CN111621155B - 一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，由a,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷、碳酸钙、含水粉体、硅烷偶联剂、交联剂、催化剂组成。此外，还公开了上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法。本发明通过优化配方体系，并通过引入含水粉体作为引发剂，结合调整减少交联剂的用量，使胶体在微量水分存在条件下便能实现整体固化，同时也减少了缩合产物的释放而更加环保安全。本发明填补了市场上无双组份脱酮肟型硅橡胶的空白，为市场提供了一种新型实用的粘接、灌封用胶产品。

Description

一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子密封材料技术领域，尤其涉及一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶及其制备方法。

背景技术

缩合型室温硫化硅橡胶是一种通过水气引发，在一定的温度条件下进行交联反应，从而形成高分子网状交联结构的粘结密封产品。

目前已有的缩合型室温硫化硅橡胶主要有：单组份(脱醇型、脱酮肟型、脱乙酸型、脱丙酮型和脱酰胺型)和双组份(脱醇型、脱氢型和脱羟胺型)，而常用的缩合型室温硫化硅橡胶为单组份脱醇型、脱酮肟型和双组份脱醇型。因此，现有市场上双组份缩合型室温硫化硅橡胶的品种仍较为单一。针对这一问题，开发一种可用于粘接、密封的双组份脱酮肟型硅橡胶，在延续脱酮肟型硅橡胶性能优点的同时，又能结合双组份缩合型硅橡胶的优点，并且实现胶水的深层固化以扩大应用优势，将对满足市场使用多样性的需求具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具备深层固化能力的双组份脱酮肟型硅橡胶，通过引入含水粉体为引发剂，使室温硫化硅橡胶在交联固化过程中，无需通过吸收空气中的水分来进行反应引发，以达到深层固化的目的；同时通过调整减少交联剂的用量，使A、B组分混合后，即使没有水分的情况下也会发生凝胶化，从而在上述双重条件促进下，使胶体在微量水分存在条件下便能实现整体固化，同时也减少缩合产物的释放而更加环保安全。本发明的另一目的在于提供上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法。

本发明提供的一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，其特征在于：由A组份和B组份混合反应而成；按重量份数所述A组份和B组份的原料组成分别为：

A组份：

B组份：

所述含水粉体为硫酸镁、硅酸铝、硫酸铝中的一种或其组合，含水率为3～7％；

所述惰性基料为按照重量比二甲基硅油∶纳米碳酸钙＝1.4～1.6∶1在110～130℃温度下脱水1～2h，捏合制得。

上述方案中，本发明所述交联剂的用量低于或等于a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷用量的6wt％。

进一步地，本发明所述a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃温度下的粘度为5000～20000mPa.s。所述二甲基硅油的粘度为500～1000mPa.s。所述纳米碳酸钙的粒径为60～80纳米。所述重质碳酸钙的粒径为2～8微米，其含水率低于0.1％。所述硅烷偶联剂为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或其组合。所述交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝2～8∶1。所述催化剂为二正丁基二月桂酸锡、二正丁基二醋酸锡中的一种或其组合。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法如下：

(1)A组份的制备

将所述A组份的原料各组成在真空度-0.05～-0.06MPa、搅拌速度20～30Hz、分散速度10～15Hz下，搅拌混合20～40min，即得A组份；

(2)B组份的制备

将所述B组份的原料各组成在真空度-0.08～-0.09Mpa、搅拌速度15～25Hz、分散速度20～30Hz下，搅拌混合20～40min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明为双组份配方体系，A组份、B组份混合后，胶体通过自身的含水粉体中的微量水分作为引发剂，使得交联反应过程中无需通过吸收空气中的水分进行引发和参与，从而有助于实现深层固化的目的。

(2)通过实验经验数据，基于本发明配方体系，当交联剂的用量低于或等于a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷用量的6wt％时，整个反应体系是不能稳定保存的(即使在0～5℃无水分参与引发的条件下也会发生凝胶化)。因此，本发明通过降低交联剂的使用量可进一步达到促进深层固化反应的目的而实现整体固化；同时也减少了缩合产物的释放，更加绿色环保。

(3)本发明A组份中通过引入含水粉体作为引发剂，并与其他未与之发生反应的物料混合作为单独组分储存，可达到与B组份混合前能稳定存放的目的。

(4)本发明硅橡胶能深层固化外，对金属和塑料等大多数材料具有良好的粘接性，并具有良好的耐候性以及环境老化性能，表干时间为15～25min、挤出率为18～26g/min、硬度为30～40shoreA、拉伸强度为1.56～1.63MPa、断裂伸长率为522～536％，对大部分材料均有良好的粘接效果。本发明填补了市场上无双组份脱酮肟型硅橡胶的空白，为市场提供了一种新型实用的粘接、灌封用胶产品。

具体实施方式

实施例一：

1、本实施例一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，按重量份数其原料组成为：

A组份：

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为1000mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米的纳米碳酸钙＝1.4∶1在120℃温度下脱水1.5h捏合制得，冷却待用。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝5∶1。

2、本实施例上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法如下：

(1)A组份的制备

将A组份的原料各组成在真空度-0.05MPa、搅拌速度20Hz、分散速度15Hz下，搅拌混合40min，即得A组份；

(2)B组份的制备

将B组份的原料各组成在真空度-0.09Mpa、搅拌速度25Hz、分散速度20Hz下，搅拌混合20min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。

实施例二：

1、本实施例一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，按重量份数其原料组成为：

A组份：

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为500mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米的纳米碳酸钙＝1.6∶1在120℃温度下脱水2h，捏合制得，冷却待用。

硅烷偶联剂为按照重量比β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷∶γ-巯基丙基三甲氧基硅烷＝2∶1。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝8∶1。

2、本实施例上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法如下：

(1)A组份的制备

将A组份的原料各组成在真空度-0.05MPa、搅拌速度20Hz、分散速度10Hz下，搅拌混合30min，即得A组份；

(2)B组份的制备

将B组份的原料各组成在真空度-0.09Mpa、搅拌速度20Hz、分散速度20Hz下，搅拌混合30min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。

实施例三：

1、本实施例一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，按重量份数其原料组成为：

A组份：

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为1000mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米的纳米碳酸钙＝1.4∶1在130℃温度下脱水捏合1h制得，冷却待用。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝2∶1。

2、本实施例上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法如下：

(1)A组份的制备

将A组份的原料各组成在真空度-0.05MPa、搅拌速度20Hz、分散速度15Hz下，搅拌混合20min，即得A组份；

(2)B组份的制备

将B组份的原料各组成在真空度-0.08Mpa、搅拌速度25Hz、分散速度25Hz下，搅拌混合40min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。

实施例四：

1、本实施例一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，按重量份数其原料组成为：

A组份：

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为500mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米的纳米碳酸钙＝1.6∶1在110℃温度下脱水捏合2h制得，冷却待用。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝4∶1。

2、本实施例上述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法如下：

(1)A组份的制备

将A组份的原料各组成在真空度-0.05MPa、搅拌速度20Hz、分散速度15Hz下，搅拌混合20min，即得A组份；

(2)B组份的制备

将B组份的原料各组成在真空度-0.09Mpa、搅拌速度20Hz、分散速度25Hz下，搅拌混合35min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。

对比例一：

将上述实施例一中A组份不添加含水粉体作为对比例一，即对比例一按重量份数的原料组成为：

A组份：

a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(粘度10000mpa.s) 90

纳米碳酸钙(粒径60～80纳米) 80

重质碳酸钙(粒径2～8微米，含水率低于0.1％) 50

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为1000mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米的纳米碳酸钙＝1.6∶1在120℃温度下脱水捏合制得，冷却待用。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝5∶1。

制备方法同实施例一。

对比例二：

将上述实施例一中A组份不添加含水粉体、B组份的交联剂的用量为体系中a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷用量的8wt％作为对比例二，即对比例二按重量份数的原料组成为：

A组份：

a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(粘度10000mpa.s) 90

纳米碳酸钙(粒径60～80纳米) 80

重质碳酸钙(粒径2～8微米，含水率低于0.1％) 50

B组份：

其中：

惰性基料为按照重量比粘度为1000mPa.s的二甲基硅油∶粒径为60～80纳米＝1.6∶1在120℃温度下脱水捏合制得，冷却待用。

交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝5∶1。

制备方法同实施例一。

性能测试：

将本发明实施例和对比例一、对比例二制得的硫化硅橡胶产品按照以下方法进行性能测试：

按照GB/T531.1-2008测试胶体的邵氏硬度；按照GB/T13477.5-2002测试表干时间；按照GB/T13477.4测试挤出率；按照GB/T 528测试断裂伸长率和拉伸强度；固化深度的测定方法为：使用长×宽×厚为80mm×20mm×3mm的致密性好、光滑平整的塑料件，将胶水均匀挤于上述塑料件或金属件中，将另一塑料件覆盖、挤压，将中间的胶水厚度控制在3～4mm，且胶水溢出于塑料件的宽端，并用刮刀刮平，使胶水与塑料件齐平，存放于室温环境下12h、24h、48h、72h，用刀片从塑料件中间的胶水处剖开，使用量具测定胶水的固化厚度。测试结果如表1所示。

表1本发明实施例和对比例的性能对比测试数据

*：塑料件中间胶体剖开，已完全固化，记为整体固化，实际固化深度均大于10mm。

**：塑料件中间胶体剖开，已凝胶化，但未完全结构化，胶体固化不完全，因此未算固化，测定固化完全部分的胶体厚度，作为固化深度的测定值。

根据表1测试结果，本发明和对比例相比，从产品操作性和力学性能上未见有明显差异，但是固化深度的数据明显优于对比例。更大的固化深度，在同等条件下，通过更大的胶接面积，能赋予应用场合更大的粘接力，从而能够满足市场生产高效率运转的需要。

Claims (4)

1.一种可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，其特征在于：由按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合反应而成，所形成的胶水厚度为3～4mm，存放于室温环境下12h即实现整体固化；按重量份数所述A组份和B组份的原料组成分别为：

所述a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃温度下的粘度为5000～20000 mPa.s；

所述重质碳酸钙的粒径为2～8微米，其含水率低于0.1%；

所述含水粉体为硫酸镁、硅酸铝、硫酸铝中的一种或其组合，含水率为3～7%；

所述惰性基料为按照重量比粘度为500～1000 mPa.s的二甲基硅油∶纳米碳酸钙＝1.4～1.6∶1在110～130℃温度下脱水1～2h，捏合制得；

所述硅烷偶联剂为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或其组合；

所述交联剂为按照重量比甲基三丁酮肟基硅烷∶乙烯基三丁酮肟基硅烷＝2～8∶1，其用量低于或等于a,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷用量的6 wt%。

2.根据权利要求1所述的可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，其特征在于：所述纳米碳酸钙的粒径为60～80纳米。

3.根据权利要求1所述的可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶，其特征在于：所述催化剂为二正丁基二月桂酸锡、二正丁基二醋酸锡中的一种或其组合。

4.权利要求1-3之一所述可深层固化的双组份脱酮肟型硅橡胶的制备方法，其特征在于：

(1) A组份的制备

将所述A组份的原料各组成在真空度-0.05～-0.06MPa、搅拌速度20～30Hz、分散速度10～15Hz下，搅拌混合20～40min，即得A组份；

(2) B组份的制备

将所述B组份的原料各组成在真空度-0.08～-0.09Mpa、搅拌速度15～25Hz、分散速度20～30Hz下，搅拌混合20～40min，即得B组份；

按照质量比A组份∶B组份＝1∶1混合均匀即可。