粉、和炭黑中的至少一种；
所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、和有机膨润土中的至少一种；
所述紫外吸收剂为水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂、和三嗪类紫外吸收剂中的至少一种；
所述紫外稳定剂为受阻胺类光稳定剂中的至少一种；
所述水份清除剂为噁唑烷类水份清除剂；
所述固化剂为有机锡类催化剂。
8.根据权利要求7所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶，其特征在于，
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯、和聚丙二醇中的至少一种；
所述紫外吸收剂为巴斯夫的UV-326、UV-327、UV-328、UV-320、Tinuvin326、Tinuvin213、和Tinuvin101中的至少一种；
所述紫外稳定剂为巴斯夫的UV-3346、UV-3529、UV-3581、UV-3583、Tinuvin770、Tinuvin292、和Tinuvin5050中的至少一种；
所述水份清除剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、和乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种；
所述固化剂为辛酸亚锡、丁酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、和二醋酸二丁基锡中的至少一种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取配方量的端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、紫外吸收剂、紫外稳定剂、触变剂，混合均匀，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为60～90℃的条件下搅拌40-80min，随后，降温至40-55℃，再加入水份清除剂、粘接促进剂和固化剂，于真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下，搅拌20～30分钟，即得。
10.一种权利要求1-8任一项所述的用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶在粘结预制混凝土钢筋构件中的用途。
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