CN112143449A - 一种双组分的防火有机密封剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双组分的防火有机密封剂及其使用方法，该防火有机密封剂由第一组分和第二组分组成；第一组分由液体聚硅氧烷、碳酸钙和硅酸钙混合粉料的补强防火填料、基于金属氧化物的耐热添加剂、基于异氰酸酯基硅烷的触变助剂组成；各组分的质量比为100：80～100：2～5：1～2；第二组分由基于氨基硅烷的交联剂和有机锡催化剂组成；各组分的质量比为3～7：0.5～2。使用时将两个组分放入容器中混合均匀即可。该密封剂具有优异的耐高温和防火性能，同时具备自粘接和高触变等良好的工艺性能。

Description

一种双组分的防火有机密封剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及密封材料技术领域，具体涉及一种双组分的防火有机密封剂及其使用方法。
背景技术
按照适航规章CCAR25-R4技术条款要求，民用飞机的发动机舱需要设计防火墙结构，防止发动机失火后对其他部位的影响，增加飞机安全可靠性能。防火有机硅密封剂用于防火墙的缝隙封堵、贴合面密封、螺栓头的封包等，目的是防止火焰从上述部位穿透。
与现有防火有机硅密封剂相比，为了满足飞机上应用部位要求，该产品需要具备自粘接、耐高温和高触变的特性。
为了适合贴合面等位置的防火密封，本专利设计的有机硅密封剂为双组份形态产品。碳酸钙分解温度高，与硅橡胶相互配合，有良好的防止火焰穿透的特性。纳米碳酸钙有较好的补强作用，同时可以赋予密封剂良好的触变性能，但是纳米碳酸钙在生产过程中需要用到硬脂酸类表面处理剂，因此用纳米碳酸钙制备的防火密封剂耐温性能差，超过120℃出现明显的降解。在有特殊耐高温要求的飞机发动机舱部位，其耐温性能不能满足要求。重质碳酸钙或轻质碳酸钙填充的有机硅密封剂具有良好的耐温性能，但是两者添加不能满足密封剂对触变性能的要求，需要添加触变剂来改善密封剂流淌性。单组份有机硅密封剂可以通过封端或直接添加触变剂赋予密封剂高触变性，双组份密封剂则不能通过增大粘度或直接添加触变剂的方法来实现高触变性，因为第二组分硫化剂的加入会破坏原来的假交联网络，丧失基膏本身的触变性能；因此，本专利在配方设计中采用异氰酸酯基丙基三甲氧基硅氧烷或异氰酸酯基丙基三乙氧基硅氧烷中的一种作为触变助剂，该触变助剂会与所选的交联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷快速点击反应，生出具聚脲类产物，从而赋予密封剂良好的触变性能。因为交联剂采用的是硅烷偶联剂，同时赋予密封剂良好的自粘接性能，不需要再涂覆粘接底涂即可与基材产生良好的粘接性能，极大的提高了施工工艺性能。
发明内容
本发明的目的是：满足飞机发动机舱对防火密封剂的需求，提供一种能够自粘接、耐高温、高触变的密封材料，以及制备该密封材料的方法。
本发明的技术方案是：
提供一种双组分的防火有机密封剂，该防火有机密封剂由第一组分和第二组分组成；第一组分由液体聚硅氧烷、碳酸钙和硅酸钙混合粉料的补强防火填料、基于金属氧化物的耐热添加剂、基于异氰酸酯基硅烷的触变助剂组成；各组分的质量比为100：80～100：2～5：1～2；
第二组分由基于氨基硅烷的交联剂和有机锡催化剂组成；各组分的质量比为3～7：0.5～2。
进一步的，所述第一组分为膏状。
进一步的，所述液体聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，粘度为5Pa﹒s～20Pa﹒s。
进一步的，所述补强防火填料的混合粉料中碳酸钙与硅酸钙的质量比为3:1～1.5。更进一步的，所述碳酸钙的粒径小于6.5μm。更进一步的，所述碳酸钙为重质碳酸钙或未经表面处理的轻质碳酸钙。上述填料的作用是：对硅橡胶进行补强，赋予硅橡胶良好的力学性能；且利用高温稳定的特性，与硅橡胶相互配合，有效防止高温火焰穿透；该特征使得有机硅密封剂的防火性能进一步提高的同时，弥补了碳酸钙补强不足的问题。
进一步的，所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铈或二氧化钛中的至少一种。耐热添加剂的作用是高温热空气下防止侧基氧化，提高硅橡胶耐温性能。
进一步的，所述触变助剂为异氰酸酯基丙基三甲氧基硅氧烷或异氰酸酯基丙基三乙氧基硅氧烷中的一种。所述触变助剂作用是与组分二中的氨基硅烷交联剂发生快速反应，使混合后的硅橡胶局部良好的触变性能。
进一步的，所述的交联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷。交联剂作用为与液体硅橡胶发生交联反应，使硅橡胶硫化形成弹性体；与触变助剂相互作用赋予混合后的硫化剂触变性能，可以与铝合金、钛合金及不锈钢等金属基材产生良好的粘结作用。
进一步的，所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡或二丁基二辛酸锡中的一种。作用为引发和促进交联剂与液体硅橡胶进行缩合反应。催化剂的作用是引发和促进交联剂与液体聚硅氧烷进行缩合反应。
本发明的防火有机硅密封剂的使用方法包括如下步骤：
步骤1、将所述液体聚硅氧烷、所述补强防火填料、所述耐热添加剂和所述触变助剂混合搅拌均匀，(优选地，通过带有分散盘的行星搅拌机进行搅拌均匀)；
将所述交联剂和所述催化剂混合均匀；
步骤2、将所述第一组份和第二组份混合均匀后直接使用。
本发明的优点是：本发明实现复合材料成型模框架、型板组合毛胚加工时快速准确定位，加工完成后不在需要手工修补抛光，提高产品质量和生产效率。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
实施例1，提供一种双组分的防火有机密封剂，该防火有机密封剂由第一组分和第二组分组成；第一组分由液体聚硅氧烷、碳酸钙和硅酸钙混合粉料的补强防火填料、基于金属氧化物的耐热添加剂、基于异氰酸酯基硅烷的触变助剂组成基膏；各组分的质量比为100：80～100：2～5：1～2；
第二组分由基于氨基硅烷的交联剂和有机锡催化剂组成；各组分的质量比为3～7：0.5～2。
所述液体聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，粘度为5Pa﹒s～20Pa﹒s。
所述补强防火填料的混合粉料中碳酸钙与硅酸钙的质量比为3:1～1.5。所述碳酸钙的粒径小于6.5μm。所述碳酸钙为重质碳酸钙
所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铈或二氧化钛中的至少一种。耐热添加剂的作用是高温热空气下防止侧基氧化，提高硅橡胶耐温性能。
实施例2，提供一种双组分的防火有机密封剂，该防火有机密封剂由第一组分和第二组分组成；第一组分由液体聚硅氧烷、碳酸钙和硅酸钙混合粉料的补强防火填料、基于金属氧化物的耐热添加剂、基于异氰酸酯基硅烷的触变助剂组成；各组分的质量比为100：80～100：2～5：1～2；
第二组分由基于氨基硅烷的交联剂和有机锡催化剂组成；各组分的质量比为3～7：0.5～2。
所述第一组分为膏状。
所述液体聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，粘度为5Pa﹒s～20Pa﹒s。
所述补强防火填料的混合粉料中碳酸钙与硅酸钙的质量比为3:1～1.5。所述碳酸钙的粒径小于6.5μm。所述碳酸钙为未经表面处理的轻质碳酸钙。进一步的，所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铈或二氧化钛中的至少一种。耐热添加剂的作用是高温热空气下防止侧基氧化，提高硅橡胶耐温性能。
所述触变助剂为异氰酸酯基丙基三甲氧基硅氧烷或异氰酸酯基丙基三乙氧基硅氧烷中的一种。所述触变助剂作用是与组分二中的氨基硅烷交联剂发生快速反应，使混合后的硅橡胶局部良好的触变性能。
所述的交联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷。交联剂作用为与液体硅橡胶发生交联反应，使硅橡胶硫化形成弹性体；与触变助剂相互作用赋予混合后的硫化剂触变性能，可以与铝合金、钛合金及不锈钢等金属基材产生良好的粘结作用。
所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡或二丁基二辛酸锡中的一种。作用为引发和促进交联剂与液体硅橡胶进行缩合反应。催化剂的作用是引发和促进交联剂与液体聚硅氧烷进行缩合反应。
表1 自粘接耐高温高触变防火有机硅密封剂配方中各组分的组合及用量
Figure BDA0002677508440000051
Figure BDA0002677508440000061
表2 自粘接耐高温高触变防火有机硅密封剂性能测试
Figure BDA0002677508440000062
Figure BDA0002677508440000071

Claims (10)

1.一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：该防火有机密封剂由第一组分和第二组分组成；第一组分由液体聚硅氧烷、碳酸钙和硅酸钙混合粉料的补强防火填料、基于金属氧化物的耐热添加剂、基于异氰酸酯基硅烷的触变助剂组成；各组分的质量比为100：80～100：2～5：1～2；
第二组分由基于氨基硅烷的交联剂和有机锡催化剂组成；各组分的质量比为3～7：0.5～2。
2.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述液体聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，粘度为5Pa﹒s～20Pa﹒s。
3.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述补强防火填料的混合粉料中碳酸钙与硅酸钙的质量比为3:1～1.5。
4.如权利要求1或4所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述碳酸钙的粒径小于6.5μm。
5.如权利要求1或4所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述碳酸钙为重质碳酸钙或未经表面处理的轻质碳酸钙。
6.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铈或二氧化钛中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述触变助剂为异氰酸酯基丙基三甲氧基硅氧烷或异氰酸酯基丙基三乙氧基硅氧烷中的一种。
8.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述的交联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
9.如权利要求1所述的一种双组分的防火有机密封剂，其特征在于：所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡或二丁基二辛酸锡中的一种。作用为引发和促进交联剂与液体硅橡胶进行缩合反应。
10.一种双组分的防火有机密封剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、将所述液体聚硅氧烷、所述补强防火填料、所述耐热添加剂和所述触变助剂混合搅拌均匀；
将所述交联剂和所述催化剂混合均匀；
步骤2、将所述第一组份和第二组份混合均匀后直接使用。
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