CN108219739B - 深度固化的单组分脱酮肟有机硅胶黏剂胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂及其制备方法，所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，通过在交联体系中引入酮肟交联剂低聚物，调整交联剂的配比及固化结构，可以有效的提高深度固化速度，达到2‑4mm的深度固化所需时间可以控制在4‑5h，远高于现有水平。所述单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂较好地解决现有单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂无法满足灯饰装配行业和室外铝板装饰装配行业对胶黏剂快速深度固化性能要求的问题，具有很好的应用前景。

Description

深度固化的单组分脱酮肟有机硅胶黏剂胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，特别是涉及一种深度固化的单组分脱酮肟有机硅胶黏剂胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有其他常规合成橡胶所不具备的耐高温、耐低温、耐气候性、耐老化性等优良性质。广泛用于航天工业、机械装备、家电机电、建筑建材等行业。常见液体硅橡胶根据固化时所脱出的小分子物质分为脱醇型、脱酸型、脱酮肟型、脱酰胺型、脱丙酮型等几大类。根据包装形式分为单组分型和双组分型。其中单组分脱酮肟型硅酮密封胶是其中一类重要的产品种类，尤其在建筑行业、家电灯饰行业用途广泛。该类产品具有表干速度快，对常规基材无腐蚀，粘接性能优良等特点。但是同时也具有其它单组分有机硅胶黏剂所具有深度固化性能不理想的问题。国内外生产厂家一般是通过调整催化剂的种类或用量，提高三官能度交联剂的活性、用量，配合使用四官能度交联剂，调整聚合物粘度，调整填料的种类，调整聚合物与填料的比例等方法提高胶黏剂深度固化的速度。专利特开平8-165433,1996中公布了一种添加甲酰胺类物质作为深度硫化促进剂的方法。以乙烯基三丁酮肟基硅烷作为交联剂，添加一定量的甲酰胺作为促进剂制备出合格的密封胶，实际测试发现添加甲酰胺的实施例深度固化速度确实优于空白样的对比例，但是20h后的固化深度仍只有2-4mm。这些方法对于要求更快的深度固化速度的灯饰装配、室外温差大的外墙铝板装饰装配来说，仍不够理想。因为对于灯饰装配行业，胶黏剂在4-5小时固化深度达到2-4mm，才可以进行下一道装配工艺，如果达到2-4mm的固化深度所需时间过长，则会影响生产效率。对于室外温差大的外墙铝板装饰施工来说，如果密封胶深度固化速度过慢，则可能因温度变化过快导致接缝处密封胶起鼓，严重影响美观效果。

因此，为解决现有单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂无法满足灯饰装配行业和室外铝板装饰装配行业对胶黏剂快速深度固化性能要求的问题，需要开发一种提高深度固化速度的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，该胶黏剂的深度固化速度得到极大的提高。

实现上述目的的技术方案如下。

一种单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，包括以下原料组分：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)：100份

无机填料：50-150份

酮肟交联剂：5-25份

酮肟交联剂低聚物:5-25份

偶联剂：2-10份

催化剂：0.1-0.5份；

所述酮肟交联剂低聚物为如下结构的化合物：

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅分别各种选自以上所列基团。优选为

在其中一个实施例中，所述107胶粘度范围50-100000cps(25℃)，优选为5000-20000cps。

在其中一个实施例中，所述无机填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质碳酸钙其中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述酮肟型交联剂为四丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷其中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述偶联剂为含有伯氨基、仲氨基、叔胺基、环氧基、脲基、异氰酸酯基、氯基、酰氧基等烷氧基硅烷偶联剂，优选KH540、KH550、KH560、KH570、KH792等其中一种或两种。

在其中一个实施例中，催化剂为烷基酰氧类或鳌合型有机锡类催化剂，优选二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡其中的一种或两种。

本发明的另一目的是提供上述单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

将所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、所述无机填料、加入到捏合机中，加热到135±5℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180±10min，密闭冷却到室温；

再依次加入所述酮肟型交联剂、所述酮肟交联剂低聚物、所述偶联剂、所述催化剂，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30±5min，出料密封保存即可。

本发明通过在单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂的交联体系中引入酮肟型交联剂低聚物的方法，以达到提高深度固化速度的要求。单组分有机硅胶黏剂的固化受水汽渗透速度、水汽含量、交联剂的交联活性等同步影响。实际环境中，交联剂的活性是决定交联固化速度的重要因素。配方中引入的酮肟型交联剂低聚物在一个分子上有着高于非低聚物分子几倍的活性官能团，发生交联反应时所需要的水汽量远远少于非低聚物所需量，整体表现是交联固化速度高于非低聚物体系，深度固化速度得到很大提高。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，通过在交联体系中引入酮肟交联剂低聚物，调整交联剂的配比及固化结构，可以有效的提高深度固化速度，达到2-4mm的深度固化所需时间可以控制在4-5h，远高于现有水平。所述单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂较好地解决现有单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂无法满足灯饰装配行业和室外铝板装饰装配行业对胶黏剂快速深度固化性能要求的问题，具有很好的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的耐温耐酸的烟囱用有机硅胶粘剂及其制备方法做进一步详细的说明。

本发明所述的组份材料的来源：

所述(α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)107胶购买于：星火有机硅厂。以下实施例中的粘度数据均为25℃的粘度。

具有三种分子结构式的所述酮肟交联剂低聚物如下。

上述所述酮肟交联剂低聚物的制备如下：

反应过程：将硅烷单体(分别是乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷或四丁酮肟基硅烷)和水混合，在上述反应温度下反应2.5h(同时抽真空)，即得相应硅烷交联剂低聚物。

反应条件具体为：反应温度125℃(同时抽真空)，反应时间2.5h，水的用量(摩尔当量)为n-1，即硅烷单体原材料的用量是n mol，水就是n-1mol。

实施例一

本实施例所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂由以下重量份的原料和方法制备：将粘度为5000cps(25℃)的107胶(α，ω-二羟基聚二甲基硅氧)100份、纳米碳酸钙(无机填料)100份、加入到捏合机中，加热到135℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180min，密闭冷却到室温。再依次加入乙烯基三丁酮肟基硅烷(酮肟型交联剂)5份、分子结构式3的酮肟交联剂低聚物5份、KH550(偶联剂)2份、二月桂酸二丁基锡(催化剂)0.25份，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30min，出料密封保存即可。

实施例二

本实施例所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂由以下重量份的原料和方法制备：将粘度为20000cps的107胶100份、纳米碳酸钙50份、加入到捏合机中，加热到135℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180min，密闭冷却到室温。再依次加入甲基三丁酮肟基硅烷15份、乙烯基三丁酮肟基硅烷5份、分子结构式1的酮肟交联剂低聚物25份、KH540偶联剂2份、二醋酸二丁基锡催化剂0.1份，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30min，出料密封保存即可。

实施例三

本实施例所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂由以下重量份的原料和方法制备：将粘度为10000cps的107胶100份、重质碳酸钙150份、加入到捏合机中，加热到135℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180min，密闭冷却到室温。再依次加入四丁酮肟基硅5份、甲基三丁酮肟基硅烷20份、分子结构式3的酮肟交联剂低聚物15份、KH550偶联剂5份、KH560偶联剂5份、二月桂酸二丁基锡催化剂0.5份，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30min，出料密封保存即可。

实施例四

本实施例所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂由以下重量份的原料和方法制备：将粘度为5000cps的107胶100份、轻质碳酸钙100份、加入到捏合机中，加热到135℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180min，密闭冷却到室温。再依次加入乙烯基三丁酮肟基硅烷5份、甲基三丁酮肟基硅烷10份、分子结构式2的酮肟交联剂低聚物20份、KH792偶联剂4份、二乙酰丙酮二丁基锡催化剂0.4份，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30min，出料密封保存即可。

实施例五

本实施例所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂由以下重量份的原料和方法制备：将粘度为35000cps的107胶100份、纳米碳酸钙50份、重质碳酸钙50份、加入到捏合机中，加热到135℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180min，密闭冷却到室温。再依次加入乙烯基三丁酮肟基硅烷5份、甲基三丁酮肟基硅烷5份、分子结构式3的酮肟交联剂低聚物15份、KH540偶联剂2份、KH540偶联剂2份、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡催化剂0.25份，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30min，出料密封保存即可。

对比例一

与实施例3的组份和制备方法相同，但是不添加分子结构式3的酮肟交联剂低聚物。

对比例二

与实施例1的组份和制备方法相同，但是不添加分子结构式3的酮肟交联剂低聚物。

测试及结果

测试方法：

将制备好的胶黏剂倒入相同规格的洁净的一次性透明塑料杯中，用刮刀将上表面按压刮平。控制好胶样厚度在50±0.5mm，每组制样7份，所有样品静置于温度23℃、湿度50±5％的环境中固化，制样后2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h，分别取样测试表层胶皮固化厚度。

测试结果见下表(单位，mm)

由此可见，配方中引入的酮肟型交联剂低聚物在一个分子上有着高于非低聚物分子几倍的活性官能团，发生交联反应时所需要的水汽量远远少于非低聚物所需量，整体表现是交联固化速度高于非低聚物体系，深度固化速度得到很大提高。

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 (13)

1.一种单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，包括以下原料组分：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：100份

无机填料：50-150份

酮肟交联剂：5-25份

酮肟交联剂低聚物:5-25份

偶联剂：2-10份

催化剂：0.1-0.5份；

所述酮肟交联剂低聚物为如下结构的化合物：

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅分别各种选自以上所列基团。

2.根据权利要求1所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述酮肟交联剂低聚物具有以下分子结构式：

3.根据权利要求1所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为50-100000cps。

4.根据权利要求3所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为5000-20000cps。

5.根据权利要求1所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述无机填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、轻质碳酸钙其中的一种或两种。

6.根据权利要求1-5任一所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述酮肟型交联剂为四丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷其中的一种或两种。

7.根据权利要求1-5任一所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述偶联剂为含有伯氨基、仲氨基、叔胺基、环氧基、脲基、异氰酸酯基、氯基、酰氧基烷氧基硅烷偶联剂。

8.根据权利要求7所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述偶联剂为KH540、KH550、KH560、KH570、KH792其中一种或两种。

9.根据权利要求1-5任一所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述催化剂为烷基酰氧类或鳌合型有机锡类催化剂。

10.根据权利要求9所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，所述催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡其中的一种或两种。

11.根据权利要求1-5任一所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，包括以下原料组分：

粘度为5000-10000cps的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧100份、

无机填料100-150份、

酮肟型交联剂5-10份、

酮肟交联剂低聚物5-15份、

偶联剂2-5份、

催化剂0.25-0.5份。

12.根据权利要求11所述的单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂，其特征是，包括以下原料组分：

粘度为5000-10000cps的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧100份、

无机填料100份、

酮肟型交联剂5份、

酮肟交联剂低聚物5份、

偶联剂2份、

催化剂0.25份；

所述酮肟交联剂低聚物为如下：

13.权利要求1-12任一项所述的上述单组分脱酮肟型有机硅胶黏剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

将所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、所述无机填料加入到捏合机中，加热到135±5℃，真空度-0.095MPa以上高速捏合180±10min，密闭冷却到室温；

再依次加入所述酮肟型交联剂、所述酮肟交联剂低聚物、所述偶联剂、所述催化剂，密闭搅拌均匀后抽真空-0.095MPa保持30±5min，出料密封保存即可。