CN108276945A

CN108276945A - 一种环保型硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

Info

Publication number: CN108276945A
Application number: CN201810066351.0A
Authority: CN
Inventors: 董建国; 李欣怡; 何志强; 谢琼春
Original assignee: Shanghai Dongda Chemical Co Ltd
Current assignee: Shanghai Dongda Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2018-07-13

Abstract

本申请涉及一种环保型硅烷改性聚醚密封胶。本申请还提供一种制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法。所述方法包括混合硅烷改性聚醚树脂、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、增塑剂、偶联剂和除水剂，得到第一混合物；在100‑150℃的温度下，对所述第一混合物进行真空处理，得到经过真空处理的第一混合物；和向所述经过真空处理的第一混合物中添加催化剂，搅拌均匀后脱泡出胶，得到所述环保型硅烷改性聚醚密封胶。本申请的有益效果在于使用绿色除水剂分子筛代替硅烷类除水剂获得本申请的产品更加环保，且力学性能及储存稳定性优良；本申请制备工艺简单，易于操作，在施工时候也便捷。

Description

一种环保型硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

技术领域

本申请涉及密封胶技术领域，具体来说，本申请涉及一种环保型硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法。

背景技术

硅烷改性聚醚密封胶的固化机理是聚醚端的烷氧基与空气的水反应形成交联网状结构，最终形成有粘接性的弹性体填充界面以达到粘接和密封的效果。硅烷改性聚醚密封胶主链为聚醚结构类似于聚氨酯胶，端基为硅烷基类似于硅酮胶，故其在性能上结合了两者的优点，如：对环境友好、优良的耐老化性能、表面可涂饰、不污染基材等。

硅烷改性聚醚密封胶，一般的基础配方如下：

但是现有大部分的硅烷改性聚醚密封胶所添加的除水剂为硅烷类。比较常用的如任许飞在《一种硅烷改性聚醚密封胶用底涂剂及其制备方法和应用》中的乙烯基三甲氧基硅烷，其为无色透明液体，具有刺激性的气味，易挥发。但此类除水剂的使用会影响硅烷改性密封胶的绿色环保性能。因此，使用无刺激性气味的除水剂以配置硅烷改性聚醚密封胶具有重大的意义。

为此，本领域迫切需要开发一种环保型硅烷改性聚醚密封胶及制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法。

发明内容

本申请之目的在于提供一种环保型硅烷改性聚醚密封胶，从而解决上述现有技术中的技术问题。

本申请之目的还在于提供一种制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法。所述方法包括混合硅烷改性聚醚树脂、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、增塑剂、偶联剂和除水剂，得到第一混合物；在100-150℃的温度下，对所述第一混合物进行真空处理，得到经过真空处理的第一混合物；和向所述经过真空处理的第一混合物中添加催化剂，搅拌均匀后脱泡出胶，得到所述环保型硅烷改性聚醚密封胶。在本文所述的方法中，使用分子筛作为除水剂，和/或在原料配方中使用特定光稳定剂，可以制备拉伸强度和断裂伸长率都显著改善的环保型硅烷改性聚醚密封胶。

本申请之目的还在于提供一种环保型硅烷改性聚醚密封胶在建筑接缝上和门窗密封接缝中的应用。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法，所述方法可包括下述步骤：

S1：混合硅烷改性聚醚树脂、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、增塑剂、偶联剂和除水剂，得到第一混合物；

S2：在100-150℃的温度下，对所述第一混合物进行真空处理，得到经过真空处理的第一混合物；和

S3：向所述经过真空处理的第一混合物中添加催化剂，搅拌均匀后脱泡出胶，得到所述环保型硅烷改性聚醚密封胶；

其中所述除水剂包括分子筛；以及

其中在步骤S1之后且在步骤S2之前，向所述第一混合物中加入光稳定剂。

在第一方面的一种实施方式中，所述光稳定剂包括丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯和聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}中的一种或多种。

在第一方面的一种实施方式中，所述方法还包括在步骤S2之后且在步骤S3之前，第一混合物的温度降低到30-60℃，并停止真空处理。

在第二方面中，本申请提供一种通过如第一方面所述的制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法所制备的环保型硅烷改性聚醚密封胶。

在第二方面的一种实施方式中，所述硅烷改性聚醚树脂性能参数为粘度：10000mpa.s-60000mpa.s，锥板粘度仪，25℃。

在第二方面的一种实施方式中，所述分子筛为4A型分子筛和/或Sylosv A₃。

在第二方面的一种实施方式中，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。

在第二方面的一种实施方式中，所述催化剂包括有机锡化合物；和/或所述增塑剂包括邻苯二甲酸二异壬酯。

在第三方面中，本申请提供一种如第二方面所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶在建筑接缝上和门窗密封接缝中的应用。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于使用绿色除水剂分子筛代替乙烯基三甲氧基硅烷获得本申请的产品更加环保，且力学性能及储存稳定性优良；本申请制备工艺简单，易于操作，在施工时候也便捷。

具体实施方式

除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1.这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。

关于化学化合物使用时，除非明确地说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦然(例如，“己烷”单独地或共同地包括己烷的全部异构体)。另外，除非明确地说明，否则用“一个”，“一种”或“该”形容的名词也包括其复数形式。

术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本申请中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。

其中所述除水剂包括分子筛；以及

在一种具体实施方式中，本申请实际所要解决的技术问题是克服了现有技术中硅烷改性聚醚密封胶所使用的除水剂刺激性气味比较大，不环保的缺陷，提供了一种硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法、应用。该方法使用分子筛作为除水剂，且力学性能及粘接性能优良，可以应用于工业、家装以及建筑等多种需要一般密封和胶粘的场合。

在一种具体实施方式中，本申请提供了一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，其包括下述步骤：将硅烷改性聚醚树脂、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、增塑剂、偶联剂和除水剂剂，混合，抽真空，在催化剂作用下，脱泡；所述的增塑剂为DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)。

在一种具体实施方式中，所述的硅烷改性聚醚树脂可为本领域的常规树脂。在一种实施方式中，所述硅烷改性聚醚树脂优选为性能参数为粘度：10000mpa.s-60000mpa.s，锥板粘度仪，25℃的硅烷改性聚醚树脂。在一种特别优选的实施方式中，所述硅烷改性聚醚树脂为购自上海东大化学有限公司的硅烷改性聚醚树脂S230，其性能参数为粘度：38000mpa.s-45000mpa.s，锥板粘度仪，25℃。所述的硅烷改性聚醚树脂的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为15-40％，更优选为25％-40％，例如：25％、35％或40％。本申请的硅烷改性树脂采购自上海东大化学有限公司。

在一种具体实施方式中，所述的除水剂可为分子筛，优选4A型分子筛、SylosvA₃。所述的偶联剂的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为0.5-3％，例如：0.5％、2％或3％。

在一种具体实施方式中，所述的偶联剂可为本领域的常规偶联剂，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷，更优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷。所述的偶联剂的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为0.5-3％，例如：0.5％、2％或3％。

在一种具体实施方式中，所述的重质碳酸钙简称为重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成，是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。所述的重钙的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为5-20％，更优选为13.8-19％，例如：13.8％、25％或19％。本申请的重钙采购自江西奥特精细粉体有限公司，牌号：DZ-1250。

在一种具体实施方式中，所述的轻质碳酸钙简称为轻钙，是通过人工合成制的，其粒度比重质碳酸钙小，吸油量比重质碳酸钙大，价格比重质碳酸钙高。所述的轻钙的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为10-35％，更优选为21％-35％，例如：21.5％、25％或35％。本申请的轻钙采购自江西奥特精细粉体有限公司牌号：DZ-1290。

在一种具体实施方式中，所述的增塑剂DINP的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为20-35％，更优选为20％。

在一种具体实施方式中，所述的催化剂优选有机锡化合物，更优选二月硅酸二丁基锡。所述的催化剂占原料总量的质量百分比优选为0.1-1.0％，更优选为0.2％-0.3％，例如：0.3％或0.2％。

在一种具体实施方式中，所述的制备方法还可进一步包括加入光稳定剂。所述的光稳定剂可为本领域的常规光稳定剂，优选光稳定剂丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯和聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}(光稳定剂944)中的一种或多种，更优选聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}。所述的光稳定剂的用量可为本领域进行此类反应的常规用量，只要不影响反应进行，即可，其占原料总量的质量百分比优选为0.1-0.2％，更优选为0.1％-0.13％，例如：0.1％或0.13％。

在一种具体实施方式中，所述的混合可为本领域各种物料的常规混合，本申请优选将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、硅烷改性聚醚树脂、增塑剂和除水剂投入料缸，搅拌均匀。所述的搅拌可为本领域的常规搅拌。较佳地，以搅拌至分散均匀，物料中没有颗粒为准。所述的搅拌优选为在双行星式搅拌机上进行。

在一种具体实施方式中，所述的抽真空可按本领域的常规方式进行，优选在100-150℃下抽真空，更优选为在100-130℃下抽真空，最优选为在100-120℃下抽真空。所述的抽真空的时间可为常规时间，例如：1-3小时。

在一种具体实施方式中，优选的硅烷改性聚醚密封胶的制备方法包括下列步骤：将轻钙、重钙、硅烷改性聚醚树脂、偶联剂、增塑剂和除水剂投入料缸，搅拌均匀；加入光稳定剂，高速搅拌至分散均匀，物料中没有颗粒；100-150℃下抽真空，降温后加入催化剂，搅拌出胶。较佳地，在所述的抽真空和所述的加入催化剂之间还可包括降温，停止真空。

在一种具体实施方式中，以质量百分比计，所述硅烷改性聚醚密封胶的原料较佳地包括如下成分：

硅烷改性聚醚树脂 15-40％

增塑剂(DINP) 20-35％

重钙 5-20％

轻钙 10-35％

除水剂(4A/Sylosv A₃) 0.05-1％

偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷) 0.5-4％

光稳定剂944 0.08-0.2％

二月硅酸二丁基锡 0.1-1％。

在一较佳实施方式中，所述硅烷改性聚醚密封胶的原料包括如下成分：

硅烷改性聚醚树脂40％

增塑剂(DINP) 20％

重钙 14％

轻钙 25％

除水剂(4A) 0.4％

偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷) 0.5％

光稳定剂944 0.1％

二月硅酸二丁基锡 0.4％。

在另一较佳实施方式中，所述硅烷改性聚醚密封胶的原料包括如下成分：

硅烷改性聚醚树脂 35％；

增塑剂(DINP) 20％

重钙 25％

轻钙 28％

除水剂(Sylosv A₃) 0.07％

偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷) 1.5％

光稳定剂944 0.13％

二月硅酸二丁基锡 0.3％。

本申请还提供了一种由上述制备方法制得的硅烷改性聚醚密封胶。

本申请还提供了上述硅烷改性聚醚密封胶在建筑接缝上和门窗密封接缝上的应用。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本申请各较佳实例。

本申请所用试剂和原料均市售可得。

实施例

下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。

一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，该方法步骤如下：

(1)备料：按照硅烷改性聚醚密封胶的质量百分比组成备料；

(2)使用双行星式搅拌机进行混合生产：将轻钙、重钙、硅烷改性聚醚树脂、偶联剂、增塑剂和除水剂投入料缸，搅拌均匀；

(3)加入光稳定剂，高速搅拌至分散均匀，物料中没有颗粒；

(4)升温至100-120℃，抽真空保温1-3小时；

(5)降温至30-50℃，停止真空；

(6)加入催化剂，搅拌均匀后脱泡出胶。

硅烷改性聚醚密封胶，该密封胶包括如下质量百分比成分：

表1.实施例中各原料组分及质量分数

其中：硅烷改性聚醚树脂为上海东大化学有限公司生产的硅烷改性聚醚树脂S230；

实施例1中除水剂为4A分子筛，实施例2和3中除水剂为Sylosv A₃，对比例1中的除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷，对比例3中的除水剂为购自上海久宙化工的A5；

增塑剂为DINP；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

效果数据的测试：

其中，拉伸强度、100％定伸强度和拉断伸长率，按GB/T528-2009-《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》的规定试验；

硬度，按GBT 531.1-2008-《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分：邵氏硬度计法(邵氏硬度)》的规定试验；硬度，由邵A硬度仪LX-A测试，该仪器采购自方圆试验仪器有限公司。

撕裂强度，按GBT 529—1991-《硫化橡胶撕裂强度的测定》的规定试验；

100％定伸强度，拉伸强度，断裂伸长率，撕裂强度由电子万能拉力机WDW-300来进行测试得出，该仪器采购自济南华兴试验设备有限公司；

挤出性，按GB/T 13477.3-2017-《建筑密封胶材料试验方法第3部分：使用标准器具测定密封材料挤出性的方法》的规定试验；

表2.各实施例的效果数据

从表2可以看出，实施例中的效果较对比例在拉伸强度、断裂伸长率得到了较大的提升且表干时间稍微减短。

表3.各实施例的储存稳定性数据

从表3可以看出，无论是使用硅烷类吸水剂还是分子筛类吸水剂，密封胶的储存稳定性都较好。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims

1.一种制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法，所述方法包括下述步骤：

其中所述除水剂包括分子筛；以及

2.如权利要求1所述的制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法，其特征在于，所述光稳定剂包括丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯和聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤S2之后且在步骤S3之前，第一混合物的温度降低到30-60℃，并停止真空处理。

4.一种通过如权利要求1-3中任一项所述的制备环保型硅烷改性聚醚密封胶的方法所制备的环保型硅烷改性聚醚密封胶。

5.如权利要求4所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚树脂性能参数为粘度：10000mpa.s-60000mpa.s，锥板粘度仪，25℃。

6.如权利要求4所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述分子筛为4A型分子筛和/或Sylosv A₃。

7.如权利要求4所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。

8.如权利要求4所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述催化剂包括有机锡化合物；和/或所述增塑剂包括邻苯二甲酸二异壬酯。

9.一种如权利要求4所述的环保型硅烷改性聚醚密封胶在建筑接缝上和门窗密封接缝中的应用。