CN107541170A

CN107541170A - 一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

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Publication number: CN107541170A
Application number: CN201710796922.1A
Authority: CN
Inventors: 杨海兵; 李义博; 陈中华; 石正金
Original assignee: Ji Tai Chemical Inc Guangzhou
Current assignee: Ji Tai Chemical Inc Guangzhou
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2037-09-06
Also published as: CN107541170B

Abstract

本发明公开了一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法，所述聚醚密封胶含有如下按重量份计算的原料：改性硅烷树脂100份，增塑剂50～120份，填料80～260份，颜料0～20份，触变剂0～10份，紫外吸收剂0.5～5份，光稳定剂0.5～5份，除水剂0.5～4份，粘接促进剂0.5～4份，催化剂0.1～4份。本发明解决了现有单组分硅烷改性聚醚密封胶难以兼具低模量和高弹性恢复率的问题，所制备的产品具有固化速度快、模量低以及弹性恢复率高等性能，能够满足住宅产业化中对建筑拼接接缝的伸缩位移要求。

Description

一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及密封胶技术领域，更具体地，涉及一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法。

背景技术

2016年10月，国务院正式发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出“力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％”的目标，大力支持并推广各省装配式建筑的布局和建造。装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑，具有建造速度快，受气候条件制约小，有效减少建筑垃圾并可提高建筑质量等优势。

与传统现浇建筑不同，装配式建筑中预制构件之间必然存在接缝，接缝的防水就成了装配式建筑质量控制的关键因素之一。作为装配式外墙接缝密封材料，密封胶在保障建筑防水密封以及建筑美观方面起到至关重要的作用。目前外墙防水密封用密封胶主要有聚氨酯密封胶、硅酮密封胶与改性硅烷密封胶。其中，改性硅烷密封胶在耐候、粘结性、涂饰性、环境友善性等方面表现出更高的性价比，现已成为我国近年来密封胶行业研发的热点。改性硅烷密封胶包括硅烷改性聚醚密封胶和硅烷改性聚氨酯密封胶。一般来讲，改性硅烷密封胶按其组分不同可分为双组份密封胶和单组分密封胶两种。但是现有的单组分硅烷改性聚醚密封胶难以兼具低模量与高弹性恢复率的性能，开发具有低模高弹的单组分硅烷改性聚醚密封胶非常必要。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶。本发明的另一目的在于提供一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，含有如下按重量份计算的原料：改性硅烷树脂100份，增塑剂50～120份，填料80～260份，颜料0～20份，触变剂 0～10份，紫外吸收剂0.5～5份，光稳定剂0.5～5份，除水剂0.5～4份，粘接促进剂0.5～4份，催化剂0.1～4份；

所述改性硅烷树脂为可端基水解的硅烷封端聚醚，所述硅烷封端聚醚的结构如下，

其中R₂为R₁或OR₁，R₁为甲基或乙基，且所述硅烷封端聚醚的数均分子量 25000～35000；

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、二乙酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种或几种。

上述建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，兼具有机硅树脂的硅烷端基和聚氨酯树脂的聚醚链段的结构特点，通过选择合适结构的改性硅烷树脂，再配合特定的催化体系，实现密封胶固化过程中合适的体型交联程度，从而使得制备的密封胶表现出兼具低模量和高弹性恢复率的性能优点。

优选地，所述硅烷封端聚醚的结构如下，

其中R₂为OR₁，R₁为甲基。

优选地，所述增塑剂为聚醚多元醇、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、1,2-环氧环己烷4,5二羧酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯等中的一种或多种。

优选地，所述填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质二氧化硅、氧化锌、高岭土、滑石粉中的一种或几种。

优选地，所述颜料为钛白粉和炭黑中的一种或几种。

优选地，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或几种。

优选地，所述紫外吸收剂为TINUVIN 213、TINUVIN 234、TINUVIN326、TINUVIN328、TINUVIN329和TINUVIN571中的一种或几种。

优选地，所述光稳定剂为TINUVIN123、TINUVIN622、TINUVIN765、TINUVIN770、TINUVIN 292和TINUVIN791中的一种或几种。

优选地，所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述粘接促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、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-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

制备上述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将填料、颜料干燥；

S2.在釜中加入改性硅烷树脂、增塑剂、填料、颜料、触变剂、紫外吸收剂、光稳定剂、除水剂、粘接促进剂和催化剂并混合均匀，在真空度为 -0.09MPa～-0.1MPa的条件下搅拌30min～40min，出料即得。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用的硅烷封端聚醚的分子量为25000～35000，并采用特定的催化剂二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、二乙酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种或几种，能够制备得到兼具低模量和高弹性恢复率的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶。本发明解决了传统单组分硅烷改性聚醚密封胶难以兼具低模量和高弹性恢复率的问题，所制备的产品兼具低模量和高弹性恢复率，能够满足住宅产业化中对建筑拼接接缝的伸缩位移要求。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，实施例不构成对比本发明保护范围的限定。

实施例中采用的硅烷封端聚醚具体为如下结构：采用3种结构的硅烷封端聚醚用于实施例，

其中，

式①R1为甲基，R2为甲氧基；

式②R1为甲基，R2为甲基；

式③R1为乙基，R2为乙氧基。

还需要说明的是，实施例中，聚醚多元醇采用的是PPG2000；1,2-环己烷二羧酸二异壬酯的简称为DINCH；邻苯二甲酸二异壬酯的简称为DINP；邻苯二甲酸二异癸酯的简称为DIDP；邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯的简称为DPHP。

实施例中的可端基水解的硅烷封端聚醚可从市场购得；还有催化剂、增塑剂、填料、紫外吸收剂、光稳定剂、除水剂、粘接促进剂均可以从市场购得；而且，其中，紫外吸收剂(TINUVIN 213、TINUVIN 234、TINUVIN326、TINUVIN328、 TINUVIN329和TINUVIN571)和光稳定剂(TINUVIN123、TINUVIN622、 TINUVIN765、TINUVIN770、TINUVIN 292和TINUVIN791)可从巴斯夫购得。

实施例1～15以及对比例1～4

实施例1～15以及对比例1～4建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶的原料使用量如表1所示，制备步骤为：

S1.将填料和颜料分别在120℃条件下干燥12小时，备用；

S2.行星釜中依次加入改性硅烷树脂、增塑剂、干燥后的填(颜)料、触变剂、紫外吸收剂、光稳定剂、除水剂、粘接促进剂和催化剂并混合均匀，在真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下搅拌40min，出料即得。

性能测试

本发明中，性能测试采用如下方法：

密封胶的100％模量的测试方法：参考GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定方法(Ⅰ型哑铃片)；

密封胶的100％定伸的弹性恢复率的测试方法：参考GB/T 13477.17-2002建筑密封材料实验方法(第17部分：弹性恢复率的测定)；

密封胶的24小时固化深度的测试方法：参考QC/TQ 1024-2015汽车用单组分聚氨酯密封胶(7.8固化速度测试方法)；

将上述实施例和对比例制备的单组分硅烷改性聚醚密封胶进行力学性能测试，主要测试指标包含密封胶的100％模量、100％定伸的弹性恢复率以及24小时固化深度。结果如表2所示。

(1)数均分子量为25000～35000的改性硅烷树脂，配合本发明特定的催化剂，制备得到的单组分硅烷改性聚醚密封胶能够达到兼具低模量和高弹性恢复率的技术效果。由实施例1～15可知，本发明制备的单组分硅烷改性聚醚密封胶的 100％模量均小于等于0.4MPa，100％定伸的弹性恢复率均为70％以上。而且，由对比例1可知，数均分子量为20000时，使用与实施例5～7相同的催化剂，无法达到兼具低模量和高弹性恢复率的技术效果。

(2)改性硅烷树脂采用式①，数均分子量为25000时，采用催化剂二月桂酸二正辛基锡或辛酸亚锡制备得到的单组分硅烷改性聚醚密封胶性能较佳。由实施例5以及实施例8～10可知，实施例9采用二月桂酸二正辛基锡为催化剂，实施例10采用辛酸亚锡为催化剂，实施例9和实施例10的100％模量≤0.31MPa 而且100％定伸的弹性恢复率≥80％。但是，实施例10的固化速度较差，实施例 9的固化速度不如实施例8。

(3)改性硅烷树脂采用式①，数均分子量为28000时，采用催化剂二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡或二月桂酸二正辛基锡制备得到的单组分硅烷改性聚醚密封胶性能较佳。实施例6以及实施例11～12的100％模量≤0.36MPa而且 100％定伸的弹性恢复率≥85％；其中，实施例11和实施例12的固化速度优于实施例6。

(4)采用双(乙酰酸)二丁基锡作催化剂时，配合本发明中的式①数均分子量为25000～35000的改性硅烷树脂，无法达到兼具低模量和高弹性恢复率的技术效果。由对比例2～4可知，制备得到的单组分硅烷改性聚醚密封胶的100％模量一般较大，可能是由于催化剂双(乙酰酸)二丁基锡的催化活性太高，在固化过程中迅速交联固化，产物模量较高，难以达到兼具低模量和高弹性恢复率的技术效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，含有如下按重量份计算的原料：改性硅烷树脂100份，增塑剂50～120份，填料80～260份，颜料0～20份，触变剂0～10份，紫外吸收剂0.5～5份，光稳定剂0.5～5份，除水剂0.5～4份，粘接促进剂0.5～4份，催化剂0.1～4份；

其中R₂为R₁或OR₁，R₁为甲基或乙基，且所述硅烷封端聚醚的数均分子量为25000～35000；

2.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷封端聚醚的结构如下，

其中R₂为OR₁，R₁为甲基。

3.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述增塑剂为聚醚多元醇、1,2-环己烷二羧酸二异壬酯、1,2-环氧环己烷4,5二羧酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯等中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质二氧化硅、氧化锌、高岭土、滑石粉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述紫外吸收剂为TINUVIN 213、TINUVIN 234、TINUVIN326、TINUVIN328、TINUVIN329和TINUVIN571中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述光稳定剂为TINUVIN123、TINUVIN622、TINUVIN765、TINUVIN770、TINUVIN 292和TINUVIN791中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述粘接促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、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-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

9.制备权利要求1～8任一项所述的建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将填料、颜料干燥；

S2.在釜中加入改性硅烷树脂、增塑剂、填料、颜料、触变剂、紫外吸收剂、光稳定剂、除水剂、粘接促进剂和催化剂并混合均匀，在真空度为-0.09MPa～-0.1MPa的条件下搅拌30min～40min，出料即得。