CN110527473A - 一种改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性硅酮聚醚石材复合胶,包括A组分和B组分:A组分包括:80~100质量份的改性硅酮聚醚、40~60质量份的稀释剂、200~400质量份的填料、2~8质量份的触变剂、1~2质量份的抗氧化剂;B组分包括:100~200质量份的稀释剂、100~200质量份的填料、2~10质量份的除水剂、2~10质量份的粘接促进剂和1~4质量份的催化剂;粘接促进剂为包括N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷和1,2‑双三甲氧基硅基乙烷的复配体;所述A组分和所述B组分的重量比为10~12:1。同时,本发明还公开了上述改性硅酮聚醚石材复合胶的制备方法。本发明提供的改性硅酮聚醚石材复合胶能够有效提高水分对湿化固化的协同效应;同时提高了胶体本身的柔韧性,显著加强了石材复合薄板的抗震、耐冲击性能。
Description
技术领域
本发明属于复合胶技术领域,具体涉及一种改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法。
背景技术
我国装饰石材经过20多年的快速发展,石材年产量、消费量和进出口量均排世界第1位。其中,天然石材因其色泽美观、高贵典雅、纹理天然、手感温润、性能稳定,广泛应用于高档外墙体和内墙体的装饰,成为墙面装饰的最佳选择。随着优质的天然石材矿脉逐渐枯竭,人们慢慢认识到天然石材、矿床等不可再生资源的宝贵性;通过石材切割技术的进步,将天然石材超薄化,即将开采出来的石材由整体切割为厚度在3~5mm左右的薄板,不仅能够大幅度提高石材的利用率,节省不可再生的资源,同时兼具:重量轻,突破安装禁区,解决原来因重量较重带来的安全性问题;最大程度上降低了石材的单位价格,对生产者、市场和消费者都是互利双赢。
天然石材因硬度高、质地脆,在切割成超薄片材后,在施工和使用过程中,很容易出现:断裂、破碎和表面产生裂纹等现象,进而导致整体报废,造成宝贵资源的浪费和消费者的不满意;所以在石材超薄板的制造过程中,最重要的一个工序:就是超薄石材的复合(粘合),即将已切割好的天然石材超薄片材,通过专用的粘合剂,与不同材质的底材,如:瓷砖、石材、金属、节能保温板等粘结在一起,来保护石材面材,通过增加厚度来增强石材面材的耐冲击性,减少断裂、破碎和产生裂纹等。
目前,市场上有各类复合石材用的胶粘剂,包括:有机类不饱和树脂、酚醛树脂、环氧树脂胶粘剂等,质量参差不齐;其中以环氧胶为主流,占据85%以上的市场份额。
环氧树脂是热固性树脂,固化时会放出大量热量,与水分、潮气接触会生成和释放出CO2,造成胶体有气泡或空腔,影响粘结强度,抗震冲击性差。在后继的压置固化、打磨抛光和修切的工序中,会发生因胶体空腔,造成石材面材在空腔部位受力集中和不均匀,压制时发生破碎或裂纹,造成石材整体报废。
同时,在安装使用过程中,石材复合板会由于石材面板与复合底材之间的不同的线性膨胀系数,产生不一致的膨胀变化,而环氧胶的刚性粘接无法提供膨胀和收缩所需的缓冲,很容易出现脱落和开裂的现象,造成粘接失效。
因为切割过程中会产生大量的粉尘附着在石材薄板表面,需要用水进行冲洗,保证表面无粉尘、无杂质影响施胶复合;为减少固化过程中环氧胶遇水产生气泡的机率和减弱薄板表面的粘结附着力,工人会在涂刮施胶前,用高温喷枪烧灼石材薄板表面,以烤干石材薄板表面的水分,近1000℃的高温也给薄板的结构稳定增添了不确定的隐患和风险。
环氧胶在刮胶操作时,为降低劳动强度,提高使用刮刀手工涂刮的方便性,会添加大量的工业稀释剂对胶体进行稀释;出于成本考虑,所用的稀释剂均为工业用途的洗板水之类,不仅具有浓厚的刺激性气味,更含有大量危害环境和人体健康成份的溶剂,对施工者直接带来健康危害;更通过浸润方式侵入到石材内部,对使用环境和消费者带来长久的潜在危害。
针对环氧胶存在的问题,行业内进行了一些有益的尝试,如2009年第2期的《石材》期刊,登载了江苏力宝建材工业有限公司联合杭州师范大学有机硅重点实验室,合作研发了有机硅改性环氧的薄板复合胶;其主要技术特点是:用有机硅来改性环氧树脂,使其具备有机硅材料优异的耐候性和弹韧性。
由于环氧树脂本身存在的上述问题难以解决,专利号为CN201310478248的中国专利公开了一种柔性石材复合硅橡胶及其制备方法与应用,该发明提出了一种柔性石材复合硅橡胶,将羟基硅油、二甲基硅油、纳米碳酸钙、白炭黑按照质量份混合、搅拌制成A料;将二甲基硅油、交联剂和催化剂按照重量粉混合,在氮气保护下搅拌后制得B料,使用时将柔性石材复合硅橡胶的A料和B料按照重量比1~50:1混合均匀,本发明的柔性石材复合硅橡胶具有良好的粘接性、卓越的耐候性和耐冷热冲击性能;可以解决在户外幕墙由于使用环氧树脂造成复合板经热胀冷缩后,极易导致薄板复合胶两面受力不匀而导致复合胶胶面与基材脱离破坏,从而影响幕墙安全的问题。
但有机硅也存在难以克服的问题,即会析出硅油小分子物并渗透到基材中,在基材表面形成油渍,并吸附空气中的灰尘颗粒,在石材表面形成难以去除的污迹。
发明内容
针对现有石材复合胶存在抗震、耐冲击强度低、受水分渗透不利影响大以及所产生的气泡造成胶体空腔,进而影响粘接强度和导致石材在加工过程中易损坏、不同材料之间的膨胀系数不同造成易开裂、脱落等问题,本发明提供了一种改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
一方面,本发明提供了一种改性硅酮聚醚石材复合胶,包括A组分和B组分:
A组分包括:40~100质量份的改性硅酮聚醚、40~60质量份的稀释剂、200~400质量份的填料、2~8质量份的触变剂、1~2质量份的抗氧化剂;
B组分包括:100~200质量份的稀释剂、100~200质量份的填料、2~10质量份的除水剂、2~10质量份的粘接促进剂和1~4质量份的催化剂;
所述粘接促进剂为包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2-双三甲氧基硅基乙烷的复配体;
所述A组分和所述B组分的重量比为10~12:1。
可选的,所述改性硅酮聚醚包括二甲氧基甲硅烷基封端的聚醚和三甲氧基甲硅烷基封端的聚醚中的一种或多种。
可选的,所述A组分和所述B组分中的稀释剂各自独立地选自聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、1,2-环已烷二羧酸二(异壬基)酯和烷基磺酸苯酯中的一种或多种。
可选的,所述A组分和所述B组分中的填料各自独立地选自碳酸钙、白炭黑、高岭土、硅微粉、玻璃微珠中的一种或多种。
可选的,所述触变剂包括聚酰胺蜡、气相二氧化硅、有机膨润土和蓖麻油中的一种或多种。
可选的,所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂或复合抗氧剂。
可选的,所述催化剂包括双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硅酸四乙酯和二(乙酰基氧基)二丁基锡中的一种或多种。
可选的,所述除水剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
另一方面,本发明提供了如上所述的改性硅酮聚醚石材复合胶的制备方法,包括以下操作步骤:
A组分制备:将A组分的改性硅酮聚醚、稀释剂、填料、触变剂和抗氧化剂于80~120℃、0.085~0.095MPa真空度下混合均匀,在惰性气体的保护下出料密封包装,得到A组分;
B组分制备:在0.085~0.095MPa真空度下,将B组分的填料与稀释剂下混合均匀,加入除水剂、粘接促进剂和催化剂,在惰性气体的保护下混合均匀,得到B组分;
使用时,将A组分和B组分按重量比10~12:1进行混合。
可选的,A组分和B组分的填料混合前先于100~120℃烤箱内烘干4~8H。
根据本发明提供的改性硅酮聚醚石材复合胶,采用了改性硅酮聚醚作为主体树脂,在室温、水分和催化剂的共同作用下发生湿化反应,交联固化成三维网状结构;在固化过程中不会产生气泡,胶体分子结构中含有柔曲性好的聚醚主链段,从而使复合胶体具有优异的拉伸弹性和韧性,能够提供很好的膨胀和收缩缓冲能力,从而显著提高复合石板的抗震、耐冲击强度。
采用了含双氨基基团的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2双三甲氧基硅基乙烷进行复配;氨基硅烷中伯、仲氨基的助催化作用,可以促进烷氧基的水解,加快固化进度,以满足大规模生产的要求;同时,双氨基基团与1,2双三甲氧基硅基乙烷复配可进一步形成多氨基基团,一方面,更进一步提高对石材或其他材料的润湿能力,增加界面的粘结力;另一方面,双氨基基团可以明显提高复合胶对不同基材的粘结性,使复合胶适用于石材、陶瓷、木板、铝材、钢板和保温板材等,提高其适应基材的广泛性。
而渗透力强、具有超强亲水性的硅烷,通过水解反应,生成的硅羟基与石材表面的羟基基团进行氢键结合,更进一步增强粘结界面的粘接力;同时,生成的硅羟基能够自已发生缩合反应,相互之间进行交联,形成稳定的三维网状结构,从而在粘结界面形成一层耐水性好的胶膜,阻隔多余的水分继续扩散,影响和破坏氢键的形成。
采用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2双三甲氧基硅基乙烷复配的粘结促进剂,明显提高了对石材表面和内部所含水分的容忍度:即可以通过直接吸附石材表面和内部所含的水分,加快固化进度,让水分成为固化的助力;同时,具有优异的渗透性和亲水性,通过扩散作用,与水分子结合,形成具有一定强度的隔水膜层,阻隔多余的水分从石材内部继续向粘接界面扩散减弱和破坏粘接界面的化学键合,进而保护粘接界面的稳定性和平衡性。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种改性硅酮聚醚石材复合胶,包括A组分和B组分:
A组分包括:40~100质量份的改性硅酮聚醚、40~60质量份的稀释剂、200~400质量份的填料、2~8质量份的触变剂、1~2质量份的抗氧化剂;
B组分包括:100~200质量份的稀释剂、100~200质量份的填料、2~10质量份的除水剂、2~10质量份的粘接促进剂和1~4质量份的催化剂;
所述粘接促进剂为包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与1,2-双三甲氧基硅基乙烷的复配体;
所述A组分和所述B组分的重量比为10~12:1。
所述改性硅酮聚醚石材复合胶采用了改性硅酮聚醚作为主体树脂,在室温、水分和催化剂的共同作用下发生湿化反应,交联固化成三维网状结构;在固化过程中不会产生气泡,胶体分子结构中含有柔曲性好的聚醚主链段,从而使复合胶体具有优异的拉伸弹性和韧性,能够提供很好的膨胀和收缩缓冲能力,从而显著提高复合石板的抗震、耐冲击强度。
采用了含双氨基基团的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2双三甲氧基硅基乙烷进行复配;氨基硅烷中伯、仲氨基的助催化作用,可以促进烷氧基的水解,加快固化进度,以满足大规模生产的要求;同时,双氨基基团与1,2双三甲氧基硅基乙烷复配可进一步形成多氨基基团,一方面,更进一步提高对石材或其他材料的润湿能力,增加界面的粘结力;另一方面,双氨基基团可以明显提高复合胶对不同基材的粘结性,使复合胶适用于石材、陶瓷、木板、铝材、钢板和保温板材等,提高其适应基材的广泛性。
而渗透力强、具有超强亲水性的硅烷,通过水解反应,生成的硅羟基与石材表面的羟基基团进行氢键结合,更进一步增强粘结界面的粘接力;同时,生成的硅羟基能够自已发生缩合反应,相互之间进行交联,形成稳定的三维网状结构,从而在粘结界面形成一层耐水性好的胶膜,阻隔多余的水分继续扩散,影响和破坏氢键的形成。
采用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2双三甲氧基硅基乙烷复配的粘结促进剂,明显提高了对石材表面和内部所含水分的容忍度:即可以通过直接吸附石材表面和内部所含的水分,加快固化进度,让水分成为固化的助力;同时,具有优异的渗透性和亲水性,通过扩散作用,与水分子结合,形成具有一定强度的隔水膜层,阻隔多余的水分从石材内部继续向粘接界面扩散减弱和破坏粘接界面的化学键合,进而保护粘接界面的稳定性和平衡性。
在一些实施例中,所述改性硅酮聚醚包括二甲氧基甲硅烷封端的聚醚和三甲氧基甲硅烷封端的聚醚中的一种或多种。
在室温条件下,通过水分与催化剂的作用,让分子链末端的硅烷封端发生水解和缩合反应,使链端的-Si(OR)3或-SiR(OR)2发生水解而交联成具有Si-O-Si网状结构的弹性体,释放出甲醇小分子物,固化过程中不会产生气泡。
在一些实施例中,所述改性硅酮聚醚的分子量为15000,粘度<5Pa.s。
聚合物的的分子结构决定了复合胶的性能,改性硅酮聚醚树脂主链为大分子纯聚醚结构长链,含有柔性聚醚链节,本身的柔顺性较好,为复合胶体系提供柔曲性、延伸性、抗冲击、耐震动疲劳、抗形变位移能力、高剥离强度和高撕裂强度等性能。
发明人通过大量实验发现,选择具备较高分子量的聚醚树脂:从材料特性上可以保证聚合物的相对分子质量较大,在复合胶发生交联固化后,相互交联点之间的链段较长,交联密度小,从而使得胶体更具备良好的弹性和更高的抗形变位移能力。
选择低粘度的聚醚树脂,带来很好的流动性,不仅可以让复合胶具有低表面能和高渗透力,对被粘基材表面带来良好的润湿能力,从而产生良好的粘附力;还可以让复合胶具备良好的涂刮操作性,A组分和B组分混合后无需额外添加稀释剂。
在一些实施例中,所述A组分和所述B组分中的稀释剂各自独立地选自聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯中、1,2-环已烷二羧酸二(异壬基)酯、烷基磺酸苯酯的一种或多种。
具体的,所述聚氧化丙烯二醇选自低不饱和度400~4000分子量的聚环氧丙烷醚二元醇。
在一些实施例中,所述B组分还包括100~200质量份的填料,所述A组分和所述B组分中的填料各自独立地选自碳酸钙、白炭黑、高岭土、硅微粉、硅微珠球中的一种或多种。
在一些实施例中,所述触变剂包括聚酰胺蜡、气相二氧化硅、有机膨润土和蓖麻油中的一种或多种。
更优选的,所述触变剂选自PAMID D680、Crayvallac SL、Crayvallac SLX和蓖麻油中的一种或多种。
将触变剂加入树脂中,能使改性硅酮聚醚石材复合胶在静止时有较高的稠度,在外力作用下又变成低稠度流体的物质,有利于避免改性硅酮聚醚石材复合胶在刮涂的过程中产生流挂。
在一些实施例中,所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂或复合抗氧剂。
在一些实施例中,所述催化剂包括双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硅酸四乙酯和二(乙酰基氧基)二丁基锡中的一种或多种。
所述催化剂用于在A组分和B组分充分均匀混合后,在水分和催化剂的双重作用下,聚醚树脂的封端硅烷会进行交联反应,固化成三维网状弹性体。
在一些实施例中,所述除水剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
需要说明的是,所述复配体中,各物质含量可呈任意比例,作为示例,在一实施例中,所述复配体中各物质含量相等。
另一方面,本发明提供了如上所述的改性硅酮聚醚石材复合胶的制备方法,包括以下操作步骤:
A组分制备:将A组分的改性硅酮聚醚、稀释剂、填料、触变剂和抗氧化剂于80~120℃、0.085~0.095MPa真空度下混合均匀,在惰性气体的保护下出料密封包装,得到A组分;
B组分制备:
将B组分的填料和稀释剂于50~80℃、0.085~0.095MPa真空度下混合均匀1~2H,加入除水剂、粘接促进剂和催化剂,在惰性气体的保护下混合均匀,得到B组分。
使用时,将A组分和B组分按重量比10~12:1进行混合。
A组分和B组分的填料混合前先于100~120℃烤箱内烘干4~8H。
通过上述制备方法制备得到的改性硅酮聚醚石材复合胶具有以下优势:
1、固化后的改性硅酮聚醚石材复合胶粘结强度牢固持久:经承重测试表明:1DM2的粘接面积,承重180KG长达3个月无开裂,无脱落,断裂拉伸强度>2MPa。
2、固化后的复合胶保持优异的弹性和韧性:经力学测试结果表明:100%拉伸强度>1.2MPa,断裂伸长率>420%,撕裂强度>8N/mm。
3、使用方便,体现在几个方面:
(1)对石材表面的水分容忍度高,无须高温烧灼石材,简化了工序,节省了时间,更使石材不受高温烧灼,保护了石材。
(2)在双组份使用混合搅拌时,不用添加其他稀释剂,简化了工序,节省了时间,也杜绝了稀释类溶剂的添加和使用,更环保更健康,对环境和人体亲和友好。
(3)固化过程中无气泡逸出,不会造成胶体空腔,造成粘结强度减弱或无粘结,避免在压置工艺环节或受外界热胀冷缩的影响,因受力不均匀导致石材面材产生破纹或开裂而报废。
(4)双组份体系,固化时间可调节,满足快速生产的要求。
本发明的另一实施例提供了一种复合石材,包括如上所述的改性硅酮聚醚石材复合胶和多种石材薄板,所述的石材薄板由多种石材面板与多种复合底材构成,其面板与底材之间由所述改性硅酮聚醚石材复合胶进行粘接。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法,包括以下操作步骤:
(1)将100质量份的二甲氧基甲硅烷封端聚醚、50质量份的低不饱和度聚醚多元醇、200质量份的碳酸钙、5质量份的Crayvallac SL、2质量份的抗氧化剂于110℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件4小时;所述二甲氧基甲硅烷封端聚醚的分子量为15000,粘度<5Pa.s;将得到的混合料在惰性气体的保护下,制得A组份并密封包装。
(2)将200质量份的碳酸钙于120℃烤箱中烘干4H,与100质量份的低不饱和度聚醚多元醇于50℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件2小时;将得到的混合料的温度降至40℃以下,加入5质量份的除水剂、10质量份的粘接促进剂和4质量份的催化剂,在惰性气体的保护下,制得B组份并密封包装;
所述的粘接促进剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与1,2-双三甲氧基硅基乙烷的1:1复配体;
(3)A、B组份分别密封贮存,并按重量比10:1进行混合后使用。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法,包括以下操作步骤:
(1)将100质量份的二甲氧基甲硅烷封端聚醚、60质量份的邻苯二甲酸二异癸酯、200质量份高岭土、40质量份的碳酸钙、2质量份的抗氧化剂于110℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件4小时;所述二甲氧基甲硅烷封端聚醚的分子量为15000,粘度为3.6Pa.s;将得到的混合料的温度降至50℃以下,加入5质量份的Crayvallac SLX,在惰性气体的保护下,制得A组份并密封包装。
(2)将80质量份的高岭土、100质量份的邻苯二甲酸二异癸酯于50℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件2小时;加入10质量份的除水剂、10质量份的粘接促进剂和4质量份的催化剂,在惰性气体的保护下,制得B组份并密封包装;
所述的粘接促进剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与1,2-双三甲氧基硅基乙烷的1:1复配体;
(3)A、B组份分别密封贮存,并按重量比10:1进行混合后使用。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法,包括以下操作步骤:
(1)将80质量份的二甲氧基甲硅烷封端聚醚、20质量份的三甲氧基甲硅烷封端聚醚、60质量份的烷基磺酸苯酯、200质量份的硅微粉、30质量份的碳酸钙、6质量份的PAMIDD680和2质量份的抗氧化剂于90℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件4小时,所述二甲氧基甲硅烷封端聚醚的分子量为15000,粘度为3.5Pa.s,所述三甲氧基甲硅烷封端聚醚的分子量为15000,粘度为36Pa.s;将得到的混合料的温度降至50℃以下,在惰性气体的保护下,制得A组份并密封包装。
(2)将60质量份的硅微粉、100质量份的烷基磺酸苯酯于50℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件2小时;加入10质量份的除水剂、10质量份的粘接促进剂和4质量份的催化剂,在惰性气体的保护下,制得B组份并密封包装;
所述的粘接促进剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与1,2-双三甲氧基硅基乙烷的1:1复配体;
(3)A、B组份分别密封贮存,并按重量比10:1进行混合后使用。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法,包括实施例1中大部分操作步骤,其不同之处在于:
步骤(2)中,将200质量份的碳酸钙于120℃烤箱中烘干4H,与100质量份的低不饱和度聚醚多元醇于50℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件2小时;将得到的混合料的温度降至50℃以下,加入6质量份的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和4质量份的催化剂,在惰性气体的保护下,制得B组份并密封包装。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的改性硅酮聚醚石材复合胶及其制备方法,包括实施例1中大部分操作步骤,其不同之处在于:
步骤(2)中,将80质量份的高岭土、20质量份的碳酸钙、100质量份的邻苯二甲酸二异癸酯于50℃、0.085MPa真空度下混合均匀,并维持以上混合条件2小时;加入12质量份的乙烯基三甲氧基硅烷、8质量份的1,2-双三甲氧基硅基乙烷和4质量份的催化剂,在惰性气体的保护下,制得B组份并密封包装。
对比例3
本对比例采用市售的环氧胶。
性能测试
提供两片1cm厚的的石板,对石板表面进行清洗,晾晒去除表面大部分水分,将上述实施例1~3和对比例1~3得到的改性硅酮聚醚石材复合胶或环氧胶涂覆至两片石板之间,以形成复合石材,对复合石材进行力学性能测试,得到的测试结果填入表1。
表1
从表1的测试数据结果可以看出,环氧胶粘结强度高,但高模量也反映出环氧胶本身易脆、易断裂的特性,影响了环氧胶的性能,所以在承重测试中数据反而不突出;本发明提供的改性硅酮聚醚石材复合胶除了能够提供有效的粘结强度外,还能够提供优异的拉伸韧性,解决了胶体发脆、受力易断裂的问题,所以在承重测试中数据明显好过环氧胶。同时,由表1可看出,本发明提供的改性硅酮聚醚石材复合胶都有优良的拉伸伸长率,这也说明复合胶既能为石材复合薄板提供良好的抗震、耐冲击性能,又可以为石材与其他材料之间提供有效缓冲,解决了因不同的线性膨胀系数而造成的开裂、脱落等问题。
对比实施例1~3和对比例1、2可知,相对于N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2-双三甲氧基硅基乙烷的单独使用,本发明采用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与1,2-双三甲氧基硅基乙烷进行复配,氨基硅烷促进了聚醚封端的水解缩合,提供了更高的交联密度,增强了粘结性能;而渗透力强、具有超强亲水性的硅烷,不仅能够与石材表面的水分结合生成氢键,进一步提高了对粘结界面的浸润和粘合力;还能自交联形成隔水膜层,阻隔石材内部多余的水分侵入粘结界面,减弱和破坏氢键的结合。
两者的复配使用,既解决了石材清洗后含水率过高,水分会影响和破坏对粘结界面的浸润能力,同时又不会像环氧胶出现与水分反应生成CO2,造成胶体空腔,破坏了胶体的强度,造成石材裂纹和破损。氨基硅烷的加入,使复合胶能够广泛适用于不同的石材面材和更复杂的基底材料,并进一步促进聚醚封端的水解,与石材表面的极性基团结合,增强界面的粘接性能。
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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,包括A组分和B组分:
A组分包括:40~100质量份的改性硅酮聚醚、40~60质量份的稀释剂、200~400质量份的填料、2~8质量份的触变剂、1~2质量份的抗氧化剂;
B组分包括:100~200质量份的稀释剂、100~200质量份的填料、2~10质量份的除水剂、2~10质量份的粘接促进剂和1~4质量份的催化剂;
所述粘接促进剂为包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和1,2-双三甲氧基硅基乙烷的复配体;
所述A组分和所述B组分的重量比为10~12:1。
2.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述改性硅酮聚醚包括二甲氧基甲硅烷基封端的聚醚和三甲氧基甲硅烷基封端的聚醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述A组分和所述B组分中的稀释剂各自独立地选自聚氧化丙烯二醇、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、1,2-环已烷二羧酸二(异壬基)酯和烷基磺酸苯酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述A组分和所述B组分中的填料各自独立地选自碳酸钙、白炭黑、高岭土、硅微粉、玻璃微珠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述触变剂包括聚酰胺蜡、气相二氧化硅、有机膨润土和蓖麻油中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂或复合抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述催化剂包括双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硅酸四乙酯和二(乙酰基氧基)二丁基锡中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的改性硅酮聚醚石材复合胶,其特征在于,所述除水剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
9.如权利要求1~8任意一项所述的改性硅酮聚醚石材复合胶的制备方法,其特征在于,包括以下操作步骤:
A组分制备:将A组分的改性硅酮聚醚、稀释剂、填料、触变剂和抗氧化剂于80~120℃、0.085~0.095MPa真空度下混合均匀,在惰性气体的保护下出料密封包装,得到A组分;
B组分制备:在0.085~0.095MPa真空度下,将B组分的填料与稀释剂混合均匀,加入除水剂、粘接促进剂和催化剂,在惰性气体的保护下混合均匀,得到B组分;
使用时,将A组分和B组分按重量比10~12:1进行混合。
10.根据权利要求9所述的改性硅酮聚醚石材复合胶的制备方法,其特征在于,A组分和B组分的填料混合前先于100~120℃烤箱内烘干4~8H。
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