CN112322095A - 一种聚硫密封剂用水基粘接底涂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚硫密封剂用水基粘接底涂，包含去离子水、偶联剂预混物、多巴胺和润湿剂。其中偶联剂预混物采用氨基硅烷与巯基硅烷的混和物，氨基硅烷采用N‑(β‑氨乙基)‑3‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或二者的混合物，巯基硅烷采用γ‑巯丙基甲基二乙氧基硅烷，多巴胺采用分析纯多巴胺盐酸盐，润湿剂采用硫醚类非离子润湿剂。本发明制备方法简单、安全环保，解决了传统有机溶剂型底涂不环保、难贮运等问题，且制备的水基粘接底涂配合聚硫密封剂与多种基材均为100％内聚破坏，可有效提高聚硫密封剂的粘接性能，扩展其应用范围。

Description

一种聚硫密封剂用水基粘接底涂

技术领域

本发明属于化工材料及其生产技术领域，涉及一种聚硫密封剂用水基粘接底涂。

背景技术

聚硫密封剂由于具有良好的气密和油密等性能，因此广泛应用于交通运输、桥梁建筑等领域的密封，特别是其具有优异的耐燃油性，是飞机整体油箱的理想密封材料。但随着各领域材料的换代升级,聚硫密封剂所接触的材料表面类型也日益复杂,其中不仅包含新型工艺的钝化不锈钢、钛合金和铝合金等金属材料,还包括新型涂层等非金属材料。在实际应用中发现，聚硫密封剂与钛合金，不锈钢及丙烯酸酯型涂层等材料表面的粘接性较差。为了解决聚硫密封剂与难粘表面的粘接问题，国内外采取了多种方法。其中，最有效、最直接的方法是采用粘接底涂。粘接底涂是一种事先涂在待粘基材表面上的低粘度液状物，其在基材表面干燥后形成一层特殊的膜，这层膜充当着密封剂和基材间的“桥梁”。因此，粘接底涂可明显改善密封剂与多种基材的粘接性能，拓宽密封剂的应用范围。

目前聚硫密封剂用粘接底涂通常为有机溶剂型，含有大量有机溶剂，如汽油、乙醇、甲苯、低分子酯类等，这类有机溶剂不仅会危害环境及施工人员身体健康，还会带来产品的储运困难，需要特定的运输方式和防爆储存空间，造成运输和储存成本较高。另外，现有的底涂也不是对所有基材都效，所以亟需一种既安全环保又高效的聚硫密封剂用粘接底涂。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种聚硫密封剂用水基粘接底涂，解决传统有机溶剂型粘接底涂不环保、难贮运等问题，同时实现聚硫密封剂与多种基材的粘接稳定性，拓展其应用范围。

本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：

一种聚硫密封剂用水基粘接底涂，其组成及重量份数为：

其中所述偶联剂预混物是氨基硅烷与巯基硅烷按质量比3～5：1并在一定温度，优选40℃～60℃下搅拌一定时间，优选2～4h的混和物。优选地，所述偶联剂预混物是氨基硅烷与巯基硅烷按质量比4：1的混和物

优选地，偶联剂预混物的份数为8～15份，更优选地为10-12份。

其中所述氨基硅烷为N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或二者的混合物，当为两者的混合物时，对两者的混合比例没有要求。

所述的巯基硅烷为γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷。

所述的多巴胺为分析纯的多巴胺盐酸盐。

所述的润湿剂为硫醚类非离子润湿剂。

本发明采用去离子水替代传统粘接底涂的有机溶剂，解决了传统粘接底涂不环保、难贮运等问题，同时采用了多巴胺和硅烷偶联剂的相互配合提高了聚硫密封剂与钛合金、不锈钢及丙烯酸涂层等难粘表面的粘接性能，可进一步拓宽聚硫密封剂的应用范围。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明是通过在去离子中加入偶联剂预混物、多巴胺和硫醚类非离子润湿剂实现的，偶联剂预混物和多巴胺共同作用提高了聚硫密封剂与钛合金、不锈钢及丙烯酸涂层等表面的粘接力。使用前将水基粘接底涂涂敷到待粘表面，晾置50min左右即可涂敷聚硫密封剂。

具体地，本发明的聚硫密封剂用水基粘接底涂，它是去离子水、偶联剂预混物、多巴胺、润湿剂四个组分构成，其质量份配比为：

所述的偶联剂预混物是氨基硅烷与巯基硅烷按质量比3～5：1并在40℃～60℃下搅拌2～4h的混和物；所述的氨基硅烷为N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或二者的混合物；所述的巯基硅烷为γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷；所述的多巴胺为分析纯的多巴胺盐酸盐；所述的润湿剂为硫醚类非离子润湿剂。

上述的水基粘接底涂采用以下方法制备：首先将氨基硅烷和巯基硅烷按质量分3～5：1的配比称量后放入搅拌釜中，加热至40℃～60℃下搅拌2～4h，同时抽真空处理，然后冷却至室温即为偶联剂预混物。将偶联剂预混物、多巴胺、硫醚类非离子型润湿剂按质量份配比依次添加到去离子水中搅拌均匀即可。

实施例1：

首先将N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按质量份数配比3：1加入至反应釜中，升温至60℃，搅拌2h同时抽真空处理。然后将其冷却至室温即为偶联剂预混物。按质量份配比，将偶联剂预混物5份，多巴胺2份，硫醚类非离子型润湿剂0.1份，依次添加到100份去离子水中搅拌均匀即可出料。

实施例2：

首先将N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按质量配比5：1加入至反应釜中，升温至50℃，搅拌2h同时抽真空处理。然后将其冷却至室温即为偶联剂预混物。按质量份配比，将偶联剂预混物15份，多巴胺0.5份，硫醚类非离子型润湿剂0.5份，依次添加到100份去离子水中搅拌均匀即可出料。

实施例3：

首先将3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按质量配比4：1加入至反应釜中，升温至40℃，搅拌4h同时抽真空处理。然后将其冷却至室温即为偶联剂预混物。按质量份配比，将偶联剂预混物20份，多巴胺1份，硫醚类非离子型润湿剂0.5份，依次添加到100份去离子水中搅拌均匀即可出料。

实施例4：

首先将N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按质量配比2：2：1加入至反应釜中，升温至50℃，搅拌2h同时抽真空处理。然后将其冷却至室温即为偶联剂预混物。按质量份配比，将偶联剂预混物10份，多巴胺0.5份，硫醚类非离子型润湿剂1份，依次添加到100份去离子水中搅拌均匀即可出料。

上述水基粘接底涂在使用时可以直接涂敷在经过清洗的基材表面，经50min晾置即可涂敷聚硫密封剂。

取配制完成的粘接底涂，在清洗完毕的阳极化铝合金、钝化不锈钢、钛合金表面、丙烯酸酯涂层表面涂敷水基粘接底涂，然后按照HB5249-1993的规定制备并测试密封剂180°剥离试片，与此同时与传统NJD-3粘接底涂进行了对比，测试结果见表1。

表1粘接底涂的性能(剥离强度配合聚硫密封剂)

从表1可以看出，本发明的水基粘接底涂配合聚硫密封剂与阳极化铝合金、钝化不锈钢、钛合金表面、丙烯酸酯涂层均为100％内聚破坏，其粘接促进效果明显优于NJD-3粘接底涂，且本身溶剂为去离子水，安全环保。

1、本发明采用的偶联剂为γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或二者的混合物的预混物，其不仅在水中稳定性好，且活性基团为双氨基有利于提高对基材的附着力，而巯基则有利于提高与聚硫密封剂的附着力，从而明显提高聚硫密封剂与多种基材的粘接性能。

2、本发明采用的多巴胺不仅具有良好的水溶性且具有优异的粘附作用，是水基底涂的理想增粘剂。多巴胺是贻贝黏附蛋白的主要成分，也是贻贝与多种基材的超强粘附性的主要原因。

3、本发明采用的硫醚类非离子润湿剂，其不仅具有出色的动态表面张力和静态表面张力降低能力，还与聚硫密封剂有着良好相容性，且可生物降解。

4、本发明的粘接底涂主要溶剂为去离子水，安全环保，相对于水性聚氨酯或丙烯酸酯类底涂制备简单，无需合成。

Claims (9)

1.一种聚硫密封剂用水基粘接底涂，其组成及重量份数为：

其中所述偶联剂预混物是氨基硅烷与巯基硅烷按质量比3～5：1并在一定温度下搅拌预定时间的混和物。

2.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述偶联剂预混物是氨基硅烷与巯基硅烷按质量比4：1的混和物。

3.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述偶联剂预混物的重量份数为8～15份。

4.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述偶联剂预混物的重量份数为10～12份。

5.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述氨基硅烷为N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或二者的混合物。

6.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中巯基硅烷为γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷。

7.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述多巴胺为多巴胺盐酸盐。

8.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述润湿剂为硫醚类非离子润湿剂。

9.按照权利要求1所述的聚硫密封剂用水基粘接底涂，其中所述一定温度为40℃～60℃，预定时间为2～4h。