CN109852317A - 一种单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法和应用，建筑密封胶领域。该密封胶包括以下重量份的原料：硅烷改性聚醚树脂20‑50份，增塑剂0‑15份，填料30‑60份，触变剂1‑2份，功能性助剂0.4‑1.5份，除水剂0.5‑2份，粘接促进剂0.5‑2份，催化剂0.05‑0.5份。该密封胶耐候性能优良，不容易出现开裂、粉化现象，而且对石材幕墙不会造成污染。

Description

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及建筑密封胶领域，特别是涉及一种单组份硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法和应用。

背景技术

密封胶是用于填充空隙的材料，在施工时是一种流动的或者膏状不定型材料，施工后依靠溶剂挥发或者化学反应等途径与基材粘接，起到粘接固定、密封等作用。硅烷改性聚醚密封胶，因其兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处，具有优良的耐久性，较高的抗形变位移能力，良好的粘结性、涂饰性、环境友善性、低玷污性及低黏度和优良作业性等优点，已得到国内建筑行业越来越多的关注。

传统的石材幕墙填缝用胶主要为硅酮密封胶，其中的小分子物会随着时间的延长渗透到石材里面，污染石材，影响美观性，硅烷改性聚醚密封胶在一定程度上能弥补这些问题。但是普通的硅烷改性聚醚密封胶的耐候性能达不到要求，在户外使用3-5年，胶表面就会出现开裂、粉化现象，其耐候性差，影响其推广和使用。

发明内容

基于此，有必要针对现有的硅烷改性聚醚密封胶耐候性差，且容易对基材产生污染的问题，提供一种单组份硅烷改性聚醚密封胶。

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶，包括以下重量份的原料：硅烷改性聚醚树脂20-50份，增塑剂0-15份，填料30-60份，触变剂1-2份，功能性助剂0.4-1.5份，除水剂0.5-2份，粘接促进剂0.5-2份，催化剂0.05-0.5份。

上述单组份硅烷改性聚醚密封胶，耐候性能优良，在室内或户外长时间使用，胶表面也不容易出现开裂、粉化现象；而且，该单组份硅烷改性聚醚密封胶不含易迁移的小分子物质，固化过程中释放的VOC也很低，对石材幕墙不会造成污染。

在其中一个实施例中，硅烷改性聚醚树脂为端基是可水解的三甲氧基或甲基二甲氧基的聚氧化丙烯醚，结构式为：

在其中一个实施例中，硅烷改性聚醚树脂为STP-E10、STP-E15、STP-E30和STP-E35中的一种或多种。STP-E10、STP-E15、STP-E30和STP-E35购于瓦克公司。上述树脂分子链大，不含游离的小分子，固化过程中释放的VOC很少。

在其中一个实施例中，增塑剂是环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯。本发明避免使用行业内常用的邻苯二甲酸酯类增塑剂，邻苯二甲酸酯能通过呼吸、饮食和皮肤接触进入人体，长期接触环境激素可对人体造成慢性危害，对人和动物的生殖毒性，对外周神经系统有损伤作用。而环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯基本无害，具有环保和对人体无害的优点。

在其中一个实施例中，填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、钛白粉、炭黑、硅微粉和高岭土中的一种或多种。

在其中一个实施例中，催化剂为改性有机锡类化合物。

在其中一个实施例中，触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油和有机膨润土中的一种或多种。

在其中一个实施例中，除水剂为六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异氰酸酯类硅烷偶联剂、恶唑烷类水分清除剂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，粘接促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的一种或多种。

在其中一个实施例中，功能性助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂和光稳定剂的一种或多种。

在其中一个实施例中，抗氧化剂为Irganox1010、Irganox1076和Irganox245中的一种或多种。紫外吸收剂为UV326、UV327、UV328、Tinuvin123和Tinuvin329中的一种或多种。光稳定剂为的UV292、UV770、Tinuvin5151和Tinuvin5060中的一种或多种。上述抗氧化剂、紫外吸收剂和光稳定剂均购于巴斯夫公司。通过这三类物质合适的搭配比例以及添加量，制备的密封胶耐候性能优异。

本发明还包括：

一种上述单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法。

该制备方法，得到的单组份硅烷改性聚醚密封胶，耐候性能优良，在室内或户外长时间使用，胶表面也不容易出现开裂、粉化现象；而且，该单组份硅烷改性聚醚密封胶基本不含易迁移的小分子物质，固化过程中释放的VOC也很低，对石材幕墙不会造成污染。

在其中一个实施例中，上述制备方法包括以下步骤：

步骤一：将硅烷改性聚醚树脂、增塑剂、填料、功能性助剂混合均匀，升温脱水；

步骤二：降温，加入触变剂，再次混合均匀；

步骤三：降温，加入除水剂、粘接促进剂、催化剂，搅拌混合，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

在其中一个实施例中，步骤一为：在室温(10-40℃)下向搅拌釜中加入硅烷改性聚醚树脂、增塑剂、填料、功能性助剂，在真空保护下搅拌5-10min，再升温到100-110℃，抽真空脱水2h；

步骤二为：降温至80-85℃，加入触变剂，抽真空搅拌30min，搅拌转速为700-800rpm；

步骤三为：降温至50℃以下，加入除水剂、粘接促进剂、催化剂，抽真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

本发明还包括：

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶在环保型石材幕墙填缝中的应用。

本发明的单组份硅烷改性聚醚密封胶，基本不含有游离的小分子，固化过程中释放的VOC很低，对石材无污染腐蚀，用于建筑物外墙石材幕墙的填缝密封，能起到优良的密封防水作用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的单组份硅烷改性聚醚密封胶，具有耐候性能优良、粘接性好、弹性好的优点，在室内或户外长时间使用，胶表面也不容易出现开裂、粉化现象；而且，该单组份硅烷改性聚醚密封胶不含易迁移的小分子物质，固化过程中释放的VOC也很低，对石材无污染腐蚀，用于建筑物外墙石材幕墙的填缝密封，能起到优良的密封防水作用。

硅烷改性聚醚密封胶长久耐候不好，主要是因为在紫外线、光的照射下，聚醚分子链会断裂，已经交联的分子链会重新断开，造成胶开裂、粉化；其次，在热的作用下，分子中的产生的自由基也会加速聚醚分子链断裂，造成胶开裂粉化，而紫外吸收剂、光稳定剂能吸收太阳光中的紫外线以及一些其他波长的光线，能阻止对聚醚分子链的断裂，抗氧化剂能吸收因热而产生的自由基，同样延缓了自由基对聚醚分子链的断链，本发明引入了合适类型的抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂，通过这三类物质合适的搭配比例以及添加量，使制备的密封胶耐候性能优异。

具体实施方式

为了便于理解本发明，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将30份STP-E30、10份环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯、20份重质碳酸钙、30份纳米碳酸钙、4份钛白粉、0.25份UV326、0.25份UV770、0.25份Irganox1010，加入到搅拌釜中，真空搅拌5min，升温到100-110℃真空搅拌2h脱水；

步骤二：降温至在80-85℃，加入2份聚酰胺蜡，抽真空搅拌30min，搅拌转速为800rpm；

步骤三：真空保护下降温至50℃以下，依次加入1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.6份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.3份改性有机锡类化合物，真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

实施例2

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将10份STP-E10、15份STP-E35、15份邻苯二甲酸二异壬酯、23份重质碳酸钙、30份纳米碳酸钙、2份炭黑、0.20份UV327、0.3份Tinuvin 123、0.20份Irganox 245，加入到搅拌釜中，真空搅拌5min，升温到100-110℃真空搅拌2h脱水；

步骤二：降温至在80-85℃，加入2份聚酰胺蜡，抽真空搅拌30min，搅拌转速为800rpm；

步骤三：真空保护下降温至50℃以下，依次加入1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.6份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.3份改性有机锡类化合物，真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

实施例3

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将30份STP-E30、20份STP-E15、35份纳米碳酸钙、10份重质碳酸钙、3份炭黑、0.3份UV326、0.2份Tinuvin123、0.3份Irganox1076，加入到搅拌釜中，真空搅拌5min，升温到100-110℃真空搅拌2h脱水；

步骤二：降温至在80-85℃，加入1份聚酰胺蜡，抽真空搅拌30min，搅拌转速为700rpm；

步骤三：真空保护下降温至50℃以下，依次加入1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.7份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.4份改性有机锡类化合物，真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

实施例4

一种单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将30份STP-E35、15份STP-E10、15份邻苯二甲酸二葵酯、40份纳米碳酸钙、3份炭黑、0.4份Tinuvin329、0.4份Tinuvin123、0.4份Irganox245，加入到搅拌釜中，真空搅拌5min，升温到100-110℃真空搅拌2h脱水，

步骤二：降温至在80-85℃，加入1.5份聚酰胺蜡，抽真空搅拌30min，搅拌转速为700rpm；

步骤三：真空保护下降温至50℃以下，依次加入1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.4份改性有机锡类化合物，真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

为了与上述实施例形成对比，设置以下对比例：

对比例1

一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，与实施例1不同的是，步骤一未加入UV326、UV770、Irganox1010。

对比例2

一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，与实施例1不同的是，步骤一中加入UV326、UV770、Irganox1010的份数均为0.1份。

对比例3

一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将40份107胶、10份甲基硅油、40份纳米碳酸钙、3份钛白粉，加入到搅拌釜中，100-110℃真空搅拌脱水2h；

步骤二：降温至50℃以下，加入3.5份甲基三丁酮肟基硅烷、1.5份乙烯基三丁酮肟基硅烷，真空搅拌20min，再依次加入0.6份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.1份二月桂酸二丁基锡，真空搅拌30min，即得硅烷改性聚醚密封胶。

对上述实施例和对比例制得的密封胶进行以下性能测试：

实验例1

对实施例1-4以及对比例1-3制得的密封胶进行污染性检测，按GB/T 13477.20-2002进行检测，检测密封胶对石材的污染情况，测试结果如表1所示：

表1污染性测试结果

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

对比例1

对比例2

对比例3

无污染

无污染

无污染

无污染

无污染

无污染

污染

从表1可以看出，本发明制备的单组分硅烷改性聚醚密封胶，对石材没有产生污染。对照例3未采用瓦克公司的STP-E系列产品，对石材产生了污染。

实验例2

对实施例1-4以及对比例1-3制得的密封胶进行耐候性检测，将上述7种密封胶分别制成50×50×6mm的样片，放在标准条件下固化14d，在30℃、50％RH的环境下，用紫外灯进行照射，加速密封胶老化，UV照度：75mW/cm²，紫外照射时长为2000h，照射过程中和照射完成后，检查密封胶表面是否粉化、是否有裂纹、弹性是否良好等，测试结果如表2所示：

表2耐候性测试结果

从上表可以看出，本发明的制备的单组分硅烷改性聚醚密封胶，经过强紫外照射1000h(约41天)，密封胶表面没有产生粉化和裂纹，而且还保持好的胶弹性，随着时间的增加，照射2000h(约83天)后，密封胶表面仅产生轻微粉化和细小裂纹，并仍然保持好的胶弹性。

对比例1未添加任何功能性助剂，紫外照射500h已经发生了轻微粉化、细小裂纹，弹性有所下降，随着时间的延长，胶表面严重粉化、裂纹增加且裂纹很深，基本无弹性，表明其耐候性差。对比例2添加的功能性助剂份数较少，紫外照射1000h后，胶表面轻微粉化，并出现细小裂纹，紫外照射2000h后，胶表面明显粉化，出现明显裂纹，弹性也下降，表明其耐候性不佳。

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 (10)

1.一种单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：硅烷改性聚醚树脂20-50份，增塑剂0-15份，填料30-60份，触变剂1-2份，功能性助剂0.4-1.5份，除水剂0.5-2份，粘接促进剂0.5-2份，催化剂0.05-0.5份。

2.根据权利要求1所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚树脂为端基是可水解的三甲氧基或甲基二甲氧基的聚氧化丙烯醚，结构式为：

3.根据权利要求1所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚树脂为STP-E10、STP-E15、STP-E30和STP-E35中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述增塑剂是环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯；所述填料为纳米碳酸钙、重质碳酸钙、钛白粉、炭黑、硅微粉和高岭土中的一种或多种；所述催化剂为改性有机锡类化合物；所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油和有机膨润土中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述除水剂为六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异氰酸酯类硅烷偶联剂、恶唑烷类水分清除剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的单组份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、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶，其特征在于，所述功能性助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂和光稳定剂的一种或多种；所述抗氧化剂为Irganox1010、Irganox1076和Irganox245中的一种或多种；所述紫外吸收剂为UV326、UV327、UV328、Tinuvin123和Tinuvin329中的一种或多种；所述光稳定剂为的UV292、UV770、Tinuvin5151和Tinuvin5060中的一种或多种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将硅烷改性聚醚树脂、增塑剂、填料、功能性助剂混合均匀，升温脱水；

步骤二：降温，加入触变剂，再次混合均匀；

步骤三：降温，加入除水剂、粘接促进剂、催化剂，搅拌混合，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤一为：在室温下向搅拌釜中加入硅烷改性聚醚树脂、增塑剂、填料、功能性助剂，在真空保护下搅拌5-10min，再升温到100-110℃，抽真空脱水2h；

所述步骤二为：降温至80-85℃，加入触变剂，抽真空搅拌30min，搅拌转速为700-800rpm；

所述步骤三为：降温至50℃以下，加入除水剂、粘接促进剂、催化剂，抽真空搅拌30min，即得单组份硅烷改性聚醚密封胶。

10.一种权利要求1-7任一项所述的单组份硅烷改性聚醚密封胶在环保型石材幕墙填缝中的应用。