CN109535955A - 一种建筑用胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑用胶及其制备方法。该建筑用胶由包括以下重量份的组分制成：硅烷改性聚醚100份，无机填料60～120份，阻燃剂1～20份，增塑剂1～10份，偶联剂1～20份，催化剂0.05～2份，光稳定剂0.5～2份。本发明的建筑用胶具有优异的耐候性、耐老化性、拉伸强度和断裂伸长率，适合在建筑家装领域使用。该建筑用胶不含甲醛等挥发性溶剂，对环境和人体健康没有影响，可用于建筑物或其它用途。

Description

一种建筑用胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种建筑用胶，以及该建筑用胶的制备方法。
背景技术
目前，建筑用胶主要有两种类型，一种是水泥或混凝土，但这种物质重量较大，对于较轻的建筑物不适用，会增加建筑的承重负担。而且用量太多，施工效率不高。另一种是以107胶或其它物质与发泡苯乙烯等材料混合制备的胶黏剂，但这种胶黏剂往往含有挥发性溶剂，其具有毒性，对人体有害。而且粘接强度不高，
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种建筑用胶。
本发明的第二目的在于提供上述建筑用胶的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明涉及一种建筑用胶，其由包括以下重量份的组分制成：硅烷改性聚醚100份，无机填料60～120份，阻燃剂1～20份，增塑剂1～10份，偶联剂1～20份，催化剂0.05～2份，光稳定剂0.5～2份。
优选地，所述硅烷改性聚醚为端基为三甲氧基的甲硅烷基聚醚，或端基为甲基二甲氧基的甲硅烷基聚醚。
优选地，所述无机填料选自纳米活性碳酸钙、重质碳酸钙、炭黑、白炭黑和纳米二氧化硅中的至少一种。
优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂，
所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述钛酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯中的至少一种。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的重量比为(1～3)：1。
优选地，所述催化剂为有机锡催化剂，选自二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二新癸酸二甲基锡、二丁基锡双(β-二酮酯)中的至少一种。
优选地，所述光稳定剂选自UV-765、UV-1、UV-326中的至少一种。
优选地，所述建筑用胶还含有促进剂0.5～3份。所述促进剂为胺类促进剂，为三乙烯十二胺和/或十二烷基伯胺。
本发明还涉及所述建筑用胶的制备方法，包括以下步骤：将上述各组分在真空度为-0.07～-0.1MPa，搅拌速度为5～40Hz下，搅拌混合40～60min，出料灌装即得产品。
优选地，所述方法包括：将硅烷改性聚醚、无机填料和阻燃剂加入搅拌釜中进行搅拌分散，然后加入其余组分，制得胶料后进行包装。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种建筑用胶，其具有优异的耐候性、耐老化性、拉伸强度和断裂伸长率，适合在建筑家装领域使用。并且，该建筑用胶澄清透明，可作为透明胶。该建筑用胶不含甲醛等挥发性溶剂，对环境和人体健康没有影响，可用于建筑物或其它用途。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明实施例涉及一种建筑用胶，其由包括以下重量份的组分制成：硅烷改性聚醚100份，无机填料60～120份，阻燃剂1～20份，增塑剂1～10份，偶联剂1～20份，催化剂0.05～2份，光稳定剂0.5～2份。
其中，硅烷改性聚醚是在催化剂作用下，由四氢化硅与不饱和封端聚醚制备得到的硅烷封端预聚体。其在低温环境中仍可保持优良弹性，适合在各个季节施工，并对各类基材具有良好的粘结性，包括金属、混凝土墙面和屋顶。
进一步地，该硅烷改性聚醚的粘度为1000～20000mPa·s。
在本发明的一个实施例中，端基为三甲氧基的甲硅烷基聚醚为S510H聚醚和S520H聚醚中的至少一种。端基为甲基二甲氧基的甲硅烷基聚醚选自S203H聚醚、S303H聚醚、S810H聚醚、S5830聚醚和S888聚醚中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，无机填料选自纳米活性碳酸钙、重质碳酸钙、炭黑、白炭黑和纳米二氧化硅中的至少一种。上述无机填料的平均粒径为1～100μm，比表面积≥100m2/g。无机填料的作用为降低有机物的用量以减少制造成本，同时提高密封胶的力学性能，包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度等。
在本发明的一个实施例中，有机阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺。上述阻燃剂能够以较低的用量使大多数高聚物具有良好的阻燃性能，既可以在气相中产生自由基阻燃，也可以在凝固相中形成碳层阻燃。本发明也可以使用无机阻燃剂，如氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑等。优选有机阻燃剂与无机阻燃剂的重量比为(3～5):1。
在本发明的一个实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。虽然目前研究表明，邻苯二甲酸酯类增塑剂具有致畸作用和胚胎毒性，但将其用于建筑用胶中，其毒性可以忽略。也可以使用环烷基油橡胶增塑剂，其可达到食用标准，但价格相对较高，例如尼纳斯石油公司生产的Nytex系列、Nyflex系列和Nyflex B系列。
偶联剂是一类具有两种不同性质官能团的物质，一种是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一种是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能。
目前常见的偶联剂有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。其中硅烷类偶联剂仅对含硅的填料有效，而钛酸酯偶联剂则对多种填料均适用，同时适用物质的范围更广。而且钛酸酯偶联剂的作用并不限于使复合材料的强度提高，还能赋于材料一定程度的挠屈性。
在本发明的一个实施例中，钛酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯中的至少一种。上述钛酸酯偶联剂适用于处理有无机填料填充的胶黏剂，能够提高固体填充量，增加流平性。并可改善产品的机械性能，特别是抗冲击强度和伸长率，同时降低复合材料的熔融粘度。
在本发明的一个实施例中，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
硅烷偶联剂的分子结构式一般为:Y-R-Si(OR)3(式中Y为有机官能基，SiOR为硅烷氧基)。硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。典型的硅烷偶联剂有A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)等。本发明中，硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
发明人研究发现，当偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的重量比为(1～3)：1时，该建筑用胶具有最佳的机械性能。
在本发明的一个实施例中，催化剂为有机锡催化剂，选自二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二新癸酸二甲基锡、二丁基锡双(β-二酮酯)中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，光稳定剂可选自UV-765、UV-1、UV-326中的至少一种。光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的。
进一步地，该建筑用胶还含有促进剂0.5～3份。所述促进剂为胺类促进剂，为三乙烯十二胺和/或十二烷基伯胺。采用胺类促进剂能够更好地与本发明体系的其它组分协同作用，缩短建筑用胶的固化周期，并延长可操作时间。
本发明还涉及建筑用胶的制备方法，包括以下步骤：将上述各组分，即硅烷改性聚醚、无机填料、阻燃剂、增塑剂、光稳定剂、偶联剂和催化剂混合，可选择地加入促进剂，在真空度为-0.07～-0.1MPa，搅拌速度为5～40Hz下，搅拌混合40～60min，出料灌装即得产品。
在本发明的一个实施例中，该方法包括：将硅烷改性聚醚、无机填料和阻燃剂加入搅拌釜中进行搅拌分散，然后加入其余组分，制得胶料后进行包装。
在本发明的一个具体实施例中，该方法包括：在高速反应釜内，加入硅烷改性聚醚、无机填料、光稳定剂和阻燃剂，以5～40Hz的速度进行分散，20min后加入增塑剂、促进剂和偶联剂，最后加入催化剂，反应30min后得到建筑用胶。
实施例1
建筑用胶的制备
在高速反应釜内，加入硅烷改性聚醚、无机填料、光稳定剂和阻燃剂，以30～40Hz的速度进行分散。20min后加入增塑剂、促进剂和偶联剂，最后加入催化剂，反应30min后得到建筑用胶。各组分的成分和重量份数见表1。
表1
表1中，“-”表示未加入。
按照行业标准，对上述实施例制备得到的建筑用胶进行性能测试，测试结果见表2。
表2
从表1可知，实施例1-3、1-4和1-7不仅具有良好的拉伸强度、断裂伸长率和硬度，而且建筑用胶的模量不会降低，表干时间较短。
实施例1-1和1-2使用单组分的偶联剂。与实施例1-3相比，上述测试参数有所降低。实施例1-5和1-6使用双组分偶联剂，但硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的用量比不在(1～3)：1的范围内，测试结果与实施例1-5和1-6相比有所下降，但优于实施例1-1和1-2。
实施例1-8和实施例1-9分别在实施例1-3和1-4的基础上，使用了胺类促进剂，各项性能为最优。说明加入胺类促进剂，能够更好地与建筑用胶中的其它组分协同作用，提升机械性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种建筑用胶，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：硅烷改性聚醚100份，无机填料60～120份，阻燃剂1～20份，增塑剂1～10份，偶联剂1～20份，催化剂0.05～2份，光稳定剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的建筑用胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚为端基为三甲氧基的甲硅烷基聚醚，或端基为甲基二甲氧基的甲硅烷基聚醚。
3.根据权利要求1所述的建筑用胶，其特征在于，所述无机填料选自纳米活性碳酸钙、重质碳酸钙、炭黑、白炭黑和纳米二氧化硅中的至少一种；
所述阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺；
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
4.根据权利要求1所述的建筑用胶，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂，
所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述钛酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的建筑用胶，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的重量比为(1～3)：1。
6.根据权利要求1所述的建筑用胶，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂，选自二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二新癸酸二甲基锡、二丁基锡双(β-二酮酯)中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的建筑用胶，其特征在于，所述光稳定剂选自UV-765、UV-1、UV-326中的至少一种。
8.根据权利要求1至7任一项所述的建筑用胶，其特征在于，所述建筑用胶还含有胺类促进剂0.5～3份。
9.根据权利要求8所述的建筑用胶，其特征在于，所述胺类促进剂为三乙烯十二胺和/或十二烷基伯胺。
10.根据权利要求1至9任一项所述建筑用胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将上述各组分在真空度为-0.07～-0.1MPa，搅拌速度为5～40Hz下，搅拌混合40～60min，出料灌装即得产品。
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