CN110484195A - 醇型硅酮密封胶 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种醇型硅酮密封胶及其制备方法，按照重量份数计算，包括以下组分：烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷40～50份、α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷30～40份、白矿油15～25份、改性纳米碳酸钙40～60份、触变剂30～50份、交联剂0.1～3份、增粘剂1～10份及催化剂0.1～3份；改性纳米碳酸钙主要由碳酸钙熟浆经过烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂改性处理过。该醇型硅酮密封胶不仅固化速度快，还具有很好的耐老化性能、耐热性能及耐水性能，贮存期长，成品性能稳定。

Description

醇型硅酮密封胶
技术领域
本发明属于建筑用密封材料技术领域，具体涉及一种醇型硅酮密封胶。
背景技术
硅酮密封胶具有优异的耐温、耐候、抗老化、不龟裂、抗震和防潮等特点，在建筑、电子电器、汽车、航天航空领域有广泛应用。硅酮密封材料广泛使用的建筑密封材料，然而一般低伸长率的醇型硅酮密封胶不能满足混凝土接缝的高度位移能力的要求，其与混凝土本身的粘结性能不好，容易拉裂，从而使密封作用丧失，且重新维护成本过高。
传统的单组分酮肟型室温硫化透明硅酮密封胶，一般以羟基封端的聚二甲基硅氧烷为基胶，甲基三丁酮肟氧基硅烷为交联剂，气相白碳黑为触变剂，再配合偶联剂、有机锡等配制而成。该传统技术存在以下不足：⑴胶浆对某些基材表面存在腐蚀性，⑵在实际应用于某些行业的粘结密封时，存在对有些基材粘结性不够理想，⑶在冬天气温低的情况下固化速度慢影响工作效率。因此，有必要进一步改进。
另外，室温硫化透明硅酮密封胶的主要填料为纳米碳酸钙，比表面积大、粒径小的纳米碳酸钙补强和拉伸性能较好，但是当纳米碳酸钙粒径的范围小到40～60nm时，颗粒BET比表面积较大(22～34m2/g)、内聚力增强，很容易形成结合紧密硬团聚，二次粒子团聚严重，分散解聚都相对较为困难，在硅酮密封胶捏合过程中无法分散该硬团聚颗粒，因此只能通过一次或多次研磨将其分散，势必增加制造成本。
发明内容
本发明提出一种醇型硅酮密封胶，该醇型硅酮密封胶不仅固化速度快，还具有很好的耐老化性能、耐热性能及耐水性能，贮存期长，成品性能稳定。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种醇型硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷40～50份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30～40份、白矿油15～25份、改性纳米碳酸钙40～60份、触变剂30～50份、交联剂0.1～3份、增粘剂1～10份及催化剂0.1～3份；所述改性纳米碳酸钙主要由碳酸钙熟浆经过烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂改性处理过。
优选地，所述改性纳米碳酸钙的制备方法为：
1)向饱和Ca(OH)2浆料中加入壳聚糖，然后放入碳化塔中进行搅拌处理；
2)步骤1)处理后的Ca(OH)2浆料抽出送入乳化分散机中，同时向乳化分散机中通入CO2气体与Ca(OH)2浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使Ca(OH)2浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行碳化及乳化分散；当碳化到pH＝8～10时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行；
3)向碳化塔内混合浆料中加入丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠，再次开启乳化分散机对混合浆料进行循环乳化分散，当检测平均粒径D50≤0.6μm，再次向乳化分散机中通入CO2气体与混合浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使混合浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行二次碳化及乳化分散；当碳化到pH为7～7.5时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行，制得碳酸钙熟浆；
4)将碳酸钙熟浆加热到60～80℃，再向碳酸钙熟浆中加入烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂进行表面处理，其加入量为碳酸钙熟浆重量的1～3％，搅拌50～70min，得到改性碳酸钙熟浆；
5)改性碳酸钙熟浆经过压滤、干燥与粉碎，制得改性纳米碳酸钙。
优选地，所述壳聚糖的加入量为饱和Ca(OH)2浆料重量的5～10％。
优选地，所述丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠的总添加量为碳化塔内混合浆料的0.6～1.8％。
优选地，所述触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。
优选地，所述交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
优选地，所述增粘剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选地，所述催化剂为钛酸丙酯、钛酸丁酯、钛酸叔丁酯、复配钛络合物中的至少一种。
本发明的醇型硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配比称取烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、白矿油、改性纳米碳酸钙、触变剂、交联剂、增粘剂及催化剂备用；
2)将烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷与触变剂进行脱水，冷却至室温后得到基料；
3)向基料中加入白矿油、改性纳米碳酸钙、交联剂、增粘剂及催化剂，在真空条件下进行搅拌，即可获得醇型硅酮密封胶。
优选地，所述步骤3)的真空条件为真空度为0.085～0.09MPa。
本发明的有益效果
1)本发明醇型硅酮密封胶中的纳米碳酸钙通过向饱和Ca(OH)2浆料中加入壳聚糖，不仅可以加速Ca(OH)2的溶解，增加Ca2+的溶解性能，溶液的过饱和度增大，成核速率增加，有利于细小的碳酸钙晶体形成，形成的晶体结晶度完整，所以可以降低吸油值、提高碳酸钙粒子的规整性。向碳化塔内混合浆料中加入丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠来制备碳酸钙熟浆，壳聚糖上面的含有的氨基与羟基比较多，其与丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠协调配合，保证了细小碳酸钙晶体长期稳定的存在；这两者成分的协同配合解决了中国发明专利CN104893361A存在的贮存期短，成品性能不稳定的问题。
2)本发明所使用的烷基酚聚氧化乙烯醚可作为还原剂，能抑制密封胶的氧化；使用烷基酚聚氧化乙烯醚进行表面处理后，填料表面均匀包覆着碳氧键，而硅氧键比碳氧键稳定，在密封胶老化过程中可通过牺牲烷基酚聚氧化乙烯醚分子中的碳氧链而保护硅氧链，从而提高贮存性能，减缓老化速度；其次烷基酚聚氧化乙烯醚分子中的脂肪链亲油，可与聚硅氧烷链连形成物理交联点，且烷基酚聚氧化乙烯醚分子中的碳氧链亲水，易吸附于碳酸钙表面，也有助于提高密封胶与粘接基材的粘结性，同时包覆在碳酸钙表面的醚键与硅氧烷间可形成氢键，有利于提高密封胶触变性。
3)本发明提供的醇型硅酮密封胶采用烷氧基封端聚二甲基硅氧烷为基料，引入白矿油、交联剂、触变剂、增粘剂和催化剂按一定比例搭配，从而制备出醇型硅酮密封胶，有效地解决了现有技术使用酮肟型密封胶对铜类金属、水银镜面、各类电子元器件粘接出现腐蚀性的问题，同时通过生产制备出来的醇型硅酮密封胶环保无污染，还有效地解决了现有技术胶浆对基材表明出现腐蚀性的问题。
具体实施方式
实施例1
一种改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
1)向饱和Ca(OH)2浆料中加入壳聚糖，然后放入碳化塔中进行搅拌处理；聚糖的加入量为饱和Ca(OH)2浆料重量的8％。
2)步骤1)处理后的Ca(OH)2浆料抽出送入乳化分散机中，同时向乳化分散机中通入CO2气体与Ca(OH)2浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使Ca(OH)2浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行碳化及乳化分散；当碳化到pH＝9时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行；
3)向碳化塔内混合浆料中加入丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠，再次开启乳化分散机对混合浆料进行循环乳化分散，当检测平均粒径D50≤0.6μm，再次向乳化分散机中通入CO2气体与混合浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使混合浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行二次碳化及乳化分散；当碳化到pH为7.5时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行，制得碳酸钙熟浆；丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠的总添加量为碳化塔内混合浆料的1.2％。
4)将碳酸钙熟浆加热到70℃，再向碳酸钙熟浆中加入烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂进行表面处理，其加入量为碳酸钙熟浆重量的2％，搅拌60min，得到改性碳酸钙熟浆；
5)改性碳酸钙熟浆经过压滤、干燥与粉碎，制得改性纳米碳酸钙。
实施例2
一种改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
1)向饱和Ca(OH)2浆料中加入壳聚糖，然后放入碳化塔中进行搅拌处理；壳聚糖的加入量为饱和Ca(OH)2浆料重量的10％。
2)步骤1)处理后的Ca(OH)2浆料抽出送入乳化分散机中，同时向乳化分散机中通入CO2气体与Ca(OH)2浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使Ca(OH)2浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行碳化及乳化分散；当碳化到pH＝10时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行；
3)向碳化塔内混合浆料中加入丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠，再次开启乳化分散机对混合浆料进行循环乳化分散，当检测平均粒径D50≤0.6μm，再次向乳化分散机中通入CO2气体与混合浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使混合浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行二次碳化及乳化分散；当碳化到pH为7.5时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行，制得碳酸钙熟浆；丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠的总添加量为碳化塔内混合浆料的1.8％。
4)将碳酸钙熟浆加热到60℃，再向碳酸钙熟浆中加入烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂进行表面处理，其加入量为碳酸钙熟浆重量的1％，搅拌50min，得到改性碳酸钙熟浆；
5)改性碳酸钙熟浆经过压滤、干燥与粉碎，制得纳米碳酸钙。
实施例3
一种醇型硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷45份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷36份、白矿油20份、实施例1的改性纳米碳酸钙50份、触变剂40份、交联剂2份、3-氨丙基三甲氧基硅烷7份及钛酸丙酯1.6份。触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
实施例4
一种醇型硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷40份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30份、白矿油15份、实施例2的改性纳米碳酸钙60份、触变剂50份、交联剂0.1份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1份及钛酸叔丁酯0.1份。触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
实施例5
一种醇型硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷50份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷36份、白矿油25份、实施例1的改性纳米碳酸钙40份、触变剂30份、交联剂1.7份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷10份及钛酸叔丁酯3份。触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
实施例6
一种醇型硅酮密封胶，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷42份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷40份、白矿油18份、实施例2的改性纳米碳酸钙46份、触变剂35份、交联剂2.3份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷4份及钛酸丁酯2份。触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
试验例
将实施例3～6的醇型硅酮密封胶按照行业标准进行性能检测，结果见表1。
表1本发明实施例3～6的醇型硅酮密封胶性能检测结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种醇型硅酮密封胶，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷40～50份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30～40份、白矿油15～25份、改性纳米碳酸钙40～60份、触变剂30～50份、交联剂0.1～3份、增粘剂1～10份及催化剂0.1～3份；所述改性纳米碳酸钙主要由碳酸钙熟浆经过烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂改性处理过。
2.根据权利要求1所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙的制备方法为：
1)向饱和Ca(OH)2浆料中加入壳聚糖，然后放入碳化塔中进行搅拌处理；
2)步骤1)处理后的Ca(OH)2浆料抽出送入乳化分散机中，同时向乳化分散机中通入CO2气体与Ca(OH)2浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使Ca(OH)2浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行碳化及乳化分散；当碳化到pH＝8～10时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行；
3)向碳化塔内混合浆料中加入丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠，再次开启乳化分散机对混合浆料进行循环乳化分散，当检测平均粒径D50≤0.6μm，再次向乳化分散机中通入CO2气体与混合浆料进行混合及反应，乳化分散机进行乳化分散后将混合浆料不断送回碳化塔中，使混合浆料在碳化塔和乳化分散机之间不断循环进行二次碳化及乳化分散；当碳化到pH为7～7.5时，停止CO2气体的通入和乳化分散机的运行，制得碳酸钙熟浆；
4)将碳酸钙熟浆加热到60～80℃，再向碳酸钙熟浆中加入烷基苯酚聚醚氧化乙烯醚双分子表面活性剂进行表面处理，其加入量为碳酸钙熟浆重量的1～3％，搅拌50～70min，得到改性碳酸钙熟浆；
5)改性碳酸钙熟浆经过压滤、干燥与粉碎，制得改性纳米碳酸钙。
3.根据权利要求2所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述壳聚糖的加入量为饱和Ca(OH)2浆料重量的5～10％。
4.根据权利要求2所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述丙烯酸乳液与羧甲基纤维素钠的总添加量为碳化塔内混合浆料的0.6～1.8％。
5.根据权利要求1所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅、聚乙烯蜡与气相白炭黑的混合物。
6.根据权利要求1所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述交联剂为正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的混合物。
7.根据权利要求1所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述增粘剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的醇型硅酮密封胶，其特征在于，所述催化剂为钛酸丙酯、钛酸丁酯、钛酸叔丁酯、复配钛络合物中的至少一种。
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