CN107446509A - 紫外光固化硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种紫外光固化硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下原料：α，ω‑二羟基聚二乙基硅氧烷70～90份、碳酸丙烯酸酯10～20份、白矿油6～12份、补强填料20～40份、光引发剂2～6份、交联剂2～5份、偶联剂2～5份及催化剂0.2～1份，所述补强填料主要由纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管制备得到。该密封胶固化速度快、涂膜质量高，同时具备良好的阻燃性能和优异的拉伸强度与断裂伸长率。

Description

紫外光固化硅酮密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种紫外光固化硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术

硅酮密封胶具有优异的耐气候、湿热、紫外线及其臭氧老化性能，是建筑密封胶首选材料之一。随着建筑幕墙的广泛应用，硅酮密封胶得到了迅猛的发展。干挂石材幕墙迅速兴起，石材已成为高档建筑的外墙装饰主流之一，因此硅酮石材密封胶的应用量逐年增加。

紫外光固化是辐射固化的一类，利用紫外线(UV)照射涂层，产生辐射聚合、辐射交联和辐射接枝等反应，迅速将低分子量物质转变成高分子量产物的化学过程，固化是直接在不加热的底材上进行的，体系中不含溶剂或含极少量溶剂，辐照后液膜几乎100％固化，因而VOC(挥发性有机化合物)排放量很低。因此，自60年代末以来，这一技术在国际上得到飞速发展，其产品在许多行业都得到广泛应用。UV固化制备胶粘剂以其独特的优点备受市场的青睐，光引发剂在受到紫外光照射后，到达激发态，通过引发剂分子的裂解或氢转移产生活性自由基，这些自由基引发单体中烯键而产生新的自由基，使整个体系产生自由基连锁聚合反应，达到快速固化但由于硅胶产品迅速发展，其撕裂、拉伸及伸长性能已逐渐满足不了目前快速发展的需求，如何制备物理性能好，耐磨、耐撕裂、阻燃性能好的硅胶成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提出一种紫外光固化硅酮密封胶，该密封胶固化速度快、涂膜质量高，同时具备良好的阻燃性能和优异的拉伸强度与断裂伸长率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种紫外光固化硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下原料：

α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷70～90份、碳酸丙烯酸酯10～20份、白矿油6～12份、补强填料20～40份、光引发剂2～6份、交联剂2～5份、偶联剂2～5份及催化剂0.2～1份，所述补强填料主要由纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管制备得到。

优选地，所述补强填料的制备方法为：

将纳米氧化镁晶须与碳化硅晶须混合后加入无水乙醇中进行分散，然后向分散液中加入硬脂酸与碳纳米管进行搅拌分散，然后干燥即可获得补强填料。

优选地，所述纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管的质量之比为7～9:4～6:1～3，硬质酸的加入质量为纳米氧化镁晶须与碳化硅晶总质量的1～3％。

优选地，所述交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和丙基三乙酰氧基硅烷中一种或者两种以上。

优选地，所述光引发剂为二苯甲酮WB-4784、二苯甲酮WB-4785、二苯甲酮WB-4792、2，2-二甲基-2-羟基苯乙酮或α-羟基环己基苯甲酮。

优选地，所述偶联剂选自γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或者γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡。

本发明的另一个目的是提供一种紫外光固化硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：

1)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷、碳酸丙烯酸酯与补强填料加入真空捏合机内，于温度100～130℃，真空度为0.06～0.085MPa，脱水共混60～300分钟，降温至室温得到混合物A；

2)将交联剂、光引发剂、偶联剂、催化剂和白矿油加入混合物A中搅拌混合，得到混合物B；

3)混合物B置于30～80mW/cm²的紫外光下照射5～30s，固化后即得。

本发明的有益效果：

1、一般的紫外光固化硅酮密封胶其无机填料的添加量一般建议在4～10％，过多或者过少的无机填料均会影响密封胶的力学性能，容易产生老化，影响使用寿命。本发明纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管进行改性处理，可以有效促进其含量更多的补强填料分散在硅橡胶基体中，大大增强其化学反应接触面及活性，提高了产品的拉伸强度、断裂伸长率、热稳定性及阻燃性能。燃烧性能达到FV-0级。

2、本发明的紫外光固化硅酮密封胶固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低，堪称环境友好型产品。

具体实施方式

实施例1

补强填料的制备方法为：

将纳米氧化镁晶须与碳化硅晶须混合后加入无水乙醇中进行分散，然后向分散液中加入硬脂酸与碳纳米管进行搅拌分散，然后干燥即可获得补强填料。纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管的质量之比为7:6:3，硬质酸的加入质量为纳米氧化镁晶须与碳化硅晶总质量的1％。

实施例2

补强填料的制备方法为：

将纳米氧化镁晶须与碳化硅晶须混合后加入无水乙醇中进行分散，然后向分散液中加入硬脂酸与碳纳米管进行搅拌分散，然后干燥即可获得补强填料。纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管的质量之比为9:4:1，硬质酸的加入质量为纳米氧化镁晶须与碳化硅晶总质量的3％。

实施例3

一种紫外光固化硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下原料：

α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷82份、碳酸丙烯酸酯14份、白矿油10份、实施例1的补强填料32份、二苯甲酮WB-47844份、甲基三乙酰氧基硅烷3份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3.5份及二丁基二月桂酸锡0.6份。

制备方法：

1)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷、碳酸丙烯酸酯与实施例1的补强填料加入真空捏合机内，于温度90℃，真空度为0.06MPa，脱水共混300分钟，降温至室温得到混合物A；

2)将甲基三乙酰氧基硅烷、白矿油、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡和二苯甲酮WB-4784加入混合物A中搅拌混合，，得到混合物B；

3)混合物B置于30mW/cm²的紫外光下照射30s，固化后即得。

实施例4

一种紫外光固化硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下原料：

α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷70份、碳酸丙烯酸酯20份、白矿油6份、实施例2的补强填料30份、二苯甲酮WB-47852份、乙烯基三乙酰氧基硅烷5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份及二丁基二乙酸锡0.2份。

制备方法：

1)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷、碳酸丙烯酸酯与实施例2的补强填料加入真空捏合机内，于温度110℃，真空度为0.075MPa，脱水共混200分钟，降温至室温得到混合物A；

2)将乙烯基三乙酰氧基硅烷、白矿油、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二丁基二乙酸锡和二苯甲酮WB-4785加入混合物A中搅拌混合，真空度为0.075MPa，得到混合物B；

3)混合物B置于60mW/cm²的紫外光下照射20s，固化后即得。

实施例5

一种紫外光固化硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下原料：

α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷90份、碳酸丙烯酸酯10份、白矿油12份、实施例1的补强填料50份、α-羟基环己基苯甲酮3份、丙基三乙酰氧基硅烷2份、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷5份及二丁基二月桂酸锡1份。

制备方法：

1)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷、碳酸丙烯酸酯与实施例1的补强填料加入真空捏合机内，于温度120℃，真空度为0.085MPa，脱水共混60分钟，降温至室温得到混合物A；

2)将丙基三乙酰氧基硅烷、α-羟基环己基苯甲酮、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡和白矿油加入混合物A中搅拌混合，得到混合物B；

3)混合物B置于80mW/cm²的紫外光下照射5s，固化后即得。

将实施例3～5制备的紫外光固化硅酮密封胶进行拉伸强度(GB/T13477.8)与室温固化时间测定，实施例3～5的拉伸强度分别为1.8MPa、2.2MPa以及2.0MPa，室温固化时间分别为20s、18s以及21s。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下原料：

α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷70～90份、碳酸丙烯酸酯10～20份、白矿油6～12份、补强填料20～40份、光引发剂2～6份、交联剂2～5份、偶联剂2～5份及催化剂0.2～1份，所述补强填料主要由纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管制备得到。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述补强填料的制备方法为：

将纳米氧化镁晶须与碳化硅晶须混合后加入无水乙醇中进行分散，然后向分散液中加入硬脂酸与碳纳米管进行搅拌分散，然后干燥即可获得补强填料。

3.根据权利要求2所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述纳米氧化镁晶须、碳化硅晶须及碳纳米管的质量之比为7～9:4～6:1～3，硬质酸的加入质量为纳米氧化镁晶须与碳化硅晶总质量的1～3％。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和丙基三乙酰氧基硅烷中一种或者两种以上。

5.根据权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述光引发剂为二苯甲酮WB-4784、二苯甲酮WB-4785、二苯甲酮WB-4792、2，2-二甲基-2-羟基苯乙酮或α-羟基环己基苯甲酮。

6.根据权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述偶联剂选自γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或者γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶，其特征在于，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡。

8.如权利要求1所述的紫外光固化硅酮密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将α，ω-二羟基聚二乙基硅氧烷、碳酸丙烯酸酯与补强填料加入真空捏合机内，于温度100～130℃，真空度为0.06～0.085MPa，脱水共混60～300分钟，降温至室温得到混合物A；

2)将交联剂、光引发剂、偶联剂、催化剂和白矿油加入混合物A中搅拌混合，得到混合物B；

3)混合物B置于30～80mW/cm²的紫外光下照射5～30s，固化后即得。