CN106957631A - 一种脱醇型硅橡胶密封剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脱醇型硅橡胶密封剂，以重量份计，包括：α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100份；二甲基硅油0.1～30份；碳酸钙80～150份；色浆0～10份；有机硅交联剂5～12份；硅烷偶联剂0.05～5份；含钛催化剂0.05～8份；极性基团改性的聚丁二烯0.05～5份。本发明采用极性基团改性的聚丁二烯，由于含有极性基团增加了空气中水分的引入，提高了密封剂的初始的固化速度和初始强度。本发明通过合理控制密封剂中的成分，并调节各组分的含量，在各组分的综合作用下，使密封剂具有初始固化速度快、剪切强度高，粘结性优异的优点。

Description

一种脱醇型硅橡胶密封剂
技术领域
本发明涉及密封技术领域，尤其涉及一种脱醇型硅橡胶密封剂。
背景技术
密封剂(英文名称sealant)也称作密封胶、密封材料，是以高分材料为基体，一种随密封面形状而变形、不易流淌，有一定粘结性的材料。密封剂具有防泄漏、防水、防振动、隔音、隔热等功能。密封剂分为粘结型和非粘结型两大类，粘结型又分为弹性型、热熔型和厌氧型；非粘结型又分为干性固着型、干性剥离型、半干性粘弹型和不干性粘着型等品种。现有技术中密封剂通常以沥青、天然树脂或合成树脂、天然橡胶或合成橡胶等干性或非干性的黏稠物为基料，配合滑石粉、白土、炭黑、钛白粉和石棉等惰性填料，再加入增塑剂、溶剂、固化剂、促进剂等制成。
现有技术提供了一种密封剂的制备方法，包括以下步骤:(1)称取制备方法中所需各组份，各组份的重量份为：羟基硅油60～150份；二甲基硅油10～40份；有机硅改性聚氨酯5～30份；纳米填料10～40份；交联剂4～15份；固化促进剂2～8份；固化催化剂0.02～3份；(2)将羟基硅油、二甲基硅油和有机硅改性聚氨酯混合后，加入纳米填料，用捏合机搅拌并真空脱除水分1～12h，得到混合料；(3)将(2)中获得的混合料用三辊机碾3～4遍后醒料4～48h，然后加入交联剂、固化促进剂和固化催化剂，再放回捏合机里继续搅拌并抽真空脱除水分0.1～4h后，移至压机，压出灌装，得到一种密封剂。
现有技术提供的密封剂具有良好的粘结性能，密封性较好，能够用于汽车大灯边框的密封。现有技术中的密封剂一般重点考虑粘结性，对于初始固化速度和初始剪切强度并未研究。目前很多领域对于密封剂都要求能够快速固化、初始强度高，以有利于生产周转。因此，目前市场上急需一种初始固化速度快、初始剪切强度高而且粘度较好的密封剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同时具有初始固化速度快、初始剪切强度高和粘度高的良好性能的脱醇型硅橡胶密封剂。
本发明提供了一种密封剂，以重量份计，包括：
优选的，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的运动粘度为1500～80000mm2/s。
优选的，所述二甲基硅油的运动粘度为50～5000mm2/s。
优选的，所述碳酸钙为经过脂肪酸表面处理的碳酸钙。
优选的，所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
优选的，所述有机硅交联剂选自甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯等中的一种或几种。
优选的，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和环氧低聚硅烷中的一种或几种。
优选的，所述含钛催化剂选自钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸叔丁酯和乙酰乙酸乙酯钛复合物中的一种或几种。
优选的，所述极性基团改性的聚丁二烯为羟基改性的聚丁二烯、马来酸酐改性的聚丁二烯和硅烷改性的聚丁二烯的一种或几种。
优选的，所述色浆选自黑色浆、白色浆和银色浆中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明中的二甲基硅油使密封剂具有较好的柔韧性，碳酸钙使密封剂具有良好的力学性能，起到很好的补强效果；硅烷偶联剂和含钛催化剂使密封剂具有优异的粘结性和固化速度；尤其是采用极性基团改性的聚丁二烯，由于含有极性基团增加了空气中水分的引入，进一步提高了密封剂的初始的固化速度和初始强度。本发明通过合理控制密封剂中的成分，并调节各组分的含量，在各组分的综合作用下，使密封剂具有初始固化速度快、剪切强度高，粘结性优异的优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种脱醇型硅橡胶密封剂，以重量份计，包括：
本发明提供的密封剂，具有初始固化速度快、初始剪切强度高的性能，固化后对金属(如不锈钢、冷轧钢、铝、阳极氧化铝等)、各种塑料(如PC、PMMA、PET等)、陶瓷等材料具有良好的粘结性。
在本发明中，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷是密封剂的基础胶料，其运动粘度优选为1500～80000mm2/s，更优选为2000～50000mm2/s。本发明对所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
在本发明中，二甲基硅油可作为密封剂的增塑剂，其粘度优选为50～5000mm2/s，更优选为100～1000mm2/s。在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述二甲基硅油的重量份数优选为5～20份，更优选为8～16份。
在本发明中，所述碳酸钙优选为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径较细，作为密封剂的填料，使密封剂良好的力学性能，很容易很分散到密封剂的橡胶中，提供补强作用。在本发明中，所述碳酸钙优选为重质碳酸钙。
在本发明中，所述碳酸钙优选为经过脂肪酸表面处理的碳酸钙，更优选为经过脂肪酸表面处理的纳米碳酸钙或重质碳酸钙。本发明对所述经过脂肪酸表面处理的碳酸钙的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，也可按照本领域技术人员熟知的方法制备得到。
在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述碳酸钙的重量份数优选为100～120份。
在本发明中，所述色浆起到调色的作用，本领域技术人员可以根据际使用需求，选择色浆的颜色。本发明对所述色浆的颜色没有特殊的限制，可为黑色浆、白色浆和银色浆中的一种或几种。本发明对色浆的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述色浆的重量份数优选为2～8份。
在本发明中，有机硅交联剂起到交联固化作用，与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷反应后使密封剂成为弹性体。在本发明中，所述有机硅交联剂优选选自甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯等中的一种或几种。本发明对有机硅交联剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述有机硅交联剂的重量份数优选为6～10份。
在本发明中，所述含钛催化剂起到加速固化的作用，所述含钛催化剂优选选自钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸叔丁酯和乙酰乙酸乙酯钛复合物中的一种或几种。本发明对含钛催化剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述含钛催化剂的重量份数优选为2～8份。
在本发明中，所述硅烷偶联剂起到粘接促进作用，所述硅烷偶联剂优选选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和环氧低聚硅烷中的一种或几种，更优选为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或环氧低聚硅烷。本发明对硅烷偶联剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述硅烷偶联剂的重量份数优选为2～5份。
在本发明中，极性基团改性的聚丁二烯起到促进固化的作用，优选为羟基改性的聚丁二烯、马来酸酐改性的聚丁二烯和硅烷改性的聚丁二烯的一种或几种。本发明采用极性基团改性的聚丁二烯，由于含有极性基团增加了空气中水分的引入，进一步提高了密封剂的初始的固化速度和初始强度。本发明对极性基团改性的聚丁二烯的来源没有特殊的限制，可以采用本领域技术人员熟知的方法对聚丁二烯进行改性制备得到，也可由市场购买获得。
在本发明中，以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的重量份数为基准，所述极性基团改性的聚丁二烯的重量份数优选为0.05～5份。
本发明对所述密封剂的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的密封剂的制备方法制备得到即可。在本发明中，所述密封剂的制备方法优选为：
将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、碳酸钙与色浆混合后，加热后真空脱水，降温，得到混合料；
将所述混合料与有机硅交联剂、含钛催化剂混合，真空条件下搅拌，得到混合物；
向混合物中加入硅烷偶联剂、极性基团改性的聚丁二烯，在真空条件下搅拌降温，得到密封剂。
在本发明中，所述加热的温度优选为100～150℃，更优选为120～130℃。在本发明中，所述真空脱水的压力优选为-0.09MPa～～0.1MPa，时间优选为2～4h。在本发明中，搅拌结束后优选降温至≤50℃。
本发明以下实施例所用的原料为市售商品或者是本领域技术人员按照熟知的方法制备得到的。
实施例1
将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、350mm2/s的二甲基硅油、纳米碳酸钙、白色浆投入到高速分散行星机中搅拌，同时加热到120℃，在-0.09～-0.1MPa下真空脱水3h，脱完水分后降温至50℃以下，加入甲基三甲氧基硅烷、乙酰乙酸乙酯钛复合物，在真空条件下搅拌均匀，再加入环氧低聚硅烷和马来酸酐改性的聚丁二烯，真空条件下搅拌均匀后出料，得到硅橡胶密封剂，上述原料的用量和来源如表1所示，表1为本发明实施例1所用原料用量和来源。
表1本发明实施例1所用原料用量和来源
实施例2
将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、350mm2/s的二甲基硅油、纳米碳酸钙、黑色浆投入到高速分散行星机中搅拌，同时加热到120℃，在-0.09～-0.1MPa下真空脱水3h，脱完水分后降温至50℃以下，加入甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙酰乙酸乙酯钛复合物，在真空条件下搅拌均匀，再加入环氧低聚硅烷和马来酸酐改性的聚丁二烯，真空条件下搅拌均匀后出料，得到硅橡胶密封剂，上述原料的含量和来源如表2所示，表2为本发明实施例2所用原料用量和来源。
表2本发明实施例2所用原料用量和来源
比较例1
将运动粘度为20000mm2/s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、350mm2/s的二甲基硅油、纳米碳酸钙、白色浆投入到高速分散行星机中搅拌，同时加热到120℃，在-0.09～-0.1MPa下真空脱水3h，脱完水分后降温至50℃以下，加入甲基三甲氧基硅烷和乙酰乙酸乙酯钛复合物，在真空条件下搅拌均匀，再加入环氧低聚硅烷，真空条件下搅拌均匀后出料，得到硅橡胶密封剂，上述原料的用量和来源如表3所示，表3为本发明比较例1所用原料用量和来源。
表3本发明例1所用原料用量和来源
实施例3
按照标准号为GB/T 29595-2013的《地面用光伏组件密封材料硅橡胶密封剂》标准，检测本发明实施例1～2和比较例1制备得到的密封剂的表干时间、固化速度、剪切强度、拉伸强度、断裂伸长率、粘结内聚破坏，检测结果如表4所示，表4为本发明实施例和比较例制备得到的密封剂性能检测结果。
表4本发明实施例和比较例制备得到的密封剂性能检测结果
由以上实施例可知，本发明提供了一种密封剂，以重量份计，包括：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；二甲基硅油0.1～30份；碳酸钙80～150份；色浆0～10份；有机硅交联剂5～12份；硅烷偶联剂0.05～5份；含钛催化剂0.05～8份；极性基团改性的聚丁二烯0.05～5份。本发明采用极性基团改性的聚丁二烯，由于含有极性基团增加了空气中水分的引入，提高了密封剂的初始的固化速度和初始强度。本发明通过合理控制密封剂中的成分，并调节各组分的含量，在各组分的综合作用下，使密封剂具有初始固化速度快、剪切强度高，粘结性优异的优点。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种密封剂，以重量份计，包括：
2.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的运动粘度为1500～80000mm2/s。
3.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述二甲基硅油的运动粘度为50～5000mm2/s。
4.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述碳酸钙为经过脂肪酸表面处理的碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的密封剂，其特征在于，所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述有机硅交联剂选自甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯等中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和环氧低聚硅烷中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述含钛催化剂选自钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸叔丁酯和乙酰乙酸乙酯钛复合物中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述极性基团改性的聚丁二烯为羟基改性的聚丁二烯、马来酸酐改性的聚丁二烯和硅烷改性的聚丁二烯的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的密封剂，其特征在于，所述色浆选自黑色浆、白色浆和银色浆中的一种或几种。
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