CN108676544B - 一种耐高温防霉硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温防霉硅酮密封胶及其制备方法，所述耐高温防霉硅酮密封胶包括如下按重量份计算的组份：α,ω‑二羟基聚硅氧烷50～100份；补强填料5～20份；甲基苯基硅油5～20份；耐高温填料40～100份；防霉剂0.05～0.2份；交联剂3～15份；催化剂0.001～1份；偶联剂0.2～1份；所述α,ω‑二羟基聚硅氧烷为α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω‑二羟基聚甲基苯基硅氧烷的混合物。本发明所制备的耐高温防霉硅酮密封胶弹性好，拉伸强度和断裂伸长率高，耐高温性能和抗湿热性能优异。

Description

一种耐高温防霉硅酮密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅酮密封胶领域，具体地，本发明涉及一种耐高温防霉硅酮密封胶及其制备方法。

背景技术

硅酮密封胶是以羟基封端聚二甲基硅氧烷为主要成膜物质，辅以增塑剂、填料、交联剂、偶联剂和催化剂，经高温脱水和真空状态下混合而成的一种膏状物，其成膜固化机理首先是体系中的交联剂接触大气中的湿气后，可水解性的官能基迅速发生水解反应，生成硅醇。其硅醇的Si-OH与以聚二甲基硅氧烷两端的Si-OH发生缩合交联反应，形成具有三维网状结构的弹性体。硅酮密封胶具有优异的粘结性能、良好的弹性、耐气候老化、耐紫外线、耐臭氧等，展示出良好的应用性能。虽然硅酮密封胶在现代工业中广泛应用，市场前景广阔，但在使用过程中仍然出现许多问题，例如单组份产品深层固化慢，拉伸强度和断裂伸长率较小，贮存稳定性差等一系列问题。现有技术的硅酮密封胶产品防霉性和耐热性较差，如：固化后不能长期处于高湿热的环境中，容易滋生霉菌，胶条发黑、发黄，产生霉斑甚至导致粘接失效等，耐热性方面不能长期承受200℃以上的工作环境，或300℃以下的短时间温度工作环境。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种耐高温防霉硅酮密封胶，硅酮密封胶的弹性好，拉伸强度和断裂伸长率高，耐高温性能和抗湿热性能优异。

其技术方案如下：

一种耐高温防霉硅酮密封胶，包括如下按重量份计算的组份：

所述α,ω-二羟基聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷的混合物，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷和甲基苯基硅油的质量比为6:3:1～4:5:1。

本发明中，α,ω-二羟基聚硅氧烷包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷(即其侧链甲基被苯基取代的取代率大于0但小于100％)，聚甲基苯基硅氧烷即甲基苯基硅油作为增塑剂，这三种聚硅氧烷主链上苯基的引入提高了聚硅氧烷主链的受热后的耐降解氧化温度，而这三种混合物按特定比例组合改善了硅酮密封胶的硫化速度和伸长率，使所得硅酮密封胶的弹性、拉伸强度和耐高温性能能够得到显著提升。耐高温填料进一步提高了硅酮密封胶的耐热性能，使硅酮密封胶能在200～300℃环境下长时间工作。防霉剂的加入提高了硅酮密封胶的抗湿热性能，防止密封胶发霉、失效，使硅酮密封胶能在高湿热的环境中长时间工作。

在其中一个实施例中，所述α,ω-二羟基聚硅氧烷的粘度为5000～ 80000mPa.s。

在其中一个实施例中，所述甲基苯基硅油粘度为100～500mPa.s。

在其中一个实施例中，所述耐高温填料为氧化铁和/或耐高温陶瓷粉。氧化铁的加入进一步抑制了侧链基团的氧化降解。耐高温陶瓷粉的加入，能使硅酮密封胶在高温条件下陶瓷粉里含有的硅、铝、钛等元素发生化学反应，形成致密的金属化合物。

在其中一个实施例中，所述耐高温陶瓷粉的规格为800目。

在其中一个实施例中，所述补强填料为六甲基二硅氮烷表面处理的气相二氧化硅。

在其中一个实施例中，所述防霉剂为1.2-苯并异噻唑啉-3-酮和/或4,5－二氯－2－辛基－3－异噻唑啉酮。

在其中一个实施例中，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的质量比3:1～1:3。

在其中一个实施例中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或二醋酸二丁基锡。

在其中一个实施例中，所述偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和/或γ一氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)向搅拌机中加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、甲基苯基硅油、防霉剂、交联剂，开搅拌，转速200～400r/min，抽真空，控制真空度在-0.09MPa以上，搅拌3～ 10min；

(2)停止搅拌，充氮气解除真空，加入补强填料，开搅拌，转速为100～200r/min，搅拌5～15min；停机，加入耐高温填料，开搅拌，转速为200～300r/min，搅拌 10～20min；

(3)停止搅拌，刮桨，然后开搅拌，调转速600～800r/min，抽真空，接通冷却水，控制真空度在-0.09MPa以上，同时控制物料温度不超过65℃；

(4)停搅拌，充氮气解除真空，加入催化剂、偶联剂，开搅拌，调转速200～ 300r/min，抽真空控制真空度在-0.09MPa以上，搅拌20～40min；

(5)停机，充氮气解除真空，出料装胶，即得耐高温防霉硅酮密封胶。

本发明的有益效果在于：本发明中，α,ω-二羟基聚硅氧烷包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷，以及聚甲基苯基硅氧烷即甲基苯基硅油作为增塑剂，这三种聚硅氧烷主链上主链上苯基的引入提高了聚硅氧烷主链的受热后的耐降解氧化温度，这三种混合物按特定比例组合改善了硅酮密封胶的硫化速度和伸长率，所得硅酮密封胶的弹性、拉伸强度和耐高温性能能够得到显著提升；耐高温填料进一步提高了硅酮密封胶的耐热性能，使硅酮密封胶能在200～300℃环境下能长时间工作；防霉剂的加入提高了硅酮密封胶的抗湿热性能，防止密封胶发霉、失效，使硅酮密封胶在高湿热的环境中长时间工作。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

以下实施例所用的原料具体如下：

α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：道康宁(张家港)有机硅有限公司，粘度为20000mPa.s；

苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷：广东翁江化学试剂有限公司，粘度5000mPa.s；

甲基苯基硅油：安徽艾约塔硅油有限公司，粘度250mPa.s；

六甲基二硅氮烷表面处理的气相二氧化硅：美国卡博特公司TS-530。

其他未特别说明的原料均为普通市售产品。

实施例1

一种耐高温防霉硅酮密封胶，由以下按重量份计算的组份组成：

所述耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法如下：

(1)向行星搅拌机中加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、甲基苯基硅油、防霉剂、交联剂，开搅拌，转速200～400r/min，抽真空，控制真空度在-0.09MPa以上，搅拌5min；

(2)停止搅拌，充氮气解除真空，加入补强填料，开搅拌，转速为100～200r/min，搅拌10min；停机，加入耐高温填料，开搅拌，转速为200～300r/min，搅拌15min；

(3)停止搅拌，用铲刀对行星桨刮桨，然后开搅拌，调转速600～800r/min，抽真空，接通冷却水，控制真空度在-0.09MPa以上，同时控制物料温度不超过65℃；

(4)停搅拌，充氮气解除真空，加入催化剂、偶联剂，开搅拌，调转速200～ 300r/min，抽真空控制真空度在-0.09MPa以上时计时搅拌30min；

(5)停机，充氮气解除真空，出料装胶，即得耐高温防霉硅酮密封胶。

实施例2

一种耐高温防霉硅酮密封胶，由以下按重量份计算的组份组成：

所述耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种耐高温防霉硅酮密封胶，由以下按重量份计算的组份组成：

所述耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法与实施例1相同。

实施例4

一种耐高温防霉硅酮密封胶，由以下按重量份计算的组份组成：

所述耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法与实施例1相同。

实施例5

一种耐高温防霉硅酮密封胶，由以下按重量份计算的组份组成：

对比例1

一种硅酮密封胶，其组成和制备方法与实施例1基本相同，区别在于，本对比例使用的α,ω-二羟基聚硅氧烷为90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，且用10 份二甲基硅油替代实施例1中的甲基苯基硅油。

对比例2

一种硅酮密封胶，其组成和制备方法与实施例1基本相同，区别在于，本对比例使用的α,ω-二羟基聚硅氧烷为90份苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷(同实施例1),且用10份二甲基硅油替代实施例1中的甲基苯基硅油。

对比例3

一种硅酮密封胶，其组成和制备方法与实施例1基本相同，区别在于，α,ω- 二羟基聚硅氧烷为80份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、10份苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷的混合物。

对实施例1-5、对比例1-3制备的硅酮密封胶进行性能测试，测试方法参照 GB/T13477和GB/T1741-1989的标准，测试性能如表1。

表1

从实施例1-5可知，本发明制备的硅酮密封胶弹性好，拉伸强度和断裂伸长率高，耐高温性能和抗湿热性能(耐霉菌性能)优异。实施例1、实施例2、实施例3调节了α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷和甲基苯基硅油这三种原料的比例，可以看出苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷的增加有助于提高表干固化速度、拉伸强度和弹性恢复率及耐高温性能，特别是拉伸强度明显提高。

实施例4减少了氧化铁的用量，增加了六甲基二硅氮烷表面处理的气相二氧化硅的用量，同时改变了甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的比例，对比实施例1可以看出表干固化速度有所提高，拉伸强度有所提高，但是耐高温性能减弱，弹性恢复率经过200℃和250℃测试后下降幅度较大。

实施例5中，采用了氧化铁和耐高温陶瓷粉复配，两者产生了协同效应，对使得耐高温性能保持良好，对比实施例1，其表干固化速度、拉伸强度、弹性恢复率都有所提高。

对比例1为常规型单组份硅酮密封胶，从实施例1和对比例1的对比可知，使用普通的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油，表干固化速度一般，在 200℃以上测试时均出现了胶体破坏，不能在200℃下长时间工作；对比例2为使用90份苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷和10份二甲基硅油，表干固化速度快，但是由于胶体内聚力过大，伸长率太小，60％和100％定伸弹性恢复率都出现了粘接破坏；对比例3为80份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、10份苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷的混合物，表干固化速度比对比例1有所加快，耐热性能也有所提高，但再250℃测试时出现了胶体破坏，不能在250℃下长时间工作。

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 (9)

1.一种耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，包括如下按重量份计算的组份：

所述α,ω-二羟基聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷的混合物，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、苯基取代部分侧链甲基的α,ω-二羟基聚甲基苯基硅氧烷和甲基苯基硅油的质量比为6:3:1～4:5:1，所述耐高温填料为氧化铁和耐高温陶瓷粉。

2.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述α,ω-二羟基聚硅氧烷的粘度为5000～80000mPa· s。

3.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述甲基苯基硅油的粘度为100～500mPa· s。

4.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述补强填料为六甲基二硅氮烷表面处理的气相二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述防霉剂为1, 2-苯并异噻唑啉-3-酮和/或4,5- 二氯- 2- 辛基- 3- 异噻唑啉酮。

6.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷的质量比3:1～1:3。

7.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或二醋酸二丁基锡。

8.根据权利要求1所述的耐高温防霉硅酮密封胶，其特征在于，所述偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和/或γ- 氨丙基三乙氧基硅烷。

9.权利要求1-8任一权利要求所述的耐高温防霉硅酮密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)向搅拌机中加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、甲基苯基硅油、防霉剂、交联剂，开搅拌，转速200～400r/min，抽真空，控制真空度在-0.09MPa以上，搅拌3～10min；

(2)停止搅拌，充氮气解除真空，加入补强填料，开搅拌，转速为100～200r/min，搅拌5～15min；停机，加入耐高温填料，开搅拌，转速为200～300r/min，搅拌10～20min；

(3)停止搅拌，刮桨，然后开搅拌，调转速600～800r/min，抽真空，接通冷却水，控制真空度在-0.09MPa以上，同时控制物料温度不超过65℃；

(4)停搅拌，充氮气解除真空，加入催化剂、偶联剂，开搅拌，调转速200～300r/min，抽真空控制真空度在-0.09MPa以上，搅拌20～40min；

(5)停机，充氮气解除真空，出料装胶，即得耐高温防霉硅酮密封胶。