CN111303828A - 一种单组份醇型密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种单组份醇型密封胶及其制备方法。一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物30％‑80％；改性填料5％‑60％；α硅烷烷氧基交联剂1％‑20％；α硅烷烷氧基催化交联剂1％‑20％；硅烷偶联剂0.05％‑10％；硅油增塑剂0％‑20％；无机颜料1％‑10％；所述改性填料包括干法改性填料和湿法改性填料中的一种或两种。本发明的单组份醇型密封胶对工程塑料具有广泛的粘接性，能够有效对其进行固定、密封和绝缘。本发明的制备方法简单、成本低廉，可大规模制备。

Description

一种单组份醇型密封胶及其制备方法

技术领域

本发明特别涉及一种单组份醇型密封胶及其制备方法。

背景技术

工程塑料是一种工程材料，包括聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、热塑性聚酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、亚克力(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)等。工程塑料具有优良的综合性能，可以代替金属作为机器零部件，因此被广泛应用于LED行业的灯具组件。然而，工程塑料在应用于LED灯具组件时，容易出现污染、氧化等问题，因此需要使用密封胶对由工程塑料制备的零件进行粘接，从而对其进行固定、密封和绝缘。由于工程塑料种类繁多，因此需要具有对工程塑料有广泛粘接性的密封胶。

中国专利CN106398224A公开了一种密封胶，其中使用末端三甲氧基硅氧烷作为基胶、有机锡螯合物作为催化剂的体系来改善密封胶的粘接性，但由于粘接性能有限，只能应用于各种幕墙和金属结构工程的结构粘接密封，不能直接用于LED组件的粘接密封。US4687829A采用末端烷氧基硅乙撑基的催化剂来改善粘接性，但效果不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单组份醇型密封胶及其制备方法。本发明的单组份醇型密封胶对工程塑料具有广泛的粘接性，能够有效对其进行固定、密封和绝缘。本发明的制备方法简单、成本低廉，可大规模制备。

本发明采用以下技术方案。

一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：

所述改性填料包括干法改性填料和湿法改性填料中的一种或两种。

优选地，所述端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物在20-30℃时平均粘度为100-200000cps。

进一步优选地，所述端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物在20-30℃时平均粘度为10000cps。

优选地，所述干法改性填料通过以下方法制备而成：

以质量比100:5-30，将填料、处理剂混合均匀，30-145℃反应30-120分钟，即得到干法改性填料。

优选地，所述湿法改性填料通过以下方法制备而成：

以质量比100:5-30:100-300，将填料、处理剂、甲基硅油混合均匀，30-145℃反应30-120分钟，即得到湿法改性填料。

进一步优选地，所述填料为硅微粉、硅藻土、钛白粉、氧化锌、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、纳米碳酸钙、气相二氧化硅和沉淀白炭黑中的一种或多种。

进一步优选地，所述填料为硅微粉、纳米碳酸钙、沉淀白炭黑、气相二氧化硅中的一种或多种。

进一步优选地，所述处理剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷等一种或多种。

进一步优选地，所述处理剂为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

本发明中，填料经过干法或湿法改性后，处理剂与填料表面的羟基进行水解缩合反应，使得填料表面接枝上烷氧基，经过接枝改性后的填料在与被粘材质接触后，烷氧基水解并与被粘材质表面羟基反应，从而达到对材质的牢固粘合。

优选地，所述α硅烷烷氧基交联剂为二氯甲基三乙氧基硅烷或苯胺甲基三乙氧基硅烷。

优选地，所述α硅烷烷氧基催化交联剂为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷。

优选地，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

进一步优选地，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；或氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。

本发明中，具有氨基的偶联剂由于氨基的存在使得硅原子上的烷氧基活性提高，水解速率和反应活性均提高，因此，当填料表面经过干法或湿法进行接枝改性而具有丰富的烷氧基后，氨基偶联剂上的氨基也促进了填料上烷氧基的水解活性，从而增强了整体密封胶对材料的粘接能力。而具有环氧基的偶联剂同样可以增强材料例如金属、陶瓷、玻璃的粘结能力。

优选地，所述硅油增塑剂为端甲基的聚二甲基硅氧烷。

优选地，所述无机颜料选自钛白粉。本领域技术人员也可以根据需要选择本领域常规的颜料。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、改性填料、硅油增塑剂、无机颜料混合均匀，反应得到基料；

(2)将基料、α硅烷烷氧基交联剂、α硅烷烷氧基催化交联剂、硅烷偶联剂混合均匀，反应得到密封胶。

进一步优选地，步骤(1)的反应条件为真空度为-0.08～0.lMPa、20-150℃下反应120-150分钟。

进一步优选地，步骤(2)的反应条件为真空度为-0.08～0.lMPa、20-50℃下反应10-120分钟。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过调节α硅烷烷氧基交联剂、α硅烷烷氧基催化交联剂的比例，实现材料的最佳的粘接性能；

(2)本发明通过利用处理剂对填料进行处理得到改性填料，改性填料可以对材料进行补强以及提高材料的粘接性，使密封胶对工程塑料具有广泛的粘接性，能够有效对其进行固定、密封和绝缘；

(3)本发明的硅烷偶联剂能够与α硅烷烷氧基交联剂、α硅烷烷氧基催化交联剂、改性填料发挥协同作用，进一步提高密封胶的粘接性；

(4)本发明的制备方法简单、成本低廉，可大规模制备。

具体实施方式

下面通过具体实施方式详细说明本发明。

实施例1

一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的湿法改性沉淀白炭黑通过以下方法制备：

以质量比100:5:100，将沉淀白炭黑、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、甲基硅油混合均匀，100℃反应60分钟，即得到湿法改性沉淀白炭黑。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、湿法改性沉淀白炭黑、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到单组份醇型密封胶。

实施例2

一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的干法改性纳米碳酸钙通过以下方法制备：

以质量比100:5，将纳米碳酸钙、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷混合均匀，30℃反应120分钟，即得到干法改性纳米碳酸钙。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、干法改性纳米碳酸钙、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为0.1MPa、100℃下反应140分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为0.1MPa、50℃下反应10分钟，即得到单组份醇型密封胶。

实施例3

一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的干法改性气相二氧化硅通过以下方法制备：

以质量比100:30，将气相二氧化硅、甲基三甲氧基硅烷混合均匀，145℃反应30分钟，即得到干法改性气相二氧化硅。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、干法改性气相二氧化硅、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为0.1MPa、150℃下反应120分钟，得到基料；

(2)将基料、二氯甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为0.1MPa、20℃下反应120分钟，即得到单组份醇型密封胶。

实施例4

一种单组份醇型密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的湿法改性沉淀白炭黑通过以下方法制备：

以质量比100:30:300，将硅微粉、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、甲基硅油混合均匀，30℃反应120分钟，即得到湿法改性沉淀白炭黑。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、湿法改性硅微粉、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到单组份醇型密封胶。

对比例1(交联剂为正硅酸乙酯)

一种密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的湿法改性沉淀白炭黑的制备方法如实施例1。

上述的密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、湿法改性沉淀白炭黑、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、正硅酸乙酯、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到密封胶。

对比例2(硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷)

一种密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的湿法改性沉淀白炭黑的制备方法如实施例1。

上述的密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、湿法改性沉淀白炭黑、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到密封胶。

对比例3(填料为未经改性的气相二氧化硅、交联剂为正硅酸乙酯)

一种密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、未经改性的气相二氧化硅、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、正硅酸乙酯、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到密封胶。

对比例4(填料为未经改性的沉淀白炭黑)

一种密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、沉淀白炭黑、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到单组份醇型密封胶。

对比例5(不包括二乙胺基甲基三乙氧基硅烷)

一种密封胶，包括按重量比计的以下组分：

上述的湿法改性沉淀白炭黑通过以下方法制备：

以质量比100:5:100，将沉淀白炭黑、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、甲基硅油混合均匀，100℃反应60分钟，即得到湿法改性沉淀白炭黑。

上述的单组份醇型密封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10000cps端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、湿法改性沉淀白炭黑、端甲基的聚二甲基硅氧烷、钛白粉混合均匀，在真空度为-0.08MPa、20℃下反应150分钟，得到基料；

(2)将基料、苯胺甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，在真空度为-0.08MPa、50℃下反应120分钟，即得到单组份醇型密封胶。

粘接性测试

粘接性测试，材料为PA、PC、POM、PPO、PBT、PS、PMMA、PVC八种材质，将实施例1-4、对比例1-5的密封胶涂于被粘材质试片表面，胶层厚度控制1.5±0.5mm，然后将两试片对叠，粘接面积为20mm×10mm，使粘接面受压0.05-0.1Mpa，固化7天后取出，按照GB/T7124测定剪切强度。结果如表1所示。

表1

+：100％内聚破坏-：剥落

由表1可知，对比例1-5的密封胶的粘接性明显不如本发明，而本发明的单组份醇型密封胶处理的不同材质在7天后均显示出100％内聚破坏，表明其对工程塑料具有广泛的粘接性，能够有效对工程塑料进行固定、密封和绝缘。

Claims (10)

1.一种单组份醇型密封胶，其特征在于，包括按重量比计的以下组分：

所述改性填料包括干法改性填料和湿法改性填料中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述干法改性填料通过以下方法制备而成：

以质量比100:5-30，将填料、处理剂混合均匀，30-145℃反应30-120分钟，即得到干法改性填料。

3.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述湿法改性填料通过以下方法制备而成：

以质量比100:5-30:100-300，将填料、处理剂、甲基硅油混合均匀，30-145℃反应30-120分钟，即得到湿法改性填料。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述填料为硅微粉、硅藻土、钛白粉、氧化锌、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、纳米碳酸钙、气相二氧化硅和沉淀白炭黑中的一种或多种。

5.根据权利要求2或3中任一项所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述处理剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷等一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述α硅烷烷氧基交联剂为二氯甲基三乙氧基硅烷或苯胺甲基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述α硅烷烷氧基催化交联剂为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的单组份醇型密封胶，其特征在于，所述硅油增塑剂为端甲基的聚二甲基硅氧烷。

10.权利要求1-9中任一项所述的单组份醇型密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将端羟基聚二甲基硅氧烷聚合物、改性填料、硅油增塑剂、无机颜料混合均匀，反应得到基料；

(2)将基料、α硅烷烷氧基交联剂、α硅烷烷氧基催化交联剂、硅烷偶联剂混合均匀，反应得到密封胶。